CH692392A5

CH692392A5 - Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserkraft.

Info

Publication number: CH692392A5
Application number: CH02701/97A
Authority: CH
Inventors: Robert Schnyder
Original assignee: Robert Schnyder
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2002-05-31
Also published as: AU1018099A; WO1999027251A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserkraft mit einer Wasserkraftanlage mit Turbine und Generator im Leistungsbereich zwischen 5 kW und 200 kW.

Stand der Technik

Anlagen dieser verhältnismässig geringen Grösse werden z.B. von einer Firma SFL Wasserkraftanlagen GmbH in D-86707 Westendorf bzw. D-88430 Rot an der Rot angeboten und haben sich an den verschiedensten Orten zur lokalen Stromerzeugung gut bewährt. Für ihren Betrieb ist bereits ein mittelgrosser Bach, der um die 300 bis 1200 l/s Wasser führt und über eine nicht zu grosse Distanz ein Gefälle von einigen Metern, typisch 2 bis 10 m, aufweist, ausreichend. Geeignete Bäche finden sich vor allem in gebirgigen Regionen in grösserer Anzahl.

Üblicherweise werden die bekannten Wasserkraftanlagen in ein kleines Gebäude eingebaut und über Zufuhr- und Abflussleitungen an den Wasserlauf angeschlossen. Das Gebäude ist mit speziellen Fundamenten zur Auflagerung der Turbine und des Generators versehen und muss nach den Angaben des Herstellers der Wasserkraftanlagen erstellt werden.

Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Nachteile zu überwinden. Durch die Erfindung als Ganzes wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäss Patentanspruch 1 mit einer Wasserkraftanlage der vorbeschriebenen Art gelöst, wobei die Wasserkraftanlage, zumindest aber Turbine und Generator der Wasserkraftanlage, in einem Normcontainer, wie er für den Schiffs-, Luft-, Strassen- oder Bahntransport verwendet wird, eingebaut ist/sind.

Durch den Einbau in den Container werden Transport, Aufstellung und Inbetriebnahme der Wasserkraftanlage erheblich erleichtert. Der Container dient hierbei nicht nur als Transportbehältnis, er ersetzt auch das vor Ort bisher erforderliche Gebäude. Im Container kann die Wasserkraftanlage bereits beim Hersteller komplett vormontiert und ggf. getestet werden, sodass am eigentlichen Betriebsort kein speziell geschultes Personal mehr benötigt wird. Derart vormontiert, stellt die erfindungsgemässe Vorrichtung ein bereits funktionsfertiges, kompaktes Kraftwerk dar.

Das Kraftwerk ist als Ganzes mobil und kann dadurch ggf. auch nur vorübergehend an Orten eingesetzt werden, wo die Erstellung einer dauernden Installation nicht erforderlich ist oder sich nicht lohnt und wo bisher praktisch ausschliesslich Dieselgeneratoren mit hohem Brennstoffverbrauch und mit den von diesen ausgehenden nachteiligen Lärm- und Abgasimmissionen eingesetzt wurden.

Bekannt ist, dass eine in einen Container eingebaute Wasserkraftanlage als Ganzes auch im Boden unsichtbar, am, im oder neben einem Bach oder Fluss als dauernde Installation eingegraben werden kann, wobei der notwendige Anschluss an den Wasserlauf ebenfalls eingegraben werden kann.

Die vor Ort notwendigen Baumassnahmen zur Aufstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung beschränken sich, neben dem jedenfalls notwendigen ober- oder unterirdischen Anschluss an den Wasserlauf, auf die Herstellung eines ausreichend festen Untergrundes, wie z.B. einer einfachen Betonplattform oder eines einfachen rahmenförmigen Betonfundaments, was auch durch nicht über spezifische Kenntnisse verfügendes Personal ohne weiteres ausführbar ist. Spezielle Verankerungsmittel für den Container auf der Plattform oder dem Fundament, wie z.B. ein den Container aufnehmender und umgreifender Rahmen, können ebenfalls durch den Hersteller bereits vorgefertigt und in dem Container mit angeliefert werden.

Vorzugsweise wird die Wasserkraftanlage in einem in sich ausgesteiften Rahmen montiert und dann zusammen mit diesem in den Container eingeschoben. An dem Container selbst sind in diesem Fall, abgesehen von einer verschliessbaren \ffnung für die Durchführung des Zu- oder Abflusses, keinerlei Veränderungen erforderlich, was dessen Transportierbarkeit auf die übliche Weise sicherstellt. So montiert, ist die Wasserkraftanlage zusammen mit dem Rahmen aus dem Container auch wieder herausziehbar und dadurch für eine Wartung bzw. Reparatur gut zugänglich. Der Rahmen kann auch mit Kästen versehen sein, die während des Tranports leer sind, vor Ort jedoch mit Sand oder einem vergleichbaren Material befüllt werden können und die im befüllten Zustand die bisher üblichen festen Sockel für die Turbine und den Generator ersetzen.

Mit weiterem Vorteil können auch noch Elemente vorgesehen werden, aus welchen in Verbindung mit den Containertüren vor Ort z.B. ein geschlossener Vorraum aufgebaut werden kann. Auch diese Elemente können vorgefertigt und in dem Container mit angeliefert werden.

Kurze Erläuterungen der Figuren

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Art Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung; und
Fig. 2 eine Art Horizontalschnitt durch dieselbe Vorrichtung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Container aus Metall, wie er gewöhnlich für den Schiffs-, Luft, Strassen- oder Bahntransport von Gütern verwendet wird (Iso-Norm-Container). Derartige Container weisen eine Standardbreite von 8 Fuss, eine Höhe zwischen 8 und 9,6 Fuss und eine Länge von 20 oder 40 Fuss auf und verfügen an einer ihrer beiden Schmal- bzw. Stirnseiten über eine mit zwei Schwenktüren 2 verschliessbare Be- und Entladeöffnung. Ihr Boden ist mit Holzbohlen ausgelegt.

In dem Container 1 ist in einem Rahmen 3 eine, von den Zufuhr- und Abflussleitungen abgesehen, komplette Wasserkraftanlage montiert, welche eine Turbine 4, einen Generator 5 mit Schwungmasse 6 sowie elektrische Schaltschränke 7 umfasst.

Der Rahmen 3 ist aus starken Metallprofilen aufgebaut und mit Verstrebungen 8 in sich ausgesteift. Weiter ist er als Einschubrahmen ausgebildet, sodass die Elemente der Wasserkraftanlage ausserhalb des Containers in ihm montiert und dann zusammen mit dem Rahmen 3 in den Container 1 eingeschoben werden können.

Zur Beschwerung des Rahmens 3 am Aufstellungsort der Wasserkraftanlage sowie zur Ausbildung von Lagerböcken für die Turbine 4 und den Generator 5 sind in dem Rahmen 3 mehrere mit Sand oder dgl. befüllbare Kästen 9 vorgesehen. 10 bezeichnet Einfüllschieber für diese Kästen und 11 Auslaufschieber, sodass das Füllmaterial bei Bedarf auch wieder entnommen werden kann. Die Auslaufschieber 11 können z.B mittels eines Zugseiles 12 bedient werden. Zur Erleichterung des Entleerens können zusätzlich auch noch pneumatische Fluidisierrinnen oder Vibrations- bzw. Kettenförderer eingebaut sein, die in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt sind.

Der dargestellte Container 1 entspricht der oben erwähnten langen Ausführung mit 40 Fuss Länge und ist dadurch in der Lage, ausser den bereits genannten Elementen auch noch eine Auslaufwanne 13 aufzunehmen. 14 bezeichnet eine Abdeckung für diese Wanne. Die Auslaufwanne 13 ist über ein Saugrohr 15 mit der Turbine 4 verbunden und mündet an ihrem in der Zeichnung rechten Ende in einem Anschlussflansch 16. Im Bereich dieses Anschlussflansches ist die hintere Containerwand 17 mit einer \ffnung versehen, welche mittels eines Deckels oder dergleichen für den Transport des Containers 1 verschlossen werden kann. Der Anschlussflansch 16 kann, muss aber nicht, mit der hinteren Containerwand 17 verbunden sein.

Wie in Fig. 2 erkennbar, ist die Wasserkraftanlage vorzugsweise in dem Container 1 etwas gegenüber dessen Längsachse aus der Mitte heraus seitlich versetzt angeordnet, sodass in dem Container neben der Wasserkraftanlage ein Durchgang 29 bis zur hinteren Containerwand 17 freibleibt und alle Teile der Anlage einschliesslich Schaltschränke 7 gut zugänglich sind.

Am Ort, wo die vorbeschriebene Vorrichtung aufgestellt und in Betrieb genommen werden soll, genügt es, für den Container eine geeignete Plattform 18, beispielsweise aus Beton, vorzusehen. Um den Container 1 auf dieser Plattform zu befestigen, ist mit Vorteil ein spezieller Rahmen 19 vorgesehen, welcher genau an den Container angepasst ist und diesen zumindest vorn und hinten umfasst und dadurch an einer Verschiebung hindert. Der Rahmen 19 kann mit Ankern 20 auf der Plattform 18 befestigt werden. Der Rahmen 19 ist mit Vorteil aus mehreren Teilen zusammengesetzt, welche in dem Container verstaut und in diesem angeliefert werden können.

Ist der Container 1 aufgestellt und ggf. mittels des Rahmens 19 befestigt, genügt es, die Turbine 4 an ein Einlaufrohr 21 und die Auslaufwanne 13 an einen Auslaufkanal 22 anzuschliessen. Hierzu müssen natürlich die vorderen Schwenktüren 2 geöffnet und der Deckel von der erwähnten \ffnung in der hinteren Containerwand 17 abgenommen werden.

Die 90 DEG geöffneten Containertüren 2 können als Seitenwände auch noch in eine Vorraumkonstruktion 23 einbezogen werden, für deren Vorderwand 24, Decke 25 und ggf. auch Boden 26 allerdings zusätzliche plattenförmige Elemente erforderlich sind. Diese können allerdings, wie der äussere Rahmen 19, bereits vorgefertigt und in dem Container 1 verstaut mit angeliefert werden. Die Vorderwand 24 ist hierbei vorzugsweise mit einer Tür 28 versehen. Weiter müssen die Vorderwand 24 und/oder das Deckenelement 25 natürlich eine \ffnung für den Eintritt des Einlaufrohres 21 freilassen.

Geeignete Wasserkraftanlagen des vorbeschriebenen Typs und von geeigneter Grösse können komplett, z.B. von einer Firma SFL Wasserkraftanlagen GmbH in D-86707 Westendorf bzw. D-88430 Rot an der Rot, bezogen werden. In einer Ausführung mit einer doppelt regulierten Kaplan-S-Rohrturbine von 600 cm Durchmesser, mit einem Einlaufdurchmesser von 800 cm, einem Auslaufquerschnitt von 70 cm x 200 cm und bei einem Gefälle von 7 bis 10 m (ergibt ca. 1200 l/s), beträgt die Netto-Leistung solcher Anlagen ca. 90 kW.

Bei den übrigen im Container 1 hinter der Auslaufwanne 13 dargestellten und mit 27 bezeichneten Elementen handelt es sich um Maschinen zum Bohren, Drehen, Fräsen etc., welche mit dem erzeugten Strom betrieben und im Bereich von Anlagen der beschriebenen Art stets nützlich sind.

Es versteht sich, dass die Wasserkraftanlage in dem Container auch umgekehrt eingebaut werden könnte, sodass das Wasser in die Vorrichtung durch die Containerrückwand 17 eintritt und diese durch die vordere Tür wieder verlässt.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserkraft mit einer Wasserkraftanlage mit Turbine (4) und Generator (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserkraftanlage, zumindest jedoch Turbine und Generator der Wasserkraftanlage, in einem Normcontainer (1), wie er für Schiffs-, Luft-, Strassen- oder Bahntransport verwendet wird, eingebaut ist/sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserkraftanlage in einem Einschubrahmen (3) montiert ist, welcher in den Container (1) eingeschoben bzw. einschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einschubrahmen (3), insbesondere zur Ausbildung von Lagerböcken für die Turbine (4) und/oder den Generator (5), ein oder mehrere mit Sand, Feststoffen, Wasser oder Flüssigkeiten befüllbare Kästen (9) vorgesehen sind.

4.

Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in den Kästen (9) Mittel zum Entleeren ihres Inhaltes vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halterahmen (19) vorgesehen ist, welcher dazu ausgebildet ist, am Aufstellungsort der Vorrichtung auf einen Fundamentsockel (18) befestigt zu werden und vorzugsweise den Container (1) als Ganzes aufzunehmen und auf dem Fundamentsockel (18) gegen Verschieben zu sichern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (19) für den Transport in dem Container (1) untergebracht werden kann.

7.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (17) des Containers (1) mit einer mit einem abnehmbaren Deckel verschliessbaren \ffnung zwecks Durchführung der Wasserzufuhr oder Wasserabfuhr (21, 22) versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels den geöffneten Containertüren (2) als Seitenwände sowie weiteren Elementen (24-26) ein geschlossener Vorraum (23) aufbaubar ist, welcher mit einer Eingangstür (28) sowie einer \ffnung zwecks Durchführung der Wasserzufuhr oder Wasserabfuhr (21, 22) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Elemente (24-26) für den Aufbau des Vorraums (23) für den Transport im Container (1) untergebracht werden können.

10.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (4) eine Kaplan-Rohrturbine ist.