Wasserwirtschaft 10/2013


Wasserkraftpotential einfach und effizient nutzen: StreamDiver¬ģ- 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 Stream¬≠Diver nun eine komplett √∂l¬≠- und fettfreie Turbine an. Die hydraulische Entwicklung und die Modellversuche werden am Institut f√ľr Str√∂mungsmechanik und Hydraulische Str√∂mungs¬≠maschinen (IHS) der Universit√§t Stuttgart in Zusammenarbeit mit Voith durchgef√ľhrt.
Wasserkraft in Baden-W√ľrttemberg ‚Äď Stand und technische Entwicklungen
Dr.-Ing. Albert Ruprecht
Wasserkraft stellt in Baden-W√ľrttemberg die wichtigste erneuerbare Energiequelle zur Stromerzeugung dar. Sie lieferte 2012 6 % des Stromverbrauchs. Obwohl Wasserkraft seit weit √ľber 100 Jahren im Einsatz ist und damit einen sehr hohen Reifegrad aufweist, gibt es dennoch zahlreiche Neuentwicklungen. Vor allem bez√ľglich Fischfreundlichkeit, Durchg√§ngigkeit f√ľr Geschiebe und Nutzung geringer Fallh√∂hen gibt es technische Innovationen. Eine Auswahl aus diesen neuen Entwicklungen wird im Folgenden dargestellt.
Hochwasserschutz contra Wasserkraft ‚Äď ein unl√∂sbarer Konflikt?
Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) M. A. J√ľrgen H. R. K√ľenzlen, Dipl.-Ing. Dieter Lind
Die vorgestellte private Planungsvariante eines Hochwasserr√ľckhaltebeckens zeigt, dass auch rein technische Bauwerke ein Gewinn f√ľr die gesamte Umgebung ‚Äď und nicht alleine f√ľr den Hochwasserschutz ‚Äď sein k√∂nnen. Dabei ist es unerl√§sslich, fr√ľhzeitig alle Beteiligten einzubeziehen und sich mit deren Vorstellungen auseinander zu setzen. Das bequeme Zur√ľckziehen auf das einfache und fast immer zutreffende Argument ‚ÄěKosteneinsparung‚Äú kann nicht allein gelten, da bei Bauwerken mit Ver√§nderung sowie Verlegung ganzer Flussl√§ufe √ľber 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 f√ľhren auch zur Modernisierung und zum Neubau von Wasserkraftanlagen mit kleinen Fallh√∂hen. Die Nutzung dieser Fallh√∂hen wird durch die Forschungsarbeit an Wasserr√§dern an der Hochschule Darmstadt unterst√ľtzt. Dieser Beitrag beschreibt die Untersuchungen an einem Wasserrad nach Zuppinger und einem Dethridge Wheel hinsichtlich der √∂kologischen (Durchg√§ngigkeit) 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 r√§umlichen Dimensionen und auftretenden Kr√§fte vornehmlich Gleitlager f√ľr die Lagerung der Rotoren eingesetzt. Aus Umweltschutzgr√ľnden ist es von Vorteil als Schmiermittel Wasser zu verwenden. Die Verwendung von Wasser f√ľhrt jedoch zu ver√§nderten Str√∂mungsbedingungen im Lager. Im Rahmen dieses Beitrags werden verschiedene Aspekte der Str√∂mung in wassergeschmierten Gleitlagern aufgef√ľhrt und Ergebnisse von Untersuchungen dargestellt.
Fischschutz und Fischabstieg im Dialog ‚Äď Forum ‚ÄěFischschutz und Fischabstieg‚Äú
Stephan Naumann, Prof. Dr.-Ing. Stephan Heimerl
Das Thema Fischschutz und Fischabstieg ist seit l√§ngerem Gegenstand umweltpolitischer, umweltrechtlicher und fachlicher Diskussionen, wobei deren Intensit√§t in den letzten Jahren zugenommen hat. Dies war Veranlassung zur Gr√ľndung des ‚ÄěForums Fischschutz und Fischabstieg‚Äú. Grunds√§tzliches Ziel ist es, in den Jahre 2012 bis 2014 einen offenen Austausch zu den verschiedenen Aspekten des Themas zu erm√∂glichen und ein gemeinsames, bundesweit einheitliches Verst√§ndnis dar√ľber zu f√∂rdern, welche Anforderungen und L√∂sungen 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 ‚Äď Grundlagen, Einsatzm√∂glichkeiten, Befunde
Prof. Dr.-Ing. habil. Boris Lehmann
Der Beitrag erl√§utert 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 √ľbertragen werden kann. Anhand der Befunde wird deutlich, dass ethohydraulische Untersuchungen bestens geeignet sind, um bestehende Wissensl√ľcken zu schlie√üen, 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 Schwarzwaldgew√§sser Kinzig ein sehr bedeutendes Laichge¬≠biet f√ľr Lachse. Nach dem Bau von zahlreichen Stauanlagen w√§hrend der Industrialisierung konnte ein Gro√üteil der Laichgebiete nicht mehr erreicht werden. Die unterste dieser Stau¬≠anlagen befindet sich in Willst√§tt. Dort wird seit √ľber 100 Jahren die Wasserkraft genutzt. Die alte Wasserkraftanlage in der Ortsmitte war 2007 so stark sanierungsbed√ľrftig, dass der Betreiber sich f√ľr einen Neubau au√üerhalb der Ortschaft entschied. Dadurch wurde die M√∂g¬≠lichkeit geschaffen, neben der Installation modernster Wasserkrafttechnik auch die hohen Anforderungen an die flussauf¬≠ und flussabw√§rts gerichtete Durchg√§ngigkeit sowie des Fischschutzes an diesem Standort zu realisieren.
Die fischfreundliche Turbine ‚Äď ein¬†innovativer L√∂sungsansatz
Dipl.-Ing. Raymond Johan Meijnen, Dipl.-Ing. Thomas Gr√ľnig
F√ľr die Migration von Fischbest√§nden in Flie√ügew√§ssern bilden Querbauwerke, insbesondere solche mit Turbinenanlagen, oft un√ľberwindliche oder t√∂dliche Hindernisse. Sch√§tzungen gehen von Mortalit√§tsraten 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 gro√üen √Ėffentlichkeit nur als k√ľnstliche Schifffahrtsstra√üe bekannt, die das Schwarze Meer √ľber Donau, Main und Rhein mit der Nordsee verbindet. Als weitere Aufgabenstellung erf√ľllt der Kanal noch die Niedrigwassererh√∂hung des Nordens von Bayern durch Wasser√ľberleitung aus dem Donauraum und zusammen mit dem Altm√ľhl- und Brombachsee die Verbesserung des Hochwasserschutzes im Altm√ľhltal. Die Energiebilanz des kompletten Systems ist positiv, da die Pumph√∂he auf der s√ľdlichen Rampe geringer ist als das Gef√§lle 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 Durchstr√∂mturbine der Fa. Ossberger ist f√ľr eine Schluckmenge von 6,0¬†m¬≥/s bei einem Nettogef√§lle von 24¬†m ausgelegt.
Simulation von Gezeitenströmungen zur Standortanalyse und Bestimmung vorhandener Potenziale
Dipl.-Ing. Andreas Ruopp, Dipl.-Ing. Philipp Daus
Die Berechnung von Str√∂mungsrichtungen und deren Geschwindigkeitsverteilungen stellen die Hauptgr√∂√üen f√ľr Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Auslegung von Gezeitenstr√∂mungsturbinen dar. Zudem hilft die numerische Str√∂mungssimulation bei der Identifikation von Wirbelgebieten und bei der Vorauswahl von Messpunkten vor Ort. Hierf√ľr wird ein interner Gezeitenstr√∂mungsl√∂ser verwendet. Die Simulation eines Projektgebietes ist Gegenstand vorliegender Untersuchung.
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