Neue Ansätze für Wasserkraftanlagen Ein Referat von Victor Schmidt Ingenieurhydrologie SS 2011
Inhalt Konventionelle Wasserkraftnutzung in Deutschland Prinzip Bestand Moderne Verfahren der Wasserkraftnutzung Strom-Boje Wasserwirbelkraftwerke Schiffsmühlen Wellenkraftwerke Aussicht Wasserdruckmaschinen Green Turbine
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
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
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
http://www.aqualibre.at http://microhydropower.net/image/smart_hydro_turbine.jpg
Strom-Boje Wasser treibt über einen Propeller einen Generator an Leistungsbereich: 5kW-80kW Abhängig von v http://www.aqualibre.at
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
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
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
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
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
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
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
Aussicht
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
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
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
Danke für eure Aufmerksamkeit
Fragen? Anregungen?
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
http://www.voithhydro.de http://www.baenecke-harz.de/ content/wasserkraft_tech.php