Ein Referat von Victor Schmidt

Ingenieurhydrologie SS 2011

InhaltKonventionelle Wasserkraftnutzung in

DeutschlandPrinzipBestand

Moderne Verfahren der WasserkraftnutzungStrom-BojeWasserwirbelkraftwerkeSchiffsmühlenWellenkraftwerke

AussichtWasserdruckmaschinenGreen Turbine

2

Wasserkraft GrundprinzipWasser 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

3

Ausbau der Wasserkraft in DeutschlandInstallierte 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

4

Wasserkraft in DeutschlandGrundlastfähigAusbau stagniertKeine 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

5

http://www.aqualibre.at

http://microhydropower.net/image/smart_hydro_turbine.jpg

6

Strom-BojeWasser treibt über

einen Propeller einen Generator an

Leistungsbereich: 5kW-80kW

Abhängig von v

http://www.aqualibre.at

7

Vorteile Nachteile

Keine Veränderung des Wasserspiegels

Passierbarkeit für Fische und Schiffsverkehr

Einfache Installation/keine Verbauung

Unbeeinflusst von Hochwassern

EffizienzMindestwassertiefe 1,8-

2mFließgeschwindigkeit 2-

2,4 m/s

http://www.smart-hydro.de/uploads/pics/turbine.jpg

8

WasserwirbelkraftwerkWasser 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

9

Vorteile NachteileGeringe Höhendifferenz

(0,7m)Passierbarkeit für Fische

und kleinem Treibgut wegen langsamer Rotation

Kann auch im Nebenstrom installiert werden

EffizienzBauaufwand für BeckenMindestdurchfluss von

1m³/s

http://www.pamina-solar.de/fileadmin/user_upload/BILDER/PAMINA/GWK-Bild-Juli-2006.jpg

10

SchiffsmühlenBasiert 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

11

Vorteile Nachteile

Wasserstandunabhängig / Hochwassergeeignet

Einfache Installation/keine Verbauung

Günstig

EffizienzAbhängig von

Strömungsgeschwindigkeit

http://www.utopia.de/uploads/assets/user/38734/Bilder/Energie/Wasserkraft/schwimmmuhle.jpg

12

WellenkraftwerkeBasiert 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

13

Vorteile NachteileWellen sehr konstantEinfache, robuste

TechnikWartungsarm

Hohe Investitionen nötigLautStandortabhängigGeringere Leistung als

GleichstromturbinenUnstete Energieabgabe

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9b/Wells_turbine_fr.svg/423px-Wells_turbine_fr.svg.png

http://abenteuerwissen.zdf.de/ZDFde/s_img/52/0,6992,7082932-render-A6-,00.jpg

14

15

WasserdruckmaschinenEnergiegewinnung

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

16

Vorteile NachteileDurchlässigkeit für

Fische und GeschiebeGeringe Höhendifferenz

Noch in der Entwicklung, von daher schwer vorauszusagen

http://www.mainpost.de/storage/pic/mpnlneu/lohr/3684360_1_1AIAYX.jpg

17

Green TurbineIn EntwicklungSoll in Flüssen am

Boden verankert werden

10-30m Durchmesser

141-1570kW Leistung

Investoren gesuchthttp://greeneturbine.com/images/Cut_Away.JPG

18

Danke für eure Aufmerksamkeit

19

20

Quellenhttp://greeneturbine.com/movingforward.htmlhttp://www.aqualibre.at/http://www.krause-plauen.de/html/wasserbau.htmKorrespondenz Wasserwirtschaft 6/11http://www.mdr.de/einfach-genial/erfindungen/

artikel110056.htmlhttp://www.deutsches-museum.de/ausstellungen/

themenpfade/energie/waerme-und-licht/wasserkraft/meereskraftwerke/

http://www.smart-hydro.dehttp://www.wasserbau.tu-darmstadt.de/

forschung_wb/aktuelleforschungsvorhaben/index.de.jsp#forschung_wb_hylow_1

http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserwirbelkraftwerk

21

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

22