Fachartikel Wasserkraftnutzung

Erhöhung der speicherbaren Energiemenge zweier bestehender Pumpspeicherkraftwerke
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2016)
Die Energiewende erfordert den Ausbau von Energiespeichern aller Art. Ein Baustein ist dabei das Ausschöpfen des Ausbaupotenzials bestehender Anlagen. Die Schluchseewerk AG erhöht daher das Stauziel des Eggbergbeckens und der Wehra-Talsperre. Trotz der gleichen Zielsetzung sind die dabei vorliegenden Randbedingungen äußerst unterschiedlich. Es werden sowohl die notwendigen Genehmigungsverfahren und Umweltuntersuchungen als auch die erforderlichen technischen Maßnahmen, wie beispielsweise die Errichtung von Wellenumlenkern, vorgestellt.

Erfahrungen aus Vertieften Überprüfungen von Stauanlagen der Schluchseewerk AG
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2016)
Die Schluchseewerk AG betreibt Pumpspeicherkraftwerke, deren in den 1960er- bzw. 1970er-Jahren errichtete Ober- und auch Unterbecken als Erddämme ausgebildet sind. Diese Stauanlagen wurden erstmals vertieft überprüft. Im Beitrag werden die Vorgehensweise zur Durchführung der Vertieften Überprüfungen vorgestellt, die erhaltenen Ergebnisse und der daraus resultierende Handlungsbedarf für die verschiedenen Stauanlagen dargestellt. Es werden Empfehlungen für die Durchführung von Vertieften Überprüfungen und für die zweckmäßige Anlagendokumentation abgeleitet.

Unterirdisches Speicherbecken für das Pumpspeicherkraftwerk Forbach
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2016)
Im Zuge der Erneuerung und Erweiterung des Wasserkraftstandortes Forbach der EnBW soll das bestehende Schwarzenbachwerk durch ein neues 50-MW-Pumpspeicherkraftwerk ersetzt werden. Zur Steigerung des Arbeitsvermögens soll das bestehende Ausgleichsbecken im Murgtal vergrößert werden. Eine oberirdische Erweiterung oder die Anlage eines zusätzlichen Speicherbeckens scheiden aus. Es wurde deshalb ein unterirdischer Kavernenspeicher geplant, der mit dem Ausgleichsbecken hydraulisch verbunden ist. In einem Haupt- und sechs Nebenstollen können so rund 200 000 m³ Speichervolumen zusätzlich bereitgestellt werden.

Körperschallanalyse zur zustandsorientierten Instandhaltung von Großpumpen
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2016)
Mit sechs großen Rohwasserpumpen im Seepumpwerk Sipplingen fördert die Bodensee-Wasserversorgung jährlich bis zu 130 Mio. m³ Rohwasser in die 310 m höher gelegene Aufbereitungsanlage auf dem Sipplinger Berg. Dabei setzt das Unternehmen auf eine Pumpen-Instandhaltungsstrategie, die neben den klassischen Überwachungs- und Diagnosemethoden auch Informationen über den aktuellen Verschleißzustand durch die Früherkennung verschleißbedingter Veränderungen mittels Körperschallanalyse beinhaltet.

Vom Potenzial kinetischer Wasserkraft zur Stromerzeugung - ein Praxisbericht
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2016)
In der Diskussion zur Energiewende kommt die Wasserkraft kaum vor. Das gilt auch für die sogenannte nicht konventionelle Wasserkraft, also Anlagen mit geringer Fallhöhe oder Anlagen, die ausschließlich die kinetische Energie des Wassers nutzen. In einem ersten Teil dieses Beitrags werden einige Gründe für die geringe Verbreitung der kinetischen Wasserkraft in Deutschland und Europa analysiert. Im zweiten Teil zeigen die Autoren an einem Beispiel aus Kolumbien, wie kinetische Wasserkraft in der ländlichen Entwicklung in Schwellenländern einen relevanten Beitrag leisten kann.

Vergleichende Analyse des Fischabstiegs an drei Wasserkraftanlagen einer Kraftwerkskette
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2016)
In der Weißen Elster, einem rechten Nebenfluss der Saale, wurde 2013 der Fischabstieg und Fischschutz an drei Wasserkraftanlagen im Bereich einer 10,5 km langen Kraftwerkskette untersucht. Die Quantifizierung des Fischabstiegs über die einzelnen Abstiegskorridore erfolgte durch Netzfänge. Ergänzend wurde das Fischverhalten im Oberwasser am Fischschutzrechen sowie im Einstiegsbereich der Bypässe mittels Sonarkamera beobachtet. Wenngleich primär keine wissenschaftlichen Fragestellungen im Vordergrund der Untersuchungen standen, ermöglichen die Ergebnisse verallgemeinerbare Rückschlüsse zum Einfluss der Position und der Bauweise der Bypassöffnungen sowie des Anströmwinkels des Fischschutzrechens auf die Wirksamkeit der Fischschutz- und Fischabstiegseinrichtung an kleinen Kraftwerken.

Überlegungen zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicherkraftwerken
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2016)
In diesem Artikel werden Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicherkraftwerken bzw. Energiespeichern im Allgemeinen angestellt. Dabei werden verschiedene mathematische Operationen zur Beurteilung der sogenannten hourly Forward Curve (hFC; Stundenpreis-Kurve) der Stadtwerke München GmbH von 2012 zum Ansatz gebracht, um diese in Bezug auf ihre Schwankungen in den drei Szenarien (Hoch-, Zentral- und Tiefpreis) untersuchen zu können. Außerdem wird die Reihe mit einem zum Mittelwert rückkehrenden Prozess moduliert. Dabei wird der Fokus neben Simplex-Optimierungen und stochastischen Momenten auf die Fourier-Analyse der Preiszeitreihe gelegt. Es konnte ein linearer Zusammenhang zwischen den Summen der Effektivwerte der hFC und den Gewinnen (Stromverkauf abzgl. Pumpkosten) nachgewiesen werden. Weitere Einblicke geben die prognostizierten Stillstandszeiten.

Analyse der Strömungsprozesse in unterirdischen Tiefspeichern von Pumpspeicherwerken mit Telemac2D
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2016)
Angesichts eines sich rasant verändernden Strommarktes mit vermehrter Einspeisung von erneuerbarer Energie, deren Erzeugungsleistung deutlichen Fluktuationen unterworfen ist, gewinnt die Möglichkeit der großmaßstäblichen Energiespeicherung zunehmend an Bedeutung. Unterirdische Pumpspeicherwerke könnten einen solchen Energiespeicher bereitstellen. Die Strömungsvorgänge in verzweigten Tiefspeichern dieser Bauwerke sind bislang noch nicht ausreichend erforscht. Im Folgenden werden Ergebnisse einer 2-D-tiefengemittelten numerischen Simulation zur Analyse der Strömungsprozesse bei Variation der geometrischen Eigenschaften des Unterbeckens dargestellt.

Das Projekt Illerkraftwerk Au - Eine ökologisch verträgliche Wasserkraftanlage mit dynamischer Stauzielregelung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2016)
An der Iller in Kempten wird derzeit eine Pilotanlage zur Reaktivierung einer bestehenden Gefällestufe mit niedriger Fallhöhe realisiert. Zur Verbesserung der Jahresarbeit wird dabei das Stauziel nur bei höheren Abflüssen im Gewässer temporär angehoben. Zum Einsatz kommt hier eine Kombination aus der neu entwickelten VLH-Turbine mit zwei Schlauchwehren sowie eine abflussabhängige Stauzielregelung.

Integrale Sanierungs-Strategie für Abwasser-Pumpwerke
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (3/2016)
Anlässlich einer Bestandsaufnahme der elektrischen Anlagen und der Fernwirktechnik an den Pumpstationen der Ammerseewerke gKU, die für die Ring- und Ortskanäle des Ammersee-Westufers sowie für die dazugehörige Kläranlage zuständig sind, entschieden die Verantwortlichen, dass auch in anderen Bereichen der Pumpwerke eine systematische Überprüfung stattfinden sollte. Dabei galt es, Handlungsbedarfe rechtzeitig zu erkennen sowie deren Art und Umfang einzuschätzen und zu priorisieren. Die mit dieser Aufgabe betraute Ingenieurgesellschaft entwickelte zu diesem Zweck in Anlehnung an das DWA-Merkblatt M 149-3 die Integrale Sanierungs-Strategie (ISS), die zusätzliche Bewertungskriterien wie Energieverbrauch sowie die Maschinen- und Betriebstechnik mit einschließt und eine ganzheitliche, objektive Bewertung aller Abwasser-Pumpwerke ermöglicht.

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Literaturtip:
 
zu www.energiefachbuchhandel.de
 

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