Energiewende in der Abwasserbehandlung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2015)
Die Energiewende in der kommunalen Abwasserbehandlung in Bezug auf die Elektroenergie ist technisch derzeit nur für sehr große Kläranlagen oder Kläranlagenverbünde im Zusammengehen mit thermischer Klärschlammverwertung möglich. Abwasser ist jedoch aufgrund seiner organischen Bestandteile ein Energieträger für chemisch gebundene Energie. Eine mit Abwasser betriebene bio-elektrochemische Brennstoffzelle wird vorgestellt, die neue Möglichkeiten für die energetische Nutzung von Abwasser aufzeigt.

Elektro- und leittechnisches Konzept für den Zubau der 5.Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (2/2015)
Die Einspeisung der von den Maschinen 1 bis 4 im Rheinkraftwerk Iffezheim erzeugten elektrischen Leistung in das 110-kV-Netz erfolgt über das Umspannwerk Iffezheim. Die Generatorspannung wird über zwei Transformatoren auf 110kV transformiert, wobei jeweils zwei Generatoren einem Maschinentransformator fest zugeordnet sind. Die Transformatoren stehen auf dem Kraftwerksgelände. Je Transformator verläuft ein 110-kV-Kabelsystem zum Umspannwerk. Die Entfernung zwischen Kraftwerk und Umspannwerk beträgt ca. 600m, wobei eine Schifffahrtsstraße des Rheins zu kreuzen ist.

Kavitationsfreie Druckhaltung für hydrothermale Tiefengeothermie – Entwicklung eines neuartigen Druckhalteventils
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (2/2015)
Für hydrothermale Strom- und Wärmeerzeugung aus Tiefer Erdwärme kommen in Deutschland vorrangig das Norddeutsche Becken, der Oberrheingraben und das Molassebecken infrage. In diesen Regionen ist die Zusammensetzung der Thermalwässer, die zur Energieerzeugung eingesetzt werden, sehr unterschiedlich (Tabelle 1).

Hydraulische Integrität des Systems Erdwärmesonde
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (2/2015)
Für die Beurteilung der hydraulischen Integrität von Erdwärmesonden (EWS) ist eine systemische Betrachtung zwingend erforderlich. Die hydraulischen Leitfähigkeiten der einzelnen Komponenten haben zwar großen Einfluss, jedoch ist das Zusammenwirken im System entscheidend für den tatsächlichen Fließwiderstand (Kuckelkorn & Reuß 2010). Dabei stellt die Kontaktfläche von hydrophoben Kunststoffoberflächen (Sonde) und der hydrophilen Hinterfüllsuspension eine präferierte Wasserwegsamkeit dar.

Dimensionierung von Erdwärmesondenfeldern und Temperaturfelddarstellungen mittels numerischer Software
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (1/2015)
Die Software „Geologik SF“ wurde speziell für Geothermieanwendungen entwickelt und schließt die Lücke zwischen analytischen und numerischen Softwarepaketen. Der numerische Modell-Ansatz ermöglicht die Berechnung von konduktivem und konvektivem Wärmetransport. Neben der Dimensionierung von Sondenfeldern können laufzeitabhängige prognostische Darstellungen der Temperaturfelder und – mittels Monitor-Nodes – Grenzbetrachtungen erstellt werden.

Fernwärmetransportleitung unter der Müggelspree
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (1/2015)
Die Kraft-Wärme-Kopplung leistet einen relevanten Beitrag zum Klimaschutz und zur Ressourcenschonung. Daher ist der Anteil der KWK an der Gesamtnettostromerzeugung in Deutschland in den letzten Jahren langsam aber stetig gewachsen. Auch in Berlin-Köpenick wird von der Vattenfall Europe Wärme AG die Erweiterung des Fernwärmenetzes geplant. So werden durch die spätere Fernwärmeleitung insgesamt 10.000 Wohneinheiten bei einer Vorlauftemperatur von 135 °C und einer Rücklauftemperatur von 55 °C versorgt. Im Zuge dieses Fernwärmenetzausbaus wurde zudem die Müggelspree westlich der Salvador-Allende-Brücke im HDDVerfahren mit zwei Fernwärmerohren gekreuzt.

Die neue Flexibilität der Stromwirtschaft und die zukünftige Rolle der Abfallwirtschaft
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2014)
Die Stromerzeugung aus Biogas mittels nachwachsender Rohstoffe (NawaRo), aber auch mittels organischen Reststoffen und Abfällen erfolgt derzeit im Jahresverlauf gleichmäßig. Dies ist bedingt durch die gesetzlich festgelegte Vergütungsstruktur der letzten Jahre (erst das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2012 etabliert mit der Flexibilitätsprämie einen neuen Ansatz) und dem damit verbundenen ökonomisch optimierten Anlagenbetrieb.

Power to Gas: Biologische Erzeugung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2013)
Der zunehmende Ausbau von Wind- und Solarenergie bringt eine stark fluktuierende Stromerzeugung mit sich: in wind- und sonnenreichen Zeiten fallen immer größer werdende Mengen an Überschussstrom an, die nicht ins Netz eingespeist werden können. Auf der anderen Seite gehen mit der Energiewende die Erzeugungskapazitäten aus fossilen Brennstoffen zunehmend zurück, sodass sich je nach Witterung Lücken in der Energieversorgung ergeben können.

Betriebsbereiche und Wirkungsgrade der Wasserkraftschnecke
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2013)
Wasserkraftschnecken werden seit 2001 kommerziell zur Stromerzeugung verwendet. Durch die vergleichsweise geringe Verbreitung gilt diese neue Niederdrucktechnologie noch als Nischenprodukt. Die vorliegende Arbeit bestätigt die Qualität der Technologie und zeigt weitere Verbesserungspotentiale auf. In umfangreichen Labormessungen wurden Wirkungsgrade für sieben Schneckentypen bei unterschiedlichsten Drehzahl-Durchfluss-Kombinationen und Achsneigungen gemessen und verglichen. Dabei zeigen sich sowohl ausgezeichnete Wirkungsgrade als auch die unterschiedlichen Auswirkungen von veränderten Gestaltparametern. Die Ergebnisse bieten eine zusätzliche Entscheidungsgrundlage für die Wahl der Wasserkraftmaschine und ihre Dimensionierung bei neuen Kraftwerksstandorten.

Experimentelle Untersuchungen an einem Wasserwirbel-Kraftwerk
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2013)
Da in der Literatur keine Anhaltswerte verfügbar sind, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein mögliches Design für die Drallkammer eines Wasserwirbelkraftwerks entwickelt und in einem Modell im Maßstab 1: 9 getestet. Unterschiedliche Größen wurden variiert, um die bestimmenden Parameter zu erfassen. Dabei wurden Geschwindigkeiten und Leistungen an der Turbine gemessen. Der Durchmesser der Auslassöffnung hat den größten Einfluss auf die Geschwindigkeiten und den Turbinenwirkungsgrad, der bei ca. 50 % liegt. Die Wirkungsgradverläufe zeigen eine große Abhängigkeit von der Fließtiefe im Oberwasser. Das Kraftwerk mit einem Anlagenwirkungsgrad von ca. 31 % ist demnach für kleine Fallhöhen geeignet.

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