Die Kaplan-Turbine
Die aufstrebende Elektizitätswirtschaft stellte am Ende des 19. Jahrhunderts immer höhere Ansprüche an die Schnellläufigkeit der Turbinen und an ihre Wirkungsgrade.
Drehstromgeneratoren benötigen bestimmte Antriebsdrehzahlen, die mit den zu langsam laufenden Turbinen nur durch zwischenschalten von teuren, wartungsaufwendigen Getrieben erreicht werden konnten. Insbesonders bei kleinen Fallhöhen und großen Wassermengen wie bei Flüssen, waren die erreichten Turbinendrehzahlen viel zu gering.
Kaplan versuchte zuerst die Francis-Turbine schneller zu machen und konnte deren spezifische Drehzahl tatsächlich auf 450 - 500 U/min steigern, was aber noch immer zu gering war. Dieser Umstand führte nach mehreren tausend Versuchen mit kleinen Modellrädern zur Entwicklung von Propellerrädern mit fixen Schaufeln und dann zur "Geburt" der Kaplan-Turbine, welche verstellbare Laufradschaufeln hat und spezifische Drehzahlen von bis zu 1200 U/min erreichte. Die Verstellbarkeit der Schaufeln erlaubt, im Gegensatz zu Francis- und Propellerturbinen, einen fast gleichbleibend hohen Wirkungsgrad über einen weiten Bereich der Durchflussmenge.
Die erste Kaplan-Turbine der Welt entstand durch die Zusammenarbeit von Viktor Kaplan mit der Stahlgießerei und Maschinenbaufirma Storek in Brünn. Sie ging im Jahre 1919 in Velm in Betrieb.Kaplan-Turbinen wurden bis zu den dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts ausschließlich für die Nutzung niedriger, unter 10 - 15 m liegender Fallhöhen verwendet.
1925 ging die damals größte Wasserturbine der Welt in Lilla Edet (Schweden) in Betrieb. Mit dem Kraftwerk Lilla Edet begann der eigentlich Siegeszug der Kaplan-Turbine um die Welt.
Ab 1930 gehen dann die Turbinenfabriken auf Grund des hervorragenden Wirkungsgrades der Kaplan-Turbinen zu einem förmlichen Wettlauf zur Erzeugung von Kaplan-Turbinen hoher Leistung für Fallhöhen von auch über 30 Metern über.
Im Bild ganz oben das Laufrad einer Kaplan-Turbine. Darunter ein Querschnitt durch das Krafthaus in Freudenau.