DE102018003597A1

DE102018003597A1 - "Arrangement for a hydroelectric plant with low water level"

Info

Publication number: DE102018003597A1
Application number: DE102018003597.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2019-11-07

Abstract

Anordnung für eine Wasserkraftanlage mit geringer Stauhöhe, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserkraftanlage (1) das Mittelschlächtige Wasserrad (13), den um den Winkel µ (17) gegenüber der Horizontalen versetzten Oberwasserboden (9) mit der Ausnehmung (14) und dem über das Stellelement (20) durchlassmäßig verstellbare Gitterrost (15), die Stauwand (2,2') mit der Führungsnut (7,7') und die darin über das Stellelement (3,3') und die Zahnstange (4,4') verfahrbare Stauplatte (6), die Stützwand (10,10'), die Rückwand (16) und den um den Winkel µ (17') gegenüber der Horizontalen versetzten Ablaufboden (11) aufweist.

Arrangement for a hydropower plant with a low water level, characterized in that the hydroelectric power plant (1) the Mittelschlächtige water wheel (13) by the angle μ (17) relative to the horizontal staggered upper water bottom (9) with the recess (14) and over the Control element (20) by means of adjustable grate (15), the stowage wall (2,2 ') with the guide groove (7,7') and the therein over the adjusting element (3,3 ') and the rack (4,4') movable Baffle plate (6), the support wall (10,10 '), the rear wall (16) and by the angle μ (17') offset from the horizontal drainage bottom (11).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für eine Wasserkraftanlage mit geringer Stauhöhe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement for a hydropower plant with low damming height according to the preamble of patent claim 1.

Im Stand der Technik sind derartige Anordnungen bekannt und in Gebrauch. Wegen der umweltschädlichen fossilen Energieträger werden in zunehmendem Maße regenerative Energieformen wie Wasser- und Windenergie eingesetzt. Hier macht die Ausnutzung der Wasserkraft aber nur mit hocheffektiven Wasserturbinenanlagen mit großen Höhenunterschieden von => 30m wirtschaftlich Sinn was zu hohen Investitionskosten führt. Will man die potentielle und kinetische Energie zur Stromerzeugung von Flüssen nutzen so sind europaweit und insbesondere auch in Deutschland nur wenige Flüsse dazu geeignet, so dass sich diese in der Mehrzahl lediglich für Stauhöhen von ca. 2 m bis 4 m eignen. Hierfür sind Oberschlächtige, Unterschlächtige und Mittelschlächtige Wasserräder geeignet, wobei insbesondere Mittelschlächtige Wasserräder bei entsprechender Auslegung einen Wirkungsgrad von bis zu 85% erzielen der schon sehr nahe an den Wirkungsgrad herkömmlicher Turbinen reicht.Such arrangements are known and used in the prior art. Because of the environmentally harmful fossil fuels increasingly regenerative forms of energy such as water and wind energy are used. Here, however, the utilization of hydropower makes economic sense only with highly effective water turbine plants with large height differences of => 30m, which leads to high investment costs. If one wishes to use the potential and kinetic energy to generate electricity from rivers, only a few rivers are suitable throughout Europe, and especially in Germany, so that these are mostly suitable for reservoir heights of only approx. 2 m to 4 m. For this purpose, supernatural, Unterschlächtige and Mittelschlachtige water wheels are suitable, in particular Mittelschlachtige water wheels with an appropriate design achieve an efficiency of up to 85% already very close to the efficiency of conventional turbines.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Wasserkraftanlage mit einem Mittelschlächtigen Wasserrad vorzustellen die den Stand der Technik weiterführt.The object of the invention is to introduce a hydroelectric power plant with a Mittelschlacht waterwheel which continues the state of the art.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.The object is achieved by the invention specified in the claims.

In folgendem wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zwei Zeichnungen beschrieben.In the following the invention will be described with reference to a preferred embodiment in conjunction with two drawings.

Dabei zeigt:

1. einen vereinfachten Längsschnitt der Wasserkraftanlage (1).
2. eine vereinfachte Draufsicht nach 1.

Showing:

1 , a simplified longitudinal section of the hydropower plant ( 1 ).
2 , a simplified plan view 1 ,

Um Mittelschlächtige Wasserrädern zur Energiegewinnung bei geringen Stauhöhen insbesondere langfristig vor schädlichem Geschiebe zu schützen und um Fischen ein sicheres Queren der Anlage zu ermöglichen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen dass das Oberwasser der Wasserkraftanlage (1) durch die Stauplatte (6), die Stauwand (2,2') und den Oberwasserboden (9) so gestaut wird, dass das darin befindliche Wasser durch die Ausnehmung (14) mit dem durch das Stellelement (20) verstellbaren Gitterrost (15) die potentielle und kinetische Energie des Wassers auf das Mittelschlächtiges Wasserrad (13) einwirken kann, was zu einem hohen Erntegrad führt. Das Gehäuse für das Mittelschlächtige Wasserrad (13) wird durch den um den Winkel µ (17) gegenüber der Horizontalen versetzten Oberwasserboden (9), die Stützwand (10,10'), die Rückwand (16) und den um den Winkel µ (17') gegenüber der Horizontalen versetzten Ablaufboden (11) realisiert. Das Stellelement (20) ermöglicht eine Durchflussregelung des verstellbaren Gitterrostes (15) von geschlossen bis zur maximalen Öffnung. Hierdurch kann zum einen die Leistung des über das Getriebe (21) getriebenen Generators (22) gesteuert werden und zum anderen die Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden um angefallenes Geschiebe über die Durchflussöffnung (8) auszuschieben, wobei die Stauplatte (6) über das Stellelement (3,3') mit der Zahnstange (4,4') in der Führungsnut (7,7') beliebig verfahrbar ist. Die Durchflussöffnung (8) ist ansonsten permanent vom Oberwasserboden (9) beliebig zu beabstanden um Fischen den Durchgang und strömungsbedingten Geschiebetransort zu ermöglichen, wobei der Winkel µ (17,17') diesen Transport unterstützt.In order to protect Mittelschlachtige water wheels for energy production at low storage heights in particular long-term against harmful attachments and to allow fishing a safe crossing of the plant is proposed according to the invention that the upper water of the hydropower plant ( 1 ) through the baffle plate ( 6 ), the stowage wall ( 2 . 2 ' ) and the upper water floor ( 9 ) is stowed so that the water therein through the recess ( 14 ) with the by the actuator ( 20 ) adjustable grate ( 15 ) the potential and kinetic energy of the water on the mid-water wheel ( 13 ), which leads to a high degree of harvesting. The housing for the medium-heavy water wheel ( 13 ) by the angle μ ( 17 ) relative to the horizontal staggered upper water floor ( 9 ), the supporting wall ( 10 . 10 ' ), the back wall ( 16 ) and the angle μ ( 17 ' ) offset from the horizontal offset floor ( 11 ) realized. The actuator ( 20 ) allows a flow control of the adjustable grid ( 15 ) from closed to maximum opening. In this way, on the one hand, the power of the transmission ( 21 ) driven generator ( 22 ) and, on the other hand, the flow velocity can be increased by means of accumulated sediment via the flow opening (FIG. 8th ), the baffle plate ( 6 ) via the actuator ( 3 , 3 ') with the rack ( 4 . 4 ' ) in the guide groove ( 7 . 7 ' ) is freely movable. The flow opening ( 8th ) is otherwise permanently from the upper water floor ( 9 ) to allow fish passage and fluid bedload translocation, the angle μ ( 17 . 17 ' ) supports this transport.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

WasserkraftanlageHydropower plant (1)(1) Stauwandretaining wall (2,2')(2,2 ') Stellelementactuator (3,3')(3,3 ') Zahnstangerack (4,4')(4,4 ') Überlaufoverflow (5)(5) Stauplattebaffle plate (6)(6) Führungsnutguide (7,7')(7,7 ') DurchflussöffnungFlow opening (8)(8th) OberwasserbodenHeadwater ground (9)(9) Stützwandretaining wall (10,10')(10,10 ') Ablaufbodendrain bottom (11)(11) Abstand aDistance a (12)(12) Mittelschlächtiges WasserradMedium-heavy waterwheel (13)(13) Ausnehmungrecess (14)(14) verstellbarer Gitterrostadjustable grate (15)(15) Rückwandrear wall (16)(16) Winkel µAngle μ (17,17')(17,17 ') Stellelementactuator (20)(20) Getriebetransmission (21)(21) Generatorgenerator (22)(22)

Claims

Arrangement for a hydropower plant with a low water level, characterized in that the hydroelectric power plant (1) the Mittelschlächtige water wheel (13) by the angle μ (17) relative to the horizontal staggered upper water bottom (9) with the recess (14) and over the Control element (20) by means of adjustable grate (15), the stowage wall (2,2 ') with the guide groove (7,7') and the therein over the adjusting element (3,3 ') and the rack (4,4') movable Baffle plate (6), the support wall (10,10 '), the rear wall (16) and by the angle μ (17') offset from the horizontal drainage bottom (11).