Vom Flugzeug ins Kraftwerk: die Gasturbine

Gasturbinen sind mächtige Maschinen. In Kraftwerken treiben sie Generatoren an, die Strom erzeugen. Bild: Alstom
Gasturbinen sind mächtige Maschinen. In Kraftwerken treiben sie Generatoren an, die Strom erzeugen. Bild: Alstom

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Die Zukunft gehört den umweltfreundlichen Energien wie Sonne und Wind. Aber auf dem Weg zu einer sauberen Energieversorgung gibt es natürlich auch „Etappenziele“. Denn der Weg dorthin ist weit – und selbst die kleinsten Schritte zum Ziel sind wichtig. Ein solches Etappenziel ist die Verbesserung der „klassischen“ Verfahren zum Beispiel in Gasturbinen-Kraftwerken.

Bei „Turbinen“ denkt man oft zuerst an Flugzeug-Triebwerke. Aber tatsächlich werden Turbinen weltweit auch in Kraftwerken eingesetzt. Dabei funktionieren sie prinzipiell genauso wie in der Luftfahrt. Nur dass sie erstens im Kraftwerk viel größer sind und natürlich zweitens nicht fliegen. Statt den nötigen Schub zu erzeugen, damit ein Flugzeug abhebt und fliegt, drehen sich die Turbinen im Kraftwerk, um einen Generator anzutreiben und so Strom zu liefern.

Kompakt & wissenswert
  • Wer hat die Gasturbine erfunden?
    Das Prinzip der Gasturbine wurde bereits 1791 von einem Mann namens John Barber erfunden. Allerdings funktionierte seine Erfindung damals noch nicht wirklich. Wahrscheinlich war das Material, das zur Verfügung stand, noch nicht so geeignet. Erst weit über hundert Jahre später – nämlich 1939 – entstand in der Schweiz die erste Gasturbinen-Anlage.

Teamwork aus Gas und Dampf

In vielen Kraftwerken werden Gasturbinen zur Stromerzeugung eingesetzt. In Zukunft sollen sie noch wirksamer und sauberer sein. Bild: Siemens
In vielen Kraftwerken werden Gasturbinen zur Stromerzeugung eingesetzt. In Zukunft sollen sie noch wirksamer und sauberer sein. Bild: Siemens

Heutzutage sind die Gasturbinen in einem Kraftwerk eine sehr ausgereifte Technik: komplizierte Maschinen, groß, mächtig und leistungsfähig. Ingenieurskunst eben. Das Material, aus dem die Turbine besteht, muss dabei Temperaturen von über 1.000 Grad aushalten – und allein solche Werkstoffe zu entwickeln, ist schon eine beachtliche Leistung.

Gasturbinen-Kraftwerke sind sehr zuverlässig. Allerdings haben sie nur einen Wirkungsgrad von maximal gut 40 Prozent, setzen also nur einen Teil der Energie in Strom um. In Kombination mit einem Dampf-Kraftwerk sieht das Ganze aber schon anders aus. Ein „Kombi-Kraftwerk” – das Teamwork aus Gas- und Dampf-Kraftwerk kürzt man oft GuD ab – nutzt die heiße Abgasluft der Turbinen, um Dampf zu erzeugen. Dieser Dampf treibt anschließend eine Dampfturbine an. Auf diese Weise lässt sich der Wirkungsgrad auf bis zu 60 Prozent steigern – einfach weil die erzeugte Wärme, die sonst einfach „verpuffen”würde, ebenfalls genutzt wird, um Strom zu erzeugen. So holt man aus derselben Menge Energie, die man eingesetzt hat, viel mehr heraus. GuD-Kraftwerke zählen damit zu den effizientesten Kraftwerken.

Weniger Schadstoffe, größere Wirkung

Große Gasturbinen haben eine enorme Leistung von bis zu 340 Megawatt – das sind 340 Millionen Watt! Bild: Alstom
Große Gasturbinen haben eine enorme Leistung von bis zu 340 Megawatt – das sind 340 Millionen Watt! Bild: Alstom

Ein anderer Typ von Kraftwerken könnte in einigen Jahren einen neuen Rekord erzielen, was den Wirkungsgrad bei der Stromproduktion betrifft. Hybrid-Kraftwerk nennt sich das Konzept, an dem die DLR-Wissenschaftler arbeiten. Untersucht wird dabei die Kombination von Gasturbine und Brennstoffzelle. Der Clou daran: Die heißen Abgase, die in der Brennstoffzelle quasi „nebenbei“ entstehen, können der Turbinenkammer zugeführt werden und nochmals Strom erzeugen.