Untersuchung von dynamischer Stauzielregelung hinsichtlich der Stauwurzelentwicklung
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In Zeiten der Energiewende und dem intensivierten Ausbau von erneuerbaren Energiesystemen stellt dieser Artikel einen Optimierungsansatz f√ľr die Laufwasserkraft vor - die dynamische Stauzielregelung. Deren Grundidee ist es, staubeeinflusste Flie√ügew√§sserabschnitte √ľber das Betriebsregime einer Wasserkraftanlage gleichm√§√üiger zu nutzen. Anders als bei der herk√∂mmlichen Stauzielregelung wird die Stauwurzel bei steigenden Abfl√ľssen nicht an das Querbauwerk herangedr√ľckt, sondern wird durch das tempor√§re Anheben des Stauziels in seiner Lage gehalten. Daraus wird f√ľr die h√∂heren Durchfl√ľsse eines Betriebsregimes eine gr√∂√üere Fallh√∂he generiert. Dies wirkt sich, wie an einem Beispiel gezeigt werden kann, direkt auf die Leistung und in Zusammenspiel mit der Abflussdauerlinie auf die Jahresarbeit der Anlage aus. Somit stellt die dynamische Stauzielregelung eine umweltvertr√§gliche, energiewirtschaftliche Optimierung f√ľr Laufwasserkraftanlagen dar.

Hybride Modellierung der hydrodynamischen Prozesse in unterirdischen Pumpspeicherreservoirs - Kurzfassung und Folgeentwicklungen
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Dieser Fachaufsatz stellt eine Kurzfassung und Informationen zu Folgeentwicklungen der Dissertation ‚ÄěHybride Modellierung der hydrodynamischen Prozesse in unterirdischen Pumpspeicherreservoirs‚Äú dar. Der Fokus liegt auf der Analyse der grundlegenden hydrodynamischen Prozesse sowie auf den f√ľr potenzielle unterirdische Pumpspeicherreservoirs entwickelten Bemessungsans√§tzen. Deren Kenntnis stellt die Grundlage f√ľr eine erfolgreiche Realisierung der Speicherkraftwerke dar und muss in deren zuk√ľnftige Planung und Projektierung miteinbezogen werden.

Treibhausgasemissionen von Strom aus Wasserkraft
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F√ľr die klimaseitige Bewertung einer Strombereitstellung aus Wasserkraft m√ľssen direkte und indirekte Treibhausgasemissionen (u. a. aus Bau, Instandhaltung, R√ľckbau) ber√ľcksichtigt werden. Mithilfe der Methode der √Ėkobilanzierung werden diese nachfolgend in Bezug auf 1 kWh erzeugten Strom ermittelt. Dazu wurden modellhaft Materialverbrauch, Stoff- und Energiefl√ľsse sowie direkte und indirekte Emissionen verschieden gro√üer deutscher Laufwasserkraftwerke quantifiziert.

Laboruntersuchungen zum Fischabstieg √ľber ein Wasserwirbelkraftwerk
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Am 1:1-Modell eines Wasserwirbelkraftwerks erfolgten ethohydraulische Untersuchungen zur Passierbarkeit und dem passagebedingten Verletzungsrisiko typischer Fischarten der √Ąschenregion. Die Kombination von RFID-Telemetrie und Videoaufzeichnung erm√∂glichte eine qualitative und quantitative Analyse des Verhaltens der Fische sowie die statistische Absicherung der Ergebnisse. Meidungsverhalten im Einlaufbereich und Verz√∂gerungen des Abstiegs waren nachweisbar, signifikante Beeintr√§chtigungen der Fische durch passagebedingte Sch√§digungen traten jedoch nicht auf.

Multifunktionale und synergetische Pumpspeicherkraftwerke
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Pumpspeicherkraftwerke sind ein effizientes und langlebiges Nonplusultra f√ľr ausgeglichene und stabile elektrische Energiesysteme. Unterirdische Pumpspeicherkraftwerke werden zum vielversprechenden Ansatz zur Bew√§ltigung verschiedener Herausforderungen und erm√∂glichen zudem vollkommen neue und in mehrfacher Weise einsetzbare Anlagenkonzepte. Thermische Pumpspeicherkraftwerke als mechanisch und thermisch kombinierte Energiespeicher bilden die innovative technologische Evolution f√ľr eine universelle und ressourceneffiziente, regenerative Energieversorgung.

Analyse der Strömung in einem Wasserwirbelkraftwerk hinsichtlich des Fischabstiegs
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Im Rahmen eines BMBF-gef√∂rderten Forschungsprojektes wurden Str√∂mungsmessungen in einem 1:1-Labormodell eines Wasserwirbelkraftwerks (WWK) sowie dessen hydronumerische Simulation durchgef√ľhrt. Die Analyse der Ergebnisse untermauert die Beobachtungen w√§hrend der in diesem Labormodell erfolgten Fischversuche: Bei der Passage des WWK sind die Fische aufgrund der verh√§ltnism√§√üig geringen Str√∂mungsgeschwindigkeiten und Dr√ľcke sowie einer geringen turbulenten kinetischen Energie nicht orientierungslos. Kollisionen mit den Turbinenschaufeln traten nicht auf und sind aufgrund der geringen Turbinendrehzahl und Str√∂mungsgeschwindigkeiten nicht zu erwarten.

Hydraulischer Kurzschluss im Kraftwerk Vianden - Anlagendynamik und CFD-Simulationen der Abzweiger
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F√ľr das Pumpspeicherkraftwerk Vianden (Luxemburg) wurde mittels 1-D- und 3-D-Simulation die M√∂glichkeit des hydraulischen Kurzschlussbetriebs f√ľr die Maschinens√§tze 1-4 und 5-9 untersucht. Hierzu wurden unterschiedliche Maschinenkombinationen auf potenzielle Risiken, wie etwa das Auftreten von Kavitation, Druckst√∂√üe, Gr√∂√üe der Leitungsverluste, Druckschwankungen etc., untersucht und bewertet.

Diskussionsbeitrag zur Abströmung einer Wasserkraftanlage und deren Interaktion mit der Leitströmung aus einer Fischaufstiegsanlage
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Im Rahmen der vorgestellten Untersuchungen wird auf den Aspekt der Auffindbarkeit des Einstiegs in eine Fischaufstiegsanlage in direkter Nachbarschaft der Turbinenabstr√∂mung einer Wasserkraftanlage sowie deren Interaktion eingegangen. Es werden dabei unterschiedliche M√∂glichkeiten der Anbindung der Fischaufstiegsanlage mit einer durchgehenden Sohle √ľber eine Berme unterschiedlicher Neigung und Ausgestaltung zur Verringerung bzw. Vermeidung eines Sackgasseneffektes diskutiert, deren Einfl√ľsse auf die Leitstr√∂mung aufgezeigt und L√∂sungsm√∂glichkeiten er√∂rtert.

Saugrohroptimierung zur Leistungssteigerung einer kleinen S-Turbine
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Das Saugrohr einer Niederdruckanlage verbindet die Turbine mit dem freien Unterwasserspiegel. Gleichzeitig wandelt es einen Teil der hinter dem Laufrad vorherrschenden Str√∂mungsenergie in Druckenergie um, wodurch die Leistung der Turbine wesentlich gesteigert wird. Eine Leistungssteigerung erfolgt jedoch nur, wenn alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Das Saugrohr einer kleinen S-Turbine wird dahingehend f√ľr einen gro√üen Betriebsbereich optimiert. Zugleich werden instation√§re Ph√§nomene analysiert, um den Durchfluss betriebssicher zu erh√∂hen.

Vergleich von Bewertungsverfahren f√ľr Pumpspeicherwerke
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Bei der Wirtschaftlichkeitsbewertung von Pumpspeicherwerken kann es zu handwerklichen Fehlern kommen. Schwachstellen sind √ľbersch√§tzte Regelenergieerl√∂se, veraltete Annahmen zum Marktumfeld sowie st√ľndliche Strompreise, die nicht aus Fundamentmodellen stammen, und einfache Heuristiken zur Ermittlung zuk√ľnftiger Erl√∂se. Gerade die letzten beiden Punkte haben einen gro√üen Einfluss auf das Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsbewertung. Daher wird in dieser Arbeit untersucht, ob einfache Heuristiken oder exakte Verfahren genutzt werden sollten und welche Effekte die Art der Generierung der st√ľndlichen Strompreise hat.

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