Turbine

Bei einer Turbine handelt es sich um eine Strömungsmaschine, welche die thermodynamische Energie eines strömenden Gases oder einer Flüssigkeit in eine Rotationsbewegung umsetzt, die wiederum als mechanische Antriebsenergie genutzt werden kann. Oft werden Turbinen z.B. bei der Erzeugung von elektrischer Energie eingesetzt. Sie gehören mit ihren teilweise imposanten Ausmaßen zu den größten von Menschenhand konstruierten Maschinen.

Wie funktionieren Turbinen?

Turbinen weisen mindestens zwei gegenüberliegende Schaufeln auf, die auf einer Achse montiert das sogenannte Laufrad oder Schaufelrad bilden. Die Schaufeln haben ein gekrümmtes Profil, d.h. die Form ihres Querschnitts in Strömungsrichtung ist gekrümmt. Ihre Form ähnelt damit der Form von Flugzeugtragflächen. Durch die Umströmung dieser Schaufeln entsteht eine Druckdifferenz zwischen deren Vorder- und Rückseite und die Energie des strömenden Fluids geht auf die Schaufeln über. Dadurch wird wiederum die Turbinenwelle, auf der die Schaufeln montiert sind, in eine Drehbewegung versetzt. Diese Bewegung kann z.B. genutzt werden, um einen Generator anzutreiben und so elektrischen Strom zu gewinnen.

Welche Arten von Turbinen gibt es?

Es gibt Wasserturbinen, Dampfturbinen und Gasturbinen. Während bei einer Wasserturbine fließendes Wasser die Schaufelräder in Bewegung setzt und damit die Drehbewegung erzeugt, ist bei der Dampfturbine heißer Wasserdampf dafür verantwortlich. Die Gasturbine wird von heißem Gas angetrieben, das durch die Verbrennung von energiereichen Brennstoffen entsteht. Oft wird hierfür Erdgas oder Biogas genutzt.

Wo werden Turbinen eingesetzt?

Haupteinsatzgebiet von Turbinen sind Kraftwerke. Dampfturbinen lassen sich mithilfe verschiedener Energiequellen betreiben und werden beispielsweise in Kernkraftwerken, Kohlekraftwerken und Biomassekraftwerken verwendet. Gasturbinen werden u.a. in modernen Gas-/Dampf-Kombikraftwerken eingesetzt und sorgen dort zusammen mit Dampfturbinen für eine hohe Energieeffizienz. Denn während die Gasturbinen im Hochtemperaturbereich arbeiten, gewinnen die nachgelagerten Dampfturbinen Energie bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen: Gasturbinen arbeiten mit Temperaturen von bis zu 2000 °C. Bei Dampfturbinen liegt die Temperatur maximal bei 600 °C.