Regenerative Energie
Betriebsbereiche und Wirkungsgrade der Wasserkraftschnecke
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2013)
Wasserkraftschnecken werden seit 2001 kommerziell zur Stromerzeugung verwendet. Durch die vergleichsweise geringe Verbreitung gilt diese neue Niederdrucktechnologie noch als Nischenprodukt. Die vorliegende Arbeit bestätigt die Qualität der Technologie und zeigt weitere Verbesserungspotentiale auf. In umfangreichen Labormessungen wurden Wirkungsgrade für sieben Schneckentypen bei unterschiedlichsten Drehzahl-Durchfluss-Kombinationen und Achsneigungen gemessen und verglichen. Dabei zeigen sich sowohl ausgezeichnete Wirkungsgrade als auch die unterschiedlichen Auswirkungen von veränderten Gestaltparametern. Die Ergebnisse bieten eine zusätzliche Entscheidungsgrundlage für die Wahl der Wasserkraftmaschine und ihre Dimensionierung bei neuen Kraftwerksstandorten.
Betriebsarten von Wasserkraftschnecken
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2013)
Wasserkraftschnecken werden durch die Vorgaben der europäischen Wasserrahmenrichtlinie häufig als Restwasserkraftmaschinen eingesetzt. Dabei werden Anlagen mit drehzahlstarrem und drehzahlvariablem Betriebsmodus realisiert. Für den Betreiber einer Anlage besteht häufig die Frage, welches Konzept für einen bestimmten Standort wirtschaftlicher ist. In diesem Artikel werden die grundsätzlichen Unterschiede und Anwendungsmöglichkeiten betrachtet. Eine Anpassung an die exakte Einbausituation ist jedoch jeweils erforderlich.
Wasserkraftwerke und Architektur
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2013)
Wasser als Lebenselixier in den unterschiedlichen Klimazonen prägt unterschiedliche Bebauungsstrukturen und Architekturen aus. Die Nutzungsmöglichkeiten und Nutzungserfordernisse von Wasser sind breitgefächert. Ala alltäglicher Überlebensstoff, zur Hygiene, Erholung und technischen Nutzung wird Wasser mehr als nur überlebensnotwendige Infrastruktur, sondern auch zum Fokus philosophischer und künstlerischer Überlegungen und Manifeste.
Bauperipherie beim neuen Wasserkraftwerk Rheinfelden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2013)
Der Höherstau im Oberwasser des neuen Kraftwerks führte zu einem Anstieg des Grundwasserspiegels. Im historischen Schloss Beuggen sowie in den Unternehmen Evonik Rheinfelden und Aluminium Rheinfelden mussten daher Kellerräume gesichert werden. In der Schlossanlage wurden die gefährdeten Keller mit einem Horizontalabdichtungsschleier im Mauerwerk sowie einer äußeren und inneren Abdichtung mit einer teilweisen Auffüllung geschützt. Bei den Industriegebäuden kamen verschiedene Maßnahmen zum Einsatz.
Zwischenergebnis der Fischzählung am neuen Wasserkraftwerk Rheinfelden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2013)
Seit April 2012 findet am neuen Kraftwerk Rheinfelden eine Fischzählung am wehrseitigen Fischaufstiegs- und Laichgewässer sowie am kraftwerksseitigen Vertical-Slot-Fischpass statt. Nun liegt die Auswertung der Zählergebnisse der ersten sieben Monate vor. Die Zahlen sind beeindruckend und übertreffen in weiten Teilen die Erwartungen. Insgesamt wurden rund 40 000 Fische aus 33 Arten registriert.
Naturnahes Fließgewässer am neuen Kraftwerk Rheinfelden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2013)
Die herausragende Ausgleichs- und Ersatzmaßnahme zum Neubau des Kraftwerkes Rheinfelden ist das naturnahe Fließgewässer im Bereich des Oberwasserkanals des alten Kraftwerks. Dieses Fließgewässer weist mit einer Länge von über 1 030 m, einer Breite von 50 m und einem Abfluss von 10 bis 35 m3/s die Größe und den Charakter eines Flusses auf. Vorrangiges Ziel ist hierbei die Verbesserung des Lebensraumangebotes für strömungsliebende Fischarten, insbesondere für die bedrohten Kieslaicher. Des Weiteren dient dieses Gewässer der Vernetzung der Rheinabschnitte unterhalb und oberhalb des Wehres.
Ökologische Maßnahmen im Umfeld des neuen Wasserkraftwerks Rheinfelden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2013)
Im Rahmen einer zweistufigen Umweltverträglichkeitsprüfung wurden zahlreiche Ausgleichsmaßnahmen festgelegt. Die Hälfte der charakteristischen Stromschnellen im Rhein sollte erhalten bleiben. Gefordert wurde überdies ein naturnahes Fischaufstiegs und Laichgewässer am deutschen Ufer sowie eine Fischaufstiegsanlage auf der Schweizer Seite. Ein provisorischer Raugerinne-Beckenfischpass wurde als fester Bestandteil in die Anlage integriert. Am Rheinufer sowie am Schloss Beuggen wurden zahlreiche Maßnahmen zur ökologischen Aufwertung umgesetzt.
Rückbau der Altanlage Kraftwerk Rheinfelden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2013)
Beim Rückbau des alten Kraftwerks wurde eine Maschine erhalten und aufbereitet. Sie ist inzwischen das Herzstück eines Ausstellungspavillons. Für den Rückbau der Altanlage mussten der Kanal und die Turbinenkammern abgefischt und entleert werden. Ein provisorischer Damm ermöglichte den Rückbau des alten Kraftwerks im Trockenen. Sämtliche Gebäude wurden entkernt und der Grobrechen entfernt. Das Portierhaus sowie eine Energieableitungsbrücke wurden abgerissen, die Fußgängerbrücke über den Rhein und schließlich das Maschinenhaus rückgebaut.
Inbetriebsetzung und Betrieb des neuen Wasserkraftwerks Rheinfelden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2013)
Die Maschinen laufen, das alte Kraftwerk ist abgestellt. Bereits die ersten Tests im Trockenen belegten, dass die Montage der neuen Maschinen einwandfrei erfolgt war. Der Höherstau im Oberwasser führte zu einer Anhebung des Unterwassers beim Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt und damit dort zu einem Erzeugungsverlust, der durch die Energiedienst AG entschädigt wird. Die 16-köpfige Betriebsmannschaft des Kraftwerks wurde zur Vorbereitung auf die neuen Aufgaben bereits bei der Herstellung und Montage der neuen Komponenten eingesetzt.
Nebenanlagen des neuen Wasserkraftwerks Rheinfelden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2013)
Die Anlagen für Heizung, Klima und Lüftung müssen vielfältige Einflüsse verarbeiten können, um für die E-Technik und Mitarbeiter geeignete Umgebungsbedingungen zu schaffen. Die Grenzlage des Kraftwerks erforderte auch beim Brandschutz besondere Maßnahmen, da die Gesetze beider Länder beachtet werden mussten. Für die Umsetzung von Kleinbooten wurde eine spezielle Umsetzstelle errichtet.
