Das Überlastverhalten von oberschlächtigen Wasserrädern

Oberschlächtige Wasserräder sind durch einen hohen Wirkungsgrad über einen weiten Bereich von Durchflüssen gekennzeichnet. Hierbei wurde bisher immer von einem drehzahlstarren Betrieb des Wasserrades ausgegangen, um eine einfache und kostengünstige Wasserkraftanlage zu erhalten. Kostengünstig ist das oberschlächtige Wasserrad, weil man meist auf einen Rechen und somit auf eine Rechenreinigungsanlage verzichten kann. Zudem ist der Betrieb über eine einfache Zulaufrinne möglich und die Drehzahl wird gewöhnlich über die starre Drehzahl des Generators festgelegt. Auf diese Weise erhält man eine besonders einfach gebaute und robuste Wasserkraftmaschine, die über Jahrzehnte stabil funktionieren wird. Wie agiert man, wenn ein oberschlächtiges Wasserrad durch scheinbar zu viel Wasser angeströmt wird und so nicht seine gewünschte Leistungsfähigkeit entwickelt, also überlastet ist? Wie kann hier Abhilfe geschaffen werden? Dieser Fragestellung soll in diesem Artikel anhand eines Wasserrades an einem Standort in Sachsen nachgegangen werden. Es werden entsprechende Gleichungen abgeleitet, die entsprechend vorgerechnet werden.