Regenerative Energie
Turbinen, Generatoren und Stahlwasserbau des neuen Wasserkraftwerks Rheinfelden
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Nur zwei Meter ragt das Maschinenhaus über den Wasserspiegel im Oberwasser, doch hier schlägt das Herz des neuen Kraftwerks. Seit Dezember 2010 produzieren alle vier Maschinengruppen rund 600 Mio. kWh Strom im Jahr. Damit versorgen sie etwa 170 000 Haushalte mit erneuerbarer Energie aus Wasserkraft. Das Einheben der Maschinenteile war Präzisionsarbeit. Die Teile wiesen teils beachtliche Abmessungen und bis zu 130 t Gewicht auf. Zwei Portalkräne sorgten für die notwendige Flexibilität im Bauablauf.
Rohbau des Maschinenhauses Rheinfelden
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In einer dritten Baugrube wurde das Maschinenhaus mit vier doppelt regulierten Kaplanmaschinen errichtet. Ein Trennpfeiler zwischen Wehr und Maschinenhaus beherbergt zusätzlich eine Dotiermaschine, die die Stromschnellen unterhalb des Kraftwerks mit Wasser versorgt. Für die Baugruben und die Rheineintiefung musste eine gewaltige Menge Gestein ausgebaggert werden. Das Aushubmaterial wurde nicht zuletzt aus ökologischen Gründen in direkter Nähe zur Baustelle deponiert, ein Teil davon wurde vor Ort verarbeitet.
Neubau des Stauwehrs in Rheinfelden
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2003 begannen die Bauarbeiten in Rheinfelden; die erste von zwei Baugruben wurde mit einer Spundwand umschlossen. 2004 wurde mit dem Felsaushub begonnen. Es folgten die Rohbauarbeiten für drei Wehrfelder sowie für die Wehrinsel, in welcher die elektrische und leichttechnische Steuerung untergebracht ist. Die Wehrschützen wurden mit einem 65-t-Portalkran montiert. Die erste Baugrubenumschließung wurde im Anschluss rückgebaut und die zweite Baugrube erhielt eine Spundwand. Nach dem Rohbau für drei weitere Wehrfelder sowie der Montage der entsprechenden Wehrsegmente wurde der Stau 2007 auf das neue Wehr verlagert.
Ausgangslage am neuen Wasserkraftwerk Rheinfelden
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2013)
1989 erhielt die Energiedienst AG neue Konzessionen für weitere 80 Jahre Kraftwerksbetrieb in Rheinfelden. Damit verbunden war die Auflage, ein neues Wasserkraftwerk mit höherer Stromproduktion zu errichten. Entstanden ist ein 100-MW-Laufwasserkraftwerk mit vier Rohrturbinen und einem Wehr mit sieben Öffnungen für 380 Mio. Euro. Besonderes Augenmerk galt dem Erhalt der natürlichen Flusslandschaft. Im April 2003 wurde mit dem Bau begonnen, im Dezember 2010 produzierten erstmals alle Maschinengruppen Strom.
Zur Gewässereigenschaft von Pumpspeicherbecken
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (6/2013)
Pumpspeicherkraftwerke sind wie 'normale' Speicherkraftwerke Energiespeicher. Beide Kraftwerkstypen verfügen über ein Ober- und ein Unterbecken. Bei erhöhtem Bedarf an elektrischer Energie (in sog. Spitzenlastzeiten) wird Wasser aus dem Oberbecken durch Rohrleitungen in das Unterbecken abgelassen und dabei einer Turbine zugeführt. Diese ist an einen Generator angeschlossen, welcher elektrische Energie erzeugt. Bei geringer Stromnachfrage (z.B. nachts) lässt sich beim Pumpspeicherkraftwerk Wasser aus dem Unterbecken mit elektrischer Energie in das Oberbecken pumpen. Dabei wird elektrische Energie in potentielle Energie des Wassers umgewandelt und somit gespeichert. Im Gegensatz zum Pumpspeicherkraftwerk verfügt das 'normale' Speicherkraftwerk über keine Pumpfunktion. Hier wird das Oberbecken durch einen natürlichen Zufluss gespeist. Durch Speicherkraftwerke können Stromlastschwankungen ausgeglichen werden. Gerade im Zusammenspiel mit erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie, die nicht dauerhaft zur Verfügung stehen, kommt den Speicherkraftwerken damit eine Schlüsselrolle für die Stabilisierung der Stromversorgung zu.
Erhöhung und Ertüchtigung eines 50 Jahre alten Erddammes unter Betrieb am Blauen Nil
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Die Erhöhung des 50 Jahre alten Roseires-Damms um 10 m ist eines der großen Damm Projekte Sudans und steht kurz vor seiner Vollendung. Durch die Erhöhung wird die bisherige Speicherkapazität von 3,024 Mrd. m3 auf 7,4 Mrd. m3 vergrößert. Der neue Damm besteht aus einer 1 km langen Pfeilerstützmauer flankiert von insgesamt 24 km Erddämmen. Der Bericht stellt das Projekt von der Planung bis zur Bauausführung mit den geotechnischen Besonderheiten des Baugrundes sowie Erschwernissen beim Bauen im Bestand und unter Betrieb vor und konzentriert sich dabei auf den Erddamm.
Modifikationen beim Betrieb und Bewirtschaftung von Talsperren - Erfahrungen aus Sachsen-Anhalt
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In den beiden letzten Jahrzehnten wurden europaweit Veränderungen in der Wasserpolitik durchgesetzt. Zurzeit befindet man sich in der Umsetzungsphase. Der Betrieb von Talsperren verändert sich unter diesem Blickwinkel und erhält dadurch auch einen anderen Fokus. Für das Personal des Talsperrenbetreibers ergeben sich umfangreiche Aufgabengebiete. Der nachfolgende Beitrag berichtet über die Erfahrungen des Talsperrenbetriebes Sachsen-Anhalt.
Ausnutzung des Wasserkraftpotenzials des Talsperrenbetriebes Sachsen-Anhalt unter Beachtung der hoheitlichen 'Tätigkeit als Anstalt des öffentlichen Rechts'
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Ziel war es, das vorhandene Energiepotenzial an den Talsperren als Talsperrenbetrieb selber wirtschaftlich zu nutzen und damit dem allgemeinen Glauben zu widersprechen, dass nur
die 'Privatwirtschaft' dazu in der Lage ist, Gewinn für die öffentliche Hand zu generieren. Dabei sollten durch die örtliche Wertschöpfung Handwerk und Kommunen mit gestärkt werden.
Wie zeigt sich der Klimawandel in den deutschen Talsperren?
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Langzeitdaten von deutschen Talsperren zeigen eine Erhöhung der Temperaturen der oberen Wasserschichten vor allem im Winter, Frühling und Frühsommer. Die Trends sind regional ähnlich. Da sich schon geringe Temperaturerhöhungen auf die biotische und abiotische Struktur und somit auf die Wasserbeschaffenheit auswirken, ergibt sich für Trinkwassertalsperren die Notwendigkeit, die Bewirtschaftung an die Veränderungen anzupassen.
Modellierung der Sickerwasserströmungen an Gewichtsstaumauern am Beispiel der Schwarza-Talsperre
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Die Sickerströmung in Staumauern hat einen wesentlichen Einfluss auf die Tragsicherheit der Absperrbauwerke. Auf der einen Seite kann diese zu einem Materialaustrag führen, der langfristig eine Querschnittschwächung bewirkt. Anderseits spielen die aus der Unter- bzw. Durchströmung resultierenden Auftriebs- und Strömungskräfte hinsichtlich der Standsicherheit eine große Rolle. Um den Einfluss der resultierenden Kräfte aus der Sickerströmung auf die Verformungs- und Spannungsverteilung von Staumauern zu analysieren, kann die Finite-Element-Software ANSYS mit der Analogie zu stationären Temperaturfeldberechnungen verwendet werden. Im Rahmen einer Master-Thesis wurden verschiedenen Berechnungsvarianten beispielhaft für die Schwarza-Talsperre durchgeführt.
