Skalierung von Wasserkraftschnecken – Ein Beitrag zur einer überfälligen Dimensionierungsrechnung

Die Installation von Wasserkraftschnecken an verschiedenen Standorten erfordert, dass bekannte und erfolgreich getestete Schnecken-Geometrien hinsichtlich der unterschiedlichen Gegebenheiten bezüglich Fallhöhe und Durchfluss skaliert werden. Dies ist besonders für die Zulaufhöhe zur Schnecke wichtig, da diese den Durchfluss durch die Schnecke entscheidend bestimmt. Hier wurden durch verschiedene Hersteller in der Vergangenheit Anlagen realisiert, die deutliche Mängel in Hinsicht auf die erbrachte elektrische Leistung aufwiesen. Ursache hierfür war sowohl die ungeeignet gewählte Zulaufhöhe als auch eine Unterdimensionierung der Schnecke. Aus diesem Grund werden in diesem Artikel entsprechende, neu abgeleitete Regeln vorgestellt, die eine richtige Dimensionierung zulassen. Anhand eines Beispiels wird die Anwendung der Gleichungen vorgestellt, um fortan die erwähnten Fehler zu vermeiden.

Die abgeleiteten Zusammenhänge ermöglichen eine korrekte Dimensionierung von Wasserkraftschnecken und den Vergleich von verschiedenen Zielwerten, wie z. B. umbautes Volumen, Leistungsabgabe oder Drehmoment. Dabei konnte gezeigt werden, dass die bisherige Auslegungspraxis zu Schnecken mit kleinen Abmessungen und vergleichbar schlechtem Wirkungsgrad führen. Zudem haben die Schnecken keine Leistungsreserve, da die Auslegungsdrehzahl schon der maximalen Drehzahl entspricht. Treten Probleme, wie z. B. eine falsch gewählte Zulaufhöhe, auf, so ist unter diesen Umständen eine Lösung schwierig, da man die Drehzahl nicht mehr nach oben anpassen kann. Diese bisherige Auslegungspraxis ist für die Betreiber einer Wasserkraftanlage mit Schnecke besonders ärgerlich, da sich die Amortisationszeit deutlich verlängert und das energetisch verfügbare Potenzial an seinem Standort nur unvollständig genutzt wird.

Die Dimensionierung von Wasserkraftschnecken kann nur durch die gewissenhafte Einbeziehung der Dauerlinie eines Standortes zu optimalen Ergebnissen kommen. Aus ihr ergeben sie die Teil- und Überlastzeiten mit denen erst eine Jahresertragsrechnung möglich ist. Die Wahl eines unzureichenden (zu kleinen) Radius der Schnecke hat eine deutliche Auswirkung auf das Jahresarbeitsvermögen eines Standortes. Man kann deshalb nur hoffen, das Kürzungen der Schneckenblätter,  bald der Vergangenheit angehöhren und sich endlich die Auslegungspraxis der Hersteller ändert, da eine ansonsten ausgezeichnete Technologie in Verruf gerät – nicht das zu leisten, was versprochen wurde.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft 10/2016 (Oktober 2016)
Seiten: 7
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dr.-Ing. Dirk M. Nuernbergk
DI Alois Lashofer

Artikel weiterleiten In den Warenkorb legen Artikel kommentieren


Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Die Gesetzentwürfe zur Umsetzung der Renewable Energy Directive (RED III) in deutsches Recht
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (8/2024)
Der europäische Gesetzgeber hat Ende 2023 nach umfangreichen Verhandlungen die Novellierung der Erneuerbare- Energien-Richtlinie beschlossen. Die Änderungen durch die Richtlinie (EU) 2023/2413 (REDIII) sollen den beschleunigten Ausbau Erneuerbarer Energien fördern, um die Treibhausgasemissionen im Energiesektor zu reduzieren.

Pumpspeicher - Besser als ihr Ruf?
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2024)
Gemäß der Taxonomie-Verordnung müssen Pumpspeicher als einzige Energiespeichertechnologie nachweisen, dass ihre Treibhausgasemissionen während ihres Lebenszyklus geringer als 100 g CO2 pro kWh sind. Nachfolgend werden Lebenszyklusanalysen eines Pumpspeichers, einer Batterie sowie eines Wasserstoffspeichers durchgeführt und miteinander verglichen. Darüber hinaus wird auf den zukünftigen Rohstoffbedarf sowie geo-, ressourcen- und industriepolitische Herausforderungen durch die neuen Energiespeichertechnologien hingewiesen.

Der Energiespeicher Riedl als Projekt von vorrangigem europäischem Interesse
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2023)
Das Pumpspeicherkraftwerk Energiespeicher Riedl mit einer Leistung von 300 MW befindet sich seit dem Jahr 2012 im Genehmigungsverfahren. Das Vorhaben wurde von der Europäischen Kommission mehrmals auf die unionsweite Liste der Projekte von gemeinsamem Interesse aufgenommen. Damit wird dem Projekt ein Vorrangstatus zuerkannt, der die Erforderlichkeit des Vorhabens in energiepolitischer und klimabezogener Hinsicht begründet.

Mare clausum? AWZ-Raumordnungsplan ohne freien Raum für Meeresnatur
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (6/2023)
Das internationale Seerecht, die United Nations Convention on the Law of the Sea1 (UNCLOS oder LOSC), auf Deutsch das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen (SRÜ),2 gewährt den Küstenstaaten jenseits des Küstenmeers in der ausschließlichenWirtschaftszone (AWZ) souveräne Rechte zum Zwecke der Erforschung und Ausbeutung, Erhaltung und Bewirtschaftung der lebenden und nichtlebenden natürlichen Ressourcen der Gewässer über dem Meeresboden, des Meeresbodens und seines Untergrunds sowie hinsichtlich anderer Tätigkeiten zur wirtschaftlichen Erforschung und Ausbeutung der Zonewie der Energieerzeugung ausWasser, Strömung undWind (Art. 56 Abs. 1 lit. aSRÜ).FlankiertwerdendieseRechtedurchPflichten, nicht nur durch die inkorporierte rechtliche Verpflichtung zur Erhaltung der natürlichen Ressourcen, sondern auch zum Schutz (protection) derMeeresumwelt, wozu das SRÜ entsprechende Hoheitsbefugnisse gewährt (Art. 56 Abs. lit. b iii SRÜ).

Alpine Kleinwasserkraft: Gewässerökologie und Mehrwert für die Region
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2023)
Als Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung werden leinwasserkraftanlagen (KWKA) erhalten, ausgebaut und an geeigneten Standorten auch neu erstellt. Heutzutage gelten Anlagen bis 10 MW installierter Leistung international als KWKA [1]. In den Jahren 2013 bis 2019 stieg deren installierte Leistung weltweit von 71,0 auf 78,0 GW (+9,9 %) und in Europa von 17,8 auf 19,7 GW (+10,7 %) [1].

Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?

Der ASK Wissenspool
 
Mit Klick auf die jüngste Ausgabe des Content -Partners zeigt sich das gesamte Angebot des Partners
 

Selbst Partner werden?
 
Dann interessiert Sie sicher das ASK win - win Prinzip:
 
ASK stellt kostenlos die Abwicklungs- und Marketingplattform - die Partner stellen den Content.
 
Umsätze werden im Verhältnis 30 zu 70 (70% für den Content Partner) geteilt.
 

Neu in ASK? Dann gleich registrieren und Vorteile nutzen...