Neue Ansätze für Wasserkraftanlagen

1. Neue Ansätze für Wasserkraftanlagen Ein Referat von Victor Schmidt Ingenieurhydrologie SS 2011

2. Inhalt • Konventionelle Wasserkraftnutzung in Deutschland • Prinzip • Bestand • Moderne Verfahren der Wasserkraftnutzung • Strom-Boje • Wasserwirbelkraftwerke • Schiffsmühlen • Wellenkraftwerke • Aussicht • Wasserdruckmaschinen • Green Turbine

3. Wasserkraft Grundprinzip • Wasser durchströmt eine Turbine die einen Generator antreibt • Fluss wird teilweise oder komplett durch die Turbine geleitet • Energieertrag abhängig von der Fallhöhe des Wassers • Verringerung der Durchlässigkeit für Sedimente und Fische http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9b/Hydroelectric_dam_german.png

4. Ausbau der Wasserkraft in Deutschland • Installierte Jahresleistung: 18680 [GWh/a] • Nutzbare Jahresleistung: 25483 [GWh/a] • Nutzungsgrad: 73,3 % • 3,4% des deutschen Strombedarfs werden bisher abgedeckt Daten aus Korrespondenz Wasserwirtschaft 6/11

5. Wasserkraft in Deutschland • Grundlastfähig • Ausbau stagniert • Keine neuen Gebiete mehr für große Wasserkraftwerke vorhanden Trend zu kleinen dezentralen Anlagen http://www.gate4engineers.de/fileadmin/user_upload/images/ingenieurwelt24/PNG_Tabellen/Entw_Erneuerbare_Energien_Deutschland.png

6. http://www.aqualibre.at http://microhydropower.net/image/smart_hydro_turbine.jpg

7. Strom-Boje • Wasser treibt über einen Propeller einen Generator an • Leistungsbereich: 5kW-80kW • Abhängig von v http://www.aqualibre.at

8. Vorteile Nachteile • Keine Veränderung des Wasserspiegels • Passierbarkeit für Fische und Schiffsverkehr • Einfache Installation/keine Verbauung • Unbeeinflusst von Hochwassern • Effizienz • Mindestwassertiefe 1,8-2m • Fließgeschwindigkeit 2-2,4 m/s http://www.smart-hydro.de/uploads/pics/turbine.jpg

9. Wasserwirbelkraftwerk • Wasser erzeugt in einem rundem Staubecken einen Wirbel, der eine Turbine antreibt • Abhängig von Q http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/00/Wasserwirbelkraftwerk.jpg/800px-Wasserwirbelkraftwerk.jpg

10. Vorteile Nachteile • Geringe Höhendifferenz (0,7m) • Passierbarkeit für Fische und kleinem Treibgut wegen langsamer Rotation • Kann auch im Nebenstrom installiert werden • Effizienz • Bauaufwand für Becken • Mindestdurchfluss von 1m³/s http://www.pamina-solar.de/fileadmin/user_upload/BILDER/PAMINA/GWK-Bild-Juli-2006.jpg

11. Schiffsmühlen • Basiert auf dem Prinzip des Unterschlächtigen Mühlrads • Wasser treibt über ein Schaufelrad einen Generator an • Schaufelrad schwimmt auf Schwimmkörpern • Abhängig von v http://www.aqualibre.at

12. Vorteile Nachteile • Wasserstandunabhängig / Hochwassergeeignet • Einfache Installation/keine Verbauung • Günstig • Effizienz • Abhängig von Strömungsgeschwindigkeit http://www.utopia.de/uploads/assets/user/38734/Bilder/Energie/Wasserkraft/schwimmmuhle.jpg

13. Wellenkraftwerke • Basiert auf dem Prinzip der oszillierenden Wassersäule • Luft wird angesaugt und abgestoßen • Wells-Turbine treibt Generator an, ändert dabei nicht die Drehrichtung • Abhängig von ΔhWelle http://voithhydro.de/media/VHHH090038_Wave_Power_72dpi.pdf http://voithhydro.de/media/VHHH090038_Wave_Power_72dpi.pdf

14. Vorteile Nachteile • Wellen sehr konstant • Einfache, robuste Technik • Wartungsarm • Hohe Investitionen nötig • Laut • Standortabhängig • Geringere Leistung als Gleichstromturbinen • Unstete Energieabgabe http://abenteuerwissen.zdf.de/ZDFde/s_img/52/0,6992,7082932-render-A6-,00.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9b/Wells_turbine_fr.svg/423px-Wells_turbine_fr.svg.png

15. Aussicht

16. Wasserdruckmaschinen • Energiegewinnung aus der Druckdifferenz durch Aufstauen des Gewässers • Wirkungsgrad bis zu 70% • Noch in der Entwicklung http://www.hylow.eu/img-1/HPW%20principle%201_xs.jpg

17. Vorteile Nachteile • Durchlässigkeit für Fische und Geschiebe • Geringe Höhendifferenz • Noch in der Entwicklung, von daher schwer vorauszusagen http://www.mainpost.de/storage/pic/mpnlneu/lohr/3684360_1_1AIAYX.jpg

18. Green Turbine • In Entwicklung • Soll in Flüssen am Boden verankert werden • 10-30m Durchmesser • 141-1570kW Leistung • Investoren gesucht http://greeneturbine.com/images/Cut_Away.JPG

19. Danke für eure Aufmerksamkeit

20. Fragen? Anregungen?

21. Quellen • http://greeneturbine.com/movingforward.html • http://www.aqualibre.at/ • http://www.krause-plauen.de/html/wasserbau.htm • Korrespondenz Wasserwirtschaft 6/11 • http://www.mdr.de/einfach-genial/erfindungen/artikel110056.html • http://www.deutsches-museum.de/ausstellungen/themenpfade/energie/waerme-und-licht/wasserkraft/meereskraftwerke/ • http://www.smart-hydro.de • http://www.wasserbau.tu-darmstadt.de/forschung_wb/aktuelleforschungsvorhaben/index.de.jsp#forschung_wb_hylow_1 • http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserwirbelkraftwerk

22. http://www.voithhydro.de • http://www.baenecke-harz.de/ • content/wasserkraft_tech.php