Regenerative Energie
Software zur effektiven Messdatenauswertung
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Die Talsperrenüberwachung dient der Kontrolle von Risiken und soll mittels einer frühzeitigen Erkennung von Versagensmechanismen deren Auftretenswahrscheinlichkeit reduzieren. Ziel ist es, rohe Messdaten in verständliche Informationen umzuwandeln, die dem Talsperrenbetreiber klare Aussagen über das Verhalten seiner Bauwerke geben. DAMDATA ist eine Web-basierte Software für die Darstellung sowie Auswertung von Messdaten und beinhaltet wichtige Anwendungen für die Integration dieser Daten in das Dammsicherheitskonzept des Talsperrenbetreibers. Der Benutzer braucht keine zusätzliche Software auf seinem Computer zu installieren, da DAMDATA über einen herkömmlichen Web-Browser ausgeführt wird.
Zentralisierung und Auswertung von Messdaten in wasserwirtschaftlichen Systemen
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An die Erfassung und Auswertung von Messdaten an Talsperren werden aufgrund von Kostendruck und technischem Fortschritt steigende Anforderungen gestellt. Diese lassen sich mit einer übergeordneten zentralen Datenbank mit Datenauswertung erfüllen. Der nachfolgende Beitrag berichtet von praktischen Erfahrungen bei der Planung, der Implementierung und dem Betrieb einer zentralen Datenbank mit Messdaten. Dabei wird auf Problemstellungen bei der Systemintegration eingegangen.
Prozessintegration der Talsperrenüberwachung in eine GeODin-Datenbank
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Der aufwendige Prozess der Talsperrenüberwachung mit einer mehrstufigen Interpretation der Messwerte wird in DIN 19 700-11 Absatz 10.1 geregelt. Im Mittelpunkt der Messwertbefassung steht eine Datenbank zur zentralen Speicherung der Messergebnisse. Die beim Ruhrverband eingesetzte GeODin-Datenbank wurde so erweitert, dass die in der Norm genannten Teilprozesse der Talsperrenüberwachung bearbeitet werden können. Hierzu zählen eine Verwirklichung des '6-Augen-Prinzips' mit einem 3-stufigen Freigabemechanismus, ein Werkzeug zur Regressionsanalyse sowie ein Reportgenerator zur Unterstützung bei der Erstellung von Sicherheitsberichten.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Das Wasserkraftpotenzial Österreichs im Spannungsfeld von Umweltpolitik und Klimawandel
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Das theoretische Wasserkraftpotenzial Österreichs wird auf mindestens 75 000 GWh/a geschätzt, wovon bereits 35 300 GWh/a ausgebaut sind. Vom verbleibenden Potenzial könnten ca. 18 000 GWh/a technisch und wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden. Lässt man die Potenziale in hochsensiblen Gebieten (Nationalparks, Welterbestätten) unberücksichtigt, reduziert sich dieser Wert auf ca. 13 000 GWh/a. Gemäß der österreichischen Energiestrategie sollen von diesem Potenzial bis 2015 insgesamt 3 500 GWh/a durch Optimierung bestehender Anlagen oder Errichtung neuer Kraftwerke gehoben werden, was teilweise im Konflikt mit den Anforderungen der europäischen Wasserrahmenrichtlinie steht. Erzeugungseinbußen ergeben sich zukünftig möglicherweise aus Umweltauflagen und Folgen des Klimawandels.
