Meilenstein: Der Dynamo - Die Kraftstation

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Die praktische Anwendung des Dynamos: die "Kraftstation"
Um Elektrizität in so großer Menge zur Verfügung zu stellen, dass damit mehrere Straßenbahntriebwagen versorgt werden können, sind natürlich erheblich größere Dynamomaschinen oder "Generatoren" erforderlich, als das Exemplar, das auf dem Foto der ersten von Werner v. Siemens konstruierten Maschine abgebildet ist. Die Generatoren wurden dann von Dampfmaschinen angetrieben, die zur damaligen Zeit die einzig funktionsfähigen Wärmekraftmaschinen darstellten, die die nötige Leistung besaßen. Diese Dampfmaschinen-/Generator-Anordnung, die später als "E-Werk" (für: Elektrizitätswerk) bezeichnet worden wäre oder heute Kraftwerk genannt würde, hatte damals den Namen "Kraftstation". Während sich der Begriff "Dampfmaschine" einfach anhört, verbirgt sich dahinter tatsächlich aufwändige Technik: Verfeuert wurde üblicherweise Kohle, die beständig angeliefert, gelagert und kontinuierlich der Feuerungsanlage zugeführt werden muss. Diese heizt dann wiederum den Dampfkessel, worauf sich noch eine Kondensations- und Kühlanlage anschließt. Der so gewonnene Wasserdampf treibt über die Kolben die eigentliche Dampfmaschine und diese letztlich die Dynamomaschine an. Dabei waren verschiedene Probleme zu lösen. Beispielsweise musste die Dampfmaschine in der Lage sein, "elastisch" auf schnelle Lastwechsel reagieren zu können, die je nach Verbrauch von Elektrizität auftreten. Dieser hängt wiederum davon ab, ob eine Bahn gerade beschleunigt, rollt oder bremst, und tritt folglich im schnellen Wechsel auf, und das umso stärker, je mehr Triebwagen versorgt werden müssen. Entsprechend der wechselnden Last schwankte auch der Verbrauch von Dampf, der ständig in ausreichender Menge vom Kessel bereit gestellt werden musste. Nicht zuletzt sollte auch eine möglichst vollkommene Rauchverbrennung erreicht werden, da die Kraftstationen oft in dicht besiedelten Gegenden errichtet werden mussten. Neben den genannten Bestandteilen enthielten die Kraftstationen noch einige Schaltapparaturen, um sie vor Kurzschlüssen zu schützen und die Spannung je nach Belastung auf den gewünschten Wert einstellen zu können. Für Straßenbahnbetriebe mit vielen Triebwagen oder einem ausgedehnten Netz waren gleich mehrere Kraftstationen nötig.
Auch für den Betrieb der der ersten elektrischen Bahn der Welt war natürlich eine Kraftstation erforderlich.

Für König Ludwig II.: Das erste Kraftwerk der Welt
Im Königreich Bayern entstand 1878 das erste Kraftwerk der Welt: Bayerns "Märchenkönig" Ludwig II. wollte die Venusgrotte seines Schlosses Linderhof "märchenhaft" elektrisch illuminiert haben. Bereits ein Jahr bevor Thomas Alva Edison erste Erfolge mit den von ihm konstruierten Glühlampen vorweisen konnte, wurden in der Höhle Kohlebogenlampen installiert, die von 24 Dynamomaschinen mit Strom versorgt wurden. Die Anlage stammte von Sigmund Schuckert, der seine Dynamos nach dem Prinzip von Werner v. Siemens konstruierte, die aber leistungsfähiger und preiswerter als die von Siemens waren.

"Wasserkraft" vs. Dampfmaschine
Wenn sich in der Nähe einer Kraftstation ein geeignetes Gewässer befand, das entweder die nötige Fließgeschwindigkeit besaß oder angestaut werden konnte, um eine Turbine anzutreiben, dann waren damals auch schon Wasserkraftwerke üblich. Die Turbine sorgte in diesem Falle an Stelle der Dampfmaschine für den Antrieb des Generators.
Wasserkraft wurde wiederum vor allem in Bayern schon frühzeitig zur Stromerzeugung genutzt, wenngleich nicht für den Betrieb von Straßenbahnen. Eines der ersten Wasserkraftwerke Deutschlands entstand nach Plänen von Oskar von Miller in den Jahren 1891/92 in Schöngeising (Landkreis Fürstenfeldbruck in der Nähe von München) an der Amper. Das Kraftwerk ist noch heute in Betrieb und steht unter Denkmalschutz. In Olching (ebenfalls im Landkreis Fürstenfeldbruck) gibt es darüber hinaus am – Mühlbach genannten – Amperkanal ein altes, privat betriebenes Wasserkraftwerk.

Der Dynamo als Antrieb
Prinzipiell sind Dynamos lediglich Energiewandler, die – üblicherweise als Drehbewegung – zugeführte mechanische Energie in elektrischen Strom umwandeln. Das Prinzip funktioniert aber auch umgekehrt, d.h. zugeführter elektrischer Strom kann auch wieder in mechanische Energie, diese wiederum in der Regel als Drehbewegung vorkommend, umgewandelt werden. Im ersten Fall spricht man heute von einem "Generator", im zweiten von einem "Motor". (Motor kommt übrigens aus dem Lateinischen und bedeutet "Beweger".)