Funktion

Bei einem Laufwasserkraftwerk wird die Strömung eines Flusses zur Stromerzeugung genutzt. Sie besitzen keine Speichermöglichkeit, das Flusswasser wird direkt zur Turbine geleitet. Diese Art von Kraftwerk besitzt meist eine geringe Fallhöhe und eine große Durchflussmenge. Durch eine Wehranlage können jedoch Durchfluss und Fallhöhe gesteigert werden. Die Stromerzeugung ist rund um die Uhr möglich. Durch die meist geringere Turbinen- und somit Generatordrehzahl sind Kraftwerke dieser Bauform sehr langlebig.Die größten Leistungsschwankungen sind auf die von der Jahreszeit abhängigen Wassermenge zurückzuführen.

Die erstmals 1873 in Betrieb genommene Francisturbine kann unter folgenden Voraussetzungen eingesetzt werden: Fallhöhen zwischen 15 und 720 m sowie Wasserströme bis 900 m³/s verarbeitet werden. Dabei werden Maschinenleistungen von bis zu 1.000MWerreichtBei der Francisturbine wird das Wasser über einen Leitapparat auf das Laufrad geführt.Dabei strömt das Wasser radial auf die feststehenden, räumlich gekrümmten Laufschaufeln ein und axial wieder aus.Die Regelung erfolgt ausschließlich über den Leitapparat, was gegenüber Kaplanturbinen zu einem schlechteren Teillastverhalten führt.Die Francisturbine verfügt über ein Saugrohr, in dem der Druck nach dem Laufrad künstlich herabgesetztund so ein höherer Turbinenwirkungsgrad erreicht wird. Vor der Entwicklung der Kaplanturbine wurden Francisturbinen auch dort eingesetzt, wo heute, wegen des besseren Wirkungsgrades, Kaplanturbinen Verwendung finden.Viele dieser Anlagen sind heute noch in Betrieb. Eine kleinere, einfachere und damit kostengünstigere Bauform der Francisturbine ist dieFrancisschacht- oder Kammerturbine, die vor allem für Kleinwasserkraftwerke Verwendung findet.Sie wird für Fallhöhen bis etwa fünf Meter eingesetzt und erlaubt daher den Verzicht des Spiralgehäuses.Das Spiralgehäuse wird durch eine einfache Turbinenkammer mit rechteckigem Querschnitt ersetzt.Dieser Turbinentyp wird lediglich mit verstellbaren Leitschaufeln, Laufrad und Saugrohr gebaut, wobei das Reguliergestänge des Leitrades offen im Oberwasser liegt.