Regenerative Energie
Das Schachtkraftwerk - ein Wasserkraftkonzept in vollständiger Unterwasseranordnung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2011)
Mit konventioneller Technik kann in Mitteleuropa bei heutigen Anforderungen die Wirtschaftlichkeit und Genehmigungsfähigkeit von neuen Wasserkraftanlagen kaum gewährleistet werden, so dass im Fokus von Neuentwicklungen effizientere Technologien mit ökologischem Anspruch stehen müssen. An der TU München wird derzeit im Rahmen einer Grundlagenforschung ein neues Wasserkraftkonzept untersucht, das vollständig unter Wasser angeordnet werden kann. Durch eine horizontale Einlaufebene mit Aufstellung der Maschineneinheit in einem Schacht sowie einem stirnseitig positioniertem Verschluss lässt sich das Bauvolumen erheblich reduzieren sowie die Rechenreinigung, der Fischabstieg und die Hochwassersicherheit bewerkstelligen. Die Untersuchungen in einem physikalischen Modell haben gezeigt, dass die Erwartungen voll erfüllt werden können.
Das Wasserkraftpotenzial in Hessen
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Auf Basis von aktuellen Informationen zu den Querbauwerken und Wasserkraftanlagen an den hessischen Fließgewässern wurde eine standortbezogene Ermittlung des Wasserkraftpotenzials in Hessen durchgeführt. Dieses berücksichtigt neben technischen auch ökologische Anforderungen und ökonomische Aspekte.
Wasserkraft und Gewässerökologie - eine Entscheidungshilfe für Optimierungsansätze
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Im Auftrag der hessischen Umweltverwaltung wurde eine standortbezogene Analyse der Wasserkraftnutzung in Hessen durchgeführt. Als Arbeitshilfe diente das nachfolgend beschriebene Planungswerkzeug, das eine übersichtliche Dokumentation der hessischen Wasserkraftanlagen gewährleistet. Zudem ermöglicht es die Bilanzierung energetischer und betriebswirtschaftlicher Auswirkungen von Optimierungsansätzen.
Das Büro für Wasserkraft NRW - Moderator zwischen Klimaschutz und Gewässerschutz
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Das Energieland Nordrhein-Westfalen (NRW) hält eine Vielzahl von Kompetenzen in energiewirtschaftlichen Themen vor. Neben der klassischen Prägung durch konventionelle Energieträger gilt dies ebenso fur die Erneuerbaren Energien. Auch die Wasserkraft hat in NRW eine lange Tradition und entscheidend zur Industrialisierung der heutigen Metropolregion Ruhr beigetragen. Die EnergieAgentur.NRW initiierte das Büro fur Wasserkraft, um den Anteil der Wasserkraftstromerzeugung zu erhöhen und gleichzeitig für eine nachhaltige gewässerökologische Anpassung der Wasserkraftwirtschaft in NRW zu werben. Das Büro für Wasserkraft steht häufig vor der Aufgabe, durch Moderation und Vermittlung zu Transparenz und Akzeptanz einer nachhaltigen und zukunftsfähigen Wasserkraftnutzung beizutragen.
Herausforderungen für die 'große Wasserkraft'
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Die Wasserkraft hat im Freistaat Bayern mit einem Anteil von 16 % an der Stromerzeugung eine hohe energiepolitische Bedeutung. Die großen Wasserkraftbetreiber haben in einer Untersuchung ein mögliches Ausbaupotenzial von weiteren zehn Prozent ermittelt. Zur Lösung des Zielkonflikts - Ausbau der regenerativen Stromerzeugung einerseits und Anforderungen aus EG-Wasserrahmenrichtlinie, neues WHG und diverse Biodiversitätsstrategien andererseits - ist ein hohes Maß an Kompromissbereitschaft und neue Formen der Zusammenarbeit aller Beteiligten notwendig.
Wasserkraft als Sanierungsmotor für hydromorphologische Belastungen?
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Im Zuge der vorliegenden Studie wurden 148 potenzielle Wasserkraftstandorte identifiziert, die nicht nur mit geringstmöglicher zusätzlicher Beeinflussung des Ökosystems Fließgewässer auskommen, sondern sogar einen Beitrag zur Sanierung von hydromorphologischen Belastungen leisten können. Durch die integrale Betrachtung von Zustandsverbesserung und Wasserkraftpotenzial eines Standortes können Synergien genutzt werden. Die entstandene Datenbank unterstützt die Entscheidungsfindung und kann für zahlreiche Projekte im Rahmen gewässerökologischer und wasserwirtschaftlicher Fragestellungen verwendet werden.
Fischereibiologische Anforderungen bei Verbesserungsmaßnahmen an Wasserkraftanlagen
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Die Veränderung der Fischzönose durch Aufstau des Fließgewässers lässt sich am Beispiel der epipotamalen Fulda südlich von Kassel aufzeigen. Maßnahmen zur Verbesserung der linearen Durchgängigkeit müssen insbesondere für Wanderfische eine hohe Wirksamkeit aufweisen und sollten in Umfang sowie Qualität der fischökologischen Bedeutung des Standorts gerecht werden.
Wie gut bewährt sich die Wasserkraftschnecke in der Praxis?
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Wasserkraftschnecken werden seit einem Jahrzehnt zur Stromerzeugung verwendet. Diese vergleichsweise neue Niederdrucktechnologie wird noch als Nischenprodukt gehandelt. Die vorliegende Arbeit fasst auf Basis einer Standorterhebung, einer Betreiberbefragung, umfangreichen Feldmessungen und einer Literaturrecherche zur Fischverträglichkeit den aktuellen Entwicklungsstand dieser Wasserkraftmaschine zusammen. Damit bietet sie eine zusätzliche Entscheidungsgrundlage für die Turbinenwahl bei neuen Kleinwasserkraftstandorten.
Neue Entwicklungen zur gewässerökologischen Optimierung von Wasserkraftstandorten
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Die Wasserkraft gilt zwar als nachhaltige und CO2-freie Energiequelle, jedoch sind die ökologischen Beeinträchtigungen des Gewässers durch Stau- und Wasserkraftanlagen meist beträchtlich. Zur Verbesserung der ökologischen Verhältnisse werden an Wasserkraftstandorten seit geraumer Zeit Fischauf- und -abstiege sowie Fischschutzanlagen betrieben. In vielen Fallen sind jedoch im Bestand und auch bei Neuplanungen funktionelle Schwachstellen festzustellen, die die ökologische Funktion der gesamten Anlage in Frage stellen. Zur Verbesserung diverser festgestellter Problemstellen hat die Versuchsanstalt an der Universität Kassel Methoden und Komponenten entwickelt, die im Beitrag vorgestellt werden. Hierzu zählen die Lockstrompumpe zur Verstärkung der Leitströmung, die Sanierungsmethoden für hydraulisch überlastete Schlitzpasse, der neuartige Aalabstieg, der Fischschonrechen und eine noch in Entwicklung befindliche kombinierte Rechenreinigung mit Fischabstiegsfunktion.
Konzept des Fischschutzes und des Fischabstiegs an typischen Kleinwasserkraftanlagen
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Die nachfolgend vorgestellten Maßnahmen an vorhandenen Wasserkraftstandorten sind motiviert durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) in Abstimmung mit den Fachbehörden beantragt, öffentlich rechtlich genehmigt und abgenommen worden. Hier wurde der Fischschutz und der Fischabstieg im Gesamtkontext einer wesentlichen gewässerökologischen Verbesserung des Standorts einschließlich des Fischaufstiegs für die Zielarten betrachtet und jeweils eine objektbezogene einvernehmliche Lösung gefunden.
