Regenerative Energie
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.
Die optimale hydraulische und bautechnische Auslegung bildet die Grundlage für den effizienten und sicheren Betrieb von Wasserkraftanlagen (WKA) [1]. Ist diese Voraussetzung erfüllt, tragen in entscheidendem Maße die Steuerungs- und Managementstrategien für die WKA zum Erreichen der Ziele bei, die mit dem Bau der Anlagen angestrebt wurden. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen um mehrkriterielle Zielstellungen, wobei Teilziele in Abhängigkeit von der Zeit oder Situation unterschiedliche Bedeutung besitzen.Entsprechend dem chinesischen Small-Hydropower-Substituting-Fuel-Programm (SHSF-Programm) sollen die bereits errichteten und noch zu errichtenden Kleinwasserkraftwerke (KWK) den Energiebedarf in ländlichen Gebieten für Kochen und Heizung decken (sozioökonomische Aspekte). Ziel ist dabei auch die Reduzierung der Abholzung von Waldgebieten. Für die Investoren ist weiterhin interessant, dass - über diesen lokalen Energiebedarf hinaus - in das Netz eingespeist werden kann, um eine schnellere Refinanzierung sicherzustellen. Damit ergibt sich als ein Teilziel die Maximierung der Energieerzeugung. Im Sinne der Nachhaltigkeit müssen weitere Teilziele formuliert werden [2]. Das sind zum Beispiel die Sicherstellung von zeitlich veränderlichen ökologischen Mindestabflüssen und die Minimierung der Auswirkungen von Extremereignissen, wie Hochwasser und Dürre. Zusätzlich beachtet werden muss die in China in den letzten Jahren zunehmende Volatilität des Niederschlags und damit des Wasserdargebots für WKA. Aus diesen Aufgabenstellungen und Randbedingungen leitet sich ein Polyoptimierungsproblem für die Bestimmung der Steuerstrategien ab. Eine einzelne WKA hat nur geringe Steuerungsreserven. Sie müssen unbedingt genutzt werden, aber es ist vor allem zu untersuchen, welches Potenzial die koordinierte Betriebsführung von Kraftwerkskaskaden für die Erreichung der genannten Ziele bietet.
| Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH |
| Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 06 (Juni 2019) |
| Seiten: | 8 |
| Preis: | € 10,90 |
| Autor: | Dr.-Ing. Divas Karimanzira Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Thomas Rauschenbach |
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Talsperren - Essenziell fuer die Minderung der Klimawandelfolgen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2025)
Die Bedeutung von Talsperren und Wasserspeichern wird in diesem Beitrag im Kontext des Klimawandels und der steigenden globalen Wassernachfrage betrachtet. Die Diskrepanz zwischen Wassernachfrage und verfügbarer Speicherkapazität wächst aufgrund von Klimawandel, Bevölkerungswachstum und Rückgang der Süßwasservorräte. Viele große Talsperren weltweit sind über 50 Jahre alt, was zum Teil Bedenken hinsichtlich ihrer Standsicherheit und Verlandung des Stauseevolumens aufwirft. Die Verlandung ist ein weltweit zunehmendes Problem. Ohne nachhaltige Maßnahmen werden bis 2050 viele Stauseen im Mittel bis zu 50 % verlandet sein. Eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung und Maßnahmen zur Minderung der Stauraumverlandung angesichts eines wachsenden globalen Wasserspeicherbedarfs sind unabdingbar.
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Abwassersysteme stehen infolge des Klimawandels und der Ressourcenknappheit vor Herausforderungen. Ressourcenorientierte Sanitärsysteme (NASS) ermöglichen durch eine getrennte Erfassung einzelner Abwasserteilströme (z. B. Grauwasser, Urin) eine gezielte Behandlung und Ressourcenrückgewinnung vor Ort. Zudem können sie bestehende Infrastrukturen entlasten. Praxisbeispiele verdeutlichen aktuelle Anwendungen von NASS. Das Projekt BeReit zeigt, dass eine Urinseparation den Belüftungsbedarf und Spurenstoffemissionen von Kläranlagen reduzieren kann.
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