- Gravitationswasserwirbelkraftwerk
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Ein Wasserwirbelkraftwerk (auch Gravitationswasserwirbelkraftwerk) ist ein Kleinwasserkraftwerk, das zur Erzeugung von Energie aus Wasserkraft bei kleinen Höhendifferenzen geeignet ist. Die Technik beruht auf einem runden Staubecken mit einem zentralen Abfluss. Über dem Abfluss bildet sich ein stabiler Wasserwirbel aus, der eine Wasserturbine antreibt.
Inhaltsverzeichnis
Funktionsweise
Schematische Darstellung eines Wasserwirbelkraftwerkes. Gelb dargestellt: die Turbine.Ein symmetrischer Wasserwirbel bildet sich in einem rotationssymmetrischen Gefäß über einer Abflussöffnung in der Mitte des Gefäßbodens aus. Für die technische Nutzbarkeit wird ein stabiler und symmetrischer Wasserwirbel mit strömungsfreiem Wirbelzentrum angestrebt, der eine langsam rotierende Turbine antreibt.
Im Idealfall ergibt sich eine Potentialströmung, deren radiale Tangentialgeschwindigkeit in Richtung des Wirbelzentrums stetig zunimmt. Voraussetzung für die Ausbildung einer stabilen senkrechten Drehachse ist die Schwerkraft. Der Wasserabfluss wird minimal, wenn der Durchmesser des Staubeckens wesentlich größer ist als der Durchmesser des Abflusses.
Anwendung
Das Funktionsprinzip kann bei geringen Fallhöhen ab 70 cm angewendet werden und ist für Kleinkraftwerke geeignet. Es werden langsam rotierende Turbinen genutzt, die für kleines Treibgut durchgängig sind. Diese stellen auf Grund der relativ geringen Drehzahl für Fische keine Gefahr dar. Fische können das Kleinkraftwerk sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts passieren.
Da im Bereich der Turbine keine extremen Druckunterschiede auftreten, entfallen auch damit verbundene Verschleißerscheinungen, beispielsweise durch Kavitationsfraß. Durch den Wasserwirbel wird das Gewässer belüftet und die Selbstreinigung durch Mikroorganismen unterstützt.
In einer Pilotanlage in Ober-Grafendorf mit einem Beckendurchmesser von 5,5 m und einer Fallhöhe von 1,3 m werden 8 kW elektrische Leistung erzielt. Die Rotationsfrequenz der Turbine beträgt 0,4 Hz.
Siehe auch
Weblinks
Referenzen
- Zotloeterer, Franz: . In: Heimerl, Stephan (Hrsg.): Neuntes Internationales Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke. Ostbayerisches Technologie-Transfer-Inst., Regensburg 2006, ISBN 3-934681-47-6, S. 108-112.
- Zotloeterer, Franz: Steigerung der Wassergüte durch ein neuartiges Wasserkraftwerk, 5. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien, 2007.
- Zotloeterer, Franz: . In: Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband (Hrsg.): Wasser Energie Luft. 4/2007, Baden, 2007, ISSN 0377-905x.
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