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Die Einschienenbahn ist keine moderne Erfindung. 1888 eröffnete der französische Ingenieur Charles Lartigue eine mit Dampf betriebene Einschienenbahn im Südwesten von Irland. Die Schiene der 14km langen Strecke war auf ein dreieckiges Gestell montiert, und die Züge bestanden aus Doppelwagen, die rechts und links vom Schienenstrang hingen.

Die meisten Eisenbahnen der Schweiz fahren dank Wasser kraft, da der Strom, der sie antreibt, aus den großen Wasserkraftwerken in den Alpentälern stammt.

Die älteste Dampfmaschine in betriebsfähigem Zustand wurde 1812 von Boulton & Watt gebaut. Sie hat eine Leistung von 26 PS, einen Hub von 107 cm und wird noch immer als Ba lancier-Dampfmaschine auf dem Kennet & Avon-Kanal bei Great Bredwyn, Wiltshire (GB), eingesetzt. 1971 wurde sie von der Crofton Society restauriert und von Zeit zu Zeit in Betrieb genommen.

Die erste Dampfmaschine Deutschlands wurde 1799 in der Königlichen Porzellanmanufaktur in Berlin aufgestellt. 25 Jahre lang, bis 1824, arbeitete diese »Feuermaschine«.

Die größte Einzylinder-Dampfmaschine al 1er Zeiten wurde von Matthew Loam aus Corn wall (GB) entworfen und von der Hayle Foundry Company 1849 gebaut. Sie diente zur Bodenentwässerung in Haarlem (Niederlande). Der Zylinder mit einem Durchmesser von 3,65 m war so konstruiert, dass jeder Hub (Höhe 3,65 m) 61,1 t Wasser entziehen konnte.

Die effektivste Dampfmaschine war die 1840 von Michael Loam für die United Mines in Gwennap, Cornwall (GB), gebaute Taylor‘s Maschine. Sie verbrauchte 771 g Kohle pro PS/h.

Der erste Atommeiler der Welt wurde auf ei nem nicht mehr benutzten Squash-Platz auf dem Sportgelände, das Stagg Field, der Universität von Chikago, Illinois (USA), gebaut. Am 2. Dezember 1942 um 15 Uhr 25 Ortszeit wurde er kritisch.

Das größte Kohlebeheizte Kraftwerk der Welt nahm im Mai 1982 in Ekibastuz (Kasachstan) die Stromerzeugung auf.

Das erste Strom produzierende Atomkraft werk der Welt war die Anlage EBR-81 in den USA am 20. Dezember 1951. In Großbritannien arbeitete als erstes Calder Hall (Einheit 1) am 27. August 1956.

Das weltgrößte Atomkraftwerk ist mit zehn Reaktoren und einer Leistung von 8814 MW die Anlage in Fukushima (Japan).

Der größte einzelne Atomreaktor der Welt erzeugt im Ignalina-Kraftwerk in Litauen 1380 MW und wurde im Januar 1984 mit voller Leistung in Betrieb genommen. Der größte Reaktorkomplex im Bau ist der CHOOZ-B1 in Frank reich, dessen erster Reaktor Ende 1991 mit einer Leistung von 1455 MW den Betrieb aufgenommen hat.

Fusionsenergie: Tokamak-7, der Prototyp eines Thermonuklearreaktors, der auf Kernfusion statt auf Spaltung basiert, wurde im Januar 1982 durch das sowjetische Akademiemitglied Welichow für »monatelang einsatzfähig» er klärt. Vor der Jahrtausendwende kann nicht mehr mit einem ökonomisch vertretbaren Reaktor gerechnet werden.

Das größte Solarkraftwerk, »Solar One», mit einer Leistung von 10MW hat im April 1982 bei Daggett, Kalifornien (USA), seinen Betrieb aufgenommen. Es besteht aus 1818 Hohlspiegeln, die das Sonnenlicht auf einen Sammelpunkt auf einem 77,7 m hohen Turm konzentrieren.

Der größte Sonnenofen der Welt ist LUZ. Er steht in der kalifornischen Mojave-Wüste und betreibt die neun größten Solar-Elektrogeneratoren der Welt (SEGS). Hier wird allein 92 Prozent des derzeit weltweit erzeugten Solarstroms produziert, etwa 354 MW. In einer weiteren Ausbaustufe soll bis 1994 die Leistung auf 675 MW erhöht werden. Das  solarthermische Kraftwerk der Packer land Packing Co. in Green Bay, Wisconsin (USA), für 30 Mio. Dollar (75 Mio. DM) im Januar 1984 fertig gestellt, umfasst 9750 Kollektoren mit je 1,21 x 2,43 m und einer Gesamtfläche von 28985 m Seine Maximalleistung beträgt 3,2 MW.

Die größte Solar-Meerwasserentsalzungsanlage bauen japanische Fachleute in den Ver einigten Arabischen Emiraten. Ein entsprechendes Abkommen im Wert von rund 70 Mio. DM wurde im März 1982 in Abu Dhabi unterzeichnet.

Die größte Kernkraftwerkanlage in Deutschland ist Biblis am Rhein in der Nähe der Stadt Worms. Mit seinen beiden Kraftwerk- blöcken Biblis A und B kommt es auf eine Nettoleistung von 2386 MW. Die größte Strommenge aller 20 Kraftwerke produzierte 1985 das Kernkraftwerk Grohnde mit 11,48 Mrd. kWh.

Das erste größere Gezeitenkraftwerk der Welt ist das Usine maremotrice de la Rance an der Rance-Mündung im Golf von St. Malo in der französischen Bretagne, das am 26. November 1966 offiziell in Betrieb genommen wurde. Es wurde in fünf Jahren mit einem Kostenaufwand von 420 Mio. frs (damals 342 Mio. DM) erbaut und erzielt eine jährliche Nettoleistung von 544 Mio. kWh. Das 804 m lange Sammelbecken ent hält 24 Turbinen-Aggregatgruppen.

Die größten Dampfkraftwerke wurden mit einer Kapazität von 1330 MW von der amerikanischen Babcock & Wilcox Company in den USA errichtet. Ihre Dampfturbinensätze werden von bis zu 4,232 Mio. kg/h Dampf angetrieben.

Generatoren in der Größenordnung von 2000 MW befinden sich derzeit in den USA und Großbritannien im Planungsstadium. Der derzeit größte ist ein 1450-MW-Turbogenerator im Ignalina-Atomkraftwerk in Litauen.

Roland Zapp und Galen Brown, zwei Forscher an der University of Michigan, stellten 1988 erstmals einen Computer her, der die Größe und Form eines Apfels hatte. Man legte ihn zusammen mit einer Ladung echter Früchte auf die Ladefläche eines Lkw, wo er alle Stöße und Schläge während der Fahrt aufzeichnete und damit detaillierte Informationen dar übergab, wann und wo das Obst auf der Fahrt beschädigt wurde.

Eine französische Firma hat eine neue Betonart entwickelt, der getrocknetes Blut beigemischt ist. Durch das pulverisierte, mit bestimmten Chemikalien vermischte Blut entstehen einheitlich große Luftbläschen im Beton. Um jedes bildet sich eine Silicathülle, und deren Härte und Gleichförmigkeit machen diesen Beton stabiler als herkömmlichen.

Coca-Cola kann das Öl im Auto ersetzen. Diese unwahrscheinlich klingende Theorie stammt von dem britischen Wissenschaftler Jack Schofield, der 1989 gut 100km in einem Auto zurücklegte, dessen Motor mit Coca-Cola - und einem speziellen Zusatz - geschmiert wurde. Schofield hat eine Substanz entwickelt, die in Verbindung mit Cola - oder Tee - ein Schmiermittel bildet, mit dem Motoren angeblich länger halten als mit Öl.

Die größten hydraulischen Turbinen, aus gelegt für 815 MW, messen 9,7 m im Durchmesser. Der Läufer (der für die Energieumwandlung sorgt) wiegt 407 t, die Antriebswelle 317,5 t. Die Riesenturbinen wurden von der Firma Allis-Chalmers im dritten Kraftwerk am Grand Coulee im US-Staat Washington installiert.

Die größte Umkehr-Pumpturbine wird von Allis-Chalmers für das Bath-County-Projekt in Virginia (USA) gebaut. Sie besitzt eine Höchstkapazität von 457 MW und eine maximale Gefällhöhe von 393 m. Der Durchmesser des Schaufelrads, das sich mit 257,1/min dreht, beträgt 6,349 m.

In einigen Jahren wird es vielleicht hauchdünne Batterien geben. Japanische Forscher erfanden nämlich eine Art Papier, das wie eine Batterie funktioniert. Im Gegensatz zu den heutigen Batterien enthalten die rundum Plastikversiegelten Papier- Batterien keine Flüssigkeit oder Gel, sondern bestehen aus Kupferimprägniertem Kunststoff, eingehüllt in Metallfolien.

Die größte Gasturbine der Welt, der Typ GT 13 Eder BBC Brown Boveri AG, verfügt über ei ne Maximalleistung von 140 MW. Die erste Maschine wird zurzeit in den Niederlanden installiert, um den Gesamtwirkungsgrad eines ebenfalls von BBC gebauten 500-MW-Dampfkraftwerks (Hemweg 7) auf mehr als 46 Prozent zu erhöhen.

Die kleinste Gasturbine hat einen Kompressor und Schaufelblätter von 5 cm Größe. Sie wurde von Geoff Knights in London gebaut und arbeitet mit 50000 Umdrehungen/min.

Eine mikroskopisch kleine Turbine, deren Durchmesser nur etwa doppelt so groß wie der eines Haares ist, haben Ingenieure am Kernforschungszentrum Karlsruhe entwickelt. Das winzige Gerät, es wurde mit Verfahren aus der Mikroelektronik entwickelt, läßt sich zum Beispiel dazu nutzen, den Durchsatz kleiner Gas- und Flüssigkeitsmengen zu messen.

Die höchste durch Fernleitungen beförderte Stromspannung betragt 1,33 Min. Volt, die über 1970 km durch die Pacific Inter-tie in den USA transportiert werden. Es handelt sich um eine Gleichstrom-Fernleitung. Eine vom Kraftwerk Ekibastuz (Kasachstan) abgehende Gleichstromleitung soll 1,5 Min. Volt über 2400 km transportieren.

Dauerbetriebsrekord: Das 1300-MW Kohlekraftwerk Mountaineer der American Electric Power Company (AEP) bei New Haven, West Virginia (USA), hält den Weltrekord im Dauerbetrieb von thermischen Kraftwerken. Als es am 15. März 1987 nach 607 Tagen Dauerbetrieb zur Revision abgestellt wurde, hatte es den be stehenden Weltrekord um 168 Tage überschritten. Während des 607tagigen Dauerbetriebes produzierte das Kraftwerk Mountaineer 14,7 Mrd. kWh elektrische Energie. Mountaineer ist eine von sieben 1300-MW-Dampfturbugroppen mit überkritischen Dampfdaten von Brown Boveri, die in den USA seit mehreren Jahren erfolgreich in Betrieb sind.

Der größte Energiezusammenbruch der Welt ereignete sich am 9. November 1965 in den nordöstlichen Bundesstaaten der USA und in Ontario (Kanada). Rund 30 Mio. Men schen saßen im Dunkeln, 207 200 km besiedelte Fläche war ohne Strom. In New York gab es für 13:30 Std. keine Elektroenergie.

Ein Netzzusammenbruch von nur 52 Min. Dauer am 13. Juli 1977 verursachte im Großraum New York einen Schaden von rund 1 Mrd. Dollar.

Die erste deutsche Große Windenergie Anlage (» Growian «) nahm am 17. Oktober 1983 an der Nordseekuste ihren Betrieb auf Die Anlage im Kaiser Wilhelm Koog hat einen 96,6 m hohen Turm. An seinem 345 t schweren Turbinenhaus drehte sich ein Rotor mit 100,4 m Durchmesser. Growian erreichte seine Nennleistung von 3 MW hei einer Windgeschwindigkeit von 24 m/s allerdings drehten sich die Flügel nur wenige Betriebsstunden. Growian wurde am 30. April 1987 stillgelegt.

Der größte Windpark Europas befindet sich in Nordfriesland (Schleswig-Holstein). Im Friedrich Wilhelm-Lübke Koog erzeugen 35 Windkraftanlagen mit einer Leistung von e 250 kW jährlich rund 19 Mio. kWh Strom. 17 weitere Anlagen kommen 1992 hinzu. Der Windenergie-Generator MGD-5A an der Nordküste von Oahu, Hawaii (USA), erzeugt bei Windgeschwindigkeiten um 51,5 km/h rund 7300 kW. Die Rotoren haben eine Lange von 122 m. Mit der Installation der Anlage wurde 1984 begonnen.

Das erste Aufwindkraftwerk der Welt ist seit Juni 1982 rund 150 km südlich von Madrid in Betrieb. In dem 200 m hohen »Sonnenkamin«, der von dem Stuttgarter Ingenieurbüro Schlaich Partner entworfen wurde, steigt die unter einem 50000 m großen Foliendach erwarmte Luft nach oben und treibt eine Turbine an.

Die größte herkönunliche Windmühle steht in den Niederlanden. Ihr Name ist der ihres Standorts Dijkpolder im Maasland. Sie wurde im Jahr 1718 gebaut, und ihre Segel haben die Ausmaße von 29 m, von Spitze zu Spitze.

Die höchste Windmühle ist die Noord-Windmühle in Schiedam (Niededande). Mit 33,33 m Höhe ist sie die größte in Europa.

Eine Gezeitenmühle zum Mahlen von Getreide wurde am 1. Mai 1988 in Eling, Hampshire (GB), erprobt. Unter Ausnutzung von Ebbe und Flut konnte das Mahlwerk am 12. November 1989 16:09 Std. pro Tag in Gang gehalten wer den. Es ist die bisher einzige Mühle, die dem harten Milieu der Gezeiten standhält.

Die älteste Wassermühle der Welt steht in Priston Mill in der Nähe von Bath (England). Sie wurde erstmals urkundlich im Jahr 931 er wähnt. Angetrieben wird sie durch den Congyre-Bach. Sie ist die einzige noch arbeitende Wassermühle von insgesamt 5700, die im Jahr 1085 in einem Verzeichnis zusammengefasst wurden.

 

Rivalen der Forschung

Wer begründete den Siegeszug der Elektrizität?

Eine der meistgefeierten Erfindungen Thomas Alva Edisons war die Glühbirne. Zu Recht wird aber auch sein Beitrag an der Entwicklung der Elektrizität zur wichtigsten Energieform der Neuzeit gerühmt. Wäre man aber seinen Vorstellungen zur Verteilung der elektrischen Energie gefolgt, hätte dies schnell in eine Sackgasse geführt. Denn Edison war ein Befürworter der Gleichstromtechnik. Gleichstrom bedeutet, dass wie z.B. in einer Batterie - der Strom stets in dieselbe Richtung fließt. Ganz anders beim Wechselstromprinzip. Hier fließt der Strom für den Bruchteil einer Sekunde in die eine und dann in die Entgegengesetzte Richtung. Führender Kopf unter den Verfechtern des Wechselstroms war der gebürtige Kroate Nikola Tesla. Als Tesla 1884 nach Amerika übersiedelte, gehörte er noch zu den Bewunderern Edisons und verbesserte sogar als Mitarbeiter dessen Gleichstromdynamos. Doch damals schon war er von der Überlegenheit des Wechselstroms überzeugt: Je kleiner die Spannung beim Transport der Elektrizität ist, umso mehr Energie geht auf dem Weg durchs Kabel verloren - so seine Erkenntnis. Da Gleichstrom aber nur mit geringen Spannungen erzeugt werden konnte, wäre der Energieverlust bei der Überbrückung großer Entfernungen sehr hoch ausgefallen. Wechselstrom da gegen, so erkannte Tesla, konnte bei niedriger Spannung erzeugt und dann mit Hilfe eines Transformators auf eine hohe, für große Entfernungen geeignete Spannung gebracht werden. Am Zielort war er dann ebenso einfach wieder so umzuwandeln, dass er für Glühbirnen und elektrische Geräte geeignet war. Nach etwa einem Jahr kam es zum Bruch zwischen Tesla und Edison. Tesla tat sich 1888 mit dem Industriellen George Westinghouse zusammen, um seine Patente zur Wechselstromtechnik in der Praxis einsetzen zu können. Damit begann eine Art Stromkrieg. Edison machte sich im Kampf gegen die Wechselstromtechnik die Unwissenheit und die Ängste der Öffentlichkeit vor der Elektrizität zunutze. Um zu beweisen, wie gefährlich Wechselstrom ist, sorgte ein Mitarbeiter Edisons sogar dafür, dass für die ersten elektrischen Stühle Westinghousegeneratoren eingesetzt wurden. Doch das hinterhältige Manöver schlug fehl: Als 1890 der erste Verurteilte auf dem elektrischen Stuhl hingerichtet wurde, starb dieser erst nach acht Minuten - die Stromstärke war zu gering. Nicht von der Art des Stroms, sondern von dessen Stärke hängt es ab, wie rasch der Verurteilte stirbt. Die Entscheidung im Stromkrieg fiel schließlich 1893, als Westinghouse mit dem Bau des ersten großen Wasserkraftwerks der Welt an den Niagarafällen beauftragt wurde.

Der Stromkrieg Edison ließ vor den Augen von Reportern Hunde und Katzen durch Wechselstrom töten, um dessen Gefährlichkeit zu beweisen.

Vom Freund zum Feind Tesla, hier neben seiner Maschine zur künstlichen Erzeugung von Blitzen, arbeitete zunächst für Edison und wurde dann zu dessen Gegner.

 

 

 

 

 

 

Kalte Ströme

Die Suche nach dem idealen Supraleiter

I m Jahr 1987 stellten der Schweizer Karl Alex Müller und der Westfale Johannes Georg Bednorz einen Rekord auf: Schon zwei Jahre nach einer bahnbrechenden Entdeckung erhielten sie den Nobelpreis für Physik. Diese rasche Reaktion beweist, welche Bedeutung man ihrer Arbeit beimaß, nämlich der Entdeckung von Hochtemperatur Supraleitern. Das sind Metalle und metallähnliche Verbindungen, die - anders als jedes alltägliche Elektrogerät — keinen elektrischen Widerstand besitzen, der den Energiefluss bremsen würde. Durch sie kann der Strom hindurchfließen, ohne dass etwas von der Energie verloren geht.

Schon 1911 entdeckte der niederländische Physiker Heike Kamerlingh-Onnes, dass Quecksilber seinen elektrischen Widerstand bei extrem niedrigen Temperaturen verliert, nämlich bei -269,03 °C. 75 Jahre später gelang es dann Müller und Bednorz, eine Keramikverbindung zu finden, die „schon“ bei —238°C Supraleitereigenschaften besaß. Das ist zwar nach wie vor äußerst kalt, aber doch weit entfernt vom absoluten Nullpunkt. Und daher rührt der irre- führende Ausdruck Hochtemperatur. Weshalb nun sind die Supraleiter von so immenser Bedeutung? Der Hauptgrund ist eindeutig ihre größere Wirtschaftlichkeit. Die Elektrizitätswerke verlieren bis zu 20% des erzeugten Stroms durch den Widerstand in Transformatoren und Leitungen. Bei 100%iger Ausnutzung wären die Leistungen vieler unentbehrlicher Elektrogeräte wesentlich höher. Computer würden schneller arbeiten, der Energieverbrauch der superschnellen Magnetschwebebahnen könnte drastisch gesenkt werden, und hochmoderne medizinische Untersuchungsgeräte, Scanner, die auf magnetischer Basis arbeiten, würden preiswerter sein und stünden da mit mehr Menschen im Krankheitsfall zur Verfügung. 1989 entwickelten Forscher eine Keramikverbindung mit Thallium, Barium, Calcium- und Kupferoxid, die bereits bei -143°C zum Supraleiter wurde. Der ideale Supraleiter ließe sich natürlich bei normalen Zimmertemperaturen einsetzen, aber das bleibt wohl vorerst noch ein Wunschtraum, da man bis heute nicht genau weiß, weshalb solche Stoffe plötzlich ihren elektrischen Widerstand verlieren. Einen Ausweg aus dem Dilemma bieten vielleicht später einmal Fabriken im Weltraum, wo äußerst niedrige Temperaturen bekanntlich der Normalfall sind.

Kunst des Schwebens Das durch Induktion geschaffene starke Magnetfeld des Supraleiters stößt den kleinen Magneten darüber ab.