30.03.2026 | Story
Dichtungsanforderungen für Wasserkraft
Wasserkraftwerke liefern maximale Energieerträge im 24/7-Betrieb. Sie sind der verlässlichste Lieferant erneuerbarer Energien – mit mehreren 100 Megawatt kontinuierlicher Ausgangsleistung – und eine wichtige Säule beim Erreichen der Klimaziele. Die mächtigen Generatoren und Turbinen sind nach wie vor Wunderwerke der Technik. Doch um die immense Energie des Wassers erfolgreich nutzen zu können, sind Dichtungen, Führungen und Gleitbuchsen von entscheidender Bedeutung. Werkstoffe mit herausragenden Eigenschaften trotzen den harschen Umgebungsbedingungen. Weltweit gilt für den Neubau monumentaler Staudämme mit integrierten Wasserkraftanlagen ebenso wie bei sorgfältig geplanten Wartungsarbeiten an Bestandsanlagen: kundenindividuell gefertigte Dichtungslösungen halten die Turbinen in kontinuierlicher Bewegung und machen die Strömungsenergie nutzbar.
Welche Dichtungen werden in Wasserkraftwerken benötigt / eingesetzt?
Weltweit gibt es fünf unterschiedliche Wasserkraftwerk-Kategorien. An Land unterscheiden wir zwischen Laufwasserkraftwerken und Ausleitungskraftwerken, die in Strömen oder an Flüssen installiert werden. Pumpspeicherkraftwerke und Kavernenkraftwerke hingegen dienen vorrangig als Energiespeicher. Auch Gezeitenkraftwerke haben entlang der Küsten inzwischen Marktreife erlangt.
Weltweit bewähren sich in allen Einsatzbereichen vier Turbinenarten:
- Francis-Turbine
- Kaplan-Turbine
- Pelton-Turbine
- Propeller-Turbine
Eine grafische Darstellung dieser vier Turbinenarten und der jeweils benötigten Dichtungen gibt es hier.
Für den zuverlässigen Betrieb dieser Axial-Strömungsturbinen, Reaktionsturbinen und Impulsturbinen werden folgende Dichtungen benötigt:
- Führungsringe
- Dehnmanschetten
- Drehzapfen von Leitschaufeln
- Drehzapfen von Klappen
- Generator-Schulterdichtung
- Generator-Schulterdichtung
- Generator-Schulterdichtung
- Flansche
- Hydraulikspeicher
- Kolbendichtungen
- Labyrinthdichtung
- Leitschaufeldichtung
- O-Ringe
- Stangendichtungen
- Stützringe
- Turbinen-Schulterdichtung
Dichtungsumgebungen in Wasserkraftwerken
Beim Einsatz von Dichtungen in Wasserkraftwerken handelt es sich um klassische Dichtungen. Dabei sind alle Dichtungslösungen so konstruiert, dass sie extremen Drücken standhalten, Leckagen minimieren und eine nachhaltige Energieerzeugung in verschiedenen Wasserkraftumgebungen unterstützen.
Hydraulikdichtungen und Hydraulik Komponenten
Die achfolgend beschriebenen Einsatzbereiche der Dichtungslösungen für Wasserkraftanlagen kennzeichnen auch die Bandbreite der Umgebungen, in denen hochperformante Hydraulikdichtungen benötigt werden.
- Servomotoren und Pitch-Steuerungssysteme – werden in Leitschaufeln und für die Turbinenschaufel-Verstellung zum Feinsteuern des Wasserflusses eingesetzt
- Kompakte Hydraulikaggregate und Wegeventile – gehören zum Standard für die Schleusen- und Wehrsteuerung
- Dichtungssysteme – Hochleistungsdichtungen für Hydraulikzylinder und Servomotoren gewährleisten Zuverlässigkeit unter extremen Drücken
- PTFE in Verbindung mit Elastomer-Vorspannelementen oder Stahlfedern für Dichtungen und Abstreifer
- WHMW-PE (Polyethylene) in Verbindung mit Elastomer-Vorspannelementen oder Stahlfedern für Dichtungen und Abstreifer
- PU (Polyurethan) für Dichtungen und Abstreifer
- Elastomere für Dichtungen und Abstreifer
- PA (Polyamide), POM (Polyoxymethylene, PTFE und PEEK für Führungsringe und Stützringe
Statische Dichtungen
Gut zu wissen: Bei Dichtungslösungen, die im direkten Kontakt mit Wasser stehen, sorgt eine peroxidische Vernetzung bei EPDM zu einer verbesserten Alterungsbeständigkeit als eine Schwefelvernetzung. Zudem können diese Materialien Kunden-individuell gefertigt werden. Bei statischen Dichtungslösungen in Wasserkraftwerken dominiert eine Dichtungsart:
- EPDM – für witterungsbeständige und umgebungs-resistente O-Ringe
Welche Dichtungsgeometrie wird wo in Wasserkraftwerken benötigt?
Beim Einsatz in Wasserkraftwerken handelt es sich im Wesentlichen um klassische Geometrien von Hydraulikdichtungen: Stangendichtungen, Kolbendichtungen, Abstreifer und Führungsringe. Diese spezifischen Dichtungen werden in unterschiedlichsten Größen nachgefragt und sind mit Durchmessern von drei Metern und mehr erhältlich. Dabei werden sie üblicherweise für individuelle Anforderungen maßkonfektioniert.
Welches Fertigungsverfahren ist für Dichtungen in Wasserkraftwerken zukunftweisend?
In unserer hoch-automatisierten Welt ist es kaum vorstellbar, dass Anlagen in Betrieb sind, für die es keine standardisierten Dichtungslösungen gibt. Zu dieser Kategorie gehören Wasserkraftwerke. Weltweit nehmen Bestandswasserkraftwerke einen festen Platz in der nachhaltigen Energieversorgung der Länder ein. In diesen teilweise 100 Jahre und älteren Bauwerken sind häufig noch Dichtungen aus Naturkautschuk und frühen synthetischen Materialien montiert, die sich zersetzen und die nun ersetzt werden müssen. Je nach Medium und erwarteten Umgebungstemperaturen werden diese spezifischen Dichtungen vorwiegend aus EPDM, FKM sowie NBR oder HNBR gefertigt
Für jedes einzelne Wasserkraftwerk gilt: Normgrößen für Dichtungen gibt es nicht. Stattdessen werden Dichtungsprofile in individuell zugeschnittenen Größen mit Durchmessern von bis zu zwei Metern und mehr benötigt – immer in geringer Stückzahl und häufig als einzelne Sonderfertigung. Dieser Prozess der Materialauswahl, Fertigung und Qualitätssicherung wird durch Unternehmen geleistet, die über entsprechende Werkstoffkompetenz, Fertigungsanlagen und Prüfstände verfügen. Freudenberg Sealing Technologies hat ein eigenes Sales-Team Wasserkraft, das weltweit im Einsatz ist, um die spezifischen Anlagen zu vermessen und Dichtungsprofile fertigen zu lassen, die 30 Jahre und länger halten. Für das Beauftragen kundenindividueller Dichtungen zahlt es sich aus, mit Werkstoff-Experten zusammenzuarbeiten.
Welche Werkstoffe/Werkstoffklassen eignen sich für welche Dichtungsumgebung?
Beim Einsatz von Dichtungen in Wasserkraftwerken handelt es sich um klassische Dichtungen. Dabei sind alle Dichtungslösungen so konstruiert, dass sie extremen Drücken standhalten, Leckagen minimieren und eine nachhaltige Energieerzeugung in verschiedenen Wasserkraftumgebungen unterstützen.
Die Werkstoffauswahl wird primär durch die Einsatzbedingungen bestimmt. Neben der Dichtungsart sind insbesondere das Medium, die Temperatur, der Druck sowie – bei dynamischen Anwendungen – die Bewegungsgeschwindigkeit entscheidend. Es folgt jeweils ein Beispiel mit drei exzellent geeigneten Werkstoffen pro Einsatzbereich.
Süsswasser
Eine Vielzahl der an Land betriebenen Wasserkraftwerke kann unter bekannten Umgebungsbedingungen betrieben werden. Für den Regelbetrieb bieten die folgenden Materialien ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Wasserverträglichkeit, Verschleißfestigkeit und Dichtungsleistung:
- Nitrilkautschuk (NBR) weist eine gute Wasserbeständigkeit auf und kann kostengünstig hergestellt werden
- Polyurethan (PU) verfügt über eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit und Haltbarkeit
- PTFE (Polytetrafluorethylen) ist chemisch inert und reibungsarm
Mehr zum Werkstoff NBR
Mehr zum Werkstoff PU
Mehr zum Werkstoff PTFE
Eisige Umgebung
Im Bereich der Gletscherschmelze müssen Dichtungen bei frostigen Temperaturen über einen langen Zeitraum geschmeidig und flexibel bleiben. Folgende Werkstoffe bleiben auch bei negativen Temperaturen einsatzbereit und verhindern Sprödigkeit und Dichtungsversagen.- EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen kalte Temperaturen und Ozon auf
- Silikonkautschuk behält seine Flexibilität auch bei Temperaturen unter 0 °C bei
- PTFE (Polytetrafluorethylen) mit Füllstoffen behält seine Leistungsfähigkeit selbst bei extremer Kälte und weist eine hohe Widerstandskraft gegen Eisabrieb auf
Mehr zum Werkstoff EPDM
Mehr zum Werkstoff PTFE
Hohe Strömungsgeschwindigkeiten
Dort, wo turbulente Strömungsverhältnisse und starke Vibrationen die Strömungsdynamik prägen, sind robuste Alleskönner unter den Werkstoffen gefragt. Folgende Materialien halten dynamischen Belastungen stand, reduzieren den Verschleiß durch Turbulenzen und behalten ihre Dichtungswirkung unter Vibrationen bei.- PEEK (Hochleistungs-Thermoplaste) weisen eine außergewöhnliche mechanische Festigkeit und Vibrationsbeständigkeit auf
- FKM (Fluorelastomere) verfügen über eine hohe Temperatur und Chemikalien-Beständigkeit
- Verstärktes PTFE weist niedrige Reibungskoeffizienten auf und überzeugt durch seine hohe Verschleißfestigkeit
Mehr zum Werkstoff PEEK
Mehr zum Werkstoff FKM
Mehr zum Werkstoff PTFE
Salzwasser
Wellenkraftwerke und Gezeitenkraftwerke vor unseren Küsten müssen der kontinuierlichen Belastung durch Salzwasser trotzen. Dieses Medium ist stark korrosiv und daher sind chemisch inerte und korrosionsbeständige Materialien unerlässlich. In dieser Umgebung bewähren sich die folgenden Werkstoffe:- FKM verfügt über eine ausgezeichnete Chemikalien- und Salzwasserbeständigkeit
- EPDM weist eine gute Beständigkeit gegen Salzwasser und UV-Strahlung auf
- PTFE ist nicht reaktiv und dabei korrosionsbeständig
Mehr zum Werkstoff FKM
Mehr zum Werkstoff EPDM
Mehr zum Werkstoff PTFE
Welche Normen und Verordnungen müssen Dichtungen in Wasserkraftwerken erfüllen?
Auch für Dichtungssysteme in Wasserkraftanlagen gibt es eine nationale und internationale Normenlandschaft. Dabei werden viele Standards kontinuierlich aktualisiert. Wir führen hier einen Auszug europäischer und internationaler Richtlinien auf und empfehlen bei spezifischen Projektplanungen die Kontaktaufnahme zu Herstellern von Dichtungssystemen und Zertifizierungsstellen.
Frage an den Branchen-Experten
Scott Sharpless
Global Key Account Manager, Power/Energy - Freudenberg Sealing Technologies
Gibt es neue Fertigungsverfahren für Dichtungen im Bereich der Wasserkraft, Herr Sharpless?
Scott Sharpless ist Global Key Account Manager, Power/Energy bei Freudenberg Sealing Technologies. Er hat eine Vielzahl von Wartungseinsätzen an Wasserkraftwerken in Kanada und den USA begleitet. Für ihn ist Schnelligkeit eine der größten Herausforderungen, wenn Dichtungen in Wasserkraftwerken ersetzt werden müssen.
Er erklärt: „In Wasserkraftanlagen werden Präzisionsdichtungen, Führungen und Gleitbuchsen benötigt, die üblicherweise nicht in Standardgrößen verfügbar sind. Und oft werden wir gerufen, wenn eine zentrale Dichtung außerhalb der vorgesehenen Wartungszyklen ausgewechselt werden muss. Genau für diese Zwecke sind wir 2024 mit unserer Freudenberg Xpress®-Fertigung live gegangen. Mit diesem Service können wir schnell maßgeschneiderte Dichtungen fertigen – oft bereits innerhalb von 24 bis 48 Stunden. Damit minimieren wir Ausfallzeiten für die Wasserkraftanlagen-Betreiber und unterstützen dringende Wartungsarbeiten mit präzisionsgefertigten Dichtungen aus nachhaltigen und langlebigen Werkstoffen.“
Wo erhalte ich Branchen-News im Bereich der Wasserkraft?
China Daily – Hydropower News
China Daily berichtet regelmäßig über aktuelle Entwicklungen, Projekte und Trends im Bereich Wasserkraft in China, inklusive Großprojekten, Innovationen und politischen Rahmenbedingungen.
https://www.chinadailyhk.com/hk/article/618339
ESA (European Sealing Association)
Richtlinien (Update 2024)
https://www.europeansealing.com/about-us/position-statements/
Global Hydropower Tracker (Global Energy Monitor)
Weltweiter Datensatz und News zu Wasserkraftprojekten, inklusive Entwicklungen in Asien und Südamerika.
https://globalenergymonitor.org/de/projects/global-hydropower-tracker
Hydro Review (International)
Englischsprachiges, globales Fachmagazin mit News, Analysen und Berichten zu Wasserkraftprojekten weltweit, inklusive Asien und Südamerika.
https://www.renewableenergyworld.com/hydro-power
IEA (International Energy Agency)
Hydropower Division; detaillierte Marktanalysen; globale Entwicklungstrends und regelmäßige Statusberichte zur Wasserkraft
https://www.iea.org/energy-system/renewables/hydroelectricity
IHA (International Hydropower Association)
Weltverband mit News, Studien und Events zu Wasserkraft, mit Fokus auf internationale und regionale Entwicklungen, darunter Asien und Südamerika.
Checkliste
Welche Informationen brauche ich für die Dichtungsauswahl in Wasserkraftanlagen?
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Was umfasst die präventive Wartung der Wasserkraftanlage?
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Gibt es eine regelmäßige Sichtprüfung der Anlage?
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Gibt es eine regelmäßige Sichtprüfung der Anlage?
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Werden Taucher benötigt, um Dichtungen auszutauschen?
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Wie finde ich heraus, welches Dichtsystem aktuell verbaut ist?
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Welche Spezifikationen und/oder Zeichnungen gibt es dafür?
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Wie kann ich durch Vermessung oder Bilder diese benötigten Informationen bereitstellen, wenn keine Zeichnungen mehr verfügbar sind?
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Welche Flexibilität habe ich beim Dichtungsaustausch? Darf ich beispielsweise ein anderes Dichtungsmaterial einsetzen?
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Werden für die Anlagen Modernisierungsmaßnahmen geplant, die die Effizienzsteigerung durch den Austausch defekter Dichtungen gegen Präzisionsdichtungen berücksichtigt?
Welchen Beitrag leisten Dichtungen bei der Stromerzeugung?
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