Regenerative Energie
Fischabstiegs- und Fischschutzanlagen an der Wasserkraftanlage ECI-Centrale in Roermond/Niederlande
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Die Wasserkraftanlage ECI-Centrale und deren Stauwehr sind das unterste Wanderhindernis in der Eifel-Rur, in der auf niederländischer und deutscher Seite die Wiederansiedlung von Lachs und Meerforelle betrieben wird. Zum Schutz der abwandernden Fische an diesem strategisch wichtigen Standort wurde ein 10-mm-Feinrechen mit einem Durchfluss von 16 m³/s sowie ein oberflächennaher und ein sohlennaher Bypass errichtet. Die bisherigen Ergebnisse des Monitorings zeigen, dass eine große Zahl von Fischen und Fischarten die Abstiegseinrichtungen nutzt. Der Betrieb der Wasserkraftanlage wird durch den Fischschutzrechen nicht beeinträchtigt.
Herausforderungen des heutigen wasserbaulichen Versuchswesens mit drei Beispielen
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Die meisten technischen Universitäten oder Hochschulen, welche Bauingenieure ausbilden, verfügen seit annähernd 100 Jahren über wasserbauliche Laboratorien. Darin werden mittels physikalischer Modellierung Elemente von Talsperren, Wasserkraftwerken oder Hochwasserschutz-Maßnahmen überprüft und optimiert. Mehrmals wurde dieser klassischen Methode bereits das Ende vorausgesagt, trotzdem sind die Versuchsanstalten ausgebucht. Die Autorenumreißen den Wandel der Branche und geben drei Beispiele dazu.
Entwicklungen in der Energiepolitik - Auswirkungen auf die Wasserkraft
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Durch die Energiewende, die von der deutschen Bundesregierung im Sommer 2011 eingeleitet worden ist, ist erstmalig ein langfristiger Fahrplan für Eckpunkte einer Energielandschaft 2050 veröffentlicht worden. Durch die zunehmende Fokussierung auf Energieeffizienz, den Ausbau erneuerbarer Erzeugungskapazitäten und der Ausweitung der Energieimporte wird sich die Struktur des Strommarktes deutlich ändern. Die Wasserkraft spielt gemäß den Energieszenarien der Bundesregierung dabei nur eine untergeordnete Rolle, die sich weitgehend auf den Zubau von Pumpspeicherkraftwerken im In- und Ausland konzentrieren
wird, um das volatile Stromaufkommen aus Wind- und Sonnenenergie auszugleichen.
Wasserkraft als Netzdienstleister am Beispiel der E.ON Wasserkraft GmbH
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Wasserkraftanlagen erbringen umfassende Netzdienstleistungen sowohl für das öffentliche 50-Hz-Drehstromnetz als auch fur das 16,7-Hz-Netz der Deutschen Bahn. Innerhalb des Erzeugungsportfolios der E.ON in Deutschland erwirtschaften Wasserkraftanlagen den größten Anteil an Erlösen aus Systemdienstleistungen (Primärregelung, Sekundärregelung und Minutenreserve). Trotz des naturgemäß begrenzten Ausbaupotenzials der Wasserkraft in Deutschland sind Erweiterungen im Bereich der Netzdienstleistungen möglich. Dieser Beitrag erläutert die verschiedenen Aspekte der Netzdienstleistungen, die die Wasserkraft erbringt.
Wasser als Energiespeicher - neue Ideen und Konzepte
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Die Speicherung elektrischer Energie hat große Bedeutung für den Ausgleich der Schwankungen zwischen Strombedarf und Stromproduktion. Infolge der in Mitteleuropa massiv zunehmenden Einspeisungen von Strom aus erneuerbaren Energien und dem politischen Entschluss Deutschlands, aus der Atomkraft bis zum Jahre 2022 vollständig auszusteigen, steigt der Speicherbedarf weiter an. Die wichtigste Technologie für die großtechnische Speicherung elektrischer Energie ist die Pumpspeicherung. Andere Speichermethoden weisen im Vergleich erhebliche Nachteile auf. Eine Reihe von neuen Ideen und Konzepte zur Nutzung von Wasser als Energiespeicher jenseits konventioneller Pumpspeicher liegt bereits vor. Gegenwärtig werden z. B. an der Universität Innsbruck hydraulische Großenergiespeicher nach den Power-Tower- und Buoyant-Energy-Konzepten entwickelt.
Pumpspeichertechnologien im Vergleich
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Nach heutigem Stand der Technik stellen Pumpspeicherkraftwerke die einzig zuverlässige, wirtschaftlich tragfähige und ökologisch sinnvolle Speichermöglichkeit für elektrischen Strom dar. Die unterschiedlichen technischen Lösungen, die jeweils besten Anwendungsmöglichkeiten und neusten Forschungsergebnisse für Pumpspeicherkraftwerke werden in diesem Fachbeitrag vorgestellt. Potenziale für den Bau von Pumpspeicherkraftwerken gibt es weltweit zahlreich. In Europa, wo diese Technologie zur Stromerzeugung aus Wasserkraft seit langem angewendet wird, existieren neue Standorte mit vorwiegend besonderen technischen Anforderungen. Bestehende Pumpspeicherkraftwerke stehen zur Modernisierung, zur Leistungserhöhung und teilweise zum Ausbau an. Der Bedarf für zuverlässige Stromspeicherung durch Pumpspeicherkraftwerke ist hoch. Die Bereitschaft, in den Ausbau zu investieren, jedoch verhalten, da sich die ökonomischen Rahmenbedingungen durch die verringerte Preisdifferenz zwischen Grundlast- und Spitzenlastbereitstellung zwischenzeitlich deutlich verschlechtert haben.
Entgasung in einem Kammerwasserschloss
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Für das geplante Pumpspeicherkraftwerk (PSKW) Atdorf im Schwarzwald, wird an einem physikalischen Modell am Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der technischen Universität Graz das instationäre hydraulische Verhalten des Wasserschlosses untersucht. Zur Verbesserung der Aussage des Modellversuches wird eine hybride 3-D-numerische Simulation mit Hilfe des Programmes Ansys CFX® durchgeführt.
Ein Wasserkraft-Projekt der absoluten Superlative
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Höchste Anforderungen an Technik, Logistik und Know-how: Andritz Hydro in Ravensburg stattet die drittgrößte Wasserkraftanlage der Welt - Guri II in Simón Bolívar in Venezuela - mit den drei größten Turbinenlaufrädern aus, die jemals in Deutschland gebaut wurden. Der Auftrag für das Projekt erfolgte im Jahr 2006, die Arbeiten erstrecken sich über mehrere Jahre. Die erste Turbine wurde bereits ausgeliefert, im Juli 2011 in Betrieb genommen und liefert inzwischen Strom. Auch an der zweiten Maschine, die schon im Vorjahr in Venezuela eingetroffen ist, laufen derzeit die Arbeiten. In Kürze soll in Ravensburg die Fertigung des dritten Laufrades beginnen.
Der enature® FISHPASS - eine nachhaltige Lösung mit System und deren Einsatz in der Praxis
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In diesem Beitrag wird das innovative Fertigteilsystem einer Fischaufstiegsanlage vorgestellt, das den Bedürfnissen der Gewässerorganismen in optimierter Weise gerecht wird und gleichzeitig den Wasserbedarf auf ein Minimum reduziert. Im Vergleich zum Standard-Vertical- Slot- Fischpass weist das System eine verbesserte ökologische Funktion (Fischpassierbarkeit) auf. Die Formgebung ermöglicht eine Reduktion des Betriebsdurchflusses (bis 40 %), der Fließgeschwindigkeit (bis 20 %), der Energiedissipation (bis 30 %) und der Turbulenzen (bis 35 %) im Beckenpass. Dadurch ist ein einfaches Durchwandern der Anlage auch für schwimmschwache Fischarten und Juvenile möglich. Die Reduktion des Durchflusses wirkt sich darüber hinaus positiv auf die Erzeugung der elektrischen Energie im Kraftwerk aus. Am Kraftwerk/Piesting in Österreich wird seit 2009 die erste Pilotanlage des enature® FISHPASS erfolgreich betrieben. Am Gewässer Ager und an der Laming wurden zwei weitere Anlagen im Jahr 2011 verwirklicht.
Das Projekt Energiespeicher Riedl
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Die Donaukraftwerk Jochenstein AG (DKJ) plant beim Laufwasserkraftwerk Jochenstein an der Donau im Landkreis Passau die Errichtung eines modernen Pumpspeicherkraftwerkes mit einer Leistung von 300 Megawatt, genannt Energiespeicher Riedl. Bei der geplanten Anlage handelt es sich um ein raumbedeutsames Vorhaben nach dem Raumordnungsgesetz. Daher reichte die DKJ als Antragstellerin die Unterlagen zum Raumordnungsverfahren bei der Regierung von Niederbayern ein, welche das Verfahren mit der positiven landesplanerischen Beurteilung am 01.08.2011 unter Maßgaben abschloss, die zu einer Optimierung der Projektauslegung führten.
