Regenerative Energie
Lenkungswirkung der Erneuerbare-Energien-Gesetze (EEG 2004 und 2009) für die ökologische Modernisierung von Wasserkraftanlagen - Ergebnisse einer Umfrage
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In Deutschland besteht kein einheitliches Kataster, das Auskunft über die Ausstattung von Wasserkraftanlagen mit Anlagen oder Auflagen zur Minderung der Umweltwirkungen auf den Gewässerzustand gibt. Mit Unterstützung der Wasserkraftbetreiber konnte erstmalig ein Einblick in die Lenkwirkung der Erneuerbare-Energien-Gesetze (EEG) und in das bestehende ökologische Modernisierungspotenzial der Wasserkraftanlagen in Deutschland gewonnen werden. Die im Rahmen der Förderung durch das EEG 2004 und 2009 durchgeführten Maßnahmen an Wasserkraftanlagen konzentrieren sich auf die Gewährleistung des Mindestabflusses und der Durchgängigkeit. Dieser Maßnahmenschwerpunkt deckt sich mit dem wasserwirtschaftlichen Erfordernis für die Zielerreichung der Wasserrahmenrichtlinie in diesem Eingriffsbereich.
Ride the Tide - Tidenturbinenforschung an der TU Berlin
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2013)
Neben den bekannten Technologien zur Energiegewinnung mittels der Wasser-, Solar- oder Windkraft, besteht auch die Möglichkeit zur Nutzung von Gezeitenströmungen durch sogenannte Tidenturbinen. An diese Anlagen werden besondere Anforderungen gestellt, insbesondere im Hinblick auf ihre Strömungsmechanik und Strukturdynamik. Daher werden an Technischen Universität (TU) Berlin unterschiedliche, interdisziplinäre Auslegungs- und Theorieansätze im Rahmen eines Forschungsvorhabens diskutiert und hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit auf Tidenturbinen untersucht.
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.
Erhöhung der Standsicherheit des Stauwehrs Dogern der Rheinkraftwerk Albbruck-Dogern AG mit Vorspannankern
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Das aus dem Jahr 1932 stammende Stauwehr Dogern erfüllte nicht mehr die Stabilitätskriterien der aktuellen Schweizer Normen. Um die Sicherheit gegen Gleiten zu erhöhen, wurden 10 bis 11 Litzenanker je Pfeiler eingebaut. Die in der Schweiz hergestellten Anker haben einen doppelten Korrosionsschutz (elektrisch isoliert) und waren mit einer Gesamtlänge von 72 m ungewöhnlich lang. Ein umfangreiches Qualitätssicherungsprogramm war erforderlich, um sicherzustellen, dass alle Anker die hohen Qualitätsansprüche erfüllen.
Alternatives Pumpspeicherkonzept in Form eines Unterflur-Lageenergiespeichers mit Sekundärspeicher
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (1/2013)
Als Alternative zu klassischen Pumpspeicherbauweisen wurde ein Speicherkonzept fortentwickelt, bei dem aus monolithischem Felsgestein ein zylindrischer Fels ausgesägt wird. Unter diesen Zylinder wird Wasser gepumpt, während eine radiale Hochdruckdichtung den Zylinder abdichtet. Der durch den Druck emporsteigende Felszylinder wird teilweise abgetragen und zu einem umlaufenden Erddamm aufgeschichtet. Der so geschaffene See bildet zusammen mit dem Speicher unterhalb des Zylinders einen Pumpspeicher mit hoher Energiedichte. Ein konstanter Wasserpegel des Speichersees ermöglicht die Nutzung als Naherholungsgewässer mit einer hervorragenden Umweltakzeptanz und freier Standortwahl.
Hybride Modelluntersuchungen zum Ein- und Auslaufbauwerk im Unterbecken des Pumpspeicherwerks Atdorf
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Die Schluchseewerk AG plant den Bau des größten Pumpspeicherwerks (PSW) in Deutschland. Am Institut für Wasser und Gewässerentwicklung in Karlsruhe wurden hybride wasserbauliche Untersuchungen zur Optimierung des Ein- und Auslaufbauwerks im Unterbecken durchgeführt. Dabei wurden umfangreiche Vergleiche zwischen dem numerischen und dem physikalischen Modell angestellt sowie die Modellübertragbarkeit vom Modellmaßstab in den Naturmaßstab untersucht. Als Ergebnis konnte ein Bauwerksentwurf gestaltet werden, der sowohl über geringe Abmessungen als auch über gute Strömungseigenschaften verfügt.
Zur Frage der Dotationswassermenge von Fischaufstiegsanlagen an großen Fließgewässern
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Im Spannungsfeld zwischen Ökologie und wirtschaftlicher Nutzung der Wasserkraft kommt der Fragestellung der erforderlichen Dotationswassermenge zur Gewährleistung der Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen eine hohe Relevanz zu. Im Beitrag wird über den aktuellen Stand der Technik hinsichtlich der Dotationswassermenge von Fischaufstiegsanlagen, Erkenntnisse aus neueren Untersuchungen, Empfehlungen sowie aktuelle Forschungsaktivitäten berichtet.
Energiegewinnung aus der Trinkwasserversorgung in Braunschweig
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Die Möglichkeiten der Energiegewinnung aus Wasserkraft sind bei den natürlichen Fließgewässern im Braunschweiger Raum aus topografischer Sicht stark eingeschränkt. Ein effektiv nutzbares Gefälle liegt für diese ressourcenschonende Art der Energiegewinnung nicht vor. Es konnten jedoch zwei Projekte realisiert werden, die sich aus der Wasserversorgungsstruktur in Braunschweig ergeben.
Pumpspeicheranlagen - Entwicklungsschritte im Rückblick und Ausblick
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Pumpspeicherwerke in Österreich zeigen auf Grund steigender Anforderungen wesentliche Entwicklungen. Dies betrifft die Hydraulik der Triebwasserwege, Wasserschlösser für freien Regelbetrieb und oftmalige Turbinen-Pumpen-Übergänge, durchströmte Kammern sowie Windkessel- und 3-Kammer-Wasserschlösser. Weiteres umfassen sie die Auskleidung von Druckstollen und -schächten für extreme Bedingungen, wie die Vorspannung des Ringbetons mittels Injektionen, sowie die mögliche zukünftige Verlegung von Speicherbecken unter Tag.
Das geometrische Nivellement als Alternative zum hydrostatischen
Nivellement
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Zur Höhenüberwachung von Talsperren werden zum überwiegenden Teil Nivellements durchgeführt. In den Außenbereichen kommen dafür meistens geometrische Nivellements zum Einsatz. In den Bauwerken selbst werden häufig hydrostatische Nivellements durchgeführt. Nach mehrjährigen Vergleichsmessungen an der Talsperre Dröda in Sachsen konnte festgestellt werden, dass unter bestimmten Voraussetzungen das geometrische Nivellement eine Alternative zum hydrostatischen Nivellement ist.
