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Die
Erfindung richtet sich auf ein Flusswasser-Strömungskraftwerk mit mindestens
einer aufstauungsfrei die Strömungsenergie
eines Fließgewässers nutzenden
und kinetische Energie des Fließgewässers abgreifenden,
rotierenden Vorrichtung, wobei das Flusswasser-Strömungskraftwerk modular
aus mehreren Modulelementen aufgebaut ist.
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Weiterhin
richtet sich die Erfindung auf ein Flusswasser-Strömungskraftwerks-Modulelement.
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Die
Nutzung der Wasserkraft in Form von Schöpfwerken und Wasserrädern ist
seit langem bekannt. Im Allgemeinen wird hier ohne eine Aufstauung
des Wassers ausschließlich
die reine Strömungsenergie
des Wassers genutzt. Die Bedeutung dieser Form der Wasserkraftnutzung
ist bisher allerdings relativ gering, da durch eine zusätzliche
Aufstauung des Flusswassers der Energieertrag gesteigert werden
kann und sich die Wasserkraftnutzung auf dieser Basis in der technischen
Anwendung durchgesetzt hat.
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Insbesondere
für Fließgewässer, die
nicht gestaut werden können,
wurde und konnte bislang nur das unterschlächtige Wasserrad in extrem
großer Bauform
(im Durchmesser bis zu zwölf
Meter groß) und
mit einer geringen Leistung eingesetzt werden. Dies verlangt relativ
hochbauende Einheiten, mit welchen sich Flusswasser-Strömungskraftwerke
mit direkter Installation eines solchen Kraftwerkes im Fluss nur
schwerlich realisieren lassen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht,
in konstruktiv günstiger
Weise ein effektiv arbeitendes Flusswasser-Strömungskraftwerk auszubilden.
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Bei
einem Flusswasser-Strömungskraftwerk der
eingangs näher
bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Modulelemente jeweils ein unterseitig offenes Gehäuse oder
einen Konstruktionsrahmen umfassen, worin jeweils eine Tragstruktur
angeordnet ist, an welcher mindestens eine rotierende Vorrichtung
mit Lager, ein Generator, ein zwischen rotierender Vorrichtung und
Generator geschaltetes Getriebe sowie ein Spannungs-Strom-Wandler
angeordnet sind.
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Bei
einem Flusswasser-Strömungskraftwerks-Modulelement
wird diese Aufgabe gelöst durch
eine Flusswasser-Strömungskraftwerks-Modulelement,
umfassend ein unterseitig offenes Gehäuse oder einen Konstruktionsrahmen,
worin jeweils eine Tragstruktur angeordnet ist, an welcher mindestens
eine aufstauungsfrei die Strömungsenergie
eines Fließgewässers nutzende
und kinetische Energie des Fließgewässers abgreifende,
rotierende Vorrichtung mit zugeordnetem Lager, ein Generator, ein zwischen
rotierender Vorrichtung und Generator geschaltetes Getriebe sowie
ein Spannungs-Strom-Wandler angeordnet sind.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen
des Flusswasser-Strömungskraftwerks
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Mit
der Erfindung ist es möglich,
ein Flusswasser-Strömungskraftwerk
modular aus einzelnen kleineren Einheiten zusammenzubauen, wobei
die einzelnen Einheiten jeweils insbesondere Wasserräder kleineren
Durchmessers aufweisen, so dass dadurch eine direkte Installation
im Fluss ohne große bauliche
Maßnahmen
möglich
ist und je nach Standortmöglichkeit
und Strömung
des jeweiligen Gewässers
das Flusswasser-Strömungskraftwerk
in seiner Form und Auslegung variable anpassbar ist.
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Um
die einzelnen Module schwimmfähig
in einem Fließgewässer anordnen
zu können,
sieht die Erfindung in Ausgestaltung vor, dass das Gehäuse oder
der Konstruktionsrahmen innenseitig am Gehäuse oder am Konstruktionsrahmen
befestigte Schwimm- oder Auftriebskörper aufweist. Dies hat weiterhin
den Vorteil, dass die Schwimmkörper
nicht über
die Außenmaße des Gehäuses oder
Konstruktionsrahmens überstehen
und somit bei einem Transport zum Einsatzort innerhalb des Gehäuses oder Konstruktionsrahmens
geschützt
sind, was im Übrigen
auch für
die anderen im Gehäuse
oder Konstruktionsrahmen angeordneten Bauteile und Bauelemente eines
Modulelements gilt.
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Bei
der die kinetische Energie des Fließgewässers abgreifenden rotierenden
Vorrichtung handelt es sich erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise um
ein Wasserrad, ein Schaufelrad, eine Axial-Strömungsturbine oder eine Quer-Strömungsturbine.
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Besonders
zweckmäßig ist
es, das Gehäuse in
einer solchen Größe auszubilden,
dass es einen Teilbereich eines Standard-Containers ausbildet, so dass
es unter logistischen Gesichtspunkten problemlos von üblichen
Containertransportfahrzeugen transportiert werden kann. Die Erfindung
zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass das Gehäuse oder
der Konstruktionsrahmen die Größe eines
Teilbereiches eines Standard-Containers aufweist.
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Um
die Position der die kinetische Energie des Fließgewässers abgreifenden, rotierenden
Vorrichtung nach Positionierung des Gehäuses oder Modulelementes im
Fluss in die gewünschte
Relativlage zur Oberfläche
des Fließgewässers bringen
zu können,
sieht die Erfindung weiterhin vor, dass die rotierende Vorrichtung
und/oder die Schwimmkörper
relativ zum Gehäuse
höhenverstellbar
in oder an diesem angeordnet sind. Durch diese Höhenverstellbarkeit lässt sich
die rotierende Vorrichtung in die gewünschte Relativposition zur
Oberfläche
des Fließgewässers oder
die gewünschte
Eintauchtiefe ins Fließgewässer bringen.
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Hierbei
ist es insbesondere bei Wasserrädern
notwendig, dieses in eine unterschlächtige oder tiefschlächtige Position
bringen zu können.
Die Erfindung sieht daher in Weiterbildung weiterhin vor, dass die
rotierende Vorrichtung insbesondere als Wasserrad ausgebildet und
in eine unterschlächtige
oder tiefschlächtige
Betriebsposition bringbar in oder an dem Gehäuse oder Konstruktionsrahmen
angeordnet ist.
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Da
die Modulelemente es erlauben, ein Flusswasser-Strömungskraftwerk
mit Wasserrädern relativ
kleinen Durchmessers auszubilden, zeichnet sich die Erfindung weiterhin
dadurch aus, dass ein Wasserrad einen Durchmesser von 1–4 Meter,
vorzugsweise 1,5–2,5
Meter, aufweist.
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Schließlich zeichnet
sich die Erfindung dadurch aus, dass mehrere Modulelemente einen
begehbaren Ponton ausbildend miteinander verbunden sind.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese
zeigt in
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1 in
schematischer Darstellung eine Vorderansicht eines Flusswasser-Strömungskraftwerks-Modulelements;
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2 in
schematischer Darstellung eine Seitenansicht des Modulelements gemäß 1;
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3 in
schematischer Darstellung eine Draufsicht auf das Modulelement gemäß 1 und 2;
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4 eine
schematische Darstellung eines Gehäuses oder Konstruktionsrahmens;
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5 in
schematischer Seitenansicht ein Gehäuse oder einen Konstruktionsrahmen
mit einem Wasserrad;
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6 in
schematischer Seitenansicht ein Modulelement mit drei koaxial angeordneten
Wasserrädern;
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7 in
schematischer Seitenansicht einen aus fünf Modulelementen zusammengesetzten Schwimm-Ponton;
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8 in
schematischer Seitenansicht einen aus acht hintereinander angeordneten
Reihen ausgebildeter Schwimm-Ponton und
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9 in
schematischer Perspektivdarstellung einen aus vier Reihen mit jeweils
fünf Modulelementen
gebildeter Schwimm-Ponton zur Ausbildung eines Flusswasser-Strömungskraftwerks.
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Die 1–3 zeigen
einen Konstruktionsrahmen 1 in Form und Größe eines
Containerrahmens eines üblichen
Standardcontainers, der die Basis eines jeden jeweils insgesamt
mit 12 bezeichneten Modulelements bildet, aus welchem ein
Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 modular
unter Verwendung mehrerer Modulelemente 12 aufgebaut und aufbaubar
ist. Unterseitig und quer zur Strömungsrichtung des Fließgewässers ist
das Modulelement 12 unterhalb eines darin angeordneten
Wasserrades 13 offen ausgebildet. Auf der in seiner Einsatzposition
dem Fließgewässer zugewandten
unteren Seite weist das Modulelement 12 zwei senkrecht
zur Drehachse 4 des Wasserrades angeordnete Schwimmkörper 2 auf,
die in der Betriebsposition in Strömungsrichtung des Fließgewässers angeordnet
sind. Das Wasserrad 13 weist mehrere in der Betriebsposition
des Modulelementes 12 quer zur Strömungsrichtung des Fließgewässers ausgerichtete
Wasserradschaufeln 3 auf, von welchen jeweils die sich
in unterer Position befindenden Wasserradschaufel(n) 3 in
das Fließgewässer eintauchen,
so dass es sich bei dem Wasserrad 13 in seiner Betriebsposition
um ein unterschlächtiges
Wasserrad handelt. An dem Konstruktionsrahmen 1 sind Lager 5 befestigt
und angeordnet, in welchen die Wasserradachse 4 des Wasserrades 13 rotierbar
gelagert ist. Die Wasserradachse 4 steht mit einem zugeordneten
Getriebe 6 in Wirkverbindung, das die relativ langsame
Drehgeschwindigkeit der Wasserradachse 4 in eine deutlich höhere Drehzahl
einer Generatorantriebsdrehachse 14 übersetzt. Mit der Generatorantriebsachse 14 wird ein
Stromgenerator 7 angetrieben, der einen Spannungs- und
Stromausgang aufweist, so dass im Betrieb des Modulelementes 12 aufgrund
der durch die Strömung
des Fließgewässers bewirkten
Rotation des Wasserrades 13 mittels des Generators 7 Strom erzeugt
werden kann. Der Stromgenerator 7 steht über eine
schematisch dargestellte Leitung 15 mit einem Spannungs-Strom-Wandler 8 in
Verbindung. Der Spannungs-Strom-Wandler 8 ist für die Standardeinspeisung
in ein angeschlossenes Energienetz ausgelegt und mit einem Übergangsstecker
zu einer zentralen Schaltanlage ausgestattet, die bei mehreren in
Wirkverbindung zusammengeschlossenen Modulelementen 12 die
jeweils erzeugte Energie aufnimmt und in eine Hoch- oder Mittelspannung
umformt, die dann wiederum ins Energienetz eingespeist wird oder
werden kann. Die dem erfindungsgemäßen Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 zugeordnete
Schaltanlage ist auch in der Lage, Strom für Energiespeichersysteme oder
Elemente zu liefern, die entweder auf der aus mehreren Modulen 12 gebildeten
Pontonanlage oder außerhalb
einer solchen geladen werden.
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Der
Konstruktionsrahmen 1 ist mit einer Tragkonstruktion 9 ausgestattet,
die aus zwei sich oberseitig längs
des Konstruktionsrahmens 1 erstreckenden Streben 21 besteht,
an welchen eine Haltevorrichtung 10 befestigt ist, die
aus mehreren Halteelementen 16 besteht, an welchen die
Lager 5 der Wasserradachse 4 mit angeschlossenem
Getriebe 6 und angeschlossenem Generator 7 höhenverstellbar gelagert
und/oder angeordnet sind. An dem Spannungs-Strom-Wandler 8 ist
ein Stromausgang 11 ausgebildet, mit welchem die/der in
dem jeweiligen Modulelement 12 erzeugte Spannung/Strom
dann über
Kabeltrassen zu einer Zentralenergieeinheit, der vorstehend schon
erwähnten
Schaltanlage, geführt
werden kann. Diese Schaltanlage kann auf einem aus mehreren Modulelementen 12 gebildeten Schwimm-Ponton
oder in einem weiteren, entsprechend ausgestatteten Modulelement 12 angeordnet sein,
sich aber auch außerhalb
des Fließgewässers an
Land befinden.
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Bei
dem Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 mit
einem Wasserrad 13 als aufstauungsfrei die Strömungsenergie
eines Flussgewässers
nutzender und kinetische Energie des Fließgewässers abgreifender rotierender
Vorrichtung, bildet sich erfindungsgemäß ein Wasserkraftwerk aus,
das aus einem oder mehreren Modulelementen 12 besteht,
die zur Ausbildung eines Schwimmverbandes oder Schwimm-Pontons konstruktiv
miteinander verbunden werden, so dass die Gesamtheit der Modulelemente 12 dann
das Flusswasser-Strömungskraftwerk
zumindest im Wesentlichen ausbildet. Die Modulelemente 12 dienen
jeweils zur Aufnahme von einem oder mehreren Wasserrädern 13,
Wasserturbinen oder anderen mechanisch/elektrischen Energiewandlern,
die die Stoßkräfte eines
Fließgewässers aufstauungsfrei
in der Fläche
abgreifen und diese auf einen oder mehrere Generatoren 7 zur
Stromerzeugung übertragen.
Je nach der zur Verfügung
stehenden Wasserfläche
können
die Modulelemente 12 neben- und/oder hintereinander angeordnet
werden. Die einzelnen Modulelemente 12 können durch
begehbare Stege miteinander verbunden werden, so dass es dann möglich ist,
zu den einzelnen, im Verbund angeordneten Modulelementen 12 zu
gelangen, um diese zu warten und zu reparieren. Die Modulelemente 12 arbeiten
jeweils autark und unabhängig
voneinander, so dass eine Störung
oder Reparatur eines Modulelementes 12 den Betrieb des
Flusswasser-Strömungskraftwerks 17 insgesamt
nicht beeinträchtigt
und eine Störung
eines Modulelements 12 ein Abschalten der gesamten Anlage,
d. h. des gesamten Flusswasser-Strömungskraftwerks 17,
nicht erforderlich macht. Jedes Modulelement 12 weist neben
dem Konstruktionsrahmen 1 eine Tragkonstruktion 9 auf,
an der ein oder mehrere Wasserräder 13, für jedes
Ende der Wasserradachse 4 ein Lager 5, ein Getriebe 6,
ein Generator 7 und ein Spannungs-Strom-Wandler 8 angeordnet
ist. Die Tragkonstruktion 9 ist an dem standardisierten
Konstruktionsrahmen 1, der in seinen Maßen den internationalen Standardmaßen eines
Standardcontainers oder einem Teilbereich desselben entspricht,
befestigt. Der Konstruktionsrahmen 1 ist unterseitig an
einer Seite, die in seiner Betriebsposition quer zur Strömung des zugeordneten
Fließgewässers ausgebildet
ist, unterhalb des Wasserrades 13 offen ausgebildet. An
dem Konstruktionsrahmen 1 sind in Fließrichtung des Fließgewässers rechts-
und linksseitig des Konstruktionsrahmens 1 Schwimmkörper 2 angebracht,
die die allgemeine Eintauchtiefe eines Modulelementes 12 vorgeben.
Die jeweils konkrete Eintauchtiefe eines Wasserrades 13 lässt sich
mittels der Tragkonstruktion 9 und der daran angeordneten
Halteelemente 16 manuell oder mittels nicht dargestellter
Motoren einstellen. Das aus den Modulelementen 12 aufgebaute
Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 kann
somit an die jeweilige Wassertiefe an seinem jeweiligen Einsatzort
angepasst werden. Zusätzlich können, wie
in den 7–9 dargestellt,
seitlich an dem Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 noch weitere
größere Schwimm-
oder Auftriebskörper 18 in
Strömungsrichtung
angeordnet werden. Dies ermöglicht
es, die aus mehreren Modulelementen 12 zusammengesetzte
Plattform oder den Schwimmponton 19 gegebenenfalls als
Besucherplattform oder begehbar zu nutzende Plattform auszubilden.
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Insgesamt
besteht das Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 aus
verrottungs- und wasserbeständigen
Materialien. Es wird den wasserrechtlichen Bestimmungen entsprechend
konstruiert und außerhalb
von Fahrrinnen an der dafür
bestimmten Stelle positioniert und fest stationiert. Es ist so konstruiert, dass
es sich unterschiedlichen Pegelständen der Fließgewässer anpassen
kann.
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Zur
mechanisch festen Anbringung der Energiewandler, d. h. der aufstauungsfrei
die Strömungsenergie
eines Fließgewässers nutzenden
und kinetische Energie eines Fließgewässers abgreifenden, rotierenden
Vorrichtung, beispielsweise Wasserräder 13, oder Turbinen,
insbesondere Axial-Strömungsturbinen
oder Quer-Strömungsturbinen,
und zur Befestigung eines Generators 7 dient der in seiner
Größe an die
jeweiligen Gegebenheiten angepasste Konstruktionsrahmen 1,
der zum Aufbau eines Modulelementes 12 in den Maßen oder
Teilmaßen
eines internationalen Standard-Containers ausgebildet ist. Dieser
Konstruktionsrahmen 1 besteht aus verrottungs- und wasserbeständigen Materialien
in Form von stabilen Rohren, Profilen, oder ähnlichem. Mehrere neben- oder
hintereinander gereihte Konstruktionsrahmen 1 können durch
Schrauben, Nieten oder Schweißen
miteinander verbunden werden, so dass ihre jeweilige Anordnung variabel
handhabbar ist. Bei den in den 7, 8 und 9 dargestellten Ausführungsformen
sind die Konstruktionsrahmen 1 und damit die Modulelemente 12 jeweils
quer zur Strömungsrichtung
miteinander verbunden und sind an den äußeren Längsseiten jeweils Schwimm-
oder Auftriebskörper 18 ausgebildet,
so dass die Modulelemente 12 oder Konstruktionsrahmen 1 in
diesen Fällen
die Verbindung zwischen gegenüberliegenden Schwimmkörpern 18 quer
zur Strömungsrichtung ausbilden.
Die Schwimmkörper 18 erstrecken
sich längs
eines aus einer Vielzahl von Modulen 12 ausgebildeten Flusswasser-Strömungskraftwerks 17 über dessen
gesamte Länge.
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Wie
aus den 5 und 6 ersichtlich
ist, können
in einem Konstruktionsrahmen 1 ein oder mehrere Energiewandler
in Form einer rotierenden Vorrichtung in unterschiedlicher Anordnung
neben- oder hintereinander eingebaut werden. Die zusammengesetzten
Module ergeben ein Flusswasser-Strömungskraftwerk 17,
das die oberflächige Wasserströmung nutzt
und das in seiner Funktion eigenständig betrieben zur Energieerzeugung
genutzt werden kann. Die mechanische Lagerung der Energiewandler
oder rotierenden Vorrichtungen im jeweiligen Konstruktionsrahmen 1 ist
mittels Verstellmotoren oder hydraulisch oder mechanisch betätigbarer Kurbeln
vertikal verstellbar ausgebildet. Durch diese Einstellungsmöglichkeit
wird es ermöglicht,
die optimale Positionierung der Energiewandler in ihrer Betriebsposition
einzustellen, damit sie in der vorgegebenen Position im Fließgewässer auf
die vorgesehene Eintauchtiefe der rotierenden Vorrichtung eingestellt
werden können.
Die 4 zeigt die Vorderansicht eines Flusswasser-Strömungskraftwerkes 17 von
der Vorderseite her in Strömungsrichtung
des zugeordneten Fließgewässers. Die
seitlich angebrachten Schwimmkörper 18 sind
fest mit der aus den Modulelementen 12 gebildeten Konstruktion
verbunden und sind angeschraubt, angenietet oder angeschweißt. Der
Einströmungsbereich
des Wassers in das Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 ist
offen, so dass die kasten- und quaderförmige Anordnung der einzelnen
Rohre oder Streben eines jeden Konstruktionsrahmens 1 zumindest
im vorderen Eintrittsbereich des Fließgewässers in der Gebrauchsposition des
Modulelementes 12 keine unterseitige Querstrebe quer zur
Strömungsrichtung
des Fließgewässers aufweist.
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Aus
den 8 und 9 ist ersichtlich, dass zwischen
den einzelnen Modulelementen 12 begehbare Freiräume 20 ausgebildet
sind. Die begehbaren Freiräume
werden bodenseitig durch verrottungs- und wasserbeständige, begehbare
Planken oder Gitterroste ausgebildet. Diese ermöglichen es, von der Außenseite
her die Höhenverstellung
der rotierenden Vorrichtung, beispielsweise eines Wasserrades 13, zu
erreichen. Auch sind auf dieser Weise die einzelnen Modulelemente 12 für Wartungs-
und/oder Reparaturarbeiten zugänglich.
Die 9 zeigt ein aus vier Reihen mit jeweils fünf nebeneinander
angeordneten Modulelementen 12 aufgebautes Flusswasser-Strömungskraftwerk 17.
Zur Ausbildung einer durchgehend begehbaren Nutzfläche auf
der Oberseite der Konstruktionsrahmen 1 und der Modulelemente 12 kann
diese durchgängig
mit Planken oder Blechen belegt oder aus diesen gebildet sein und
so ein Schwimmponton 19 mit einer nutzbaren Oberfläche ausgebildet
werden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines
Flusswasser-Strömungskraftwerkes 17 lässt sich
die kinetische Energie der oberflächlichen Strömung eines
Fließgewässers gewinnen
und lassen sich Kraftwerke im Bereich von 300–1000 kW-Leistung erstellen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass Wasserräder 13 oder Schaufelräder oder ähnliche Turbinen
Verwendung finden, die lediglich unterschlächtig oder tiefschlächtig in
das Fließgewässer eintauchen
und somit nicht vollständig
unter der Wasseroberfläche
angeordnet sind. Vorgesehen ist der Einsatz eines erfindungsgemäßen Flusswasser-Strömungskraftwerkes 17 bei
Fließgeschwindigkeiten > 2 m/sec bis zum Bereich
von ca. 0,8 m/sec. Natürlich
ist es möglich,
das erfindungsgemäße Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 auch
bei den in deutschen Flüssen üblichen
Strömungsgeschwindigkeiten
von über
1 m/sec einzusetzen.
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Während Wasserräder heutzutage
im Allgemeinen in Einzelanwendung ihren Einsatz finden, geht die
Erfindung des Flusswasser-Strömungskraftwerkes
von dem Aspekt aus, dass mehrere Wasserräder 13 in der Fläche zusammengefasst
werden, dadurch einen hohen Wirkungsgrad erreichen und sich damit
effektiv zur Stromerzeugung nutzen lassen. Das erfindungsgemäße Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 oder
Oberflächen-Wasserkraftwerk ist
in seinem Aufbau einfach, flexibel und kostengünstig gestaltet. Aufgrund der
Möglichkeit,
die Wasserräder 13 neben-
und hintereinander einsetzen zu können, kann das Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 oder Oberflächen-Wasserkraftwerk
an die unterschiedlichen, sich an der jeweiligen Einbauposition
ergebenden Gegebenheiten eines Fließgewässers angepasst werden. Auch
unterschiedliche Pegelstände von
Fließgewässern beeinträchtigen
die Leistung des Flusswasser-Strömungskraftwerkes 17 nicht.
Es umfasst mehrere Auftriebs- oder Schwimmkörper 2 und/oder 18,
die konstruktiv mit zumindest einem Modulelement 12 oder
einem Konstruktionsrahmen 1 verbunden sind und bei dem
Zusammenbau und Zusammenwirken mehrerer Modulelemente 12 den
gewünschten
Auftrieb bereitstellen. Insbesondere die Wasserräder 13 oder ähnliche
Schaufelräder
sind langlebig, wartungsarm und in der Reparatur kostengünstig. Das
für die
Errichtung eines Flusswasser-Strömungskraftwerkes 17 notwendige
Investitionsvolumen und die daraus erzeugbare Leistung in kW stehen
in einem sehr günstigen
Verhältnis
zueinander, so dass die Investitionskosten sich schnell amortisieren.
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Das
erfindungsgemäße Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 oder
Oberflächen-Wasserkraftwerk wandelt
die in einem Fließgewässer vorhandene,
oberflächennahe
Strömung
und damit kinetische Energie mittels Wasserräder oder ähnlicher rotierender Vorrichtungen,
die als Widerstandsläufer
eingesetzt werden, in elektrische Energie um. In modularer Bauweise
werden mehrere, jeweils mindestens eine rotierbare Vorrichtung oder
ein Wasserrad 13 enthaltende Modulelemente 12 neben-
und/oder hintereinander angeordnet. Über Getriebe 6 und
Generatoren 7 wird die erzeugte elektrische Energie in
eine geeignete Stromeinspeisung umgeformt. Die jeweils eingebaute
rotierende Vorrichtung oder das jeweils eingebaute Wasserrad 13 oder ähnliches
baut relativ klein und weist einen Durchmesser von 1–4 m, vorzugsweise
1,5–2,5
m auf. Sie werden je nach Standortmöglichkeiten und Strömung des
jeweiligen Fließgewässers in
ihrer Form und Auslegung variabel angepasst. Die Wasserräder 13 oder
rotierenden Vorrichtungen werden von Schwimmkörpern 2, 18 eingefasst.
Die einzelnen Konstruktionsrahmen 1, die zur Aufnahme von
Schwimmkörpern 2 dienen,
werden zu einer mehrere Modulelemente 12 und Konstruktionsrahmen 1 umfassende
Gesamtkonstruktion zusammengefasst. Die Anordnung der rotierenden Vorrichtung
oder Wasserräder
innerhalb des Konstruktionsrahmens 1 oder aber die Gesamtkonstruktion
insgesamt ist höhenverstellbar
und die einzelnen Module 12 sind so angeordnet, dass sie
einzeln gewartet oder repariert werden können, ohne dass die Anlage
komplett abgeschaltet werden müsste.
Das erfindungsgemäße Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 kann
in jeder Art von Fließgewässer, das eine
Mindestgeschwindigkeit von 2 m/sec, vorzugsweise 0,8 m/sec aufweist,
zum Einsatz kommen. Sie bietet eine zuverlässige, kostengünstige und
robuste Möglichkeit
zur Energiegewinnung mit einem hohen Wirkungsgrad. Wenn die Modulelemente 12 zu
einem Flusswasser-Strömungskraftwerk 17 mit
einer begehbaren Oberfläche
zusammengefasst oder aufgebaut werden, lässt sich ein solcher Schwimmponton
dann auch als Schiffsanleger einsetzen.
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Die
als Energiewandler zum Einsatz kommenden rotierenden Vorrichtungen
tauchen vorzugsweise nur mit einem Teil ihres jeweils rotierenden Körpers in
das Fließgewässer ein
und sind in ihrer Betriebsposition nicht vollständig vom Fließgewässer bedeckt.