Geballte Kraft E-Book

Hans Dominik

• Herausgeber: Paperless
• Kategorie: Gesellschafts- und Liebesromane
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2016

Beschreibung

Hans (Joachim) Dominik (geboren 15. November 1872 in Zwickau; gestorben 9. Dezember 1945 in Berlin) war ein deutscher Science-Fiction- und Sachbuchautor, Wissenschaftsjournalist und Ingenieur (Elektrotechnik, Maschinenbau).

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Einführung

Das Kraftwerk auf der roten Erde (1941)

Auf der Place de la Concorde (1843)

Am Cap la Hêve (1855)

Markgrafenstraße 94 (1856)

Eine Idee ... (1866)

Und ihre Ausführung(1866)

Ein Vortrag, eine Vorführung und eine Sitzung (1866/67)

Das Ausstellungsjahr 1867

Der Trommelanker (1872)

Elektrisches Licht

Elektrische Kraft

Elektrische Bahnen

Elektrochemie

Hochspannung, Großmaschinenbau, Energiewirtschaft

Fußnoten

Werner Siemens nach einem Gemälde von Lenbach

Einführung

Ein »Fluidum«, das heißt etwas Flüssiges, nannten die gelehrten Zeitgenossen Galvanis und Voltas die Elektrizität; »denn eben wo Begriffe fehlen, da stellt ein Wort zur rechten Zeit sich ein«. Ein geheimnisvolles Fluidum sagten ihre Nachfolger, die Davy, Ampère und Oerstedt, als sie entdeckten, daß dies neue undefinierbare Etwas, das sich aus den galvanischen Batterien in die Drähte ergoß, chemische Wirkungen von bisher ungeahnter Stärke hervorzubringen vermochte, daß es Fernkraftwirkungen durch den Raum hindurch ausübte und in ganz eigenartiger Weise mit den magnetischen Erscheinungen zusammenhing. Geheimnisvoll blieb die Elektrizität auch noch das ganze 19. Jahrhundert hindurch, obwohl man ihre Gesetze längst genau erforscht und sie als eine Form der Energie erkannt hatte. Viel schneller als die Theorie entwickelte sich hier die Praxis, wie das ja des öfteren in der Geschichte der Technik zu verzeichnen ist. Die Männer der Praxis zerbrachen sich nicht lange den Kopf darüber, was dieses elektrische Fluidum nun eigentlich wäre; sie nutzten zunächst die Tatsache aus, daß die Elektrizität sich mit einer unmeßbar großen Geschwindigkeit in Leitungsdrähten fortpflanzt.

So entstand um die Mitte des 19. Jahrhunderts der elektrische Telegraph. Bald überzog ein Netz von Drähten den europäischen Kontinent; bald streckten sich auch die Kabel durch die Ozeane, und der elektrische Strom erfüllte, was jene Männer, welche die Leitungen spannten, von ihm erwartet hatten. Tausend oder dreitausend Meilen entfernt tickte der Hebel des Empfängers im gleichen Moment ebenso, wie der Telegraphist auf der Geberstation die Taste bewegte. Die Ära der elektrischen Nachrichtenübermittlung brach damit an, wirkte umformend auf Handel und Wandel und gab Riesenstaaten, wie dem russischen und englischen Reich, die Möglichkeit einer straffen Organisation.

Das war viel, doch es war nicht alles. Das »Fluidum« vermochte mehr, wenn man es nur in der nötigen Stärke erzeugen konnte. Für die Telegraphie genügten die galvanischen Elemente. Um die Elektrizität als Energieform zu nutzen, als Bringerin von Licht und Kraft auszuwerten, mußte eine Stromquelle erschlossen werden, viele tausend Male mächtiger als die alten galvanischen Elemente. Diese Tat getan, den neuen Stromerzeuger intuitiv erschaut und praktisch entwickelt zu haben, ist das unvergängliche Verdienst des Deutschen Werner Siemens. Durch die Entdeckung des dynamo-elektrischen Prinzips und die Konstruktion der Dynamomaschine hat er ein neues Zeitalter eingeleitet, hat er der Menschheit Möglichkeiten erschlossen, an die vergangene Geschlechter in kühnsten Träumen nicht zu denken wagten.

75 Jahre sind jetzt seit jenem Tage verflossen, an dem die erste Dynamo aus ihrem Anker Starkstrom in die Leitung entsandte. Dem Gedenken dieses Tages und der Großtat des deutschen Altmeisters der Elektrotechnik Werner Siemens gilt das vorliegende Buch.

Das Kraftwerk auf der roten Erde (1941)

Durch die hohen Fenster des Großkraftwerkes im Westfalenland fallen die Strahlen der Nachmittagssonne. Ein breiter Lichtbalken läßt die bunten Fliesen des Fußbodens in dem saalartigen Raum der Schaltwarte aufleuchten und malt Lichter auf die gekachelten Wände. Hier ist das Gehirn der mächtigen Anlage, in der elektrische Energie im Betrage von vielen Megwatt[1], von vielen hunderttausend Pferdestärken erzeugt und weit über das Land hin verteilt wird.

In einem weiten Halbkreis sind Instrumentenpulte um einen Schreibtisch herum angeordnet, deren Tafeln wohl mehr als hundert Meß- und Schaltgeräte tragen. Wie die Nervenstränge eines lebendigen Organismus laufen von den Pulten elektrische Leitungen zu den verschiedenen Stellen des Werkes. Sensitiven Nerven sind die Drähte vergleichbar, die zu den Meßinstrumenten führen und Zeiger über die Skalen spielen lassen, deren Stand dem einsamen Mann an dem Schreibtisch, dem Schaltmeister, dem diese ganze wundersame Apparatur untersteht, angibt, welcher Dampfdruck in den Kesseln herrscht, mit welchen Umdrehungen die Turbinen laufen, welche Leistung die Elektroaggregate in diesem Augenblick hergeben, und noch vieles andere mehr. Motorischen Nerven entsprechen jene andere Leitungen, die von den Schalt- und Kommandoapparaten ausgehen. Ein schwacher Druck hier in der Schaltwarte auf einen der vielen Knöpfe oder Hebel genügt, und stärker flammt das Feuer unter den Kesseln auf, stärker oder schwächer strömt der Dampf durch die Turbinen, hundert Meg mehr oder weniger pulsen durch die Fernleitungen.

Still ist es in dem mächtigen Saal. Käme nicht hin und wieder ein leichtes Klicken und Klacken von den registrierenden Instrumenten her, so könnte man eine Nadel zu Boden fallen hören. Der Schaltmeister schlägt das vor ihm auf dem Tisch liegende Protokollbuch auf. Sein Blick geht zwischen den Meßinstrumenten und den Zeigern der Wanduhr hin und her; dann macht er eine Eintragung. Nur wenige Zahlen schreibt er in die Spalten der vorgedruckten Tabelle:

16 Uhr 15 Minuten: Gesamtbelastung 205 000 Kilowatt.

Nun greift er zu einem anderen Schriftstück. Es enthält die Lastanforderungen für den heutigen Tag, die schon in früher Morgenstunde von der zentralen Lastverteilungsstelle her telephonisch aufgegeben wurden. 250 000 Kilowatt sind nach dieser Anweisung von 16 Uhr 30 Minuten an in die Hochspannungsleitung abzugeben. Ein Turboaggregat von 50 Megwatt muß hinzugeschaltet werden, um diese Leistung zu schaffen. Schon vor geraumer Zeit hat der Schaltmeister seine Dispositionen dafür getroffen, hat durch die Kommandoapparate der Warte und auch durch das Telephon Anweisungen an die verschiedenen Stellen des Kraftwerkes gegeben, die bei der Ausführung des Manövers mitwirken müssen. Durch einen Blick auf die Meßinstrumente überzeugt er sich davon, daß seinen Anordnungen überall Folge geleistet wurde.

Maschinenraum eines Wasserkraftwerks, im Vordergrund sieben Gleichstromdynamos von je 6380 Kilowatt

Die Manometer einer Kesselgruppe, die vor einer Stunde noch beinahe auf Null standen, zeigen schon den vollen Druck von 35 Atmosphären an. Es wirkte sich inzwischen aus, daß auf das Kommando der Schaltwarte hin Preßluft in stärkerem Strom die auf Staubform vorgemahlene Kohle in die Feuerungen blies und heiß wabernde Lohe seitdem die Wasserrohre dieser Kessel umgibt. Auch auf der Tafel, welche die Instrumente des zuzuschaltenden Turbosatzes enthält, haben sich die Stellungen der Zeiger geändert. Der Schaltmeister ersieht aus ihnen, daß die Luftpumpen im Kondensator der 70 000pferdigen Dampfturbine ein neunzigprozentiges Vakuum hergestellt haben. Sein Auge geht weiter zu einer anderen Skala, auf welcher der Zeiger sich langsam an die Zahl 1500 heranschiebt. Gleich wird das Aggregat hochgefahren sein, geht es ihm durch den Sinn, gleich werden die 1500 Umdrehungen in der Minute erreicht sein, mit der es laufen muß, bevor weitere Manöver gemacht werden können.

Schnellaufender Turbosatz von 80 000 Kilo-Volt-Ampere, 60 000 Kilowatt bei 3000 Umdrehungen pro Minute

Fünfundzwanzigmal in der Sekunde rotiert jetzt im Maschinenraum die riesige Schaufeltrommel der Dampfturbine um ihre Achse und zwingt den fest mit ihr gekuppelten Rotor des großen Drehstromgenerators, die Drehung mitzumachen. Und auch der Anker einer Gleichstromdynamomaschine, der freitragend hinter dem letzten Lager auf der Achse befestigt ist, rotiert mit. Fast unscheinbar wirkt diese Maschine neben den massigen Gebilden der Turbine und des großen Elektrogenerators, obwohl sie doch für eine Leistung von 250 Kilowatt, von rund 350 Pferdestärken gebaut ist. An einer anderen Stelle würde sie gewiß einen recht stattlichen Eindruck machen; könnte sie doch zehntausend Glühlampen speisen und eine kleinere Stadt mit Licht versorgen, hier wird sie fast übersehen. Und doch ist sie so wichtig und unentbehrlich, denn sie liefert ja den Erregerstrom für den Rotor des Drehstromgenerators und setzt diesen um so vieles größeren Bruder dadurch überhaupt erst instand, elektrische Energie zu erzeugen.

Ein Gewicht von beinahe 200 Tonnen, das Gewicht von zwei schweren Schnellzuglokomotiven, haben die rotierenden Massen des Turboaggregates. Eine lebendige Kraft von 5000 Metertonnen ist allein in dem kreisenden Teil des Generators gespeichert, aber so genau sind diese Stahlmassen ausgewuchtet, so genau um die Rotationsachse abgeglichen, daß dem Beobachter, der neben dem Aggregat steht, kaum ein schwaches Zittern etwas von den gigantischen Kräften und Energien verrät, die hier am Werke sind.

Aber es hat Zeit gekostet, bis diese Massen in Schwung kamen. Sehr allmählich nur durften die von der Schaltwarte aus ferngesteuerten Apparate dem hochgespannten Dampf den Zutritt zu den Turbinen freigeben. Langsam nur durfte die Erwärmung der kalten Stahl- und Eisenteile vonstatten gehen, bis ihre Temperatur sich schließlich derjenigen des Dampfes angeglichen hatte, bis die gewaltige Schaufeltrommel danach anzufahren begann. Von Minute zu Minute wurde dann ihre Rotation schneller. Im Verlauf einer Stunde wurde das Aggregat hochgefahren, bis es nun – zwanzig Minuten nach 16 zeigt die Wanduhr – die betriebsmäßige Umdrehungszahl erreicht hat.

Auch der Anker der Gleichstromdynamo rotiert mit derselben Tourenzahl, doch vorläufig besteht noch keine geschlossene Verbindung zwischen seinen Drähten und den Schenkelwicklungen dieser Maschine. Erst die Bewegung eines Hebels in der Schaltwarte stellt sie her, regelt Widerstände und leitet dadurch ein eigenartiges Wechselspiel zwischen dem Anker und den ihn umgebenden Elektromagneten ein.

Minimal nur ist der Magnetismus, der von früheren Betriebszeiten her in den Eisenkernen der Elektromagnete zurückblieb. Kaum merklich sind die winzigen Ströme, die zunächst durch diesen schwachen Restmagnetismus in den Ankerdrähten induziert werden und die Wicklungen der Elektromagnete durchfließen. Doch ein wenig wird dadurch deren Magnetismus vergrößert, und schon erzeugt diese Verstärkung wieder eine Vergrößerung des im Anker induzierten Stromes. Noch kräftiger als bisher durchfließt der vom Anker kommende Strom die Magnetwicklungen, noch kräftiger induzieren im nächsten Moment die Elektromagnete den Anker. Von Sekunde zu Sekunde wächst der magnetische Fluß an, von Sekunde zu Sekunde steigt auch der von der Dynamo erzeugte Strom. Die Maschine hat sich selbst erregt, wie ihr Erfinder Werner Siemens das einst vor fünfundsiebzig Jahren voraussah.

In der Schaltwarte geben Spannungs- und Stromzeiger von diesen und auch noch von anderen Vorgängen Kunde. Sie lassen nicht nur die Klemmenspannung der Dynamo erkennen, sondern zeigen auch die Stärke des Gleichstromes an, der von ihr durch die schweren Kupferwicklungen des Rotors der Drehstrommaschine fließt. Rund 1000 Ampere sind es jetzt, und in einen gewaltigen Elektromagneten haben sie auch den Rotor verwandelt. Induzierend kann er jetzt ebenfalls auf die Windungen des Stators, des feststehenden Teiles der großen Maschine wirken, der den Rotor als Hohlzylinder umgibt. Elektromotorische Kräfte durchzucken die Statorwindungen, doch vorläufig fließen noch keine Ströme in ihnen, denn ihr Kreis ist noch nicht geschlossen. Etwas anderes muß erst geschehen, bevor darangegangen werden darf. Der Drehstromgenerator muß erst synchronisiert werden, bevor er zugeschaltet werden darf. »Synchronisiert!« Das Wort enthält dreierlei Forderungen. Die Spannung der Maschine muß gleich derjenigen der anderen im Werk laufenden sein, mit denen sie zusammen arbeiten soll. Ihre Periodenzahl von 100 Spannungswechseln in der Sekunde muß genau erreicht sein, und schließlich muß die Vektorlage der von ihr erzeugten Spannung mit derjenigen der anderen Turbosätze übereinstimmen, das heißt, auf die Tausendstelsekunde genau muß sie im Einklang mit dem Netz den Spannungshöchstwert und dann wieder den Spannungsnullwert liefern.

So umständlich der Vorgang des Synchronisierens in der Erklärung klingt, so einfach und schnell vollzieht er sich mit den neuzeitlichen, automatischen Parallel- Schalteinrichtungen und nimmt knapp eine Minute in Anspruch. Ein Hebeldruck in der Schaltwarte hat diese Apparatur in Betrieb gesetzt. Wie aufmerksame Wächter stehen die dazugehörenden Relais bereit, um genau in der Millisekunde zuzuschnappen, in der die Synchronisierungsbedingungen erfüllt sind. Und dann ist es geschehen. Schon zeigen die Meßinstrumente an, daß die Zuschaltung erfolgt ist. Wie durch ein geheimnisvolles, elektrisches Band ist der Generator dadurch gewissermaßen mit den anderen bereits in vollem Betrieb befindlichen Maschinensätzen des Kraftwerkes verbunden. Er kann nicht mehr außer Tritt fallen. Mit gleicher Tourenzahl und Spannungsphase muß er mitlaufen, wenn er zunächst auch noch ohne Belastung leer mitläuft!

Auf 16 Uhr 25 Minuten sind inzwischen die Zeiger der Uhr vorgerückt. Wieder die Betätigung eines Kommandoapparates in der Schaltwarte. Weiter öffnet sich das Dampfventil der Turbine im Maschinenraum; der Zeiger eines Strommessers in der Schaltwarte fängt an zu steigen, das Aggregat beginnt Last zu übernehmen. Von Minute zu Minute wächst die Zahl der Megwatt, die es an die Transformatoren und durch diese weiter an die Fernleitungen abgibt. Stärker brausen die Flammen unter den Kesseln, stärker strömt der Dampf durch die Schaufelkränze der Turbine; stärker flutet auch der erregende Gleichstrom durch die Windungen des Rotors und weiter steigen die Zeiger der Meßinstrumente, bis das Aggregat mit voller Last läuft.

Zusätzliche elektrische Arbeit von 70 000 Pferdestärken strömt in das Netz der Höchst- und Hochspannungsleitungen, das von der holländischen bis zur Schweizer Grenze reicht. Fließt, auf Niederspannung hinabtransformiert, weiter zu den vielen tausend Verbrauchsstellen in Städten, Dörfern und Weilern des deutschen Landes und steht überall zur Verfügung, wo sie benötigt wird. Im Großkraftwerk aber geht der Schaltmeister zu seinem Protokollbuch und macht eine neue Eintragung:

16 Uhr 30 Minuten: Gesamtbelastung 250 000 Kilowatt.

Auf der Place de la Concorde (1843)

Und nun hundert Jahre zurück bis in die erste Hälfte des 19. Jahrhunderts! Europa lebt noch in der ein wenig verschlafenen, aber letzten Endes ganz gemütlichen Zeit des Vormärz.

Auf Preußens Thron ist vor drei Jahren der vierte dem dritten Friedrich Wilhelm gefolgt, ohne daß sich dadurch allzuviel geändert hätte. In der Artilleriewerkstatt zu Spandau ist der Secondelieutenant Werner Siemens von Staats wegen mit Arbeiten zur Verbesserung der militärischen Sprengstoffe beschäftigt. Privatim befaßt er sich in jeder freien Stunde mit den überraschenden elektro-chemischen Wirkungen, die sich mit den von dem deutschen Physiker Robert Bunsen erfundenen galvanischen Elementen erzielen lassen. Wenn diese Elemente auch noch ihre Schattenseiten haben, mit: scharfen, übelriechenden Säuren gefüllt werden müssen und die elektrische Energie durch Oxydation des teuren Zinkmetalles erzeugen, so sind sie doch zur Zeit die einzigen wirklich ergiebigen Stromquellen. In der Tat hat es sich für den jungen Offizier auch gelohnt, die Unbequemlichkeiten, die mit ihrer Benützung verbunden sind, auf sich zu nehmen. Schon sind ihm schöne galvanische Vergoldungen und Vernicklungen gelungen, für welche die Industrie sofort großes Interesse zeigt ..., und immer mehr entwickelt der junge Artillerieoffizier sich bei diesen Arbeiten zum Wissenschaftler und Techniker. –