Das Peltonrad ist eine hocheffiziente Wasserturbine. Wasserturbinen werden zur Stromerzeugung verwendet und dienen als industrielle Energiequelle. Das Peltonrad arbeitet, indem es dem Vorwärtsimpuls des Wassers Energie entzieht. Turbinen, die dieses Verfahren zur Energiegewinnung nutzen, werden Impulsturbinen genannt.
Ein Peltonrad besteht aus zwei grundlegenden Teilen, der Turbine und der Druckleitung. Die Turbine hat die Form eines Rades. Die Felge des Rades ist mit schaufelförmigen Eimern bedeckt. Wenn Wasser auf diese Schaufeln trifft, ändert es die Richtung. Die meiste Energie des Wassers wird auf das Rad übertragen, wodurch es sich dreht.
Das Rad ist an einer Welle befestigt. Die Welle ist mit einem Generator verbunden, der die Rotationsenergie in elektrische Energie umwandelt. Wasserkraft ist eine der weltweit am häufigsten genutzten erneuerbaren Energiequellen.
Da das Peltonrad Wasser anstelle von kompressiblem Gas verwendet, kann die gesamte Energie in einem Schritt abgeführt werden. Im Gegensatz dazu erfordert die Nutzung von Dampf zur Energiegewinnung mehrere Turbinen. Nachdem der Dampf an einer Turbine arbeitet, muss er wieder verdichtet werden. Der Vorgang wird wiederholt, bis dem Dampf die gesamte Energie entzogen ist. Damit das Peltonrad seine maximale Effizienz erreicht, muss sich das Wasser doppelt so schnell bewegen wie die Eimer.
Die Druckrohrleitung ist der Apparat, der Wasser zum Rad bringt. Die Druckleitung hat eine Düse mit einer Öffnung kleiner als die Breite des Rohres. Wenn Wasser durch diese kleinere Öffnung gedrückt wird, nimmt der Wasserdruck ab, aber die Geschwindigkeit, mit der sich das Wasser bewegt, wird erhöht.
Das Peltonrad wurde in den 1870er Jahren entwickelt. Es ist nach seinem Schöpfer Lester Allan Pelton benannt. Pelton war ein amerikanischer Erfinder. Er gilt allgemein als einer der Väter der modernen Wasserkraft. 2006 wurde er in die National Inventors Hall of Fame aufgenommen.
Wasserturbinen wurden erstmals im 1800. Jahrhundert entwickelt. Sie wandeln die Energie aus bewegtem Wasser in eine für industrielle Zwecke nutzbare Form um. Moderne Wasserturbinen werden zur Stromerzeugung in Wasserkraftwerken eingesetzt.
Turbinen lassen sich in zwei Kategorien einteilen. Impulsturbinen wie das Peltonrad nutzen die kinetische Energie des Wassers, um die Turbine zu bewegen. Reaktionsturbinen sind auf den Wasserdruck angewiesen, um die Turbine zu bewegen. Dieser Turbinentyp muss vollständig in den Wasserstrom eingetaucht sein. Um effizient zu arbeiten, müssen sie auch ummantelt sein, damit die Sogwirkung erhalten bleibt.