Regenerative Energie
Angepasste Wasserfördertechnologie unter Einsatz von Pumpen im Turbinenbetrieb
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2009)
Kreiselpumpen können im inversen Betrieb zur Wasserkraftpotenzialnutzung
als kostengünstige Alternative zu Turbinen eingesetzt werden. Neben den geringeren Investitionskosten zeichnen sie sich durch Robustheit und einen geringen Betriebs- und Wartungsaufwand aus. Der effiziente Einsatz hängt aufgrund der fehlenden Regulierbarkeit mittels einer Leiteinrichtung von der zielgerichteten Auswahl des Pumpentyps sowie der Einhaltung des optimalen hydraulischen Betriebsbereiches ab. Durch Implementierung mehrerer paralleler Module sowie über gezielte Modifikation der Maschinen kann eine Steigerung des Spitzenwirkungsgrades auch für ein stark schwankendes Abflussdargebot gewährleistet werden. In Zusammenarbeit der Universität Karlsruhe (TH) und der KSB AG wurden Fördermodule entwickelt, bei denen rückwärtslaufende Kreiselpumpen mechanisch mit mehrstufigen Gliederpumpen gekoppelt sind. Diese werden pilothaft zur energieautarken Förderung von Trinkwasser aus einer Karsthöhle in Indonesien eingesetzt.
Gezeitenkraftwerke am Beispiel des Sihwa-Kraftwerks-Projektes
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2009)
Gezeitenkraftwerke nutzen die Wasserspiegeldifferenzen zwischen Ebbe und Flut. Am Beispiel des derzeit im Bau befindlichen Sihwa-Kraftwerkes in Südkorea wird gezeigt, welche Herausforderungen an die Technik bei einem derartigen Kraftwerk gestellt und wie diese heute gelöst werden.
Meeresenergieanlagen aus dem Blickwinkel des Umwelt- und Genehmigungsrechts
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2009)
Das Potenzial der Meeresenergie legt vor dem Hintergrund einer aus klimapolitischen Gründen erforderlichen Stärkung der regenerativen Energiequellen eine intensivere Nutzung auch dieser Art der Energieerzeugung nahe. Gleichzeitig ist jedoch mit Auswirkungen auf die Meeresumwelt zu rechnen - es stehen sich also zwei Umweltbelange - Klimaschutz und Naturschutz - gegenüber, die bei der Nutzung der Meeresenergie miteinander versöhnt werden müssen.
Umweltauswirkungen von Meeresenergieanlagen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2009)
Die möglichen Umweltauswirkungen von Meeresenergieanlagen sind derzeit ein wichtiges Thema, da sie in der frühen Entwicklungsphase den zügigen Ausbau der Technologie nachhaltig beinträchtigen könnten. Die Erfahrungen vor allem aus der Windenergie sowie ein derzeit fehlendes Verständnis der möglichen Umweltauswirkungen vor allem von Gezeitenstrom- und Wellenenergieparks legen einen kurzfristigen Handlungsbedarf auf internationaler Ebene nah. Diese Situation wird im Hinblick auf die möglicherweise bedeutendsten Technologiezweige, die Wellen- und Gezeitenstromanlagen, im folgenden Beitrag näher erläutert.
Meeresenergieanlagen - von der Idee bis zur Realisierung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2009)
Mit großen Anstrengungen werden zurzeit zahlreiche Konzepte zur Nutzung der Meeresenergie verfolgt. Die Herausforderungen sind groß - entsprechend aufwändig und kostspielig ist die Entwicklung bis zur kommerziellen Reife. Im Rahmen internationaler Protokolle und Entwurfsrichtlinien werden fundierte Entwicklungspfade vorgeschlagen. In der Realität laufen Projekt aber aus unterschiedlichen Gründen häufig anders ab. Dies wird anhand von praktischen Erfahrungen aus der Entwicklung einer Meeresströmungsturbine erläutert.
Gezeitenströmungskraftwerke
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2009)
Für den Klimaschutz und eine nachhaltige Energieversorgung erfährt die Nutzung der Meeresströmungen zunehmendes Interesse. Bis heute wurden eine große Anzahl an Konzepten und Technologien entwickelt und an einigen Pilotanlagen auch erste Erfahrungen gesammelt. Es zeigt sich, dass die raue, technik-feindliche Umgebung des Meeres eine große Herausforderung darstellt und besondere Entwicklungen erfordert. Am Beispiel der Technologieentwicklung von Voith Hydro werden die Anstrengungen erläutert, denen es bedarf, eine robuste Anlage zu entwickeln, die einen langjährigen, zuverlässigen Betrieb gewährleisten kann.
Technisch robuste Kraftwerkskonzepte - der Schlüssel zum Erfolg bei der Nutzung der Energie von Meereswellen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2009)
Durch den langfristig ansteigenden Trend bei den Öl- und Gaspreisen erfahren derzeit alle Formen erneuerbarer Energien eine enorme Nachfrage. Obwohl die Meeresenergien, d. h. im Speziellen Wellen- und Gezeitenströmungsenergie, noch in den Kinderschuhen stecken, verzeichnet diese erneuerbare Energieform derzeit ein wachsendes Interesse. Getrieben wird dieses Interesse vor allem von Stromversorgern aus Europa und Nordamerika, deren ehrgeizige Ziele hinsichtlich der Produktion grüner Energie mit den momentan vorhandenen Formen erneuerbarer Energien schwer erreicht werden können.
Wellenenergie: Ressourcen und Technologien - Funktionsprinzipien, realisierte Anlagen, Stand der Technik
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2009)
Die Wellen der Ozeane enthalten einen schier unerschöpflichen Energievorrat: Schätzungen zufolge speichern sie pro Jahr 10 Mio. Terawattstunden in der Bewegung der Wasserteilchen der Ozeane. Diese Gesamtmenge und die Speicherung machen die Wellen so attraktiv für die Gewinnung von Nutzenergie. Die Nutzungsmöglichkeit der Meereswellenenergie ist darüber hinaus, wie auch bei der Windenergie, im Winter besser möglich als im Sommer, was den europäischen Stromverbrauchsgewohnheiten besser entspricht als die Verfügbarkeit der Sonneneinstrahlung.
Optimierung der Stromproduktion in kommunalen Klärwerken am Beispiel der Brennstoffzelle
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Kläranlagen sind bedeutsame Energieverbraucher, aber auch Energieproduzenten. Zur Erhöhung der Eigenstromversorgung sollte zum einen die Klärgasproduktion gesteigert, zum anderen die Verstromung durch den Einsatz neuer Technologien effizienter gestaltet werden. Hierbei bietet die Brennstoffzellentechnologie ein erhebliches Potenzial, wie eine Studie für Baden-Württemberg zeigt. Mit dem Betrieb einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle auf der Kläranlage Stuttgart-Möhringen liegen erste positive Betriebserfahrungen für ein 280-kWel-Modul bei Einsatz mit Klärgas vor.
Vereinfachte Theorie der Wasserkraftschnecke
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Die Wasserkraftschnecke ist ein Energiewandler für kleine Wasserkräfte und niedrige Fallhöhen. Sie wurde aus der Schneckentrogpumpe bzw. der Archimedischen Schraube entwickelt und findet mehr und mehr Anwendung. Im vorliegenden Beitrag werden die theoretischen Grundlagen und Prinzipien erläutert.
