Untersuchungen zum Einsatz von Kleinturbinen in Trinkwasserversorgungsnetzen
Im Rahmen eines DVGW-Forschungsvorhabens werden Untersuchungen an hydraulischen Strömungsmaschinen im Versuchslabor und im Praxiseinsatz durchgeführt. Die Forschungsergebnisse liefern einen wichtigen Beitrag zur zukünftigen Implementierung von Kleinturbinen an Übergabestellen im Trinkwasserversorgungsnetz.
In der Trinkwasserversorgung werden seit geraumer Zeit Turbinen zur Energierückgewinnung eingesetzt. Konventionell eingesetzte Maschinentypen sind in diesem Zusammenhang die rückwärts durchströmte Strömungspumpe (PAT = Pump as Turbine) und die Francis-Turbine. Der Einsatzbereich dieser Energierückgewinnungsanlagen ist bisher hauptsächlich auf Fallleitungen in Rohrleitungssystemen von Wasserversorgungsunternehmen beschränkt. Im Rahmen des vom DVGW geförderten Forschungsprojektes 'Untersuchungen zum Einsatz von Kleinturbinen in Trinkwasserversorgungsnetzen' wird analysiert, inwieweit der Einsatzbereich noch erweitert werden kann. Da der Druck in Haupt- und Zubringerleitungen meistens höher ist als im anschließenden Leitungssystem zulässig, befinden sich in den Übergabeschächten zwischen verschiedenen Netzbereichen häufig Druckreduzierventile, welche die überschüssige Druckenergie in Wärme und Schall dissipieren. Diese sollen zukünftig durch Kleinturbinen zur Stromerzeugung ersetzt werden. An möglichen Einbauorten (Übergabeschächte, Behältereinläufe) liegen besondere Randbedingungen vor (Platzangebot, hydraulische Randbedingungen, Einbaubedingung der Rohrleitung), welche bei der Wahl der hydraulischen Strömungsmaschine Beachtung finden müssen.
Im Rahmen des Forschungsprojektes werden die hydraulischen Randbedingungen an den Übergabestellen der Wasserversorgungsunternehmen Bodensee-Wasserversorgung (BWV), Energie Baden-Württemberg (EnBW) und Landeswasserversorgung (LW) ermittelt und das vorhandene Restpotenzial abgeschätzt. Die erhobenen Daten sind in Abbildung 1 dargestellt (Ordinate: mittlere Druckdifferenzen; Abszisse: mittlere jährliche Durchflüsse). Basierend auf der Datenerhebung werden drei hydraulische Strömungsmaschinen am Turbinenprüfstand der Versuchsanstalt für Wasserbau und im Praxiseinsatz (PAT-Multitec) getestet:
• PAT-Multitec: rückwärts durchströmte 5-stufige Gusspumpe,
• Rio-Eco: rückwärts durchströmte Umwälzpumpe,
• GDPT: Gegendruckpeltonturbine.
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