Iserlohner Student nimmt über 100 Jahre alte technische Erfindung unter die Lupe

Erfunden wurde sie bereits in den Jahren 1900 bis 1906, eine industrielle Anwendung erfuhr sie jedoch nie. Die Rede ist von der Tesla-Turbine, entwickelt von dem genialen Erfinder und Elektroingenieur Nikola Tesla. Ihm verdanken wir zahlreiche Erfindungen auf dem Gebiet der elektromagnetischen Energieübertragung wie den Wechselstrom, den ersten Radiosender oder die erste Fernsteuerung.

Andreas Welschhoff, Student der Mechatronik an der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn hat im Rahmen seiner Diplomarbeit das technische Konzept der Tesla-Turbine wieder aufgegriffen, sie nachgebaut und getestet. „Prof. Dr. Heinrich Reents brachte mich auf die Idee. Mich interessierte, warum eine Technik, die es bereits seit über 100 Jahren gibt und die theoretisch enorme Vorteile gegenüber heute verwendeten Turbinen hat, sich industriell nicht durchgesetzt hat“, berichtet Welschhoff. Tatkräftig unterstützt wurde er dabei von seinen Betreuern Prof. Reents. Prof. Dr. Peter Langbein und Dipl.-Ing. Wolf Schneider.

„Bei der Tesla-Turbine handelt es sich um eine schaufellose Turbine. Sie besteht aus mehreren glatten, runden Scheiben, die über eine Welle verbunden sind. Diese Scheiben haben einen festgelegten Abstand zueinander, durch die Gase oder Flüssigkeiten (Fluide) strömen und die Turbine antreiben“, erklärt Welschhoff.

Den, laut Theorie, hohen Wirkungsgrad der Turbine konnte Welschhoff in seinen Versuchen nicht erreichen. Aufgrund ihrer einfachen Konstruktion und der fehlenden Schaufeln kann die Turbine auch als Pumpe eingesetzt werden, allerdings wurden auch bei diesem Einsatz im FH-Versuch keine hohen Wirkungsgrade erzielt. Auch zu Nikola Teslas Zeit kam seine Turbine nicht zum industriellen Einsatz. Die damalige Industrie setzte stattdessen auf Dampfturbinen und Dampfmaschinen. Die Erfindung geriet in Vergessenheit.

Aus Sicht von Welschhoff ein Fehler, denn aufgrund der besonders einfachen Konstruktion ist die Turbine deutlich weniger störanfällig und bei flüssigen Fluiden, wie beispielweise Wasser, kann diese Turbine, anders als bei den Schaufeln der sonst üblichen Turbinen, praktisch nicht zerstört werden. „Dies macht die Turbine interessant für den Bereich der Energierückgewinnung“, ist Welschhoff überzeugt und führt als Beispiel das Auto an, bei dem ein Großteil der Wärmeenergie ungenutzt durch den Auspuff verloren geht und nicht für die Elektronik im Fahrzeug genutzt wird.

Nach Abschluss seiner Versuche steht für ihn fest, dass die Turbine, wie Nikola Tesla sie erdacht hat, nicht die erhoffte Leistung erbringen kann. „Wir haben an der Fachhochschule aber herausgefunden, auf welche Faktoren geachtet werden muss, um die Leistung zu erhöhen. Wenn diese Kriterien angewendet werden, kann die Turbine mit dem Wissensstand von heute, verbessert werden“, stellt Welschhoff fest. „Mit weiteren konstruktiven Verbesserungen ist es möglich, die Turbine allein mit Wasserdampf zu betreiben. Damit könnte sie beispielweise bei der Energierückgewinnung in der Industrie eine entscheidende Rolle spielen.“

Das Thema Energie spielt auch weiterhin eine Rolle im Leben von Andreas Welschoff. Jetzt, nach Abschluss seines Studiums, sucht er eine berufliche Tätigkeit im Bereich Energietechnik.