Turbine

Ein Schaufelrad ist der Kern einer Turbine. Wasser, Wind, Dampf oder Gas treiben es an. Dadurch dreht sich die Achse.

Die Turbine ist eine Maschine, die durch Wasser, Wind, Dampf oder Gas angetrieben wird. Dadurch beginnt sich der innere Teil um die eigene Achse zu drehen. Das lateinische Wort „turbare“ bedeutet: drehen. Mit der Turbine wird ein Generator verbunden, der macht elektrischen Strom.

Das Feuer war die erste Naturkraft, welche der Mensch für seine Bedürfnisse nutzte. Die zweite war die Nutzung der Wasserkraft: Damit ließen sich Pumpen, Mühlen, riesige Hämmer und vieles anderes mehr betreiben. Sie ersetzten die Kraft von Menschen oder von Tieren.

Turbinen sind heute so wichtig, weil sie fast den gesamten elektrischen Strom auf der Welt herstellen. Dies gilt auch für Atomkraftwerke und Kohlekraftwerke. Ohne Turbinen kann man elektrischen Strom fast nur mit Solarpanels herstellen. Das gibt es erst seit recht kurzer Zeit.

Wie kam es zu den heutigen Turbinen?

Durch seine Fliessgeschwindigkeit und sein Gewicht treibt das Wasser dieses Wasserrad an. Daraus entwickelten sich die heutigen Turbinen.

Vermutlich gab es in der Antike bereits Windräder. Sie wurden als Windmühlen genutzt. Ganz sicher sind sich die Wissenschaftler aber nicht, wann und wo diese Erfindung gemacht wurde.

Bereits 300 Jahre vor Christus bauten die Griechen Wasserräder. Diese pumpten Wasser aus Brunnen oder Flüssen auf die Felder, damit die Pflanzen nicht verdorrten. Sie bauten aber auch bereits Mahlsteine an Wasserräder und konnten damit Getreide zu Mehl mahlen. Dies waren die ersten Mühlen, die ohne Menschenkraft oder Tierkraft arbeiteten.

Die Archäologen haben auch in Deutschland ein sehr altes Wasserrad gefunden. Es stammt aus der Zeit vor der Geburt von Jesus und gehörte zu einer Mühle. In der folgenden Zeit breiteten sich Mühlen mit Wasserrädern in ganz Europa aus.

Im 12. Jahrhundert waren Wasserräder weit verbreitet. Mit ihrer Kraft mahlten die Menschen nicht nur Getreide, sondern sie pressten Öl aus, zersägten Baumstämme zu Balken und Brettern, schliffen Werkzeuge und Messer oder hämmerten Eisen zu Stahl.

Auch für die Herstellung von Papier wurden Wasserräder eingesetzt. Stoffe wurden mit Wasserkraft behämmert, damit sie reißfester wurden oder verfilzten. Im Bergbau trieben die Ingenieure Eimer mit Wasserkraft an, um das Erz aus der Tiefe zu holen.

Die Wasserräder wurden ständig weiterentwickelt. Zudem standen sie nicht mehr frei irgendwo, sondern das Wasserrad stand in einem engen Kanal. So konnte kein Wasser ungenutzt neben dem Wasserrad hindurchfließen. Auch die Form der Schaufe]n wurde laufend verbessert. Auf diese Weite baute man im 19. Jahrhundert die ersten Wasserturbinen. Es ist jedoch schwierig zu sagen, wann ein Wasserrad noch ein Wasserrad ist oder bereits eine Turbine. Die Schaufeln der modernen Windturbinen sehen eher aus wie Flugzeugflügel.

Welche Arten von Turbinen gibt es?

Modernes Turbinenhaus in den USA

Es kommt darauf an, womit die Turbine angetrieben wird. Bei den Wasserturbinen gibt es zwei verschiedene Systeme: Die einen stehen in einem Fluss mit einer Staumauer. Da gibt es sehr viel Wasser, aber es fällt nicht weit herunter. Es fliesst auch langsam. Diese Turbinen haben wenige Schaufeln wie bei einer Schiffsschraube, aber sie sind riesig.

Die anderen Wasserturbinen stehen in den Bergen. Der Stausee liegt hoch oben. Dort fliesst viel weniger Wasser durch die Röhren herunter, dafür kommt es mit einem sehr hohen Druck und mit einer hohen Geschwindigkeit in die Maschine. Diese Turbine hat mehr Schaufeln, dafür sind sie kleiner.

Atomkraftwerke und Kohlekraftwerke machen Wasser heiß. Dadurch entsteht Dampf. Der drückt aus dem Behälter heraus und treibt die Dampfturbine an. Diese hat sehr viele Schaufeln, dafür sind sie recht klein. Diese Turbinen sehen einem Flugzeugtriebwerk schon ähnlich.

Gasturbinen sind den Flugzeugtriebwerken noch ähnlicher. Sie haben noch mehr und noch kleinere Schaufeln. Bevor das Gas und die Luft in die Turbine gelangen, wird das Gemisch zusammengepresst. So wird die Turbine noch stärker.

Die heutigen Windturbinen haben nur drei Flügel. Man nennt sie Rotorblätter. Ihre Form sieht den Flugzeugflügeln sehr ähnlich und sie können bis zu 100 Meter lang sein.