Hydrologische Modellierung für die Optimierung von Kleinwasserkraftwerkskaskaden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2019)
Der hydrologischen Modellierung des Wasserdargebotes im Flusseinzugsgebiet kommt bei Planung und Optimierung von Wasserkraftwerken, die häufig in komplexe Kraftwerkskaskaden eingebunden sind, eine große Bedeutung zu. In vielen Regionen der Welt fehlen jedoch oft die entsprechenden Eingangsdaten. Die zentrale Fragestellung dieser Arbeit lautet daher, ob es möglich ist, auf Basis öffentlich verfügbarer Datenquellen das Abflussregime eines Einzugsgebiets abzubilden, um Standortbewertung und energieoptimierte Nutzung der Wasserkraftanlagen zu gewährleisten.
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Der hydrologischen Modellierung des Wasserdargebotes im Flusseinzugsgebiet kommt bei Planung und Optimierung von Wasserkraftwerken, die häufig in komplexe Kraftwerkskaskaden eingebunden sind, eine große Bedeutung zu. In vielen Regionen der Welt fehlen jedoch oft die entsprechenden Eingangsdaten. Die zentrale Fragestellung dieser Arbeit lautet daher, ob es möglich ist, auf Basis öffentlich verfügbarer Datenquellen das Abflussregime eines Einzugsgebiets abzubilden, um Standortbewertung und energieoptimierte Nutzung der Wasserkraftanlagen zu gewährleisten.
Optimale Betriebsführung von Kleinwasserkraftwerks-Gruppen
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Flussläufe mit Talsperren und Laufwasserkraftwerke stellen große Herausforderungen an die Betriebsführung, insbesondere wenn eine Mehrfachnutzung vorliegt und verschiedenartige Zielstellungen erfüllt werden sollen. Deshalb wurden Verfahren zum optimalen Betrieb von Kaskaden von Kleinwasserkraftwerken entwickelt. Das Energiemanagement für die optimale Netzanbindung der Wasserkraftwerke und die Zusammenführung von mehreren Kraftwerken zu virtuellen Kraftwerken waren auch Inhalt der Arbeit.
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Flussläufe mit Talsperren und Laufwasserkraftwerke stellen große Herausforderungen an die Betriebsführung, insbesondere wenn eine Mehrfachnutzung vorliegt und verschiedenartige Zielstellungen erfüllt werden sollen. Deshalb wurden Verfahren zum optimalen Betrieb von Kaskaden von Kleinwasserkraftwerken entwickelt. Das Energiemanagement für die optimale Netzanbindung der Wasserkraftwerke und die Zusammenführung von mehreren Kraftwerken zu virtuellen Kraftwerken waren auch Inhalt der Arbeit.
Konstruktive und geotechnische Aspekte kleiner Wasserkraftwerke in China
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Die GUB AG brachte ihr Wissen in Geotechnik und konstruktivem Wasserbau in das Forschungsprojekt HAPPI zur Entwicklung von Leitlinien für Planung und Bau kleiner Wasserkraftanlagen in China ein. Die Planungsphasen für Anlagen zwischen ein und zehn MW installierter Leistung wurden hinsichtlich einer angepassten Vorgehensweise sowie der dafür erforderlichen Planungswerkzeuge untersucht und beschrieben.
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Die GUB AG brachte ihr Wissen in Geotechnik und konstruktivem Wasserbau in das Forschungsprojekt HAPPI zur Entwicklung von Leitlinien für Planung und Bau kleiner Wasserkraftanlagen in China ein. Die Planungsphasen für Anlagen zwischen ein und zehn MW installierter Leistung wurden hinsichtlich einer angepassten Vorgehensweise sowie der dafür erforderlichen Planungswerkzeuge untersucht und beschrieben.
Ansatz zur Wirtschaftlichkeitsbewertung von Kleinwasserkraftanlagen in China
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Um die finanzielle Tragfähigkeit der Umsetzung eines verbesserten Kleinwasserkraftanlagendesigns hinsichtlich des chinesischen Elektrizitätsmarkts abzuschätzen zu können, wurde ein einfach umzusetzender Bewertungsansatz erstellt.
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Um die finanzielle Tragfähigkeit der Umsetzung eines verbesserten Kleinwasserkraftanlagendesigns hinsichtlich des chinesischen Elektrizitätsmarkts abzuschätzen zu können, wurde ein einfach umzusetzender Bewertungsansatz erstellt.
Digitales Bauen mit Building Information Modeling – der digitale Zwilling
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2019)
Building Information Modeling ist eine Arbeitsmethode, die es ermöglicht, Planungsprozesse von Bauwerken hinsichtlich Qualität und Effizienz zu optimieren. Alle relevanten Informationen eines Bauwerkes werden über den Lebenszyklus in einem digitalen Bauwerksmodell, meist dreidimensional und objektorientiert, erfasst und verwaltet. Dabei gilt der Grundsatz, dass erst digital und anschließend real gebaut wird. Am Ende besteht neben dem realen Bauwerk auch ein digitaler Zwilling.
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Building Information Modeling ist eine Arbeitsmethode, die es ermöglicht, Planungsprozesse von Bauwerken hinsichtlich Qualität und Effizienz zu optimieren. Alle relevanten Informationen eines Bauwerkes werden über den Lebenszyklus in einem digitalen Bauwerksmodell, meist dreidimensional und objektorientiert, erfasst und verwaltet. Dabei gilt der Grundsatz, dass erst digital und anschließend real gebaut wird. Am Ende besteht neben dem realen Bauwerk auch ein digitaler Zwilling.
Erhöhung der nutzbaren Arbeitswassermenge am PSW Hohenwarte II
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Das Pumpspeicherwerk (PSW) Hohenwarte II ist Teil der Saalekaskade in Thüringen. Der Betreiber des PSW plante die Erhöhung der energetisch nutzbaren Arbeitswassermenge im Oberbecken des PSW, um eine Befreiung von Netznutzungsentgelten zu erreichen. Die Erhöhung der Arbeitswassermenge sollte durch die Herabsetzung des unteren Betriebsstauzieles und damit die Erweiterung des Betriebsstauraums erfolgen. Dazu waren bauliche Veränderungen der Beckensohle erforderlich, die zunächst in einem hydraulischen 2-D-Modell dimensioniert wurden.
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Das Pumpspeicherwerk (PSW) Hohenwarte II ist Teil der Saalekaskade in Thüringen. Der Betreiber des PSW plante die Erhöhung der energetisch nutzbaren Arbeitswassermenge im Oberbecken des PSW, um eine Befreiung von Netznutzungsentgelten zu erreichen. Die Erhöhung der Arbeitswassermenge sollte durch die Herabsetzung des unteren Betriebsstauzieles und damit die Erweiterung des Betriebsstauraums erfolgen. Dazu waren bauliche Veränderungen der Beckensohle erforderlich, die zunächst in einem hydraulischen 2-D-Modell dimensioniert wurden.
Quo vadis – Wasserkraftnutzung in Deutschland?
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Es ist erfreulich und wichtig, dass sich das DTK im diesjährigen Talsperrensymposium auch Fragestellungen zuwendet, die kleine Staudämme und Deiche betrifft. Damit wird insbesondere die Nutzung der Wasserkraft angesprochen, vor allem die sog. „Kleine Wasserkraft“. Diese wird häufig eher als Problem denn als Chance gesehen. Gewässerbezogene Beeinträchtigungen stünden in keinem angemessenen Verhältnis zum Beitrag kleinerer Wasserkraftanlagen am Klimaschutz. Die an den Betrieb solcher Anlagen gestellten Voraussetzungen sind hoch.
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Es ist erfreulich und wichtig, dass sich das DTK im diesjährigen Talsperrensymposium auch Fragestellungen zuwendet, die kleine Staudämme und Deiche betrifft. Damit wird insbesondere die Nutzung der Wasserkraft angesprochen, vor allem die sog. „Kleine Wasserkraft“. Diese wird häufig eher als Problem denn als Chance gesehen. Gewässerbezogene Beeinträchtigungen stünden in keinem angemessenen Verhältnis zum Beitrag kleinerer Wasserkraftanlagen am Klimaschutz. Die an den Betrieb solcher Anlagen gestellten Voraussetzungen sind hoch.
Wasserkraft in Deutschland – Aktuelle Zahlen und Entwicklungen
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Im Rahmen der Bearbeitung des Erfahrungsberichts zum Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) werden nicht nur die Erzeugungsdaten der Wasserkraftanlagen, die eine EEG-Vergütung erhalten, ermittelt, sondern auch Daten von Anlagen, die außerhalb des EEG ihren Strom vermarkten. Dementsprechend können für den Anlagenbestand, die aktuelle Marktsituation, die Umsetzung ökologischer Anforderungen sowie das Potenzial aktuelle Zahlen und Entwicklungen angegeben werden.
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Im Rahmen der Bearbeitung des Erfahrungsberichts zum Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) werden nicht nur die Erzeugungsdaten der Wasserkraftanlagen, die eine EEG-Vergütung erhalten, ermittelt, sondern auch Daten von Anlagen, die außerhalb des EEG ihren Strom vermarkten. Dementsprechend können für den Anlagenbestand, die aktuelle Marktsituation, die Umsetzung ökologischer Anforderungen sowie das Potenzial aktuelle Zahlen und Entwicklungen angegeben werden.
Soziale Akzeptanz der Talsperre Trift in den Schweizer Alpen
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Neue Talsperren-Projekte in landschaftlich wertvollen Gebieten können ein hohes Konfliktpotenzial haben aufgrund ihrer ökologischen und landschaftlichen Auswirkungen sowie konkurrierenden Wassernutzungen. Der Artikel untersucht Einflüsse auf die soziale Akzeptanz beim Projekt Trift in der Schweiz. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Akzeptanz durch das Zusammenspiel von Meinungen einzelner Akteursgruppen zu bestimmten Faktoren sowie durch komplexe, polyzentrische Prozesse auf verschiedenen Ebenen entwickelt. Dies sollte bei der Planung von Talsperren beachtet werden.
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Neue Talsperren-Projekte in landschaftlich wertvollen Gebieten können ein hohes Konfliktpotenzial haben aufgrund ihrer ökologischen und landschaftlichen Auswirkungen sowie konkurrierenden Wassernutzungen. Der Artikel untersucht Einflüsse auf die soziale Akzeptanz beim Projekt Trift in der Schweiz. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Akzeptanz durch das Zusammenspiel von Meinungen einzelner Akteursgruppen zu bestimmten Faktoren sowie durch komplexe, polyzentrische Prozesse auf verschiedenen Ebenen entwickelt. Dies sollte bei der Planung von Talsperren beachtet werden.
Wasserkraftanlage Laúca in Angola
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In den letzten Jahren hat die angolanische Regierung vermehrt in große Infrastrukturprojekte und Projekte der Energieversorgung investiert. Das 2 070-MW-Wasserkraftwerk Laúca stellt derzeit eines der größten sich in Bau befindlichen Wasserkraftprojekte in Afrika dar und wird in Zukunft das Rückgrat der Energieversorgung in Angola sein. Die Bauarbeiten begannen im Jahr 2012 mit den vorbereitenden Maßnahmen der Flussumleitung. Bis Ende 2018 wurden bereits vier Einheiten mit einer installierten Leistung von je 340 MW erfolgreich in Betrieb genommen.
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In den letzten Jahren hat die angolanische Regierung vermehrt in große Infrastrukturprojekte und Projekte der Energieversorgung investiert. Das 2 070-MW-Wasserkraftwerk Laúca stellt derzeit eines der größten sich in Bau befindlichen Wasserkraftprojekte in Afrika dar und wird in Zukunft das Rückgrat der Energieversorgung in Angola sein. Die Bauarbeiten begannen im Jahr 2012 mit den vorbereitenden Maßnahmen der Flussumleitung. Bis Ende 2018 wurden bereits vier Einheiten mit einer installierten Leistung von je 340 MW erfolgreich in Betrieb genommen.
