Das (Schau)-Kraftwerk Forstsee
Der Wörthersee in Kärnten ist als Urlaubsregion, als alljährlicher Treffpunkt getunter Automobile und nicht zuletzt durch eine TV-Serie mit Roy Black weltbekannt. Hier befindet sich auch das älteste Pumpspeicherkraftwerk Kärntens: Das Kraftwerk Forstsee. Es ist der kleine Speichersee, etwa 160 m über dem Wörthersee, der dem Kraftwerk seinen Namen gibt.
Wieviel Energie steckt im Wasser?
Welches Energiepotenzial ein Gewässer in sich birgt, hängt von verschiedenen Faktoren ab: Zum einen speichert hoch gelagertes Wasser potenzielle Energie, während das fließende Gewässer kinetische Energie speichert.
Pelton-Turbine
Wenn man heute von einer Freistrahlturbine spricht, meint man in der Regel die Pelton-Turbine, benannt nach dessen Erfinder Lester Allan Pelton. Eingesetzt wird die Pelton-Turbine vor allem bei großen Fallhöhen. Obwohl dadurch ein sehr hoher Druck im Zulaufrohr herrscht, gehört die Pelton-Turbine zu den Gleichdruckturbinen. Das liegt daran, dass der hohe Druck im Fallrohr am Düsenaustritt in einen Strahl mit hoher Geschwindigkeit (mehrere hundert km/h sind realistisch) umgesetzt wird. Der Wasserstrahl trifft dabei unter Atmosphärendruck auf die becherförmigen Doppelschaufeln. Das bedeutet, dass der Eintrittsdruck auf dem Laufrad gleich dem Austrittsdruck ist.
Kaplan-Turbine
Während die Francis-Turbine nur noch selten im Mittel- und Niederdruckbereich eingesetzt wird, spielt die Kaplan-Turbine in ihren verschiedenen Bauformen insbesondere in Flusskraftwerken heute eine dominante Rolle. Sie basiert auf einer Entwicklung des Österreichers Viktor Kaplan (1876-1934). Zu Kaplans Verdiensten gehörte die Weiterentwicklung der Propellerturbine mit einem steuerbaren Laufrad, was letztlich zu der nach ihm benannten Turbine führte. Darüber hinaus entdeckte er die Kavitation, die ein maßgebliches Problem bei Überdruckturbinen ist und zu deren Verschleiß führt.
Francis-Turbine
Die Francis-Turbine wurde erfunden von James Bicheno Francis. Sie gehört zu den Überdruckturbinen. Das bedeutet, dass das Wasser mit einem größeren Druck auf das Laufrad trifft als es dieses verlässt. Durch ein Saugrohr am Turbinenausgang wird zusätzlich ein Unterdruck erzeugt und damit die Druckdifferenz bzw. – auf die Höhenverhältnisse übertragen – die Nettofallhöhe vergrößert. Zwei verschiedene Bauformen kommen zum Einsatz: