Schwerer Start für die Kaplan-Turbine

An der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert waren zwei Turbinentypen weit verbreitet: die Pelton- und Francis- Turbine. Ihre Nachteile: Für Laufkraftwerke eignen sie sich nur mäßig. Aufgrund der geringen Drehzahl musste oft zwischen Turbine und Generator ein Getriebe angeordnet werden. Und mit sinkender Wassermenge sank auch die Erzeugung.

Die Kaplan-Turbine ist geboren

Kaplans bahnbrechende Erfindung ist eine Wasserturbine mit einstellbaren Laufschaufeln, die für Flüsse mit großen Wassermengen und geringen bis mittleren Gefällen geeignet ist. Also ideal für jene Bedingungen, wie sie zum Beispiel im österreichischen Abschnitt der Donau vorherrschen.

1912 und 1913 meldete Kaplan vier seiner Haupterfindungen nacheinander zum Patent an:
-    das Leitrad für Turbinen mit primär axial angeströmtem Laufrad; 28. Dezember 1912: ÖP Nr. 74388
-    einstellbare Ausführung der Laufschaufeln; 7. August 1913: ÖP Nr. 74244
-    die Gestaltung des schaufellosen Raums zwischen dem Leit- und Laufrad
-    die kammerlose Ausführung der Laufschaufeln

Aufgrund dieser bahnbrechenden Erfindungen wurde er 1912 auch zum ao. Professor und 1918 zum ordentlichen Professor für Wasserkraftmaschinen an der technischen Hochschule in Brünn ernannt.

1918 schließlich entstand die erste Kaplan-Turbine der Welt (Durchmesser: 60 cm, Leistung: 26 kW,) in Brünn, im Jahr darauf ging sie in einer Börtel- und Strickgarnfabrik in Niederösterreich in Betrieb. Sie wurde bis 1955 genutzt und kann seither im Technischen Museum Wien bewundert werden.

Weltweit durchgesetzt hat sich die Kaplan-Turbine erst später: Seit der Realisierung einer Version von 5,7 m Laufdurchmesser für ein schwedisches Großkraftwerk begann ihr Siegeszug bei Wasserkraftwerken mit niedrigem Gefälle. Zurzeit sind weltweit Tausende von Kaplan-Turbinen im Einsatz.

Beeindruckende Dimensionen

Kaplan-Turbinen und speziell die Schaufeln des Laufrades können beeindruckende Größen erreichen. Im Donaukraftwerk Freudenau z. B. haben die Laufräder einen Durchmesser von rund 8 Metern.

6 Stück dieser gigantischen Rohr-Turbinen sind in Freudenau im Einsatz, eine einzige schluckt in der Sekunde 500 Kubikmeter Wasser - ungefähr das Volumen eines kleinen Einfamilienhauses. Eine Rohrturbine versorgt rund 50.000 Haushalte ganzjährig mit Strom.