Fachartikel Wasserkraftnutzung

Projekt der Hochschule Hof zur Förderung der Nutzung von Wasserkraft in bestehenden Wasseranlagen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2022)
Um den Anteil von erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung in Deutschland auf eine noch wenig genutzte Art und Weise zu erhöhen, hat die Hochschule Hof in dem Projekt NEEWa ein Netzwerk aus Experten und Interessierten aufgebaut, das die Gewinnung von Strom aus Wasserkraft in bestehenden Wasseranlagen stärken soll.

Fischschutz und Anströmung an Wasserkraftanlagen mit niedrigen Fallhöhen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Dem Schutz der Fische bei der flussabwärts gerichteten Wanderung kommt zunehmend eine steigende Bedeutung zu. Zur fachgerechten Beurteilung des Fischschutzes an Wasserkraftanlagen mit niedrigen Fallhöhen fehlen jedoch nach wie vor wesentliche hydraulische Grundlagen. Im vorliegenden Beitrag wurden diese unter Anwendung numerischer Simulationen sowie physikalischer Modellversuche aufbereitet und darüber hinaus weiterführende, wissenschaftlich relevante Aspekte zum Thema Fischschutz untersucht.

Hydraulik und betriebliche Aspekte von Horizontalrechen-Bypass-Systemen
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Obwohl Horizontalrechen-Bypass-Systeme (HBR-BS) dem Stand der Technik für den Fischschutz und Fischabstieg entsprechen und in den letzten Jahren an vielen europäischen Wasserkraftanlagen installiert wurden, gibt es immer noch diverse Wissenslücken bezüglich der Hydraulik, den betrieblichen Aspekten und des Fischverhaltens. Aus diesem Grund wurden an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich umfangreiche hydraulische und ethohydraulische Untersuchungen durchgeführt. In diesem Beitrag werden die wichtigsten Forschungsresultate der hydraulischen Untersuchungen und systematischen Verlegungsversuche mit Laub vorgestellt.

Hybride Barrieren zur Optimierung von Stabrechen zum Fischschutz
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Die Forderung eines effektiven Fischschutzes an Wasserkraftanlagen bewegt immer mehr Betreiber zur Optimierung ihrer Kraftwerke. Dabei ist es wichtig, eine Ausgewogenheit zwischen der energetischen Nutzung und der notwendigen Fischschutzwirkung der verwendeten Rechen zu gewährleisten. Ein neu entwickeltes System ermöglicht die Ausstattung bestehender Turbinenschutzrechen mit Elektroden, die durch ein elektrisches Feld im Wasser den Fischschutz sicherstellen, ohne wirtschaftliche Einbußen durch geringere Stababstände zu verursachen.

Aalabwanderung an der Wasserkraftanlage Unkelmühle - zwei Methoden, ein Ergebnis?
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Die Wasserkraftanlage Unkelmühle (Sieg) wurde mit einem flach geneigten Vertikalrechen und Fischabstiegswegen für Aal und Lachs ausgerüstet. Die Funktionsfähigkeit der Fischschutzeinrichtungen für den Aal wurde u. a. mit einem Fangmonitoring an den sohlennahen Abstiegen sowie mittels Radiotelemetrie überprüft. Mehr als 90 % der am Standort erfassten abgewanderten und telemetrierten Aale nutzten jedoch oberflächennahe Abstiegswege, entweder direkt bei Überfall am Wehr oder im Bereich des Krafthauses. Eine bodennahe Abwanderung über die Bottom Gallery wurde zwar nachgewiesen, die Telemetrie-Daten zeigten jedoch unabhängig vom Fangmonitoring deren untergeordnete Bedeutung für Aale.

Neues Turbinendesign verringert Verletzungsgefahr für Fische
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Für den Betrieb von Wasserkraftwerken wird der Schutz von Natur und Umwelt immer wichtiger. Andritz Hydro widmet sich diesem Thema schon seit langem und hat nun verschiedene Maßnahmen am Kraftwerk Eddersheim umgesetzt, um den Schutz der Fische zu erhöhen - bei einer gleichzeitigen Steigerung des Wirkungsgrades. Derzeit führt das Unternehmen diverse Testreihen und Modelversuche durch, um die Wirksamkeit der Maßnahmen in der Praxis zu prüfen. Offizielle Ergebnisse werden für Mitte 2022 erwartet.

Feinrechen - Grenzen der Kirschmer- Gleichung
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Die Berechnung des Stauhöhenverlusts an Feinrechen in kommunalen Kläranlagen basiert seit Jahrzenten auf der von Otto Kirschmer 1925 entwickelten Gleichung. In der Praxis zeigt sich bei Anwendung dieser für Wasserkraftanlagen konzipierten Gleichung auf Feinrechen, dass sich die berechneten und gemessenen Werte z. T. erheblich unterscheiden. Unter Zuhilfenahme von über 900 Experimenten wurden in der Herleitung der Kirschmer-Gleichung die dafür verantwortlichen Annahmen, welche in heutigen Kläranlagen oft nicht zulässig sind, identifiziert.

Bemessungsempfehlungen für den Fischschutz mit Horizontalrechen-Bypass-Systemen
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Obwohl Horizontalrechen-Bypass-Systeme (HBR-BS) dem Stand der Technik für den Fischschutz und Fischabstieg entsprechen und in den letzten Jahren an vielen europäischen Wasserkraftanlagen installiert wurden, gibt es immer noch diverse Wissenslücken bezüglich der Hydraulik, den betrieblichen Aspekten und des Fischverhaltens. Aus diesem Grund wurden an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich umfangreiche hydraulische und ethohydraulische Untersuchungen durchgeführt. In diesem Beitrag werden die wichtigsten Forschungsresultate der ethohydraulischen Versuche präsentiert und wichtige Bemessungsempfehlungen zusammengefasst.

Curved-Bar-Rack-Bypass-Systeme für den Fischschutz an Wasserkraftanlagen und Wasserfassungen
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Ein neuartiger Fischleitrechen mit vertikalen, gebogenen Stäben und anschließendem Bypass-System (BS) stellt eine vielversprechende technische Lösung für den Fischabstieg an Laufwasserkraftwerken dar. Dieses sogenannte Curved-Bar-Rack-Bypass-System (CBR-BS) zeichnet sich durch geringe hydraulische Verluste, eine symmetrische Rechenabströmung und eine hohe Fischleiteffizienz im Labor aus. Dieser Beitrag präsentiert die Forschungsergebnisse der Laborversuche und der numerischen Modellierung zum neu entwickelten CBR-BS.

Kleinwasserkraftwerk im Hochgebirge mit neuartigem Fassungstyp
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Zur Versorgung der vorderen Tumpenalm im Tiroler Ötztal wurde ein Kleinwasserkraftwerk errichtet. Besondere Herausforderungen waren die spezielle, ökologisch sensible Lage des Projektgebietes und die Anforderungen an die Robustheit des Gesamtsystems.

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Literaturtip:
 
zu www.energiefachbuchhandel.de
 

 
Tagungsband vom 12. Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke 2009 / OTTI e.V.