Wasserkraft

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
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Das Potential an Wasserkraft im unteren Leistungsbereich wird in Deutschland viel zu wenig genutzt. Hier könnten viele Bäche, Quellen, Trinkwasserversorgungen, Abwasserleitungen und Sammlerüberläufe zur Stromerzeugung genutzt werden. Die Vorschriften aus dem Wasserrecht, Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und den Landeswassergesetzen blockieren vorhandene Minikraftwerke oder es werden keine Wasserrechte mehr erteilt. Bei uns haben wohl die Fische immer noch und wieder die höchste Priorität, Dabei ist es möglich, die Hindernisse, die durch Stauwerke entstehen, durch Fischtreppen zu umgehen.

Ein kurzer Blick in die Vergangenheit:

Wasserräder wurden in Mesopotamien und im Fernen Osten schon vor 5.000 Jahren zum Schöpfen von Wasser eingesetzt. Die archimedische Schrauben (Archimedes von Syrakus9 werden schon ca. 700 v. Chr. als Wasserhebewerke genutzt. 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. Vom 16. bis zum ausgehenden 18. Jahrhundert wurden Wasserkraftmaschinen mit immer größeren Leistungen gebaut. Mit der Erfindung der "Wasserturbine" wurde ab 1824 mit der elektrische Energiegewinnung begonnen und ersetzen zunehmend die Wasserräder. Wasserkraftwerke

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

Leistungsbereiche: Kleinstwasserkraftwerke  (Micro) bis 100 kW Kleinwasserkraftwerke (Mini): 100 kW – 1.000 kW Wasserkraftwerke: 1.000 kW – 10.000 kW

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

Jedes Wasserkraftprojekt ist eine Einzellösung, denn die Gegebenheiten sind überall anders. Dadurch werden die Kraftwerke reletiv teuer, weil es keine Massenprodution fertiger Anlagen gibt. Zum Einen werden Inselversorgungen gewünscht und zum Anderen soll der erzeugte Strom in das öffentliche Netz eingespeist werden.

Es gibt verschieden Arten von Wasserkraftwerken

Speicherkraftwerke  Pumpspeicherkraftwerke  Hydraulischer Energiespeicher (Powertower)  (Druckluftspeicherkraftwerk) + (Erdgas (Methan) als Stromspeicher)  Laufwasserkraftwerke  Wellenkraftwerke Schwimmendes Wellenkraftwerk  Gezeitenkraftwerke  Gletscherkraftwerke  Mini-Wasserkraftwerke  Kleinstwasserkraftwerke

In diesen Kraftwerken werden folgende Turbinen eingesetzt:

Kaplan-Turbine (Überdruck)  Francis-Turbine (Überdruck)  Pelton-Turbine (Gleichdruck)  Durchström-Turbine (Gleichdruck)  Rohr-Turbine  Straflo- Turbine

WKV-Peltonturbine - Francisspiralturbine - Turgoturbine - Durchströmturbine / Made at WKV in Germany Jede dieser Turbinen hat ihr ganz spezielles Einsatzgebiet, so z. B. unterschiedlichen Leistungsbedarf, für verschiedene Fallhöhen, für stark schwankende Gewässer oder für schwemmgutreiches Wasser. Hinzu kommen WKV-Drehzahlregler, WKV-Wasserstandsregler sowie WKV-Schaltanlagen. Quelle: Wasserkraft Volk AG Berechnung der Turbinenleistung (Ausbauwasserhöhe + Nettofallhöhe) - Wiegert & Bähr Maschinenbau GmbH

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?

verschiedene Wasserräder im Einsatz   Wasserrad mit integriertem Generator Quelle: Hartmuth Drews Ing. (grad.) . Bau eines Wasserrades - Fa. Drews Die Mühle soll wieder klappern Mühlen in Deutschland 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. Quelle der Abbildungen: Tropfsteingrotte Alaunwerk Mühlwand-Reichenbach e.V.

Mini-Wasserkraftwerke Kleinstwasserkraftwerk

Speicherkraftwerk

Schema eines Speicherkraftwerks Quelle: VSE Speicherkraftwerke (Druckwasserkaftwerke) nutzen die Energie des Wassers, das in einer hoch gelegen Talsperre aufgestaut ist. Mit hohem Druck strömt das Wasser durch Rohrleitungen bzw. Druckstollen oder Druckschacht in die Turbinen (Francis- oder Pelton-Turbinen), die sich im Maschinenhaus am Fuße der Staumauer befinden. In der Talsperre wird ein natürlich fließendes Gewässer, Gletscher- oder Schneeschmelz- bzw. Niederschlagswasser aufgestaut. Damit ein möglichst großer Höhenunterschied erreicht wird, befindet sich dieser Speicher bzw. Stausee meistens im Gebirge. Speicherkraftwerke können in sehr kurzer Zeit in Betrieb genommen werden. Deshalb werden sie oft in Spitzenlastzeiten eingesetzt, um tages- und jahreszeitliche Schwankungen auszugleichen. Außerdem sind diese Kraftwerke schwarzstartfähig und können bei totalen Stromausfällen zum Anfahren anderer Kraftwerke eingesetzt werden.

Speicherkraftwerke - Beispiele

Pumpspeicherkraftwerk (PW)

Schema eines Pumpspeicherkraftwerkes Quelle: VDE Um bei einer kurzzeitig auftretenden hohen Leistungsnachfrage in einem Stromnetz (Spitzenlastzeiten) zusätzlichen Strom bereitzustellen, werden u. a. Pumpspeicherkraftwerke eingesetzt. Besonders bei dem zunehmenden Einsatz von Windkraft- und Photvoltaikanlagen kann kurzfristig ein zusätzlicher Bedarf an Strom notwendig werden. Dieses Kraftwerk besteht aus einem oberen und einem unteren Staubecken. Wenn keine hohe Stromnachfrage besteht, wird das Wasser aus dem unteren Becken in das obere gepumpt. Hierzu wird der nicht benötigte Strom aus dem Netz verwendet. Sobald wieder ein höherer Strombedarf besteht, wird durch das gespeicherte Wasser in den Kraftwerksturbinen, wie in Speicherkraftwerken, wieder Strom erzeugt.

In Goldisthal befindet sich das größte Pumpspeicherkraftwerk Deutschlands mit einer Leistung von 1.060 MW und eines der größten Europas. Es kann zu Sptzenzeiten theoretisch ganz Thüringen 8 Stunden lang mit Strom versorgen. Der Höhenunterschied zwischen der Talsohle (Unterbecken - Talsperre Goldisthal) und der Bergkuppe (Oberbecken - Farmdenkopfbecken) beträgt bis zu 300 m. . Pumpspeicherwerk Goldisthal Pumpspeicherwerk Goldisthal Quelle: Gemeinde Goldisthal

Pumpspeicherkraftwerk Pumpspeicherkraftwerke - Wasserkraftwerk plus Energiespeicher - Voith GmbH & Co. KGaA Pumpspeicherkraftwerke: Lösungen für die Zukunft - Repower AG

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Unterflur-Pumpspeicherwerke (UPW)

Das Problem in der Zukunft wird zunehmend die Speichermöglichkeit für den Strom sein, der in flachen Gegenden aus Windenergie und Photovoltaik erzeugt wird. Hier gibt es keine hochgelegene Pumpspeicher-seen, wie z. B. in den Mittelgebirgen und im Alpenvorland. Es wird schon jetzt überlegt, den Strom nach Norwegen zu schicken, um dort die Pumpspeicherkraftwerke zu nutzen.

Unterflur-Pumpspeicherwerk Quelle: Universität Duisburg-Essen Eine Alternative können Pumpspeicher-werke, die sowohl nahe am Verbraucher und dem Ort der Erzeugung von Energie aus Wind- und Photovoltaik-Anlagen liegen. In Gegenden, die nicht Übertage die erforderlichen Höhenunterschiede haben, bieten sich natürliche Begebenheiten oder durch den Bergbau vorhandene Untergründe für die Erstellung von "Unterflur-Pumpspeicherwerke" (UPW) bzw. "gravitative Untertage-Energiespeicher" an. Die Universität Duisburg-Essen erarbeitet derartige Konzepte.  Untertage Pumpspeicher  Tagebau Pumpspeicher  Aquatische Pumpspeicher Die einfachste Variante ist die Nutzung offener Tagebaulöcher von der Braunkohleförderung. Hier könnten schon während der Abbauphase in den bis auf 400 Meter unter Gelände entstehenden Gruben speziell konfigurierte Rohrsysteme verlegt oder Hohlräume gebaut werden, die schrittweise bei der Wiederverfüllung mit Turbinen in Zuleitungsfallrohren auszustatten sind. . Konzept für Unterflur-Pumpspeicherwerke

Hydraulischer Energiespeicher

Das Projekt "Powertower" (hydraulischer Energiespeicher) ist eine Alternative zu Pumspeicherkraftwerken. Bei dem Powertower handelt es sich um ein geschlossenes Wassersystem, das unabhängig von der Geländeform (topographieunabhängig) die von Windkraft- und Photovoltaikanlagen erzeugte elektische Energie zwischenspeichern kann. Die Anlagen können ober- und unterirdisch direkt in den Wind- oder Solarparks eingesetzt werden.

Funktionsprinzip des "Powertowers" Quelle: Universität Innsbruck Arbeitsbereich Wasserbau   In einem mit Wasser gefüllten Zylinder wird eine möglichst schwere Auflastkonstruktion mittels einer Pumpturbine vertikal bewegt. Die Auflastkonstruktion bewirkt eine konstante Druckerhöhung im darunter befindlichen Speichervolumen. Zur Energiespeicherung wird Wasser aus dem oberen in das untere Reservoir gepumpt. Die Auflastkonstruktion steigt nach oben. Der Energiegehalt nimmt zu. Um die Energie wieder freizusetzen, wechselt die Richtung des Förderstroms. Die Auflastkonstruktion sinkt ab und treibt dabei die Turbine an. Die Anordnung der Maschineneinheit kann extern über ein Umlaufrohr (Prototyp) oder intern erfolgen. Hierbei wird die Pumpturbine, wie in der nebenstehenden Animation gezeigt, im Innern der Auflast installiert. Die vertikal bewegliche Auflastkonstruktion bewirkt durch die Dichte ihres Materials und ihr Höhenmaß, unabhängig von ihrer Position, eine konstante Druckerhöhung im darunter befindlichen Reservoir. Durch zusätzliche Federkonstruktionen lässt sich die Druckhöhe wegabhängig noch erhöhen. Zur Energiespeicherung wird Wasser aus dem oberen in das untere Reservoir gepumpt, wodurch die Auflast im Zylinder aufsteigt und der Energiegehalt zunimmt (Auflast oben = geladener Zustand). Um die gespeicherte Energie wieder freizugeben, wechselt die Richtung des Förderstroms, die Auflast sinkt ab und treibt eine Turbine an. Somit kann elektrische Energie mit hohem Wirkungsgrad (~85 %) standortunabhängig gespeichert werden. Quelle: Universität Innsbruck Arbeitsbereich Wasserbau Powertower - Hydraulischer Großspeicher für die dezentrale Stromspeicherung Neuer Speicher für Energie aus Windkraftwerken - DLF

Druckluftspeicherkraftwerk (DLSKW)

Eine Alternative zu dem Pumpspeicherkraftwerk und der "Erdgas als Stromspeicher-Technologie" ist das Druckluftspeicherkraftwerk (Luftspeicher-Kraftwerk oder Druckluftspeicher-Gasturbinen-Kraftwerk). Im Gegensatz zu dem PSKW arbeitet das DLSKW (GuD-DLSKW) nicht mit Wasser, sondern mit Luft, die in unterirdische (Salzstock)Kavernen eingepresst wird. Dadurch kann auch an der Meeresküste bzw. im Flachland der von Offshore-Windparks bzw. Windkraftanlagen erzeugt Strom gespeichert werden. Außerdem wird im Gegensatz zu PSKW nur wenig oberirdische Fläche gebraucht.

Isobares GuD-Druckluftspeicherkraftwerk mit Wärmespeicher Quelle: IWBT Institut für Wärme- und Brennstofftechnik Da die Wirkungsgrade der Druckluftspeicher-kraftwerke noch sehr niedrg (ca, 45 %) sind, wird diese Technologie noch weiter erforscht. Besonders die Rückgewinnung der bei der Luftkompression entstehende Wärme (adiabates Druckluftspeichersystem) kann die Wirkungsgrade erheblich erhöhen. Da diese erdgasbefeuerten GuD-Kraftwerke auch ohne Druckluft- und Wärmespeicher Strom erzeugen, können diese schnellstartfähiges Backup-Kraftwerke (Schatten-kraftwerk) über ihre nachgeschalteten Dampfturbinen zusätzlich Strom erzeugen oder bei leegefahrenen Speichern eine gewisse Grundlast sicherstellen. Isobares GuD-Druckluftspeicherkraftwerk mit Wärmespeicher - TU Clausthal

Energiespeicher mit Zukunft – Druckluftspeicher-Kraftwerk

Druckluftspeicherkraftwerke und ihr Potential - Martin Döring

Erdgas (Methan) als Stromspeicher

Eine Alternative zu den Pumpspeicherkraftwerken und Druckluftspeicherkraftwerken ist die "Erdgas als Stromspeicher-Technologie". Das Erdgasleitungsnetz bzw. die Erdgasspeicher bieten eine enorme Speicherkapazität.  Hier lässt sich der zu bestimmten Zeiten überschüssige Strom aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen (regenerative Energie - Ökostrom) in Methan (Erdgas) umwandeln und in das Leitungsnetz einspeisen. Dieses Gas kann dann in Heizungsanlagen oder Blockheizkraftwerke (BHKW) und effiziente Gaskraftwerke (GuD) oder auch Erdgasautos genutzt werden, wenn der Wind und/oder die Sonne keinen Strom bereitstellt.

Solarfuel im Energiesystem Quelle: SolarFuel GmbH Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES haben die Grundlagen für dieses Verfahren entwickelt. Die Entwicklung zur Serienreife und Kommerzialisierung wird von der SolarFuel GmbH mit Sitz in Stuttgart exklusiv übernommen. Bei diesem Verfahren wird im ersten Schritt durch die Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Dann im zweiten Schritt wird Wasserstoff mit Kohlendioxid (CO2) zu Methan (CH4) umgesetzt. Das direkt in das Erdgasnetz eingespeiste Gas wird anschließend rückverstromt oder als Gasprodukt genutzt. Aus Ökostrom wird Erdgas - Power-to-Gas

Windstrom zu Windgas . Windstrom zu Windgas - Elektrolyseur Quelle: Greenpeace Energy eG   In der Zukunft wird es immer dringender, Ökostromüberschüsse aus Photovoltaik- und Windkraft-Anlagen sinnvoll zu verwenden bzw. zu speichern. Der Ausbau der Stromnetze wird immer mehr abgelehnt und Stromspeicher, so z. B. Pumpspeicherkraftwerke (Wasser oder Druckluft) werden immer mehr abgelehnt, Batterien können nur kurzfristig speichern. Deshalb wird erneuerbarer Strom in Wsserstoff und Methan umgewandelt. Das gesamte deutsche Erdgasnetz steht mit sehr großen Speicherkapazitäten zur Verfügung. Es kann als Speicher für Ökostrom genutzt werden, denn es ist jetzt schon 45 mal so groß ist wie die Gesamtkapazität aller heute in Deutschland bestehenden Pumpspeicherkraftwerke. Zur Zeit liefert Greenpeace Energy eG Erdgas, dem nach und nach Wasserstoff beigemengt wird, sobald dieser verfügbar ist. Aus technischen und regulatorischen Gründen darf nur bis zu einer Obergrenze von 5 % Wasserstoff ins Gasnetz eingespeist werden. Wasserstoff, der nicht eingespeist werden kann, wir zu erdgasgleichem Methan umgewandelt. In der Zukunft können erneuerbarer Wasserstoff und erneuerbares Methan das fossile Erdgas zu 100 Prozent ersetzen. > mehr Windgas - Greenpeace Energy eG

Laufwasserkraftwerk

Schema eines Laufwasserkraftwerkes Quelle: VSE Laufwasserkraftwerke arbeiten im Gegensatz zu Speicherkraft-werken mit einem geringeren Druck, da sie hauptsächlich die Kraft des fließenden Wassers in Flüssen nutzen. In den meisten Fällen wird der Fluss durch eine Wehranlage aufgestaut und das Oberwasser durch eine Turbine (vertikalachsige Kaplan-Turbinen oder horizontale Rohrturbinen) in den unteren Flußlauf (Unterwasser) geleitet. Auch der Einsatz von Wasserrädern ist möglich. Diese Kraftwerke gibt es in verschiedenen Ausführungen.  Bei dem Ausleitungsbetrieb wird das Wasser gesammelt bzw. aufgestaut und in ein separates Maschinenhaus geleitet.  Bei dem Schwellbetrieb wird das Wasser, bevor es durch die Turbine geleitet wird, in einem Stausee mehrere Stunden gespeichert bzw. gesammelt. Strom-Bojen werden direkt in den Fluss gesetzt. Hier sind die Turbine und der Generator direkt am Laufrad befestigt. Hierbei wird der Fluss nicht aufgestaut und ist somit umweltschonender, weil der Fluss nicht aufgestaut wird und keine aufwendige Fischtreppen notwendig sind.

Wellenkraftwerke

Im Gegensatz zu einem Gezeitenkraftwerk wird mit einem Wellenkraftwerk die gesamte Energie der Wellenbewegungen genutzt und nicht nur der Energieunterschied bei Ebbe und Flut. Die Wellenkraftwerke verwenden die Bewegungsenergie der Meereswellen und wandelt diese mit verschiedene Methoden in Strom um. Neuerdings werden verschiedene Schwimmkörper mit hydraulischen Systemen, die sich auf und ab bewegen und Generatoren antreiben, entwickelt bzw. eingesetzt.

Wellenkraftwerke funktionieren mit verschiedenen Verfahren. • Die pneumatische Kammer: In dieser Kammer befinden sich Betonrohre, in die das Wasser durch Wellen hineingedrückt wird. Bei einem Wellental strömt das Wasser wieder heraus. Durch das auf- und absteigende Wasser wird Luft entweder hineingesaugt oder komprimiert. Diese Luft treibt an die Rohre angeschlossene Turbinen an, die nun den Strom erzeugen. • Die Seeschlange: Eine Seeschlange besteht aus Elementen, die auf der Wasseroberfläche schwimmen und durch Gelenke miteinander verbunden sind. Innerhalb dieser Gelenke befinden sich Hydraulikzylinder, die eine Flüssigkeit enthalten. Wird die Seeschlange durch Wellen bewegt, fliesst die Flüssigkeit durch Rohre mit eingebauten Turbinen und Generatoren in einen Ausgleichszylinder. Durch die integrierten Turbinen und Generatoren entsteht nun Strom. • Die Rampe: Bei der Rampe werden die Wellen durch Vorrichtungen konzentriert und verstärkt und laufen nun eine Rampe hoch. Anschliessend fliesst das Wasser zurück ins Meer und treibt vorher Turbinen an, die nun über den Generator Strom erzeugen. • Die Bodenwellen: Eine Bodenwelle ist eine Platte, welche über ein Gelenk mit dem Meeresboden verbunden ist. Durch die Wellen schwankt diese Platte nun und erzeugt über eine Hydraulik, Turbinen und Generatoren den Strom. Quelle: R. Gawlick, Internetdienstleitungen

Schema des Wellenkraftwerkes in Wavegen Quelle: Wolfgang Weitlaner, pressetext.austria Siadar Wave Energy Project (SWEP) Das Kraftwerk ist auf einem flachen, künstlichen Damm 350 Meter vor der Küste am Meeresboden verankert. Das Kraftwerk, das rund 250 Meter lang ist, arbeitet nach dem Prinzip der Oscillating Water Column (Oszillierende Wassersäule). Dabei drücken die Wellen das Wasser in Betonröhren und ziehen es hinterher wieder heraus. Am oberen Ende münden die Röhren in Turbinen. Durch die sich auf und ab bewegende Wassersäule entsteht in den Betonröhren abwechselnd ein starker Überdruck bzw. Unterdruck. Eine speziell konzipierte Turbine wird von diesem Luftstrom trotz der dauernden Änderung in eine konstante Richtung angetrieben. Das System gilt als absolut sicher, da das Kraftwerk im relativ seichten Wasser mit einer Tiefe von fünf bis neun Metern errichtet wird. Wasser kann in die Turbinen nicht eindringen und selbst hohe Wellen können der Konstruktion nichts anhaben. Der Prototyp in Islay ist schon seit sieben Jahren in Betrieb. Simon Robertson, Projektverantwortlicher beim Energieversorger npower renewables

Wellenenergieumwandlung - Simply Blue Energy

Schwimmendes Wellenkraftwerk Wellenkraftwerk Quelle: FuE-Zentrum FH Kiel GmbH Bei dem Wellenkraftwerk bewegt sich ein Schwimmkörper auf und ab, die kinetische Energie nutzen wir, um eine Relativbewegung zwischen dem Schwimmkörper und einer Stabboje hervorzurufen. Die Stabboje enthält einen Linear-Generator, der durch die Auf- und Abwärtsbewegung der Wellen durch ein Magnetfeld bewegt wird und somit elektrische Energie erzeugt. Das Wellenkraftwerk ist letztendlich eine Art hüpfende Boje, die – im Unterschied zu Windkraftwerken – kaum zu sehen ist. Bei ihrer Entwicklung haben Prof. Keindorf und sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Andreas Glaß hohe Maßstäbe an Nachhaltigkeit und Ressourcenverbrauch gesetzt. Sie nutzen vorwiegend recycelbares Material, die Magneten sollen für eine mögliche Wiederverwendung aufbereitet werden können. Und nicht nur optisch soll das Kraftwerk so wenig wie möglich in das Ökosystem Meer eingreifen. Das Kraftwerk schwimmt an der Wasseroberfläche und muss nicht aufwändig über Rammpfähle im Meeresboden verankert werden. Wir nutzen Betonklötze mit Ankerketten, die nach der Testphase vollständig geborgen werden können. Der Footprint auf dem Meeresboden ist minimal, es findet keine Flächenversiegelung statt. Außerdem wird der Betrieb des Wellenkraftwerks auf der Wasseroberfläche kaum störende Effekte für die Meeresfauna und -flora haben. Im Gegenteil, wir erwarten sogar, dass manche Vögel das Wellenkraftwerk als kurzen Rastplatz nutzen werden. Es gibt keine rotierenden Bauteile im Außenbereich, sodass keine großen Schallemissionen zu erwarten sind. Mit Hilfe von Messtechnik wird das Anlagenverhalten erfasst, um Rückschlüsse auf die bislang verfügbaren Berechnungsmethoden zu erhalten und Optimierungspotenziale beim Wirkungsgrad aufzuzeigen. Der Einsatzort ist in unmittelbarer Nähe zur Forschungsplattform FINO3. Die Technologie befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium ohne Serienreife. Mit der Testanlage soll diese Art der regenerativen Energieerzeugung wissenschaftlich fundiert erforscht werden, um auch Wissensträger im Land Schleswig-Holstein auszubilden und weiter zu spezialisieren. Die maritime Wirtschaft des Landes verfügt über spezielles Know-how für schwimmende und getauchte Anlagen, wofür sich neue Produkte und Marktpotenziale ergeben können. Nicht zuletzt wird das langfristige Ziel verfolgt, mit Wellenkraftwerken einen weiteren Beitrag zur Energiewende und zum Klimaschutz zu leisten. (Zitat: Prof. Dr.-Ing. Christian Keindorf, Andreas Glaß - Fachhochschule Kiel)

Energiewende auf dem Wasser - Frauke Schäfer, Fachhochschule Kiel Testanlage für ein Wellenkraftwerk im Modellmaßstab + Video FuE-Zentrum FH Kiel GmbH Auszubildende der GERMAN NAVAL YARDS bauen das Wellenkraftwerk (Video) German Naval Yards Kiel GmbH Prototyp des Kieler Wellenkraftwerks getauft - Schleswig-Holstein Magazin - NDR Wellenenergieumwandlung - Simply Blue Energy

Gezeitenkraftwerk

Scheam eines Gezeitenkraftwerkes Quelle: Brennstoffzelle.de   Gezeitenkraftwerk Saint Malo Quelle: Markus Gailfuss, BHKW-Infozentrum Rastatt Gezeitenkraftwerke nutzen die Energie aus, die durch den Tidenhub von Ebbe (Niedrigwasser) und Flut (Hochwasser) vorhanden ist. Der Wasserstand ändert sich alle 6 Stunden um eine Stunde zeitversetzt und kann an der deutschen Nordseeküste 2 bis 3 m und an der europäischen Atlantikküste bis zu 12 m (teilweise 18 m) betragen. Hier liegt auch ein Nachteil dieser Stromerzeugung, weil diese nicht immer zur gleichen Zeit möglich ist. Ein weiterer Nachteil kann durch eine Verschlammung durch das Watt (Sand und Schlick) entstehen. Diese Kraftwerke befinden sich in den Staumauern, die trichter-förmige Flussmündungen und Meeresbuchten vom Meer abtrennen. Bei Ebbe sind diese Becken leer, wobei die Durchgänge, in denen sich die Turbinen befinden, geschlossen sind. Wenn die Flut den Höchststand hat, werden die Turbinenleitungen geöffnet. Durch die Strömung werden die Turbinen angetrieben  und das Becken wird gefüllt. Die Bewegungsenergie (kinetische Energie) des Wassers wird in mechanische Energie umgewandelt. Mit dieser Rotationsenergie wird der Generator angetrieben und erzeugt. Die Durchgänge werden bei dem höchsten Wasserstand der Flut, wenn das Becken gefüllt ist, geschlossen. Sobald die Ebbe den Tiefststand erreicht hat, werden die Turbinenleitungen wieder geöffnet und das herausströmende Wasser treibt die Turbinen wieder an. . Gezeitenkraftwerke Energie aus Meeresströmung - Markus Gailfuss

Gletscherkraftwerk

Gletscherkraftwerke sind grundsätzlich Speicherkraftwerke, die durch das Schmelzwasser der dahinterliegenden Gletscher gespeist werden.

Minikraftwerke

Energie aus Wasserkraft - Referate

Energie - Zukunft

Geschichte der Wasserenergie

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