Ökologische Wasserkraft

Bewegliches Wasserkraftwerk

Bauteile eines beweglichen Wasserkraftwerks

Das bewegliche Wasserkraftwerk besteht aus einem schwenkbarem Stahlkasten mit innenliegender Turbinen/Generator-Einheit. Die Kaplan-Turbine wird doppelt reguliert und der Synchrongeneratorpermanent erregt. Das Krafthaus ist über- und unterströmbar, wodurch ein besserer Wirkungsgrad durch Ejektorwirkung am Saugrohrende ermöglicht wird. Bei angehobenem Kraftwerk erfolgt die Geschiebeweitergabe. Eine effiziente Reinigung mit Weitergabe von Rechengut wird durch den Rundbogenrechen ermöglicht. Das Kraftwerk kann auch bei Wehranlagen mit niedriger Fallhöhe eingesetzt werden (Niederdruck-Kraftwerk). Die Anlage ist leise und fügt sich optisch unauffällig in die Natur ein. Der Fischaufstieg ist wegen der besseren Auffindbarkeit neben der Hauptströmung angeordnet. Der Fischabstieg ist durch die Überströmbarkeit des Stahlkastens gewährleistet.

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Schacht-Kraftwerk

Das Schacht-Kraftwerk ist im Wehr integriert und hat keine Anbauten. Es besteht aus einer einfachen Baukonstruktion und ist kompakt und geräuscharm. Das Kraftwerk besitzt eine überströmbare Turbine. Am Schachteinlauf ist eine horizontale Rechenebene, die eine geringe Anströmgeschwindigkeit ermöglicht. Über der Regulierklappe befindet sich ein breitflächiger Fischabstieg. Problematisch ist der Zugang zur Turbine und die Rechenreinigung. Ebenso ist bei dem Kraftwerk nur eine begrenzte Turbinengröße einsetzbar.

Fließgewässerkraftwerk

Das Fließgewässerkraftwerk versucht, nachteilige Einflüsse auf die Gewässerstrecke zu begrenzen. Es zeichnet sich durch niedrige Aufstauhöhen, dynamische Oberwasserstände und gute Durchgängigkeit für Geschiebe und Fische in Richtung Unterwasser aus. Robuste Kompaktturbinen, vergleichsweise grobe Rechen zum Turbinenschutz und innovative Seilrechensysteme sind wesentliche technische Bestandteile dieser Anlagen. Fließgewässerkraftwerke können in sehr unterschiedlichen Bauweisen ausgeführt werden.

Wasserräder

Wasserräder sind die ältesten Wasserkraftmaschinen. Die Bewegung des fließenden Wassers versetzt das Rad in eine Rotationsbewegung. Je mehr und je schneller das Wasser fließt, desto mehr Energie kann dem Gewässer entnommen werden.
Bei dem unterschlächtigen Wasserrad schlägt das Wasser im unteren Teil auf die Schaufel und dreht das Rad durch seinen Strömungsdruck.
Beim oberschlächtigen Wasserrad wird das Wasser durch eine Rinne oder ein Rohr geleitet und schlägt von oben auf das Rad. Heute sind für die wirtschaftliche Nutzung in der Regel die so genannten Zuppinger-Niedergefälleräder und kleinere oberschlächtige Wasserräder üblich, welche in Einzelfällen eine Alternative zu Turbinen sein können.

VLH-Turbine

Die "Very Low-Head"-Turbine eignet sich für niedrige Fallhöhen (1,5 m - 3,0 m) und Ausbau-Wassermengen von 8 bis 30 m³/s. Das große Laufrad wird schräg abwärts zum Fluss montiert. Die geringe Drehzahl der Turbine (15-20 U/min.) macht ein aufwändiges Bauwerk unnötig und senkt dazu die Fischsterblichkeit auf unter 5%. Die Rotorblätter des Laufwasserkraftwerks ähneln denen einer Kaplanturbine. Die Turbine besteht aus einem regulierbaren Laufrad und starrem Leitapparat. Der Generator mit Permanentmagneten ist mit der Turbineneinheit ohne Getriebe direkt gekoppelt, erlaubt variable Drehzahlen.

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Wasserkraftschnecke

Die Wasserkraftschnecke kann bei Wasserläufen mit geringen Wassermengen und geringen Höhenunterschieden (0,5 m – 10 m) zur Energiegewinnung genutzt werden. Infolge des Niveauunterschieds und der Schwerkraft setzt das eintretende Wasser die Schnecke in Gang und füllt die Wendelgänge. Durch die Schneckenrotation wird wiederum ein Stromgenerator angetrieben. Da die Steigung der Schnecke relativ gering ist, dreht sich die Schnecke verhältnismäßig langsam.

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