Lenkungswirkung der Erneuerbare-Energien-Gesetze (EEG 2004 und 2009) für die ökologische Modernisierung von Wasserkraftanlagen – Ergebnisse einer Umfrage
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2013)
In Deutschland besteht kein einheitliches Kataster, das Auskunft über die Ausstattung von Wasserkraftanlagen mit Anlagen oder Auflagen zur Minderung der Umweltwirkungen auf den Gewässerzustand gibt. Mit Unterstützung der Wasserkraftbetreiber konnte erstmalig ein Einblick in die Lenkwirkung der Erneuerbare-Energien-Gesetze (EEG) und in das bestehende ökologische Modernisierungspotenzial der Wasserkraftanlagen in Deutschland gewonnen werden. Die im Rahmen der Förderung durch das EEG 2004 und 2009 durchgeführten Maßnahmen an Wasserkraftanlagen konzentrieren sich auf die Gewährleistung des Mindestabflusses und der Durchgängigkeit. Dieser Maßnahmenschwerpunkt deckt sich mit dem wasserwirtschaftlichen Erfordernis für die Zielerreichung der Wasserrahmenrichtlinie in diesem Eingriffsbereich.
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In Deutschland besteht kein einheitliches Kataster, das Auskunft über die Ausstattung von Wasserkraftanlagen mit Anlagen oder Auflagen zur Minderung der Umweltwirkungen auf den Gewässerzustand gibt. Mit Unterstützung der Wasserkraftbetreiber konnte erstmalig ein Einblick in die Lenkwirkung der Erneuerbare-Energien-Gesetze (EEG) und in das bestehende ökologische Modernisierungspotenzial der Wasserkraftanlagen in Deutschland gewonnen werden. Die im Rahmen der Förderung durch das EEG 2004 und 2009 durchgeführten Maßnahmen an Wasserkraftanlagen konzentrieren sich auf die Gewährleistung des Mindestabflusses und der Durchgängigkeit. Dieser Maßnahmenschwerpunkt deckt sich mit dem wasserwirtschaftlichen Erfordernis für die Zielerreichung der Wasserrahmenrichtlinie in diesem Eingriffsbereich.
Ride the Tide – Tidenturbinenforschung an der TU Berlin
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2013)
Neben den bekannten Technologien zur Energiegewinnung mittels der Wasser-, Solar- oder Windkraft, besteht auch die Möglichkeit zur Nutzung von Gezeitenströmungen durch sogenannte Tidenturbinen. An diese Anlagen werden besondere Anforderungen gestellt, insbesondere im Hinblick auf ihre Strömungsmechanik und Strukturdynamik. Daher werden an Technischen Universität (TU) Berlin unterschiedliche, interdisziplinäre Auslegungs- und Theorieansätze im Rahmen eines Forschungsvorhabens diskutiert und hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit auf Tidenturbinen untersucht.
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Neben den bekannten Technologien zur Energiegewinnung mittels der Wasser-, Solar- oder Windkraft, besteht auch die Möglichkeit zur Nutzung von Gezeitenströmungen durch sogenannte Tidenturbinen. An diese Anlagen werden besondere Anforderungen gestellt, insbesondere im Hinblick auf ihre Strömungsmechanik und Strukturdynamik. Daher werden an Technischen Universität (TU) Berlin unterschiedliche, interdisziplinäre Auslegungs- und Theorieansätze im Rahmen eines Forschungsvorhabens diskutiert und hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit auf Tidenturbinen untersucht.
Modellierung der Sickerwasserströmungen an Gewichtsstaumauern am Beispiel der Schwarza-Talsperre
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2013)
Die Sickerströmung in Staumauern hat einen wesentlichen Einfluss auf die Tragsicherheit der Absperrbauwerke. Auf der einen Seite kann diese zu einem Materialaustrag führen, der langfristig eine Querschnittschwächung bewirkt. Anderseits spielen die aus der Unter- bzw. Durchströmung resultierenden Auftriebs- und Strömungskräfte hinsichtlich der Standsicherheit eine große Rolle. Um den Einfluss der resultierenden Kräfte aus der Sickerströmung auf die Verformungs- und Spannungsverteilung von Staumauern zu analysieren, kann die Finite-Element-Software ANSYS mit der Analogie zu stationären Temperaturfeldberechnungen verwendet werden. Im Rahmen einer Master-Thesis wurden verschiedenen Berechnungsvarianten beispielhaft für die Schwarza-Talsperre durchgeführt.
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Die Sickerströmung in Staumauern hat einen wesentlichen Einfluss auf die Tragsicherheit der Absperrbauwerke. Auf der einen Seite kann diese zu einem Materialaustrag führen, der langfristig eine Querschnittschwächung bewirkt. Anderseits spielen die aus der Unter- bzw. Durchströmung resultierenden Auftriebs- und Strömungskräfte hinsichtlich der Standsicherheit eine große Rolle. Um den Einfluss der resultierenden Kräfte aus der Sickerströmung auf die Verformungs- und Spannungsverteilung von Staumauern zu analysieren, kann die Finite-Element-Software ANSYS mit der Analogie zu stationären Temperaturfeldberechnungen verwendet werden. Im Rahmen einer Master-Thesis wurden verschiedenen Berechnungsvarianten beispielhaft für die Schwarza-Talsperre durchgeführt.
Energiegewinnung aus der Trinkwasserversorgung in Braunschweig
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (12/2012)
Die Möglichkeiten der Energiegewinnung aus Wasserkraft sind bei den natürlichen Fließgewässern im Braunschweiger Raum aus topografischer Sicht stark eingeschränkt. Ein effektiv nutzbares Gefälle liegt für diese ressourcenschonende Art der Energiegewinnung nicht vor. Es konnten jedoch zwei Projekte realisiert werden, die sich aus der Wasserversorgungsstruktur in Braunschweig ergeben.
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Die Möglichkeiten der Energiegewinnung aus Wasserkraft sind bei den natürlichen Fließgewässern im Braunschweiger Raum aus topografischer Sicht stark eingeschränkt. Ein effektiv nutzbares Gefälle liegt für diese ressourcenschonende Art der Energiegewinnung nicht vor. Es konnten jedoch zwei Projekte realisiert werden, die sich aus der Wasserversorgungsstruktur in Braunschweig ergeben.
Pumpspeicheranlagen – Entwicklungsschritte im Rückblick und Ausblick
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2012)
Pumpspeicherwerke in Österreich zeigen auf Grund steigender Anforderungen wesentliche Entwicklungen. Dies betrifft die Hydraulik der Triebwasserwege, Wasserschlösser für freien Regelbetrieb und oftmalige Turbinen-Pumpen-Übergänge, durchströmte Kammern sowie Windkessel- und 3-Kammer-Wasserschlösser. Weiteres umfassen sie die Auskleidung von Druckstollen und -schächten für extreme Bedingungen, wie die Vorspannung des Ringbetons mittels Injektionen, sowie die mögliche zukünftige Verlegung von Speicherbecken unter Tag.
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Pumpspeicherwerke in Österreich zeigen auf Grund steigender Anforderungen wesentliche Entwicklungen. Dies betrifft die Hydraulik der Triebwasserwege, Wasserschlösser für freien Regelbetrieb und oftmalige Turbinen-Pumpen-Übergänge, durchströmte Kammern sowie Windkessel- und 3-Kammer-Wasserschlösser. Weiteres umfassen sie die Auskleidung von Druckstollen und -schächten für extreme Bedingungen, wie die Vorspannung des Ringbetons mittels Injektionen, sowie die mögliche zukünftige Verlegung von Speicherbecken unter Tag.
Das geometrische Nivellement als Alternative zum hydrostatischen
Nivellement
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2012)
Zur Höhenüberwachung von Talsperren werden zum überwiegenden Teil Nivellements durchgeführt. In den Außenbereichen kommen dafür meistens geometrische Nivellements zum Einsatz. In den Bauwerken selbst werden häufig hydrostatische Nivellements durchgeführt. Nach mehrjährigen Vergleichsmessungen an der Talsperre Dröda in Sachsen konnte festgestellt werden, dass unter bestimmten Voraussetzungen das geometrische Nivellement eine Alternative zum hydrostatischen Nivellement ist.
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Zur Höhenüberwachung von Talsperren werden zum überwiegenden Teil Nivellements durchgeführt. In den Außenbereichen kommen dafür meistens geometrische Nivellements zum Einsatz. In den Bauwerken selbst werden häufig hydrostatische Nivellements durchgeführt. Nach mehrjährigen Vergleichsmessungen an der Talsperre Dröda in Sachsen konnte festgestellt werden, dass unter bestimmten Voraussetzungen das geometrische Nivellement eine Alternative zum hydrostatischen Nivellement ist.
Software zur effektiven Messdatenauswertung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2012)
Die Talsperrenüberwachung dient der Kontrolle von Risiken und soll mittels einer frühzeitigen Erkennung von Versagensmechanismen deren Auftretenswahrscheinlichkeit reduzieren. Ziel ist es, rohe Messdaten in verständliche Informationen umzuwandeln, die dem Talsperrenbetreiber klare Aussagen über das Verhalten seiner Bauwerke geben. DAMDATA ist eine Web-basierte Software für die Darstellung sowie Auswertung von Messdaten und beinhaltet wichtige Anwendungen für die Integration dieser Daten in das Dammsicherheitskonzept des Talsperrenbetreibers. Der Benutzer braucht keine zusätzliche Software auf seinem Computer zu installieren, da DAMDATA über einen herkömmlichen Web-Browser ausgeführt wird.
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Die Talsperrenüberwachung dient der Kontrolle von Risiken und soll mittels einer frühzeitigen Erkennung von Versagensmechanismen deren Auftretenswahrscheinlichkeit reduzieren. Ziel ist es, rohe Messdaten in verständliche Informationen umzuwandeln, die dem Talsperrenbetreiber klare Aussagen über das Verhalten seiner Bauwerke geben. DAMDATA ist eine Web-basierte Software für die Darstellung sowie Auswertung von Messdaten und beinhaltet wichtige Anwendungen für die Integration dieser Daten in das Dammsicherheitskonzept des Talsperrenbetreibers. Der Benutzer braucht keine zusätzliche Software auf seinem Computer zu installieren, da DAMDATA über einen herkömmlichen Web-Browser ausgeführt wird.
Zentralisierung und Auswertung von Messdaten in wasserwirtschaftlichen Systemen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2012)
An die Erfassung und Auswertung von Messdaten an Talsperren werden aufgrund von Kostendruck und technischem Fortschritt steigende Anforderungen gestellt. Diese lassen sich mit einer übergeordneten zentralen Datenbank mit Datenauswertung erfüllen. Der nachfolgende Beitrag berichtet von praktischen Erfahrungen bei der Planung, der Implementierung und dem Betrieb einer zentralen Datenbank mit Messdaten. Dabei wird auf Problemstellungen bei der Systemintegration eingegangen.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2012)
An die Erfassung und Auswertung von Messdaten an Talsperren werden aufgrund von Kostendruck und technischem Fortschritt steigende Anforderungen gestellt. Diese lassen sich mit einer übergeordneten zentralen Datenbank mit Datenauswertung erfüllen. Der nachfolgende Beitrag berichtet von praktischen Erfahrungen bei der Planung, der Implementierung und dem Betrieb einer zentralen Datenbank mit Messdaten. Dabei wird auf Problemstellungen bei der Systemintegration eingegangen.
Prozessintegration der Talsperrenüberwachung in eine GeODin-Datenbank
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2012)
Der aufwendige Prozess der Talsperrenüberwachung mit einer mehrstufigen Interpretation der Messwerte wird in DIN 19 700-11 Absatz 10.1 geregelt. Im Mittelpunkt der Messwertbefassung steht eine Datenbank zur zentralen Speicherung der Messergebnisse. Die beim Ruhrverband eingesetzte GeODin-Datenbank wurde so erweitert, dass die in der Norm genannten Teilprozesse der Talsperrenüberwachung bearbeitet werden können. Hierzu zählen eine Verwirklichung des „6-Augen-Prinzips“ mit einem 3-stufigen Freigabemechanismus, ein Werkzeug zur Regressionsanalyse sowie ein Reportgenerator zur Unterstützung bei der Erstellung von Sicherheitsberichten.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2012)
Der aufwendige Prozess der Talsperrenüberwachung mit einer mehrstufigen Interpretation der Messwerte wird in DIN 19 700-11 Absatz 10.1 geregelt. Im Mittelpunkt der Messwertbefassung steht eine Datenbank zur zentralen Speicherung der Messergebnisse. Die beim Ruhrverband eingesetzte GeODin-Datenbank wurde so erweitert, dass die in der Norm genannten Teilprozesse der Talsperrenüberwachung bearbeitet werden können. Hierzu zählen eine Verwirklichung des „6-Augen-Prinzips“ mit einem 3-stufigen Freigabemechanismus, ein Werkzeug zur Regressionsanalyse sowie ein Reportgenerator zur Unterstützung bei der Erstellung von Sicherheitsberichten.
Pumpspeichertechnologien im Vergleich
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2012)
Nach heutigem Stand der Technik stellen Pumpspeicherkraftwerke die einzig zuverlässige, wirtschaftlich tragfähige und ökologisch sinnvolle Speichermöglichkeit für elektrischen Strom dar. Die unterschiedlichen technischen Lösungen, die jeweils besten Anwendungsmöglichkeiten und neusten Forschungsergebnisse für Pumpspeicherkraftwerke werden in diesem Fachbeitrag vorgestellt. Potenziale für den Bau von Pumpspeicherkraftwerken gibt es weltweit zahlreich. In Europa, wo diese Technologie zur Stromerzeugung aus Wasserkraft seit langem angewendet wird, existieren neue Standorte mit vorwiegend besonderen technischen Anforderungen. Bestehende Pumpspeicherkraftwerke stehen zur Modernisierung, zur Leistungserhöhung und teilweise zum Ausbau an. Der Bedarf für zuverlässige Stromspeicherung durch Pumpspeicherkraftwerke ist hoch. Die Bereitschaft, in den Ausbau zu investieren, jedoch verhalten, da sich die ökonomischen Rahmenbedingungen durch die verringerte Preisdifferenz zwischen Grundlast- und Spitzenlastbereitstellung zwischenzeitlich deutlich verschlechtert haben.
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Nach heutigem Stand der Technik stellen Pumpspeicherkraftwerke die einzig zuverlässige, wirtschaftlich tragfähige und ökologisch sinnvolle Speichermöglichkeit für elektrischen Strom dar. Die unterschiedlichen technischen Lösungen, die jeweils besten Anwendungsmöglichkeiten und neusten Forschungsergebnisse für Pumpspeicherkraftwerke werden in diesem Fachbeitrag vorgestellt. Potenziale für den Bau von Pumpspeicherkraftwerken gibt es weltweit zahlreich. In Europa, wo diese Technologie zur Stromerzeugung aus Wasserkraft seit langem angewendet wird, existieren neue Standorte mit vorwiegend besonderen technischen Anforderungen. Bestehende Pumpspeicherkraftwerke stehen zur Modernisierung, zur Leistungserhöhung und teilweise zum Ausbau an. Der Bedarf für zuverlässige Stromspeicherung durch Pumpspeicherkraftwerke ist hoch. Die Bereitschaft, in den Ausbau zu investieren, jedoch verhalten, da sich die ökonomischen Rahmenbedingungen durch die verringerte Preisdifferenz zwischen Grundlast- und Spitzenlastbereitstellung zwischenzeitlich deutlich verschlechtert haben.
