Wasserräder

Wasserkraft ist eine erneuerbare Energiequelle; bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts wurde sie hauptsächlich zum Betrieb von Mühlen, Hammerwerken und Sägen verwendet, heute überwiegend zur Erzeugung von elektrischer Energie (2020 etwa 1/6 der gesamten Energieproduktion).
Erfunden und verwendet wurden mit Wasserkraft betriebene Maschinen schon 3000 v. Chr. v.a. für die Bewässerung von Feldern.

Im 4. Jahrhundert v. Chr. erfanden griechische Techniker das Wasserrad wie wir es heute kennen. Wie Vitruv in seiner „Architektura“ berichtet, wurden sie nach wie vor zum Antrieb von Schöpfrädern verwendet, aber auch schon für Mühlen. Ab dem 9. Jahrhundert wurde das unterschlächtige Wasserrad verwendet, einige Jahrhunderte später das oberschlächtige. Sie dienten dann zum Betrieb von Mahlmühlen, Ölmühlen, Walkmühlen, Sägemühlen, Hammerwerken, Papiermühlen und Schleifmühlen. Um 1800 gab es in Europa mehr als 500.000 solcher Anlagen. Sie hatten eine Leistung von 3-5kW.
Wasserkraft war noch vor der Dampfkraft die eigentliche Mutter der Industrialisierung, demensprechend zahlreich waren die Erfindungen zur Effizienzsteigerung der Wasserräder. Eine Weiterentwicklung bestand in der Erzeugung von Strom direkt vor Ort, mit dem dann die Maschinen, zB. ein Federhammer, betrieben wurden.
Im näheren Umkreis folgende Beispiele:

  • In Aggsbach Dorf gab es im Laufe der Zeit drei Wassermühlen und mindestens eine Hammerschmiede
  • Im Sarmingtal (nördlich der Donau im Raume Grein) gab es insgesamt 29 Mühlen, Sägen und Hammerschmieden auf einer Länge von etwa 20km bei einem Gefälle von gut 600m
  • Im Pulkautal im Weinviertel gab es seinerzeit 22 Mühlen, Sägen und Hammerschmieden

Arten von Wasserrädern
Quelle und Abbildungen: WIKIPEDIA
Je nachdem in welcher Höhe das Wasser auf das Rad trifft (von oben – mittig – unten) unterscheidet man ober- mittel- unterschlächtige Wasserräder.
Das in unserem Raum gängige Wasserrad ist oberschlächtig, da viele Bäche mit größerem Gefälle vorliegen, die die Anlage eines Schwellteiches ermöglichen.
Die Leistung hängt naturgemäß von Wassermenge, Fallhöhe und Raddurchmesser ab; gut konstruierte oberschlächtige Wasserräder haben einen Wirkungsgrad bis zu 85%, unterschlächtige nur um die 20%; ein Wirkungsgrad, von dem man bei den Wärmekraftmaschinen nur träumen kann: Dieselmotor 40%, Ottomotor 30%, Dampflokomitive 15%.
Die Berechnung der Leistung von oberschlächtigen Wasserrädern findet man HIER (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Andreas Malcherek. Professor für Hydromechanik, München)