Wasserwirtschaft 10/2013
| Wasserkraftpotential einfach und effizient nutzen: StreamDiver®- Technologie von Voith Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Jörg Lochschmidt, Dipl.-Ing. Bernd Junginger Der StreamDiver ist eine neu entwickelte Kleinwasserkraftturbine. Die Turbine zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise und modularen Aufbau aus. Voith bietet mit dem StreamÂDiver nun eine komplett ölÂ- und fettfreie Turbine an. Die hydraulische Entwicklung und die Modellversuche werden am Institut für Strömungsmechanik und Hydraulische StrömungsÂmaschinen (IHS) der Universität Stuttgart in Zusammenarbeit mit Voith durchgeführt. |
| Wasserkraft in Baden-Württemberg – Stand und technische Entwicklungen Dr.-Ing. Albert Ruprecht Wasserkraft stellt in Baden-Württemberg die wichtigste erneuerbare Energiequelle zur Stromerzeugung dar. Sie lieferte 2012 6 % des Stromverbrauchs. Obwohl Wasserkraft seit weit über 100 Jahren im Einsatz ist und damit einen sehr hohen Reifegrad aufweist, gibt es dennoch zahlreiche Neuentwicklungen. Vor allem bezüglich Fischfreundlichkeit, Durchgängigkeit für Geschiebe und Nutzung geringer Fallhöhen gibt es technische Innovationen. Eine Auswahl aus diesen neuen Entwicklungen wird im Folgenden dargestellt. |
| Hochwasserschutz contra Wasserkraft – ein unlösbarer Konflikt? Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) M. A. Jürgen H. R. Küenzlen, Dipl.-Ing. Dieter Lind Die vorgestellte private Planungsvariante eines Hochwasserrückhaltebeckens zeigt, dass auch rein technische Bauwerke ein Gewinn für die gesamte Umgebung – und nicht alleine für den Hochwasserschutz – sein können. Dabei ist es unerlässlich, frühzeitig alle Beteiligten einzubeziehen und sich mit deren Vorstellungen auseinander zu setzen. Das bequeme Zurückziehen auf das einfache und fast immer zutreffende Argument „Kosteneinsparung“ kann nicht allein gelten, da bei Bauwerken mit Veränderung sowie Verlegung ganzer Flussläufe über zeitliche Dimensionen von 100 Jahren und mehr nachgedacht werden muss. |
| Nutzung kleiner Fallhöhen - ein Beitrag aus Forschung und Entwicklung Dipl.- Ing. Matthias von Harten, Dr.-Ing Shakun Paudel, Prof. Dr.-Ing. Nicole Saenger Die Energiewende und der steigende Energiebedarf führen auch zur Modernisierung und zum Neubau von Wasserkraftanlagen mit kleinen Fallhöhen. Die Nutzung dieser Fallhöhen wird durch die Forschungsarbeit an Wasserrädern an der Hochschule Darmstadt unterstützt. Dieser Beitrag beschreibt die Untersuchungen an einem Wasserrad nach Zuppinger und einem Dethridge Wheel hinsichtlich der ökologischen (Durchgängigkeit) und energetischen (Leistung) Optimierung. |
| Strömungsverhalten in wassergeschmierten Axial- und Radialgleitlagern Dr.-Ing. Oliver Kirschner, Dipl.-Ing. Konstantinos Ioakimidis, Dr.-Ing. Albert Ruprecht In Wasserkraftwerken werden aufgrund der räumlichen Dimensionen und auftretenden Kräfte vornehmlich Gleitlager für die Lagerung der Rotoren eingesetzt. Aus Umweltschutzgründen ist es von Vorteil als Schmiermittel Wasser zu verwenden. Die Verwendung von Wasser führt jedoch zu veränderten Strömungsbedingungen im Lager. Im Rahmen dieses Beitrags werden verschiedene Aspekte der Strömung in wassergeschmierten Gleitlagern aufgeführt und Ergebnisse von Untersuchungen dargestellt. |
| Fischschutz und Fischabstieg im Dialog – Forum „Fischschutz und Fischabstieg“ Stephan Naumann, Prof. Dr.-Ing. Stephan Heimerl Das Thema Fischschutz und Fischabstieg ist seit längerem Gegenstand umweltpolitischer, umweltrechtlicher und fachlicher Diskussionen, wobei deren Intensität in den letzten Jahren zugenommen hat. Dies war Veranlassung zur Gründung des „Forums Fischschutz und Fischabstieg“. Grundsätzliches Ziel ist es, in den Jahre 2012 bis 2014 einen offenen Austausch zu den verschiedenen Aspekten des Themas zu ermöglichen und ein gemeinsames, bundesweit einheitliches Verständnis darüber zu fördern, welche Anforderungen und Lösungen nach dem derzeitigen Stand des Wissens und der Technik dem Fischschutz und Fischabstieg und dem Erhalt und der Etablierung von Fischpopulationen zu Grunde zu legen sind. In diesem Beitrag wird der aktuelle Stand dieses Prozesses dargestellt. |
| Ethohydraulik – Grundlagen, Einsatzmöglichkeiten, Befunde Prof. Dr.-Ing. habil. Boris Lehmann Der Beitrag erläutert die wesentlichen Arbeitsschritte bei ethohydraulischen Untersuchungen. Es wird aufgezeigt, mit welchen Methoden und Instrumenten im Rahmen ethohydraulischer Versuche das Verhalten von Fischen in simulierten hydraulischen Situationen beobachtet, analysiert und belastbar auf die Natur übertragen werden kann. Anhand der Befunde wird deutlich, dass ethohydraulische Untersuchungen bestens geeignet sind, um bestehende Wissenslücken zu schließen, Grenz- und Richtwerte zu definieren oder die Funktion von fischpassierbaren Anlagen zu untersuchen und zu optimieren. |
| Neubau der Wasserkraftanlage Willstätt mit Fischschutz und vollständiger Fischwechselanlage Dipl.-Ing. Gereon Hermens, Dipl.-Ing. Ulrich Dumont In der Vergangenheit war das Schwarzwaldgewässer Kinzig ein sehr bedeutendes LaichgeÂbiet für Lachse. Nach dem Bau von zahlreichen Stauanlagen während der Industrialisierung konnte ein Großteil der Laichgebiete nicht mehr erreicht werden. Die unterste dieser StauÂanlagen befindet sich in Willstätt. Dort wird seit über 100 Jahren die Wasserkraft genutzt. Die alte Wasserkraftanlage in der Ortsmitte war 2007 so stark sanierungsbedürftig, dass der Betreiber sich für einen Neubau außerhalb der Ortschaft entschied. Dadurch wurde die MögÂlichkeit geschaffen, neben der Installation modernster Wasserkrafttechnik auch die hohen Anforderungen an die flussauf und flussabwärts gerichtete Durchgängigkeit sowie des Fischschutzes an diesem Standort zu realisieren. |
| Die fischfreundliche Turbine – ein innovativer Lösungsansatz Dipl.-Ing. Raymond Johan Meijnen, Dipl.-Ing. Thomas Grünig Für die Migration von Fischbeständen in Fließgewässern bilden Querbauwerke, insbesondere solche mit Turbinenanlagen, oft unüberwindliche oder tödliche Hindernisse. Schätzungen gehen von Mortalitätsraten von 25 bis 80 % beim Durchschwimmen von Niederdruckturbinen aus. Neben einigen anderen Ursachen gilt eine Kollision der Fische mit den schnell rotierenden Turbinenschaufeln als Hauptverursacher von fatalen Verletzungen. Dieser Artikel stellt die Entwicklung sowie die Testergebnisse einer fischfreundlichen Niederdruckturbine dar und beschreibt die dabei zu Grunde gelegten theoretischen Betrachtungen. |
| Die Wasserkraftanlage Leerstetten am Main-Donau-Kanal Dipl.-Ing. Dieter Wirth Der Main-Donau-Kanal ist der großen Öffentlichkeit nur als künstliche Schifffahrtsstraße bekannt, die das Schwarze Meer über Donau, Main und Rhein mit der Nordsee verbindet. Als weitere Aufgabenstellung erfüllt der Kanal noch die Niedrigwassererhöhung des Nordens von Bayern durch Wasserüberleitung aus dem Donauraum und zusammen mit dem Altmühl- und Brombachsee die Verbesserung des Hochwasserschutzes im Altmühltal. Die Energiebilanz des kompletten Systems ist positiv, da die Pumphöhe auf der südlichen Rampe geringer ist als das Gefälle auf der Nordrampe, das durch mehrere Wasserkraftwerke genutzt wird. Das neueste dieser Kraftwerke ist das Wasserkraftwerk Leerstetten an der gleichnamigen Schleuse. Der Maschinensatz mit einer Durchströmturbine der Fa. Ossberger ist für eine Schluckmenge von 6,0 m³/s bei einem Nettogefälle von 24 m ausgelegt. |
| Simulation von Gezeitenströmungen zur Standortanalyse und Bestimmung vorhandener Potenziale Dipl.-Ing. Andreas Ruopp, Dipl.-Ing. Philipp Daus Die Berechnung von Strömungsrichtungen und deren Geschwindigkeitsverteilungen stellen die Hauptgrößen für Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Auslegung von Gezeitenströmungsturbinen dar. Zudem hilft die numerische Strömungssimulation bei der Identifikation von Wirbelgebieten und bei der Vorauswahl von Messpunkten vor Ort. Hierfür wird ein interner Gezeitenströmungslöser verwendet. Die Simulation eines Projektgebietes ist Gegenstand vorliegender Untersuchung. |
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