Ein Rohr leitet der Pelton-Turbine in einer Wasserkraftanlage Wasser zu

Wasser­kraftwerke

Strom aus Wasserkraft

Wasserkraft ist eine der ältesten erneuerbaren Energieträger. In einem Wasserkraftwerk wird die potenzielle Energie eines Wasserreservoirs genutzt, um regenerativen Strom zu erzeugen. Das Wasser wird dafür in einem höher gelegenen Stausee gespeichert. Dieses Wasser wird dann durch große Rohre und Stollen vom Speichersee abwärts zum Kraftwerk geleitet. Dort strömt das Wasser in eine Turbine, welche einen elektrischen Generator antreibt. Auf diese Weise wird die mechanische Energie des Wassers in elektrische Energie umgewandelt. Diese kann im Anschluss in lokale Netze eingespeist werden. Die Versorgung der Endabnehmer erfolgt durch die entsprechenden Stromnetzbetreiber.

Energieerzeugung
in drei Stufen

Das Wasser für den Betrieb der Westringkaskade entstammt der Talsperre Schmalwasser im Thüringer Wald. Im dortigen Schieberhaus wird es zum ersten Mal verstromt. Danach wird das Wasser über einen Stollen zunächst der Talsperre Tambach-Dietharz zugeleitet, bevor es im natürlichen Gefälle weiter nach Gotha-Kleiner Seeberg fließt. Hier wird mit dem Wasser zum zweiten Mal Strom erzeugt. In einem 250 Kubikmeter fassenden Schwallwasserbehälter beruhigt sich das Wasser, bevor es seine letzte Etappe nach Erfurt antritt. Dort angekommen, treibt das eintreffende Wasser eine dritte Turbine an.

Zentrale Steuerung
der Turbinen

Die Steuerung der Turbinen in Schmalwasser, Gotha-Kleiner Seeberg und Erfurt erfolgt in Abhängigkeit von der in der Talsperre Schmalwasser zur Verfügung stehenden Wassermenge. Daneben bestimmt die vorhandene Fallhöhe des Wassers, welche Turbinenart zur Stromerzeugung zum Einsatz kommt. Moderne Turbinen erzielen dabei einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent. Der Durchfluss wird über die zentrale Leitwarte der Thüringer Fernwasserversorgung in Luisenthal gesteuert.

Die Francis-Turbine

Am Standort Gotha-Kleiner Seeberg kommt eine Francis-Turbine zum Einsatz. Das Wasser wird der Turbine durch eine schneckenförmige Spirale zugeleitet, die sich nach innen hin verkleinert. Das Spiralgehäuse aus Stahl dient der gleichmäßigen Verteilung der Wassermenge auf den Leitapparat. Die kreisförmig um das Laufrad angeordneten, winkelbeweglichen Leitschaufeln stellen den Wasserdurchfluss ein und bestimmen somit die Leistung der Turbine. Ein in Verlängerung der Turbinenachse angebrachtes Saugrohr verzögert den Wasseraustritt aus dem Laufrad, wodurch die Restenergie des ausströmenden Wassers ausgenutzt werden kann.

Die Pelton-Turbine

Herzstück der Wasserkraftanlage in Erfurt ist eine Pelton-Turbine. Typisch für diese Turbinenart ist das Laufrad mit in der Mitte durch eine Schneide geteilten Bechern. Mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 Stundenkilometern trifft der aus zwei Düsen austretende Wasserstrahl auf diese halbkugelförmigen Schaufeln. Die Becherform mit mittiger Schneide teilt den Wasserstrom und lenkt ihn um knapp 180 Grad zurück. Damit kann die Bewegungsenergie des Wassers nahezu verlustfrei an das rotierende Laufrad abgegeben werden.

Knapp 20 Mio. Kilowattstunden Strom
im Jahr

Die Thüringer Fernwasserversorgung hat sich zum Ziel gesetzt, alle wirtschaftlich nutzbaren Wasserkraftpotenziale zu erschließen und somit einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Mit Inbetriebnahme der Westringkaskade kann die TFW ihre vielfältigen Aufgaben ab 2020 erstmals bilanziell CO₂-neutral erfüllen, das heißt, das Unternehmen erzeugt mehr regenerativen Strom als es verbraucht. Die Thüringer Fernwasserversorgung betreibt insgesamt zehn Wasserkraftanlagen mit einer Gesamterzeugung von circa 19,8 Mio. Kilowattstunden pro Jahr. Die Westringkaskade ist dabei mit circa 57,6 Prozent an der gesamten Stromerzeugung der TFW beteiligt.