DE102004035400A1

DE102004035400A1 - Erzeugung von Strom an einem kleinen Fluss oder Bach

Info

Publication number: DE102004035400A1
Application number: DE102004035400A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Bagashev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-02-16
Also published as: DE202004015466U1

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung von Strom aus Wasserkraft mit einer Zuleitung in Form eines Rohres, mit der Wasser aus einem Wasserreservoir oder Fluss in eine tiefere Höhenlage geleitet wird, und einer oder mehreren Turbinen, sowie einen lotrechten Rohrabschnitt, der am Tiefpunkt der Zuleitung ansetzt, bis auf eine Höhe, die niedriger als die höhe des Wasserreservoirs oder des Flusses ist, daran anschließend ein Bogen und an diesen anschließend ein zweiter Rohrabschnitt, der parallel oder schräg zum ersten lotrechten Rohrabschnitt gerichtet nach unten zu der einen oder den mehreren Turbinen führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Strom aus Wasserkraft an einem Wasserreservoir, einem kleinen Fluss oder Bach, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Vorrichtungen zur Gewinnung von elektrischem Strom aus Wasserkraft sind bekannt. Dabei wird mittels einer Staumauer oder eines Staudamms das Wasser eines Flusses oder Baches zwischen den Talflanken aufgestaut und die dabei erzeugte Höhendifferenz bzw. Lageenergie des Wassers mittels Turbinen in Strom umgewandelt. Hierbei wird allerdings der oberhalb des Dammes liegende Talabschnitt durch das aufgestaute Wasser überschwemmt. Weiterhin können durch die Ablagerung von Sedimenten im Staudammbereich Probleme beim Betrieb von Staudamm und Kraftwerk auftreten. Auch stellt der Staudamm für Fische, die zu ihren Laichplätzen stromaufwärts ziehen wollen, ein unüberwindbares Hindernis dar.

Wenn die Talflanken an den Seiten des Flusses nicht steil genug für das Aufstauen eines Sees sind, wird der Fluss mittels eines Wehres und eventuell notwendigen Dämmen an den Flussseiten um eine wesentlich geringere Höhe aufgestaut, und die hierbei entstandene Höhendifferenz wieder zur Umwandlung von Wasserkraft im Strom mittels Turbinen genutzt. Bei dieser Wasserkraftnutzung ist der überschwemmte Bereich sehr viel geringer, da sich der aufgestaute Bereich nicht wesentlich über die Flussseiten hin erstreckt. Auch für den Fischaufstieg können hier Lösungen gefunden werden, z. B. mittels Fischtreppen oder Fischaufzügen. Allerdings ist die erzielbare Energieausbeute wegen der geringen Höhendifferenz deutlich niedriger.

Es wird das der Erfindung zugrunde liegende Problem aufgeworfen, eine höhere Energieausbeute bei gleichzeitiger Vermeidung eines teuren Dammbaus und des damit verbundenen Flächenverbrauchs bzw. der Überschwemmung eines Tales zu ermöglichen. Zur Lösung wird das in Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Abführung des Wassers aus einem höher gelegenen Fluss oder Bach bzw. Wasserreservoir mittels einer Zuleitung in einen tiefer gelegenen Bereich entfällt der sonst notwendige Dammbau. Die Zuleitung kann dem Gelände angepasst verlegt werden, vorteilhaft ist eine möglichst gerade Leitungsführung zur Vermeidung von Verlängerungen und dadurch entstehenden Zusatzkosten. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist die Verlegung von einer Rohrleitung auf Ständern, da hierbei keine Gräben ausgeschachtet werden müssen. Zur Überwindung von Geländehindernissen kann die Zuleitung aber auch teilweise unterirdisch verlegt werden. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform ist die komplett unterirdische Verlegung der Zuleitung, da hierbei ein Schutz gegen mechanische Beschädigungen gegeben ist und eine größere Unabhängigkeit von der Geländeform erreicht wird.
Am Tiefpunkt der Zuleitung wird ein Bogen angebracht, dessen Ende lotrecht nach oben zeigt. Vorzugsweise wird der Durchmesser der Zuleitung kurz vor oder im Laufe des Bogens verringert, um die Durchflussgeschwindigkeit des Wassers zu erhöhen. An den Bogen setzt ein lotrechtes Stück Rohrleitung an, das bis auf eine Höhe, die niedriger als der Wasserspiegel des Wasserreservoirs bzw. Flusses oder Baches ist, hochgeführt wird. An dieses lotrechte Rohrstück setzt ein Bogen an, vorzugsweise ein 180°-Bogen, dessen Ende somit wieder lotrecht oder schräg nach unten zum Boden zeigt. Anschließend an diesem Bogen führt ein lotrechtes oder schräges Rohrstück nach unten, parallel oder schräg zum ersten lotrechten Rohrstück. Im Bereich dieser Rohrleitung, vorzugsweise an deren Ende, ist die bzw. sind die Turbinen eingebaut. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform befinden sich diese Turbinen etwa auf der Höhe des Tiefpunktes der Zuleitung.
Um eine größere Anpassung der erzeugten Strommenge an den tatsächlichen Bedarf zu erreichen, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung im Bereich des oberen Bogens ein Wassertank bzw. Wasserspeicher angelegt werden. In diesem kann Wasser während der Zeiten, in denen wenig Strom benötigt wird, gespeichert werden und zu Zeiten mit hohem Bedarf zur Erhöhung der Energieausbeute wieder in das zweite, lotrechte oder schräge Rohr eingeleitet werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in 1 dargestellt. Aus dem Fluss oder Bach bzw. Wasserreservoir 1 fließt das Wasser in die Zuleitung 2. Die Zuleitung 2 kann je nach Geländerform gerade oder gebogen sein. Am Ende der Zuleitung 2 befindet sich der Bereich 9, in dem sich der Durchmesser der Zuleitung verringert. Daran schließt sich der erste Bogen 3 an. Der lotrechte Rohrabschnitt 4 hat zur Erhöhung der Geschwindigkeit des darin befindlichen Wassers einen deutlich geringeren Durchmesser als die Zuleitung 2. Im anschließenden Bogen 5, der sich auf einer Höhe befindet, die niedriger ist als das Wasserreservoir 1, wird das Wasser wieder nach unten geleitet. Im zweiten, lotrechten oder schrägen Rohrabschnitt 6 erhält das Wasser die nötige Geschwindigkeit, um in den Turbinen 7 eine hohe Energieausbeute zu erreichen. Nach dem Durchlauf durch die Turbinen wird das Wasser über den letzten Bogen 8 in einen untenliegenden Bach oder Fluss abgeleitet.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung von Strom aus Wasserkraft mit einer Zuleitung (2) in Form eines Rohres, mit der Wasser aus einem Wasserreservoir (1) oder Fluss in eine tiefere Höhenlage geleitet wird, und einer oder mehreren Turbinen (7), gekennzeichnet durch einen lotrechten Rohrabschnitt (4), der am Tiefpunkt der Zuleitung ansetzt, bis auf eine Höhe, die niedriger als die Höhe des Wasserreservoirs oder des Flusses ist, daran anschließend ein Bogen (5) und an diesen anschließend ein zweiter Rohrabschnitt (6), der parallel oder schräg zum ersten lotrechten Rohrabschnitt (4) gerichtet nach unten zu der einen oder den mehreren Turbinen (7) führt.
Vorrichtung zur Stromerzeugung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Turbine oder der Turbinen (7) am Ende des zweiten lotrechten oder schrägen Rohrabschnitts (6).
Vorrichtung zur Stromerzeugung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Turbine oder der Turbinen (7) auf Höhe des Tiefpunkts der Zuleitung (2).
Vorrichtung zur Stromerzeugung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen geringeren Rohrdurchmesser der lotrechten bzw. schrägen Rohrabschnitte (4, 6) verglichen mit der Zuleitung (2).
Vorrichtung zur Stromerzeugung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Wasserspeicher am Hochpunkt der lotrechten bzw. schrägen Rohrabschnitte (4, 6).