RP-Energie-Lexikon
fachlich fundiert, unabhängig von Lobby-Interessen
www.energie-lexikon.info

Turbogenerator

Definition: ein elektrischer Generator, der direkt von einer Turbine angetrieben wird

Kategorien: elektrische Energie, Kraftmaschinen und Kraftwerke

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 27.12.2014; letzte Änderung: 14.03.2020

Ein Turbogenerator ist eine spezielle Bauform eines elektrischen Synchrongenerators, d. h. eine Maschine, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Turbogeneratoren sind als Vollpolmaschinen so ausgeführt, dass sie mit einer relativ hohen Drehzahl betrieben werden können – beispielsweise mit 3000 Umdrehungen pro Minute, wenn die Netzfrequenz 50 Hz beträgt. Dadurch kann ein Turbogenerator z. B. direkt mit einer Dampfturbine oder einer Gasturbine angetrieben werden, ohne dass ein Getriebe benötigt würde. Der englische Begriff turbo generator ist nicht gleichbedeutend, sondern bezeichnet die Kombination einer Turbine mit einem Generator.

Wegen der vergleichsweise hohen Drehzahl und deshalb starken Fliehkräfte haben Turbogeneratoren nur relativ geringe Durchmesser in der Größenordnung von ein bis zwei Metern. Für die typischerweise sehr hohen Leistungen von Dutzenden von Megawatt oder teils sogar weit über einem Gigawatt ergeben sich dann relativ lang gestreckte zylindrische Bauweisen. Solche Turbogeneratoren werden in praktisch allen Großkraftwerken angewandt, insoweit es sich um Wärmekraftwerke (z. B. Kohle-, Gaskraftwerke oder Kernkraftwerke) handelt. Dagegen werden beispielsweise in Wasserkraftwerken in der Regel mit vielpoligen Generatoren verwendet, die bei wesentlich niedrigeren Drehzahlen arbeiten.

Grundprinzip des Turbogenerators

Das Grundprinzip des Turbogenerators ist das des Innenpol-Synchrongenerators. Der Rotor enthält also eine Erregerwicklung, die mit Gleichstrom gespeist wird. Der Gleichstrom wird entweder über Bürsten von außen von einer Stromrichteranlage her zugeführt oder mit einer Außenpolmaschine und einem mit rotierenden Gleichrichter erzeugt. Die Nutzenergie wird in Form von Drehstrom den Wicklungen des Stators entnommen, und zwar mit einer Effektivspannung von vielen Kilovolt (bis zu 27 kV) und einer elektrischen Stromstärke von etlichen Kiloampere (kA).

Der Wirkungsgrad großer Turbogeneratoren (mit hunderten von Megawatt oder mehr) liegt sehr hoch – in der Größenordnung von 99 %. (Nur deutlich weniger als 1 % der erzeugten Leistung wird für die Erregung des Rotors benötigt.) Trotzdem entsteht eine nennenswerte Menge von Wärme aufgrund der unvermeidbaren Energieverluste, die durch ein leistungsfähiges Kühlsystem (z. B. mit Wasserstoff als Kühlmedium) abgeführt werden muss.

Falls eine wesentliche Schieflast auftritt (d. h. eine ungleiche Belastung der verschiedenen Drehstrom-Wicklungen), treten Wirbelströme im Stahlkern des Rotors auf, die die thermische Belastung des Rotors stark erhöhen und unter Umständen sogar zu dessen Zerstörung führen könnten. Ebenfalls kritisch wäre eine wesentliche Erhöhung der Drehzahl beispielsweise als Folge eines plötzlichen Lastabfalls; in solchen Fällen ist eine Schnellabschaltung der Turbine nötig. Wenn solche kritischen Situationen zuverlässig beherrscht werden, kann ein Turbogenerator aber für viele Jahrzehnte mit relativ geringem Wartungsaufwand arbeiten.

Fragen und Kommentare von Lesern

Hier können Sie Fragen und Kommentare zur Veröffentlichung und Beantwortung vorschlagen. Über die Annahme wird der Autor des RP-Energie-Lexikons nach gewissen Kriterien entscheiden. Im Kern geht es darum, dass die Sache von breitem Interesse ist.

Wenn Ihnen hier geholfen wird, möchten Sie sich vielleicht mit einer Spende revanchieren, mit der Sie die weitere Entwicklung des Energielexikons unterstützen.

Datenschutz: Bitte geben Sie hier keine personenbezogenen Daten ein. Wir würden solche allerdings ohnehin nicht veröffentlichen und bei uns bald löschen. Siehe auch unsere Datenschutzerklärung.

Wenn Sie eine persönliche Rückmeldung oder eine Beratung vom Autor wünschen, schreiben Sie ihm bitte per E-Mail.

Ihre Frage oder Ihr Kommentar:

Ihr Hintergrund (freiwillige Angabe):

Spam-Prüfung:

  (Bitte die Summe von fünf und zwölf hier als Ziffern eintragen!)

Mit dem Abschicken geben Sie Ihre Einwilligung, Ihre Eingaben gemäß unseren Regeln hier zu veröffentlichen.

Siehe auch: Generator, Kraftwerk, Großkraftwerk, Dampfturbine, Gasturbine
sowie andere Artikel in den Kategorien elektrische Energie, Kraftmaschinen und Kraftwerke

preview

Wenn Ihnen diese Website gefällt, teilen Sie das doch auch Ihren Freunden und Kollegen mit – z. B. über Social Media durch einen Klick hier:

Diese Sharing-Buttons sind datenschutzfreundlich eingerichtet!

Code für Links auf anderen Webseiten

Wenn Sie einen Link auf diesen Artikel anderswo platzieren möchten (z. B. auf Ihrer Website, Social Media, Diskussionsforen oder in der Wikipedia), finden Sie hier den benötigten Code. Solche Links können z. B. für Worterklärungen sehr nützlich sein.

HTML-Link auf diesen Artikel:

<a href="https://www.energie-lexikon.info/turbogenerator.html">
Artikel über Turbogenerator</a>
im <a href="https://www.energie-lexikon.info/">RP-Energie-Lexikon</a>

Mit Vorschaubild (siehe den Kasten direkt über diesem):

<a href="https://www.energie-lexikon.info/turbogenerator.html">
<img src="https://www.energie-lexikon.info/previews/turbogenerator.png"
alt="Artikel" style="width:400px"></a>

Falls Sie es für angemessen halten, einen Link in der Wikipedia zu setzen, z. B. unter "==Weblinks==":

* [https://www.energie-lexikon.info/turbogenerator.html
Artikel über 'Turbogenerator' im RP-Energie-Lexikon]