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Dynamomaschine, 1866

1866: Dynamomaschine

Seine wesentlichste Erfindung, die Dynamomaschine, entwickelt Werner von Siemens durch den Umbau einer magnetelektrischen Doppel-T-Ankermaschine. Die elektrische Spannung entsteht beim Bewegen eines Drahts im Magnetfeld. Dieses Prinzip wird schon bei den ersten Generatoren mit Dauermagneten oder mit batteriebetriebenen Elektromagneten genutzt. Ihr Nachteil: Sie liefern nur geringe Leistungen.

 

Werner von Siemens findet 1866 die bahnbrechende Lösung: Mittels einer entsprechenden Schaltung liefert die Maschine aufgrund der sogenannten Selbsterregung den nötigen Erregerstrom für die Elektromagnete selbst – das dynamoelektrische Prinzip ist entdeckt, die Dynamomaschine erfunden. Nun lässt sich elektrische Energie in bis dahin unbekannten Größenordnungen erzeugen.

 

Dennoch vergeht bis zur Markteinführung mehr als ein Jahrzehnt: Zu viele Anfangsschwierigkeiten sind zu überwinden, sei es bei der Isolation oder auch bei der Bewältigung physikalischer Phänomene wie der Wirbelströme, die zu Überhitzung und hohen Verlusten führen.

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Benson-Kessel im Kabelwerk Gartenfeld, 1927

1927: Benson-Kessel

Der Betrieb großer Dampfkessel erweist sich mitunter als recht gefährlich, da die Kessel aufgrund der großen Wassermenge und des großen Volumens bei Material- oder Verarbeitungsfehlern unter hohem Druck explodieren können.

 

1922 erhält Mark Benson ein Patent über einen Kessel für die Überführung von Wasser in Dampf unter hohem Druck. Seine Vorteile gegenüber der bisherigen Kesseltechnik: geringerer Platzbedarf, höhere Sicherheit und gute Regelbarkeit. Siemens erwirbt das Patent ein Jahr später, doch zeigt sich, dass noch einiges an Entwicklung zu leisten ist, um einen betriebssicheren Höchstdruckdampferzeuger zu konstruieren. Der erste kommerzielle Benson-Kessel geht schließlich 1927 im Kabelwerk Gartenfeld in Berlin in Betrieb.

 

Da die Fertigung von Dampferzeugern über das Produktionsprogramm von Siemens hinausgeht, entschließt man sich nach einigen Jahren, Lizenzen an Unternehmen zu vergeben, die auf Dampfkesselbau spezialisiert sind.

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Maschinensaal im Kraftwerk West, Berlin, 1931

1931: Kraftwerk West, Berlin

Nach dem Ersten Weltkrieg steigt der Verbrauch von elektrischer Energie stark an. Das macht auch im Versorgungsbereich der Berliner Elektrizitätswerke den Neubau eines Kraftwerks im Westen der Stadt und in unmittelbarer Nachbarschaft zur Siemensstadt unausweichlich. Der Auftrag ergeht an die Siemens-Schuckertwerke.

 

Die Bauarbeiten beginnen 1928, vier Jahre später versorgt das neue Kraftwerk West (heute Heizkraftwerk Reuter) den Westen der Metropole mit Strom. Mit einer Leistung von 228 Megawatt (MW) ist das seinerzeit modernste Wärmekraftwerk Europas das zweitgrößte Kraftwerk Berlins. Aufgrund neuer Technologien können wesentlich höhere Kesselleistungen erbracht werden. Sie ermöglichen auch den Einsatz von minderwertiger Kohle und reduzieren die lästige Flugasche fast auf null.

 

Auch architektonisch setzt das neue Kraftwerk Maßstäbe: Basierend auf dem Konzept des Siemens-Architekten Hans Hertlein, dessen Bauten bis heute das Gesicht von Berlin-Siemensstadt prägen, übernimmt die Anlage die Formensprache der „Neuen Sachlichkeit“ mit klar an den Funktionen ausgerichteten, schnörkellosen Bauelementen.

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Kernkraftwerk Biblis, 1974

1974: Kernkraftwerk Biblis

Mit der Aufhebung des Forschungsverbots 1955 infolge der Wiedererlangung wichtiger Souveränitätsrechte in der Bundesrepublik Deutschland steht auch Siemens die Entwicklung von Kernkraftwerken offen. Bereits nach vier Jahren wird in München-Garching ein kleiner Forschungsreaktor in Betrieb genommen. 1965 folgt ein Mehrzweckforschungsreaktor in Karlsruhe, mit dem man ebenfalls Erfahrungen über das Langzeitverhalten von Materialien, die Anlage- und Betriebskosten sowie die Umweltbelastungen von Kernkraftwerken sammeln will.

 

Einen ersten kommerziellen Erfolg zeigt schließlich 1972 das 660-Megawatt-Kernkraftwerk Stade, mit dem es erstmals gelingt, die Stromerzeugungskosten geringer zu halten als bei herkömmlichen Kraftwerken. Dies spornt zu neuen Rekorden an.

 

Zwei Jahre später nimmt der Kraftwerksblock A in Biblis bei Worms den Probebetrieb auf. Er ist das bis dato größte Kernkraftwerk der Welt. Seine Leistung von circa 1.200 Megawatt (MW) würde zu diesem Zeitpunkt ausreichen, um eine Stadt mit gut zwei Millionen Einwohnern samt zugehöriger Industrieanlagen mit Strom zu versorgen.

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GuD-Kraftwerk Rye House, 1993

1993: GuD-Kraftwerk Rye House

Bei der Nutzung von Öl und Gas ist die besonders wirtschaftliche und umweltschonende Gas- und Dampfturbinen- (GuD-)Technik – die Kombination von Gas- mit Dampfturbinen – weltweit erfolgreich. Hierbei wird die Restwärme der Gasturbine für die Dampferzeugung genutzt, um mit diesem Dampf eine nachgeschaltete Dampfturbine zu betreiben. Mit dieser Technik sind heute Effizienzwerte von über 60 Prozent möglich.

 

Das GuD-Kraftwerk Rye House in England wird von Siemens 1993 nach nur 30-monatiger Bauzeit vorzeitig an den Auftraggeber übergeben. Mit einer Verfügbarkeit von über 90 Prozent kann es im Vergleich zu anderen gasbefeuerten Kraftwerken in England überdurchschnittliche Betriebsergebnisse vorweisen.

 

1995 wird das Kraftwerk als einziges europäisches Kraftwerk von der US-Zeitschrift „Power Engineering International“ mit dem „Project of the Year Award“ ausgezeichnet. Die Begründung: ein Höchstmaß an Innovation in Bezug auf Auslegung und Errichtung sowie zuverlässigen Betrieb.

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Gasturbine SGT5-8000H, 2009

2009: weltweit stärkste Gasturbine

Siemens schließt 2009 den Testbetrieb für die weltweit leistungsstärkste Gasturbine, die SGT5-8000H, im Kraftwerk Irsching 4 pünktlich und erfolgreich ab. Nach über 1.500 Betriebsstunden, davon mehr als 1.200 Stunden mit Volllast, und Auswertung aller Messdaten wird die Nennleistung der Maschine von ursprünglich 340 Megawatt (MW) auf nun 375 MW im reinen Gasturbinenbetrieb erhöht. Dadurch steigt die Leistung des kombinierten Gas- und Dampfturbinen- (GuD-)Kraftwerks auf mehr als 570 MW – genug, um den Stromverbrauch einer Großstadt wie Hamburg mit 2,2 Millionen Einwohnern zu decken.

 

Als schließlich 2011 der gesamte GuD-Block in Betrieb genommen wird, erzielt das GuD-Kraftwerk Irsching 4 einen weiteren Weltrekord: Im Testlauf wird ein Wirkungsgrad von 60,75 Prozent erreicht – weltweit schafft bis dahin keine mit fossilen Brennstoffen betriebene Anlage mehr.

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GuD-Kraftwerk Lausward, 2016

2016: GuD-Kraftwerk Lausward

Hocheffiziente und flexible GuD-Kraftwerke sind eine ideale Ergänzung zu erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne, deren Erzeugungsleistungen schwanken. 2016 übergibt Siemens das schlüsselfertig errichtete Gas- und Dampfturbinen- (GuD-)Kraftwerk mit einer H-Klasse-Gasturbine am Standort Lausward an den Kunden und Betreiber Stadtwerke Düsseldorf AG.

 

Das Kraftwerk wartet gleich mit drei neuen Rekorden im weltweiten Vergleich auf: In der Abnahmemessung werden eine maximale elektrische Netto-Leistung von 603,8 Megawatt (MW) erreicht und ein elektrischer Wirkungsgrad von rund 61,5 Prozent nachgewiesen. Darüber hinaus ist Block „Fortuna“ in der Lage, Fernwärme bis zu einer Leistung von rund 300 MW für das Fernwärmenetz der Stadt Düsseldorf auszukoppeln – ein weiterer internationaler Spitzenwert für ein Kraftwerk mit nur einer Gas- und Dampfturbine.

 

Der Gesamtnutzungsgrad des Brennstoffs Erdgas steigt damit auf bis zu 85 Prozent. Herzstück der GuD-Anlage ist die extrem leistungsfähige Siemens-Gasturbine SGT5-8000H.