Regenerative Energie
Kolbenhub-Pumpspeicher - eine Alternative zu konventionellen Pumpspeichern?
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Lageenergiespeicher, Gravity Power und Powertower sind drei Beispiele für die sogenannten Kolbenhub-Pumpspeicher. Obwohl diese Idee bereits seit einigen Jahren bekannt ist und immer wieder in den Medien erscheint, gibt es bisher noch keine kommerzielle Anlage und wenig wissenschaftliche Auseinandersetzung mit diesen Konzepten. Dieser Artikel soll daher die grundlegenden Prinzipien und Eigenschaften dieser Technologie erörtern, um eine Bewertung der verschiedenen Konzepte im Vergleich mit der konventionellen Pumpspeicherung anstellen zu können.
Optimierung der Wasserkraftnutzung von einer Trinkwassertalsperre
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Die Trinkwassertalsperre Kleine Kinzig ist in den Jahren 1978 bis 1982 zur Trinkwasserversorgung von Städten und Gemeinden im mittleren Schwarzwald mit ca. 250 000 Einwohnern gebaut worden. Die erwartete Steigerung der Trinkwasserabgabe von ca. 6 Mio. m³ im Jahr 1982 auf ca. 11 Mio. m³ ist selbst nach ca. 30 Betriebsjahren nicht eingetreten. Von Seiten des Zweckverbandes Trinkwasserversorgung Kleine Kinzig liegt nun das Augenmerk auf einer Optimierung der Wasserkraftnutzung. Hierzu sind der Einsatz der Turbinen und die Bewirtschaftung des Speichers zu überdenken sowie geeignete Betriebsregeln zu entwickeln.
Zustandsbewertung von Wasserkraftanlagen
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Aufgrund veränderter Betriebsweisen oder Instandhaltungsstrategien gewinnen verlässliche Aussagen zum aktuellen Zustand von Wasserkraftanlagen an Bedeutung. Für die Bewertung von Anlagen werden gemeinsam mit dem Anlagenbetreiber Maßnahmen erarbeitet, um den Betrieb im Idealfall zu verbessern, aber auch um z. B. Inspektionen, Wartungen oder Erneuerungen von Komponenten einzuplanen. Häufig eingesetzte Mittel zur Zustandsbewertung von Wasserkraftanlagen sind dabei unterschiedlichste Messungen.
Experimentelle Untersuchung der Ejektorwirkung bei vertikalen Kaplan-Turbinen
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Um einen weiteren Beitrag zum globalen Energiewandel zu leisten, setzt man wieder verstärkt auf Kleinwasserkraft. Eine entscheidende Fragestellung dabei ist, wie sich die Leistungsausbeute eines Kraftwerksstandortes maximieren lässt. Eine Möglichkeit der Leistungssteigerung bei Überwasser ist die Nutzung des Ejektoreffekts, was sich vor allem bei geringen Fallhöhen rentieren kann. An der TU Graz wurde nun ein Ejektorkraftwerksmodell errichtet, anhand dessen alle negativen und positiven Aspekte der Ejektorwirkung untersucht werden können.
Ein Sprung nach vorn - drehzahlvariables Pumpspeicherkraftwerk Frades II
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Seit mehr als einem Jahrhundert sind Pumpspeicherkraftwerke ein wichtiger Bestandteil unserer Energienetze. In den letzten Jahren haben diese Anlagen sogar noch an Bedeutung gewonnen, denn sie spielen beim Umstieg auf erneuerbare Energiequellen eine wichtige unterstützende Rolle in Bezug auf Frequenz- und Spannungsstabilität. In der letzten Zeit hat die Weiterentwicklung der Frequenzumrichter den Einsatz von drehzahlvariablen Generatormotoren von großer Leistung möglich gemacht, was zu einzigartigen Vorteilen für die Netzstabilisierung durch den Einsatz von drehzahlvariablen Pumpturbinen führt. Am Beispiel des Kraftwerks Frades II im Nordwesten Portugals wird diese interessante Entwicklung aufgezeigt.
Betrieb und Instandhaltung von Wasserkraftwerken im Vereinigten Königreich
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Über die Wasserkraft im Vereinigten Königreich wird in Deutschland kaum berichtet, obwohl das Land über Kapazitäten in vergleichbarer Größenordnung wie Deutschland verfügt und die kleine Wasserkraft kontinuierlich wächst. Die heute verfügbare Wasserkraftleistung, das Potenzial für den weiteren Ausbau und die dafür erforderlichen Förderinstrumente werden dargestellt. Am Beispiel der von RWE betriebenen Kraftwerke geht der Artikel auf die Besonderheiten der Betriebs- und Instandhaltungskonzepte ein. Kern der Instandhaltungsplanung ist eine regelmäßige, systematische Bewertung der Anlagen. Beispiele der in Alter und Leistung unterschiedlichen Anlagen sowie ein Blick auf die Unterschiede des Geschäfts aus deutscher Sicht runden die Übersicht ab.
Instandhaltungskonzepte und Wartung von Automatisierungssystemen in der Wasserkraft
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Kraftwerksbetreiber sind heute steigendem Kostendruck ausgesetzt. Die Rahmenbedingungen haben sich geändert, die Devise ist höhere Verfügbarkeit und Produktivität bei geringeren Kosten. Dazu bedarf es abgestimmter Instandhaltungsstrategien, den Einsatz neuester Konzepte sowie Modernisierungsmaßnahmen, um die Wettbewerbsfähigkeit der Kraftwerke über den Lebenszyklus sicherzustellen. Der Einsatz von Automatisierungssystemen kann hierfür einen wesentlichen Beitrag leisten.
EU-Konformitätsprozess für Wasserkraftanlagen
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Wasserkraftanlagen müssen die EU-Richtlinien im Hinblick auf die grundlegenden Gesundheits- und Schutzanforderungen innerhalb der Europäischen Union (EU), der Europäischen Freihandelsassoziation (EFTA) und der Türkei erfüllen. Die EU-Mitgliedstaaten haben diese EU-Richtlinien in nationale Gesetze übernommen, wie z. B. das Produktsicherheitsgesetz (ProdSG) in Deutschland. Die Hersteller von Wasserkraftanlagen, Maschinensätzen und Komponenten sind verpflichtet, die nationalen Gesetze bezüglich der Maschinen- und Anlagensicherheit zu erfüllen.
Entwurfs- und Tragwerksplanung für die 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim - 1. Planungsphase
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Für die Erweiterung des Rheinkraftwerks I ffezheim wurde eine Erweiterung um die Maschine 5 im Anschluss an das bestehende Kraftwerk vorgesehen. Neben dem Kraftwerkstiefbau und der erforderlichen Baugrube umfasst die Bauplanung die Einbindung der bestehenden Fischaufstiegsanlage und die Überführung der B 500. Bereits vorhandene Kraftwerksausrüstungen zur Wasserver- und -entsorgung sowie die Rechenreinigungs- und Krananlagen sollten für die Maschine 5 angepasst bzw. erweitert werden. Im Fachbereich Stahlwasserbau wurden Verschlüsse für den Turbinenein- und -auslauf, der Einlaufrechen, die Eisklappen und Klappen in der Geschwemmselrinne geplant. Die genannten Aspekte waren Basis für eine erste Planung,
welche aufgrund eines ermittelten hohen Investitionsvolumens nicht ausgeführt wurde, weswegen eine 2. Planungsphase notwendig wurde.
Entwurfs- und Tragwerksplanung für die 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim - 2. Planungsphase
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Das Ergebnis der ersten Ausschreibungsrunde hat die erwarteten Projektkosten deutlich überschritten und so die Wirtschaftlichkeit des Projekts in Frage gestellt. In der Folge wurde der Entwurf in den Fachbereichen Maschinentechnik, Bau und Stahlwasserbau hinsichtlich möglicher Einsparungen erneut überprüft. Durch die Wahl einer kleineren Maschine wurde die Ausführung eines abgesetzten Bauwerks mit einer steifenfreien Baugrube und ovaler Form im Grundriss möglich. Während der Ausführung wurden zur Kompensation der aufgetretenen Bauablaufstörungen während der Herstellung der Baugrube verschiedene Maßnahmen zur Entkopplung nacheinander geplanten Vorgänge mit dem Ziel der Reduzierung der Bauzeit entwickelt.
