DE102006014205A1

DE102006014205A1 - Schwimmendes Wasserrad als Kleinkraftwerk zur Gewinnung von elektrischem Strom

Info

Publication number: DE102006014205A1
Application number: DE102006014205A
Authority: DE
Inventors: Herbert Zimmermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-05-10

Abstract

Technisches Problem DOLLAR A Die heute üblichen Wasserkraftwerke an Flüssen bedeuten in der Regel sehr starke Eingriffe in die Natur wegen der für ihre Funktion notwendigen Stauwehre, Kanäle, Wasserspeicher und Maschinenhäuser. Der Fluss wird zerschnitten und steht für Fische und andere darin vorhandene Lebewesen nicht mehr als einheitlicher Lebensraum zur Verfügung. DOLLAR A Obwohl Wasserkraft als alternative Energie dringend notwendig wäre und obwohl viele Flüsse in Mitteleuropa zur Stromgewinnung geeignet sind, lassen sich zu Recht solche Kraftwerke wegen der beschriebenen Nachteile nur noch sehr schwer durchsetzen. DOLLAR A Zielsetzung DOLLAR A Es gilt, die Wasserkraft so weit irgend möglich zu nutzen, ohne die Landschaft nachteilig zu verändern und ohne die Lebensräume der in den Flüssen vorhandenen Lebewesen nennenswert zu verändern. DOLLAR A Lösung DOLLAR A Schwimmende Wasserräder, die auf Booten montiert und in Flüssen verankert werden, bieten eine ideale Möglichkeit, die uns geschenkten Naturkräfte zu unserem Wohl zu nutzen. Sie bieten folgende Vorteile: DOLLAR A keine Änderung der Flussläufe DOLLAR A in der Landschaft kaum sichtbar DOLLAR A keine Gefahr für die Lebewesen in den Flüssen DOLLAR A keine schädlichen Emissionen DOLLAR A auch in kleinen Flüssen einsetzbar DOLLAR A geringe Investitionskosten DOLLAR A im Inland höhere Verfügbarkeit als Windräder DOLLAR A in der Leistung sehr anpassungsfähig ...

Description

Die Erfindung betrifft ein unterschlächtiges Wasserrad das zur Gewinnung von Elektrischem Strom auf einem im Fluss verankerten Boot montiert ist und direkt von der Fluss-Strömung angetrieben wird.
Ein Boot mit mehrteiligem Rumpf (1) wird mittels Positionierstangen (2) und Zugseil (18) an einem Fundament (3) im nahen Ufer an der tieferen Fluss-Seite verankert.
Das Fundament (3) muss die Uferböschung and das angrenzende Gelände soweit überragen, dass auch bei Hochwasser die Positionierstangen (2) und das Zugseil (18) oberhalb des Wasserspiegels bleiben und vor Treibgut geschützt sind.
Auf den verstärkten Bootskörper-Oberseiten sind Lagerböcke (4) und darauf Kugellager (5) montiert, die das Wasserrad (6) aufnehmen, sodass sich dieses frei zwischen den Bootskörpern (1) drehen kann.
Die Wasserrad-Achse (7) ragt beidseitig über die Kugellager (5) hinaus, damit hier die Zwischengetriebe (8) und Generatoren (9) aufgesteckt werden können. Die Generatoren-Gehäuse werden an den Lagerböcken (4) fixiert.
Die Bootskörper (1) sind so dimensioniert, dass sie das Wasserrad (6) komplett über die Wasseroberfläche anheben. Diese Position ist für Wartungsarbeiten und auch bei Frost erforderlich.
Um die Arbeitsposition zu bekommen werden die Bootskörper (1) mittels der schwenkbaren Flutrohre (10) soweit geflutet, bis die unteren Radschaufeln (11) vollständig im Wasser eingetaucht sind. Der zwischen den Bootskörpern hindurch fließende Wasserstrom setzt das Wasserrad (6) und damit auch die damit verbundenen Generatoren (9) in Drehung.
An der Bootskörper-Oberseite sind jeweils Entlüftungsrohre (13) vorgesehen.
Der von den Generatoren erzeugte Strom wird über Kabel (14) entlang der Positionier-Stangen (2) an den Anschlusskasten (15) geleitet.
Um den Strömungswiderstand gering zu halten, sind die Bootskörper (1) und notwendige Querverbindungen (16) möglichst strömungsgünstig auszuformen.
An der Anströmseite der Bootskörper muss ein stabiles, nach außen gegen den Strom stark gekrümmtes Gitter (17) eingebaut werden um das Wasserrad vor Treibgut zu schützen. Außerdem sind auch Wasservögel vor dem Wasserrad zu schützen.
Bei absolutem Wassermangel können die Bootskörper auf dem Flussgrund aufsitzen. Da das Wasserrad aber wesentlich höher sitzt, ist seine Gefährdung nicht zu befürchten.
Die Positionierstangen (2) halten das Schwimmende Wasserrad auf Abstand zum Ufer.
Um die durch die Strömung auf Boot und Wasserrad einwirkenden Abtriebskräfte aufzufangen ist ein zusätzliches Zugseil (18) notwendig. Dieses kann zwischen den Positionierstangen eingebaut werden. Das Zugseil kann aber auch, falls dies günstiger ist, an einem separaten Fundament oder einem nahen Brückenpfeiler befestigt werden.
Das Schwimmende Wasserrad kann in kleinen standardisierten Einheiten gebaut werden. Bei Bedarf und je nach Standort können aber auch mehrere Einheiten hintereinander oder nebeneinander angeordnet werden.
Es ist auch möglich auf einem langen " Katamaran " mehrere Wasserräder in Reihe anzuordnen. Eine solche Lösung wäre insgesamt billiger als mehrere kleine komplette Einheiten zu kombinieren.
Die Leistung von Schwimmenden Wasserrädern lässt sich mit den oben genannten Lösungen sehr stark variieren und sich damit den unterschiedlichen Bedingungen wie sie entlang der Flüsse gegeben sind außerordentlich gut anpassen.
Geeignete Standorte sind kleinere und mittlere Flüsse die nicht für die Schifffahrt genutzt werden. Der Wasserstand sollte das ganze Jahr über wenigstens 1m hoch sein. Besonders günstige Orte sind Fluss-Engstellen, denn hier sind Wasserstand und Fließgeschwindigkeit jeweils am höchsten.
Fluss-Engstellen lassen sich auch ohne Beeinträchtigung der Natur künstlich, aber mit natürlichen Mitteln so herstellen, dass sie gut in das Landschaftsbild passen.
Bei der Standort-Wahl ist noch zu beachten, dass bei Hochwasser, sich dieses über die Ufer ungehindert in das anschließende Gelände ausbreiten kann, damit auch in einem solchen Fall eine zulässige Wasserstands-Obergrenze nicht überschritten wird.

Claims

Schwimmendes Wasserrad als Kleinkraftwerk zur Gewinnung von Elektrischem Strom, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Boot mit mehrteiligem Bootskörper (1) welches in einem Fluss verankert ist, ein unterschlächtiges Wasserrad (6) so montiert wird, dass es sich von der Fluss-Strömung bewegt, frei zwischen den Bootskörpern (1) drehen kann. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Wasserrad-Achse (7) Getriebe (8) und Generatoren (9) montiert sind, die durch die Wasserrad-Achse in Drehung versetzt werden und dadurch Elektrischen Strom erzeugen. dadurch gekennzeichnet, dass die Bootskörper (1) so dimensioniert sind, dass sie leer das Wasserrad über den Wasserspiegel anheben und die Arbeitsposition durch Fluten der Bootskörper mittels der beweglichen Flutrohre (10) erreicht wird. nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch bei sich änderndem Wasserstand, die Position des Wasserrades (6) und dessen untere Schaufeln (11) gegenüber dem Wasserspiegel unverändert bleiben. nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei zu niedrigem Wasserstand zwar die Bootskörper (1) auf Grund aufsitzen können, aber keinesfalls die Radschaufeln (11). dadurch gekennzeichnet, dass man die von der Wasser-Fließgeschwindigkeit abhängige Leistung des Wasserrades steigern kann, indem man als Standort Fluss-Engstellen auswählt, oder das Flussbett auf umweltverträgliche Art einengt und so die Fließ-Geschwindigkeit erhöht. nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Leistung des Wasserrades steigern kann, indem man das Wasserrad (6) so breit baut, wie es mit vernünftigem Aufwand möglich ist und der gegebene Standort zulässt. nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Leistung steigern kann, indem man mehrere Wasserräder hintereinander oder auch nebeneinander anordnet. dadurch gekennzeichnet, dass das Schwimmende Wasserrad ohne allzu großen Aufwand an einen anderen Standort verlegt werden kann. dadurch gekennzeichnet, dass das Schwimmende Wasserrad Fische und andere in den Flüssen vorhandene Lebwesen nur minimal beeinträchtigt, aber nicht ernsthaft gefährdet und auch ihren Lebensraum nicht nennenswert einschränkt.