Bauwerkshydraulik und Standortoptimierung für Kleinwasserkraftwerke in China

Die Optimierung von Kleinwasserkraftstandorten bildet eine herausfordernde Aufgabe. Moderne Methoden, wie numerische Modellierungen zur Strömungsanalyse und weitergehende Werkzeuge zur Standortanalyse und -optimierung, werden genutzt, um ausgewählte energetische, gewässerökologische und wirtschaftliche Aspekte zu verbessern. Am Beispiel von Anlagen aus China werden Einsatzmöglichkeiten dieser Methoden hinsichtlich der örtlichen Verhältnisse gezeigt. Die verwendeten Verfahren sind in praxisorientierten Leitfäden ausführlich beschrieben.

Wasserkraftnutzung ist eine regenerative, nur mit geringen Emissionen verbundene Form der Stromerzeugung. Als sehr robust mit einer stabilen Wirkleistung gelten die dem Grundlastbereich zuzuordnenden Laufwasserkraftanlagen, die aber auch das aquatische Ökosystem beeinträchtigen können [2]. Diesbezüglich gab es in den letzten Jahren intensive Anstrengungen zur hydraulischen, technischen, gewässerökologischen und energetischen Verbesserung. Beispielsweise wird die Herstellung von anlagenbedingt unterbrochener Durchwanderbarkeit für aquatische Organismen in Mitteleuropa als wesentliches Ziel der Gewässerbewirtschaftung angesehen und nachträglich auch an bestehenden Stauanlagen umgesetzt.Eine Übertragung deutscher beziehungsweise europäischer Ansätze auf China ist nur eingeschränkt möglich. Das hier berichtete HAPPI-Teilprojekt [8] zielte für Kleinwasserkraftanlagen auf die Verbesserung der Planungsergebnisse durch Verwendung von modernen Methoden der hydraulischen Analyse und der Standortoptimierung für deren exemplarische Anwendung auf chinesische Verhältnisse. Ein Schwerpunkt waren Optimierungsdefizite in der baulichen Gestaltung von Wasserbauwerken hinsichtlich Nachhaltigkeitsaspekten, wie Stromerzeugung, gewässerökologischer Anpassung und ökonomischer Effizienz [10]. Auch bei der mitteleuropäischen Kleinwasserkraftnutzung besteht bei Einsatz der entsprechenden Verfahren noch teilweise erhebliches Verbesserungspotenzial. Beispiele zeigen, dass hydraulisch ungünstig entworfene Bauformen durch aktuelle Analysemethoden identifiziert und vermieden werden können [12]. Für die Bestimmung der Stromerzeugung und wesentlicher wirtschaftlicher Parameter wurde ein Programmpaket weiterentwickelt, das neben anlagenspezifischen Parametern wie Maschinenausstattung auch die örtlichen hydrologischen und hydraulischen Bedingungen von Abfluss und Fallhöhe sowie gewässerökologische Maßnahmen berücksichtigt (s. Abschnitt 3.1). Ein weiteres wichtiges Vorhabensziel war die Vermittlung der Forschungsergebnisse in Forschung und Praxis. Hierzu wurde ein Beitrag für ein das Gesamtvorhaben umfassendes Planungswerkzeug [8] erarbeitet. Dabei wurden von Machbarkeitsbetrachtungen bis hin zu Ausführungsoptimierungen planungstiefenabhängig die Bearbeitungsverfahren zusammengestellt und erläutert. Die Ergebnisse flossen außerdem in die Ableitung von einzelnen thematischen Leitfäden ein. Für die Kleinwasserkraftnutzung in China wurde damit ein internationales Beispiel für die Übertragbarkeit der genannten Methoden auf Grundlage bestehender und weiterentwickelter Verfahren sowie auch der angepassten Übernahme von Best-Practice-Erfahrungen aus Mitteleuropa erstellt.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 06 (Juni 2019)
Seiten: 7
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Sarah Dickel
Dr.-Ing. Klaus Träbing
Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald

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