|
So ist z. B. der Anteil der Wasserkraft
an der Stromerzeugung in Deutschland ca. 5
%, in Österreich ca. 70 % und in Norwegen 99 %. Vielleicht
liegt der Grund für die geringe Nutzung in Deutschland
an der Überregulierung durch die Behörden
(Wasserbehörden,
Wasserwirtschaftsamt, Polizei-, Baugenehmigungs-, Berg-,
Gewerbe- und Planfeststellungsbehörden), die Interessenten vor
dem Einsatz, besonders bei Mini-Wasserkraftwerken,
abgeschreckt werden.
Die Aussage von interessierten Planern
ist, dass das Genehmigungsverfahren Jahrzehnte.dauern
kann Wenn da nicht schon früher ein Aufstau war, dann ist
die Chance gleich NULL, dass man eine Genehmigung bekommt.
Selbst ein bestehendes Wasserrecht, z.B. an einer Mühle,
erlischt automatisch, wenn es 3 Jahre
lang nicht genutzt wurde. Und dann ist es extrem schwierig,
ein neues Wasserrecht zu bekommen.
Aber vielleicht gibt es andere Erfahrungen, die ich
gerne per
E-Mail annehme. |
Gesetzliche Regelungen und
Verordnungen für die Wasserkraft
Deutschland
Auf Bundesebene wurden auf der Grundlage von europäischen
Richtlinien (UVP-RL, Flora-Fauna-Habitat (FFH)-RL, Wasserrahmenrichtlinie
- WRRL) Gesetze für die Errichtung und den Betrieb von Wasserkraftwerken
erlassen. Hierzu gehören:
Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG)
Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG)
Wasserhaushaltsgesetz (WHG)
Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG)
Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
Schweiz
Bund
Wasserrechtsgesetz (WRG; SR 721.80)
Gewässerschutzgesetz (GSchG; SR 814.20)
Elektrizitätsgesetz (EleG; SR 734.0)
Stromversorgungsgesetz (StromVG)
Verordnung Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPV; SR 814.011)
Kanton
Wasserrechtsgesetz (BWRG; BR 810.100)
Verordnung Wasserrechtsgesetz (BWRV; BR 810.110)
Verordnung Wasser- und Pumpwerksteuern (VWPSt; BR 810.115)
Verordnung Umweltverträglichkeitsprüfung (KVUVP; BR
820.150)
Österreich
Bundeskriterienkatalog-Wasserkraft
Konsequenzen
der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie |
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Wasserkraft ist wirtschaftlich
- Geringe Betriebskosten
- Sehr lange Lebensdauer
- Hohe Betriebssicherheit
- Geringer Wartungsaufwand
- Ausgereifte Technik
- Höchster Erntefaktor aller regenerativen Energien
Wasserkraft macht unabhängig
- von der Energiepreisentwicklung
- von Anschlussschwierigkeiten in entlegenen Standorten
Wasserkraft ist umweltfreundlich
- Keine schädlichen Rückstände
- Kein Verbrauch wertvoller Rohstoffe
- Wenig Eingriffe in die natürliche Umwelt
|
Leistungsbereiche:
Kleinstwasserkraftwerke (Micro) bis 100 kW
Kleinwasserkraftwerke (Mini): 100 kW – 1.000 kW
Wasserkraftwerke: 1.000 kW – 10.000 kW |
Mini-Wasserkraftwerke
gibt es in den verschiedensten Ausführungen. Es gibt Inselsanwendungen,
d. h. es ist keine öffentliche Stromversorgung vorhanden. Außerdem
wird der Wunsch, Strom zum Eigengebrauch oder/und zur
Einspeisung in das öffentliche Stromnetz zu erzeugen,
immer aktueller. Natürlich sind solche Lösungen als Beitrag
zur CO2-Reduzierung sinnvoll. |
Wenn ein Bach oder Fluss
durch ein Stauwerk aufgestaut wird, so ist dieses Hinderniss
durch entsprechende Fischtreppen
zu umgehen. |
| Ein kurzer Blick in die
Vergangenheit: |
Wasserräder
wurden in Mesopotamien schon vor 5.000 Jahren zum Schöpfen
von Wasser eingesetzt. Im 2. Jahrhundert vor Chr. werden
einfache Wasserräder (Stoßrad)
zum Antrieb von Getreidemühlen eingesetzt. Dabei
wurden die Mahlsteine ohne weitere Übertragungselemente direkt an
der Welle des Wasserrades angebracht. 100 vor Chr. soll
es in Westanatolien wasserbetriebene Kornmühlen
gegeben haben. Große Wasserräder sind meist unterschlächtig.
Die Wasserräder
von Mühlen in Mitteleuropa sind meistens oberschlächtig..
Damit erzielten sie einen größeren Nutzeffekt, da nicht nur
die Strömungs-, sondern auch die Fallenergie des Wassers ausgenutzt
wurde. Die Wasserkraft
inform von Wasserrädern setzt sich als Antriebsquelle
für die verschiedensten Anwendungen im Mittelalter
bis ins 19. Jahrhundert immer mehr durch. Ab 1830 werden
die Wasserräder zunehmend durch leistungsstärkere
Maschinen (Turbinen) ersetzt. |
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| Kleinkraftwerk - Wassermühle |
Warum ist eine Technik,
die sich jahrhundertelang bewährt hat, in Vergessenheit geraten?
Bei diesen Bauwerken treibt fließendes Wasser ein Rad an, dass über
eine Welle, z. B. Mühlsteine, drehen lässt. Vor einigen Jahrzehnten
gab es auch entsprechende Wassermühlen, die ein
Generator zur Stromerzeugung genutzt haben. Durch die
aufkommende Technik (Dampfmaschine, Staudämme) kam diese relativ
einfach Technik aus der Mode. Inzwischen wird die Entwicklung
neuer Wasserräder für kleine, dezentrale Strommühlen
durch die EU wieder gefördert. Leider sind die Genehmigungsverfahren
solcher Anlagen sehr aufwendig, sodass viele Interesssenten abgestoßen
werden. Aber auch Windmühlen haben sich, ein wenig
umgebaut zu Windkraftanlagen, inzwischen wieder durchgestzt.
Warum soll das bei den Wassermühlen nicht auch machbar sein? |
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Wasserrad
mit integriertem Generator |
Quelle:
Hartmuth Drews Ing. (grad.) |
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Wärmepumpe
mit Flusslauf |
Quelle:
Jura Kälte GmbH |
Wärmepumpe
mit Flusslauf |
Heizen
mit Wasserkraft
Viele Firmen im Heizungsbau verwenden “normale”
Wärmepumpen, um die Wärme aus fließenden Gewässer
abzupumpen. Eine Entscheidung, die oft zu schlechten Ergebnissen
führt. Bei der Nutzung von Oberflächenwasser sollte
der Verdampfer
im Flussbett liegen, hierbei ist der
höchste Wirkungsgrad zu erzielen. Bei manchen Anlagen
mit besonderen Wärmetauscher ist auch eine Solemaschine
noch vertretbar, die Antriebskosten der Sole und der zusätzliche
Wärmetauscher verschlechtern aber den Wirkungsgrad.
Für Objekte, die ein eingetragenes Wasserrecht
mit Staustufe besitzen, lohnt sich in jedem
Fall eine Sonderanlage, eine Maschine die nicht nur die Wärme
eines Baches nutzt sondern auch
seine Arbeitskraft! Angetrieben mit Wasserkraft,
benötigt eine Wärmepumpe nur noch den Strom für
die Regelung und der ist mit ca. 40,- € jährlich
selbst für große Objekte noch hoch angesetzt.
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Archimedische
Schraube |
Quelle:
Wilo SE |
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| Archimedische
Schraube |
Archimedes
von Syrakus (287-212 v. Chr.), der wohl größte
Mathematiker und Wissenschaftler des Altertums, beschreibt
um 250 v. Chr. die nach ihm benannte Archimedische
Schraube. Durch die Drehung einer Spirale/Schnecke
in einem Rohr wird Wasser nach oben gehoben. Allerdings floss
immer eine Menge Wasser zurück, da noch keine gute Abdichtung
bekannt war. So entstand eine Abhängigkeit zwischen der
Schraubenneigung und dem Förderstrom. Im Betrieb konnte
zwischen einer größerer Menge oder größerer
Förderhöhe gewählt werden. Je steiler die Schraube
gestellt wurde, umso höher förderte sie bei abnehmender
Liefermenge. |
Da mit menschlicher
oder tierischer Kraft die Förderleistungen nicht ausreichten,
wurden die Archimedischen Schrauben (Schneckentrogpumpen)
mit der Energie des Windes
angetrieben. Hier war z. B. die Fluttermühle
(„Tjasker“ in den Niederlanden) der kleinste Typ
der Schöpfmühle. Die archimedische
Schraube direkt auf der Mühlenachse und das Wasser konnte
in den oberen Graben gehoben werden. Von dort wurde es über
einen Steg weitergeleitet. |
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Diese Archimedische Schraube
und die Schwengelpumpe
wurde am Strand von Tönning aufgebaut.
Mit dieser Anlage können Kinder (aber auch Erwachsene) die
Funktion der Pumpe und einer Archimedischen Schraube spielend
kennenlernen. |
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Schema - Wasserkraftschnecke
Wasserkraftschnecke
Quelle: ANDRITZ Atro GmbH
Schraubenturbine
Quelle: EmoWa UG (haftungsbeschränkt) &
Co. KG
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Durch
die energetische Umkehrung der Arbeitsweise
wird die Archimedische Schraube
(Schneckentrogpumpe)
zu einer Kraftmaschine (Wasserkraftschnecke)
zur Energiegewinnung.
Die Wasserkraftschnecke (Schraubenturbine)
hat minimale Umgebungsstörungen,
ist umweltfreundlich (keine Flussbettveränderung,
hohe Fischverträglichkeit) und hat eine lange
Lebensdauer. Bei Schluckvermögen
von 0,1 bis zu 5,5 m3/s
und einer Fallhöhe von bis zu 10
m wird sie für die Nutzung von Wasserkräften
eingesetzt, für die Turbinen aus Kostengründen
ausscheiden. Außerdem kann bei dem Einbau in einen
Flusslauf meistens auf eine Veränderung des natürlichen
Flussbettes verzichtet werden. Durch die Anordnung des Generatorbereiches
oberhalb des Zulauf-Wasserniveaus ist kein wasserdichtes
Generatorhaus notwendig.
Vorteile von Wasserkraftschnecken:
- Robust, verschleißfest, störungsfrei
- Keine Reinigung, wenig Wartung
- Fischfreundlich
- Keine Regelung bei unterschiedlichem Wasserzulauf
- kein Frequenzumrichter, kein SPS erforderlich
- Die Treibgutproblematikals und ein schadloser Fischabstieg
sind gleichzeitig gelöst
- Der Wirkungsgrad ist höher als bei vergleichbaren
Wasserrädern und liegt auf dem Niveau von Niederdruckturbinen
- Wasserkraftschneckenanlagen zeichnen sich durch Einfachheit
und Robustheit aus, ohne jedoch auf die guten Wirkungsgrade
und somit auf einen hohen Jahresertrag verzichten
zu müssen |
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| Linöwsche Wasserkraftwerkanlage
|
Dieses Mini-Wasserkraftwerk
des russischen Erfinders Nikolaj Iwanowitsch Linöw ist für fließende
Gewässer entwickelt. Es braucht keine Staudämme und auch keine
Kanäle oder Röhren. Da die Drehgeschwindigkeit (50 Umdrehungen
pro Minute) relativ klein ist, ist der Verschleiß sehr gering. |
Die Anlage besteht aus
einem ca. 2 m breiten Anlagenblock und kann praktisch in jedem Gewässer
mit Fließwasser verwendet werden. Auch Flüsse mit niedriger
Strömungsgeschwindigkeit sind geeignet. |
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Prinzip - Linöwsche
Wasserkraftwerkanlage
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Linöwsche
Wasserkraftwerkanlage |
Quelle:
Nikolay I. Lenew |
|
| Die Wasserkraftwerkanlage besteht
aus folgenden Komponenten: |
• ein Block
(Gehäuse, Platten, Kettenräder, Ketten)
Platten - sind flach und gerade - Länge und
Höhe - 78 x 500 mm - Winkel von 45 Grad
Kettenrad
Durchmesser - ab 35 cm
Kette
Kette mit Schritt 31,75 mm - Bruchkraft 2300 kN
• ein Drehmomentvervielfältiger
• ein Generator
|
Variante
A: So wurde eine kleine Partie (10 Blöcke) auf
einem Werk gefertigt (Handarbeit). Die betriebsfähige
Anlage (für eine Flussgeschwindigkeit 1m/s) mit Generator
für 10 kVA. Abmessungen des Blockes: 1,5 x 1,0 x 0,5
m.
Wenn die Flussgeschwindigkeit an die 0,1 m/s geht, dann sind
zwei solcher Blöcke notwendig, die hintereinander gestellt
werden. Der Generator wird nur an den hinteren Block angeschlossen.
Der vordere Block dient in diesem Fall zur Beschleunigung
des Wasserstromes, da bei dieser Konstruktion die Wassergeschwindigkeit
am Ausgang eines Blockes höher ist als am Eingang. Auf
diese Weise werden in einem stillen Fluss auch 10 kVA gewonnen.
|
Variante
B: Die Anlage, die z. Z. in Sanaksari gebaut wird,
ist für 50kVA konzipiert. Die Fließgeschwindigkeit
dort beträgt 0,5 m/s. Und es werden zwei Blöcke
verwendet, die 6 m breit sind. Sie werden auch hintereinander
aufgestellt. |
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|
Die Konstruktion
ist sehr leicht zu bauen. Diese Linöwsche Wasserkraftwerkanlage darf
für private Zwecke nachgebaut werden. Die gewerbliche Herstellung
und der Vertrieb muss mit dem Erfinder
nach dem Patentrecht geregelt werden. Quelle:
Russlandforum
- Anonymous |
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| Picokraftwerk |
In Regionen
ohne öffentlichem Versorgungsnetz werden u.a. Pico-Wasserkraftwerke
zur Stromerzeugung eingesetzt (Inselanwendung). Die nutzbare
Leistung wird durch die hydraulischen Parameter, Wassermenge und Nettofallhöhe
bestimmt. |
|
Eine Pelton-Turbine
hat eine horizontale Laufradanordnung. Der Abfluss erfolgt über
ein Rohr auf dem die Turbine platziert ist. An den Bajonettkupplungen
wird die Wasserzuleitung angeschlossen. Je nach der vorhandenen
Wasseremnge sind bis zu drei Düsen möglich. Das Wasser
verlässt die Turbine drucklos.
Diese Kraftwerke werden sehr kompakt und wartungsfrei ausgeführt.
|
| Anwendungsgebiete |
- Energieversorgung für
Alpen
- Berghütten und
Jagdhütten
- Wochenendhäuser
- Datenmessstationen
- Entwicklungsländer
|
| Eigenschaften |
- hoher Energieertrag
durch Dauerbetrieb 8760 h/Jahr
- Einfacher, robuster
Aufbau
- wartungsarm, keine Verschleißteile
- trinkwassergeeignet
- leicht anpassbar
- sehr gut mit Photovoltaik
kombinierbar
- geringes Gewicht
- guter Wirkungsgrad
- preiswert
|
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Anlagenschema |
Quelle:
Peter Maurer |
|
Pico-Wasserkraftwerk
selbst gebaut
Ob Sie Ihr Ferienhaus oder Alphütte
elektrifizieren wollen oder ob einfach die Rechnung des Elektrizitätswerkes
verkleinert werden sollte: Ein Wasserkraftwerk
eignet sich für beides. Die Anlage wird jedoch unterschiedlich
aussehen.
Wird eine alleinstehende Alphütte mit Elektrizität
versorgt nennt man das Inselbetrieb. Wird
jedoch der Strom ins öffentliche Netz zurück
gespiesen, nennen wir es Netzbetrieb.
Im Inselbetrieb konkurriert das Wasserkraftwerk
im Preis mit den Kosten einer Zuleitung vom öffentlichen Netz
oder dem Preis für eine Solaranlage. Wenn jedoch die Wasserverhältnisse
ausreichen, ist ein Picokraftwerk meistens die
günstigste Möglichkeit.
Im Netzbetrieb spielt die Wirtschaftlichkeit eine
zentrale Rolle. Interessant wird es vor allem, wenn die Leistung
selber verbraucht wird. Dann kann man den Preis pro kWh in die Kalkulation
einbeziehen, den man selber bezahlen müsste. > weiter |
|
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| Wasserwirbelkraftwerk |
Grundlage diese Kraftwerkes
ist eine neuartige Wasserwirbelturbine. Diese entzieht
dem mächtigen Wasserwirbel Rotationsenergie und treibt einen Generator
an. |
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Wasserwirbelkraftwerk |
Quelle:
ZOTLOETERER SMART-ENERGY-SYSTEM |
|
| Anwendungsbereiche: |
- Energiegewinnung aus Wasserkraft
an Standorten mit geringer Fallhöhe
- Energiegewinnung aus Wasserkraft
an ökologisch sensiblen Fließgewässern
- Kleinwasserkraftwerkstechnologie
im Leistungsbereich von einigen kW bis etwa 150kW
- Nutzung der Wasserkraft in Kläranlagen
- Als Ökostrom produzierender
Fischauf- und -abstieg
- Als Ökostrom produzierendes
Restwasser-dotierungsmodul ohne zusätzliche Fischaufstiegshilfe
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| Schwimmendes Flusskraftwerke |
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Schwimmendes
Flusskraftwerk |
Quelle:
Wasser- und Elektrizitätswerk der Gemeinde Buchs SG |
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Mit einem speziellen
Wasserrad, das die Firma Lippuner EMT Grabs nach
den Plänen des EWB gebaut und finanziert hat, wird die
Strömungsenergie des Wassers in eine Drehbewegung umgeformt.
Das Wasserrad hat einen Durchmesser von 1,8 Meter und eine
Länge von ebenfalls 1,8 Meter. Die Schaufeln, ......>
mehr |
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Quelle:
Smart Hydro Power GmbH |
|
Mit der Smart Hydro
Power Turbine wird die elektrischer Energie
mit der kinetischen Energie des fließenden
Wassers produziert wird. Da sie mit der kinetischen
Energie des Wassers und nicht mit der potentiellen
Energie angetrieben wird, ist es eine sog. "Zero-Head"-
oder "In-Stream"-Turbine. Das bedeutet, dass keine
Staudämme und kein Gefälle
nötig sind, so dass der Flusslauf nicht beeinflusst
wird und keine hohen Investitionen in Infrastruktur notwendig
sind.
Die Turbine besteht hauptsächlich aus
HDPE, Aluminium und rostfreiem
Stahl und einem dreiblättrigen Rotor,
einem 5 kW-Generator, dem Schwimmkörper
und einem dreiteiligen Diffusor.
Der patentierte Schwimmkörper
(Diffusor und Schwimmer) passt sich an die Wasserbedingungen
an. Der Diffusor hat zwei Hauptfunktionen.
Die erste erhöht den Wasserdruck
auf den Rotor und minimiert die Turbulenzen
innerhalb des Diffusors, wodurch ein maximaler Ausgangsstrom
erzeugt wird. Die Zweite Funktion sorgt für eine stabile
Schwimmlage des Generators im
Wasser. |
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Im Kern der Smart Hydro Power Turbine
ist ein horizontal-gelegener Permanent Magnet Unterwasser
Generator eingebaut. Es wurde ein langsam drehender Generator
gewählt damit kein Sog vor der Turbine entsteht und die Fischfreundlichkeit
dadurch erhöht wird.
Die drei Rotorblätter bestehen aus einem glasfaserverstärktem
Kunststoff. Dieses Material sorgt dafür, dass die Rotorblätter
auch bei einer hohen Fließgeschwindigkeit zuverlässig arbeiten.
> mehr |
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| Fließwasserturbine |
|
Fließwasserturbine |
Quelle:
EmoWa UG (haftungsbeschränkt) & Co. KG |
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Dieses Laufwasserkraftwerk
benötigt keine Querverbauungen und Feinrechen.
Durch die spezielle Bauart wird der Fischbestand
in den Gewässern nicht gefährdet.
Abhängig von der Fließgeschwindigkeit (ab 2,5 m/s)
des Gewässers kann eine Turbine zwischen 0,5 und 300
kW Strom produzieren. Der Strömungswandler kann auch
in einem großen Fließgewässer unter einem
Ponton und in Fließgewässern ohne Gefälle
mit entsprechender Wassergeschwindigkeit eingesetzt werden.
> mehr
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Kleinstwasserkraftwerk
Die Einsatzbereiche der Kleinstwasserkraftwerke
sind Berghütten, Alphütten, Ferienhäuser und vom
öffentlichen Stromnetz nicht erschlossenen Gebäude,
welche aber mit Wasser versorgt sind, oder über eine Quelle
mit ausreichender Wassermenge verfügen.
Die Turbinen (Pelton-Turbine, Ossberger-Turbine,
Pico Hydro-Turbine, Harris-Turbine, Gilmartin-Patent) dieser Kraftwerke
bieten sich für den Hybridbetrieb (Inselversorgung)
mit Windkraftanlagen und Photovoltaik
an. |
| Aus der Fallhöhe
und der Wassermenge kann die theoretisch
zur Verfügung stehende Leistung berechnet werden. Über
die Formel |
P (W) = Q (l/s) x H (m)
x 9,81 |
lässt sich die theoretische
Wasserenergie in Watt errechnen. Diese
Formel bezieht sich auf 100 % Wirkungsgrad ohne
Verluste. Je kleiner Nutzhöhe und Wassermenge
und damit die Wasserkraftanlage wird, desto geringer
wird der Gesamtwirkungsgrad der Anlage. |
Beispiel:
Ein Gebirgsbach liefert eine nutzbare Wassermenge
von 3 l/s bei einer Nutzhöhe von 40 m. |
P = 3 l/s x 40m
x 5,5 = 660 W = 15,8 kWh/Tag |
Es können
also dauerhaft 660 W elektrische Leistung erzeugt
werden. Da aber einige elektrische Verbraucher wesentlich mehr
als 660 W Leistung beziehen, muss die Kraftwerksleistung in Bleiakkumulatoren
zwischengespeichert werden. Über einen Sinus-Wechselrichter
kann dann die Speicherbatterie mit einer vielfach höheren
Leistung als der Kraftwerksleistung belastet werden. Quelle:
Kleinstwasserkraft Klopp |
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Mini-Wasserkraftwerke
- Energie für den Hausgebrauch -- Video |
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1- düsige W&B Peltonturbine
Quelle: Wiegert & Bähr Maschinenbau
GmbH
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Energierückgewinnung
(ERG) in Trinkwassersystemen
Zur Rückgewinnung
elektrischer Energie in Trinkwasserversorgungsanlagen
werden für größere Leistungen seit langem Wasserturbinen
erfolgreich eingesetzt. Für kleinere Leistungen wurden aus
wirtschaftlichen Gründen meist rückwärts
laufende Pumpen gewählt. Diese haben aber nur in einem
eng begrenzten Fallhöhen/Wassermengenbereich einen guten Wirkungsgrad.
Die Firma Wiegert & Bähr die bewährte W&B
Peltonturbine weiterentwickelt und eine Baureihe auf den
Markt gebracht, mit der sich auch Leistungen im 2-stelligen Kilowattbereich
wirtschaftlich nutzen lassen.
Energierückgewinnung
in Trinkwassersystemen - Wiegert & Bähr
Maschinenbau GmbH
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Unterschiedlicher Wirkungsgradverlauf von Turbinen
und rückwärts laufenden Pumpen
Die Grafik zeigt den typischen Wirkungsgradverlauf von Pumpen und Turbinen.
Wiegert & Bähr Turbinen haben Regelorgane zur Anpassung an
die gewünschte Wassermenge und können in einem großen
Bereich mit hohem Wirkungsgrad arbeiten.
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Wie das Trinkwasser aus dem
Harz Strom produziert
Mit "Trinkwasserkraftwerken" beschäftigt sich auch Rüdiger
Müllerin seinem Aufsatz "Energiegewinnung aus der Trinkwasserversorgung
in Braunschweig" in der ENERGIE-WASSER-PRAXIS 12/2012, S. 78-80.
Braunschweig bezieht sein Trinkwasser aus zwei Talsperren der Harzwasserwerke
über eine 36 km lange Fernleitung. Das Harzwasser kommt in Braunschweig
mit einem hohen Druck von 13 bar an. Über Druckminderungsventile
wurde bislang der Druck auf 5,3 bar abgebaut. Dabei wurde in der Vergangenheit
Energie "vernichtet". Jetzt hat BS|Energie (die zu VEOLIA
gehörenden Stadtwerke von Braunschweig) zur Druckminderung eine
rückwärtslaufende Pumpe mit einer Leistung von 200 kW eingebaut.
Bei einer durchschnittlichen Durchlaufmenge von 300 Liter Fernwasser
pro Sekunde können damit jährlich rund 1,3 Mio. kWh Strom
produziert werden. Das reicht rechnerisch aus, um 370 Haushalte mit
einem Durchschnittsverbrauch von 3.500 kWh/a mit Strom zu versorgen.
Zur Debatte stand auch der Einbau einer Turbine, die einen besseren
Wirkungsgrad als eine rückwärtslaufende Pumpe aufweist - aber:
"Der etwas geringere Wirkungsgrad einer Pumpe im Vergleich zu einer
Turbine wird durch die erheblich günstigeren Investitionskosten
ausgeglichen."
Die 13 Mio. Kubikmeter Fernwasser, die Brauschweig aus dem Harz bezieht,
werden gleichmäßig über den Tag bezogen. Um die Verbrauchsschwankungen
auszugleichen, verfügt BS/Energie über einen großen
Pufferspeicher. Das beeindruckende Speichervolumen wird zu Schwachlastzeiten
(in der Regel nachts) aus dem Netz wieder aufgefüllt. Mit einer
rückwärtslaufenden Pumpe kann dabei der Netzdruck von etwa
4 bar abgebaut werden. Aus dem Druckabbau der 2,3 Mio. Kubikmeter, die
jährlich in den Behälter laufen, können noch ein Mal
90.000 kWh im Jahr produziert werden. Damit können rechnerisch
weitere 26 Haushalte mit äußerst CO2-armem Strom versorgt
werden. Quelle: BBU-WASSER-RUNDBRIEF Nr. 1010 - Rüdiger
Müller - BS/Energy
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Wasserkraft im Trinkwassersystem der Stadtwerke
Iserlohn
Die Stadtwerke Iserlohn haben am Hochbehälter Ostfeld eine Anlage
zur Energierückgewinnung in Betrieb genommen. Der Hochbehälter
dient der Trinkwasserversorgung. Der Höhenunterschied von etwa
57 m wird nun für die Energierückgewinnung genutzt. Das Trinkwasser
fließt durch eine als Turbine umgebaute Pumpe mit Asynchronmotor,der
als Generator eine Leistung von 6 kW aufweist. Jährlich sollen
so etwa 40 000 kWh Strom erzeugt und ins Stadtwerkenetzt eingespeist
werden. Die Kosten sollen durch die Erlöse aus der Stromgewinnung
innerhalb von fünf Jahren refinanziert sein. Quelle:
Dipl.-Geogr. Stefan Prott - EnergieAgentur.NRW
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Inbetriebnahme von Gegendruck-Turbine
Das Wasserwerk Azienda Acqua Potabile Gordola erhielt für seine
nachhaltige Wasserversorgung 2010 die Auszeichnung Watt d’Or in
der Kategorie "Gesellschaft".
Nach der Optimierung der Wasserversorgungsanlage soll nun das Energiepotential
genutzt werden, das durch Gefälle entsteht. Dazu wurde das vor
über 50 Jahren gebaute Wasserversorgungsnetz umgestaltet und eine
einzige Wasserleitung mit 255m Höhenunterschied, die ideale Voraussetzung
für ein Kleinkraftwerk, geschaffen. Im März 2012 wurde in
der Trinkwasserversorgung von Gordola die erste Gegendruckturbine (Pelton)
im Tessin in Betrieb genommen, um das beträchtliche Energiepotenzial
im Trinkwassersystem zu nutzen.
Die Nutzung dieser Energiepotenziale mit normalen Peltonturbinen, wo
das Wasser nach der Energieabgabe an den Generator durch die Schwerkraft
in ein untenstehendes Becken fliesst, weist einige Nachteile auf, die
mit der Gegendruckturbine überwindet werden können. So gelangt
das Wasser im Falle der Gegendruckturbine nach der Turbinierung in einen
zylinderförmigen und geschlossenen Behälter, in dem ein Druckluftpolster
dafür sorgt, dass das Turbinenrad frei drehen kann. Dieses Druckluftpolster
wird mit einem Kompressor aufgebaut und reguliert. Das turbinierte Wasser
wird mit der Restenergie auf die höhere Ebene des bestehenden Trinkwasserbehälters
zurückführt. (Auszug - mehr >) Quelle: ee-news.ch
- eecomm GmbH |
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PowerFluid
- Mini-Kraftwerk in einer Wasserarmatur |
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powerFLUID-Wasserarmatur |
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Wirkprinzip |
Quelle:
wbk - Informationsdienst Wissenschaft e. V. |
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Automatische Armaturen
benötigen Strom, damit die Lichtschranke
den Wasserfluss auslösen kann. Dieser Strom kommt bisher
aus dem Stromnetz oder aus einer Batterie. Doch schon bald könnten
automatische Armaturen in Serie gehen, die ihren eigenen Strom
erzeugen. PowerFluid heißt das Projekt, an dem ein Armaturenhersteller
mit Projektpartnern arbeitet. Das Ziel ist, eine Armatur zu entwickeln,
die ihre eigene Energie erzeugt.
Das PowerFluid Prinzip
nutzt die Energie, die das Wasser beim Abfließen selbst
erzeugt. Dies ist vergleichbar mit der Stromerzeugung in einem
Wasserkraftwerk, bei dem fließendes Wasser eine Turbine
antreibt. Der erzeugte Strom wird dann in einen neu entwickelten
Speicher geleitet, aus dem die Energie für die elektrische
Steuerung und das Magnetventil entnommen wird. Eine zusätzliche
Solarzelle liefert die Energie für den Sensor zur Betätigung.
Auf diese Weise ist die Armatur auch über Jahre vollkommen
unabhängig von externen Stromlieferanten. Ein Netzanschluss
oder eine Batterie sind nicht mehr nötig. Das spart nicht
nur Energie, sondern vermeidet auch die aufwändige und umweltschädliche
Entsorgung von Batterien. Damit bietet die PowerFluid Technologie
gerade im öffentlichen Bereich, wo viele automatische Armaturen
im Einsatz sind, deutliche Vorteile hinsichtlich der Wasser- und
Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Armaturen.
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HydroPowerTechnik |
Eine Alternative
zur Zündflamme ist die HydroPowerTechnik.
Hier wird das Gas über einen Strom aus einer Wasserturbine
im Kaltwasserzulauf gezündet. |
Die Funktion
der HydroPowerTechnik ist mit einem Mini-Wasserkraftwerk
vergleichbar, das mit einer Turbine Strom
erzeugt.
Der hydrodynamische Generator
ist im Kaltwasserzulauf der Gas-Warmwasserwärmers
eingebaut. Der Zündstrom zum Zünden des Gasbrenners
wird nach dem Öffnen der Zapfstelle durch das fließende
Wasser erzeugt.
Durch diese Technik können auch Geräte
mit Gebläseunterstützung auf eine ständig
brennende Zündflamme verzichten. Mit diesem Verfahren
lässt sich der Gasverbrauch um 25
% reduzieren.
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HydroPower-Technologie |
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Wirkprinzip
der Turbine |
Quelle:
Junkers/Bosch Thermotechnik GmbH |
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Wasserbehörden
Die Wasserbehörden sind für den Vollzug
des Wasserhaushaltsgesetzes und der Wassergesetze
der Länder verantwortlich. In größeren
Bundesländern einen dreistufigen Verwaltungsaufbau.
Im Saarland und Schleswig-Holstein gibt
es nur einen zweistufigen Verwaltungsaufbau.. Die Stadtstaaten
Berlin, Bremen und Hamburg
haben eine andere Verwaltungsorganisation. Zur fachtechnischen
Beratung der unteren Wasserbehörden sind
Wasserwirtschaftsamt als technische Fachbehörden
bestimmt. Neben den eigentlichen Wasserbehörden können für
den Vollzug der Wassergesetze auch die Polizei-, Baugenehmigungs-, Berg-,
Gewerbe- und Planfeststellungsbehörden zuständig sein.
Je nach Bundesland kann die Wasserbehörde
zwei- oder dreistufig sein.
- oberste Wasserbehörden > Umweltministerien
der Länder
- obere Wasserbehörden, > Landesämter, Landesverwaltungsämter
oder Regierungspräsidien
- untere Wasserbehörden > Verwaltungen der Landkreise
und kreisfreien Städte
Die Aufgaben der Wasserbehörden
können regional voneinander abweichen. Sie sind die Genehmigungsbehörde
für
- Abwasseranlagen /Kläranlagen/Kleinkläranlagen
- Teichanlagen
- Abwassereinleitungen/Niederschlagswassereinleitungen
- Bauliche Anlagen in und an Gewässern
- Ausbau und wesentliche Umgestaltung (in geringem Umfang) von Fließgewässern
- Gewässernutzungen (Entnahme aus Oberflächengewässern)
- Ausnahmezulassungen in Wasser- und Heilquellenschutzgebieten
- Grundwasserhaltungen (vorübergehender Natur)
Zulassung von Einzelmaßnahmen in Überschwemmungsgebieten
Sie gilt als Aufsichts-/Vollzugsbehörde für
- Kläranlagen
- Wasserversorgungsanlagen
- Gewässeraufsicht (Teichanlagen, Fließgewässer)
- Anzeigen von Privatbrunnen
- Überschwemmungsgebiete
- Wasserschutz- und Heilquellenschutzgebiete
- Lageranlagen (auch private Heizölanlagen)
- Bodenverunreinigungen in geringem Umfang
- Abwasserabgabengesetz
- Abwasserkataster
- Eigenkontrollverordnung |
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Hinweis!
Schutzrechtsverletzung: Falls Sie
meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden,
bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich
umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig
Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere
Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter
kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen
Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende
Kontaktaufnahme mit mir könnte daher im Sinne der Schadensminderungspflicht
als unbegründet zurückgewiesen werden. |
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Für
die Errichtung und Nutzung eines privaten Wasserkraftwerkes
muss nach dem Wasserrecht
eine Genehmigung vorhanden sein oder eingeholt werden.
Die Grundlagen sind im Wasserhaushaltsgesetz
(WHG) und in den Landeswassergesetzen
vorgegeben.
Bei
dem Stoßrad sind die Schaufeln horizontal
in den Fluß eingetaucht. Dadurch wird nur die Bewegungsenergie
des Wassers genutzt. Dieses Prinzip ist schon seit dem 2.
Jahrhundert vor Chr. bekannt.
Diese
ersten Wassermühlen wurden in unterschlächtiger
Ausführung betrieben. Dabei schlägt das
Wasser von unten an das Schaufelrad. Die
Drehung des Mühlrades wird nur durch die Strömung
des Wassers erreicht. Bei den einfachen Räder bestehen
die Schaufeln aus Holzbretter, die inzwischen durch speziell
gebogene Blechschaufeln einenbesseren Wirkungsgrad erzielen.
Bei
den mittelschlächtigen (rückschlächtigen)
Wasserräder wird das Wasser auf Nabenhöhe
zugeführt. Sie können als Zellenrad
oder Schaufelrad gebaut werden. 
Bei
den oberschlächtigen Mühlen wird
das Wasser von oben auf das Rad zugeführt. Damit das
Wasserrad betrieben werden kann, muss immer ausreichend Wasser
und ein genügend großes Gefälle vorhanden
sein. Das Wasserrad besteht aus wasserdichten Zellen (Holzbrettern
oder Metall) und wird deswegen auch Zellenrad
genannt. Das Rad wird durch die Gewichtskraft des aufgenommenen
Wassers (Aufschlagwasser) in Bewegung versetzt. Wenn das Rad
stillstehen soll, wird das Wasser am Rad vorbeileitet.
