DE10210597A1

DE10210597A1 - Wasserkraftwerk

Info

Publication number: DE10210597A1
Application number: DE10210597A
Authority: DE
Inventors: Ranko Tomic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wasserkraftwerk mit einem Wasserrad, einem Generator zur Erzeugung von Strom sowie Kopplungsmitteln zur Übertragung der Drehbewegung des Wasserrads auf den Generator. Das Wasserrad, der Generator und die Kopplungsmittel sind auf einer Schwimmplattform gehaltert, wobei die Schwimmplattform in einem fließenden Gewässer verankerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserkraftwerk mit wenigstens einem Wasserrad, wenigstens einem Generator zur Erzeugung von Strom sowie Kopplungsmitteln zur Übertragung der Drehbewegung des Wasserrades auf den Generator.
Wasserkraftwerke verwenden insbesondere Turbinen oder Wasserräder, um die Strömungsenergie des Wassers in eine Drehbewegung umzuwandeln, die dann über einen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt wird.
Um die Wasserenergie möglichst effektiv nutzen zu können, werden Seen und/oder Flüsse aufgestaut. Bei anderen Konzepten wird ein Teil des Wassers vom Fluß abgezweigt, durch das Wasserkraftwerk geleitet und danach wieder dem Fluß zugeführt. In beiden Fällen findet jedoch ein erheblicher Eingriff in die Natur statt, so daß derartige Projekte vom ökologischen Standpunkt gesehen äußerst bedenklich sind.
Andererseits stellt Wasser eine erneuerbare Energiequelle dar, so daß es wünschenswert ist, nach neuen Möglichkeiten zur Nutzung der Wasserkraft zu suchen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wasserkraftwerk zu schaffen, welches aus ökologischer Sicht relativ unbedenklich ist.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Wasserkraftwerk bereitzustellen, welches in der Herstellung relativ kostengünstig ist.

Erfindungsgemäß werden die Aufgaben durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß besteht das Wasserkraftwerk im wesentlichen aus wenigstens einem Wasserrad, wenigstens einem Generator zur Erzeugung von Strom sowie Kopplungsmitteln zur Übertragung der Drehbewegung des Wasserrades auf den Generator. Das Wasserrad, der Generator und die Kopplungsmittel sind auf einer Schwimmplattform gehaltert.

Ein derartiges Wasserkraftwerk kann in einem fließenden Gewässer verankert werden, wobei die Strömungsgeschwindigkeit das Wasserrad antreibt und der Generator aus der Drehbewegung des Wasserrades Strom erzeugt.

Da die Schwimmplattform schwimmend verankert wird, ist weder ein Aufstauen noch ein Abzweigen von Wasser erforderlich. Das erfindungsgemäß Wasserkraftwerk stellt somit lediglich einen geringen bzw. zu vernachlässigenden Eingriff in das Ökosystem dar.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Schwimmplattform wenigstens zwei Rümpfe auf, die mit Traversen verbunden sind. Die Rümpfe sind dabei zweckmäßigerweise mit Auftriebskörpern, beispielsweise Styroporelementen, versehen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Wasserrad zwischen den beiden Rümpfen derart gehaltert, daß es mit einem Teil unterhalb der Wasserlinie der Schwimmplattform liegt.

Die Größe des Wasserrades und des Generators hängt primär von der benötigten Strommenge ab.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, daß mehrere Schwimmplattformen hintereinander und/oder nebeneinander angeordnet werden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wasserkraftwerks,
Fig. 2 eine Draufsicht des Wasserkraftwerks gemäß Fig. 1 in einer ersten Variante,
Fig. 3 eine Vorderansicht des Wasserkraftwerks gemäß Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht des Wasserkraftwerks gemäß Fig. 1 in einer zweiten Variante,
Fig. 5 eine Draufsicht auf zwei hintereinander angeordnete Schwimmplattformen und
Fig. 6 eine Draufsicht auf sechs neben- und hintereinander angeordnete Schwimmplattformen.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Wasserkraftwerk W besteht im wesentlichen aus einem Wasserrad 1, wenigstens einem Generator 2 zur Erzeugung von Strom sowie Kopplungsmitteln 3 zur Übertragung der Drehbewegung des Wasserrads auf den Generator.
Das Wasserrad 1, der Generator 2 und die Kopplungsmittel 3 sind auf einer Schwimmplattform 4 gehaltert, die zwei Rümpfe 4a, 4b aufweist, die mit Traversen 4c, 4d verbunden sind, so daß sich eine starre Schwimmplattform bildet.
Die Rümpfe sind zweckmäßigerweise mit Auftriebskörpern versehen, um den nötigen Auftrieb zu gewährleisten. Als Auftriebskörper können dabei insbesondere Styroporelemente zum Einsatz kommen.
Das Wasserrad 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Drehachse 5 an einem Halterungsgestell 6 drehbar gelagert. Das Wasserrad wird dabei zwischen den beiden Rümpfen 4a, 4b derart gehaltert, daß es mit einem Teil unterhalb der Wasserlinie 4i liegt. Es handelt sich somit um ein unterschlächtiges Wasserrad.
Fig. 2 läßt erkennen, daß beim dargestellten Ausführungsbeispiel noch ein zweiter Generator 2' mit zweiten Kopplungsmitteln 3' vorgesehen ist, wobei der eine Generator 2 auf dem einen Rumpf 4a und der andere Generator 2' auf dem anderen Rumpf 4b der Schwimmplattform 4 gehaltert ist.
Die Kopplungsmittel können in an sich bekannter Art und Weise ausgestaltet werden. So kann beispielsweise, wie in Fig. 1 bzw. 3 angedeutet, auf dem Wasserrad 1 ein Zahnrad 3a vorgesehen werden, welches die Drehbewegung des Wasserrades 1 über ein weiteres Zahnrad 3b auf eine Welle 3c überträgt. Die Drehbewegung der Welle wird dann über einen Riemen 3d im Generator in elektrische Energie, d. h. Strom, umgewandelt.
Zur Erzeugung von Energie ist die Schwimmplattform in einem fließenden Gewässer zu verankern. Als Befestigungsmittel dienen beispielsweise Seile 7, insbesondere Stahlseile. Die Verankerung erfolgt dabei zweckmäßigerweise am Ufer. Ein im Wasser stehender Befestigungspfosten wäre jedoch genauso denkbar.
Die Drehgeschwindigkeit des Wasserrades hängt insbesondere von der Strömungsgeschwindigkeit zwischen den beiden Rümpfen ab. Je nach Strömungsgeschwindigkeit kann es daher zweckmäßig sein, durch geeignete Mittel die Strömungsgeschwindigkeit des Gewässers im Bereich des Wasserrades zu verändern. Dies kann auf besonders einfache Art und Weise durch die stromaufwärts angeordneten Enden der Rümpfe 4a, 4b erreicht werden. Die in Fig. 2 gezeigten Enden 4e, 4f der Rümpfe 4b, 4a sind so ausgebildet, daß die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Rümpfen unverändert bleibt und das gegen die Enden 4e, 4f strömende Wasser nach außen abgeleitet wird. Bei der in Fig. 4 gezeigten Variante wird die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den beiden Rümpfen 4a, 4b dadurch erhöht, daß die Enden 4g und 4h der Rümpfe eine Verengung bilden und dadurch zusätzliches Wasser zwischen die Rümpfe leiten.
Die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den beiden Rümpfen könnte zusätzlich noch dadurch verändert werden, daß die Enden der Rümpfe mit verschiebbaren Platten ausgerüstet sind, durch die der Einlaufbereich vergrößert bzw. verkleinert werden kann.
Der von den Generatoren 2, 2' erzeugte Strom wird über Stromkabel 8 ans Ufer geleitet und dort in geeigneter Form ins Stromnetz eingeleitet. Die Seile 7 können gleichzeitig auch zur Halterung der Stromkabel dienen. Im einfachsten Fall werden die Stromkabel spiralförmig um die Seile gewickelt.
Das Wasserrad ist auf der Schwimmplattform derart gehaltert, daß Teile der Schwimmplattform sich weiter unterhalb der Wasserlinie 4i erstrecken, als das Wasserrad. Dies kann beispielsweise durch Platten bzw. wandartige Elemente 4k, 41 erreicht werden (siehe Fig. 3). Bei einem zu niedrigen Wasserstand des Gewässers setzt das Wasserkraftwerk somit zunächst mit diesen platten- bzw. wandartigen Elementen 4k, 41 auf dem Grund auf, wodurch eine Beschädigung des Wasserrades verhindert werden kann.
Die Größe der Schwimmplattform, des Wasserrades sowie der Generatoren kann an die örtlichen Gegebenheiten und Bedürfnisse angepaßt werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht auch darin, mehrere Wasserkraftwerke der oben beschriebenen Art miteinander zu koppeln. So zeigt Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel, bei dem ein erstes Wasserkraftwerk W1 mit einem dahinter angeordneten zweiten Wasserkraft W2 gekoppelt ist. Je nach örtlichen Gegebenheiten kann das zweite Wasserkraftwerk W2 direkt an dem hinteren Ende des ersten Wasserkraftwerks befestigt werden. Ggf. sind jedoch zusätzliche Abspannseile erforderlich.
In Fig. 6 ist eine Anordnung mit sechs Wasserkraftwerken W1-W6 dargestellt, wobei zwei Wasserkraftwerke nebeneinander und drei hintereinander vorgesehen sind.
Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, daß auf einer Schwimmplattform mehrere Wasserräder neben und/oder hintereinander angeordnet sind.
Da das erfindungsgemäße Wasserkraftwerk schwimmend gehaltert wird, ist der ökologische Eingriff minimal. Die Wasserkraftwerke können zudem äußerst preisgünstig und robust hergestellt werden.
Damit zu Reparaturzwecken das Wasserkraftwerk nicht aus dem Wasser herausgehoben werden muß, welches je nach Größe einen gewissen Aufwand erfordert, ist ein Verdrängungskörper 9 vorgesehen, der in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Dieser Verdrängungskörper 9 ist schwimmend ausgebildet. Ferner ist er an seinem vorderen Ende entsprechend komplementär zu dem stromaufwärts angeordneten Ende der Schwimmplattform ausgestaltet. Zu Reparaturzwecken kann dieser Verdrängungskörper 9 mit seinem komplementär ausgestalteten Ende an der Schwimmplattform angedockt werden und verschließt damit den zwischen den beiden Rümpfen der Schwimmplattform ausgebildeten Kanal stromaufwärts, so daß die Strömung zwischen den Rümpfen gegen null geht und das Wasserrad stillsteht. Je nach Größe der Schwimmplattform kann diese dann zu Zwecken der Reparatur betreten werden.

Claims

1. Wasserkraftwerk (W) mit
wenigstens einem Wasserrad (1),
wenigstens einem Generator (2) zur Erzeugung von Strom
sowie Kopplungsmitteln (3) zur Übertragung der Drehbewegung des Wasserrads auf den Generator
gekennzeichnet durch eine Schwimmplattform (4), auf der das Wasserrad, der Generator und die Kopplungsmittel gehaltert sind.

2. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmplattform (4) wenigstens zwei Rümpfe (4a, 4b) aufweist, die mit Traversen (4c, 4d) verbunden sind.

3. Wasserkraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rümpfe (4a, 4b) mit Auftriebskörpern versehen sind.

4. Wasserkraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserrad (1) zwischen den beiden Rümpfen (4a, 4b) derart gehaltert ist, daß es mit einem Teil unterhalb der Wasserlinie (4i) der Schwimmplattform (4) liegt.

5. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Befestigungsmittel (7), um die Schwimmplattform in einem fließenden Gewässer zu verankern.

6. Wasserkraftwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (7) durch Seile, insbesondere Stahlseile, gebildet werden.

7. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit eines Gewässers im Bereich des auf der Schwimmplattform gehalterten Wasserrads (1).

5. Wasserkraftwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärts angeordneten Enden (4g, 4h) der Rümpfe (4a, 4b) derart ausgestaltet sind, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Rümpfen erhöht.

9. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wasserkraftwerke (W1-W6) neben- und/oder hintereinander koppelbar sind.