DE10352919A1

DE10352919A1 - Wasserkraftanlage mit Meerwasser

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Publication number: DE10352919A1
Application number: DE10352919A
Authority: DE
Original assignee: ROTH EMIL JOHANN
Current assignee: ROTH EMIL JOHANN
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2006-01-19

Abstract

Meereswasserkraftanlage – dadurch gekennzeichnet das die Anlage nützt um Energie zu erzeugen – Wasser, besonders Meereswasser und das mit Hilfe eines Entnahmebauwerks (1) und Entnahmeturm (2) realisiert aus Beton oder Stahlbeton (oder aus anderen Materialien, die dem Zweck dieser Konstruktion dienen) Entnahmebauwerk (1) und Entnahmeturm (2) werden auf dem Meeresboden fixiert oder auf Metall oder Stahlbetonpfeiler im Meerwasser gelagert.

Description

Eine ideale Energiequelle muss unerschöpflich, umweltverträglich, vielerorts verfügbar und kostengünstig sein. Wasser zählt zu den umweltfreundlichen, ständig erneuerbaren Engerieressourcen (J. Giesecke und E. Mosonyi – Wasserkraftanlagen).
Die Erfindung Meerwasserkraftanlage verwendet das Meerwasser unendlich dasselbe" in dem sie es zu einer einfachen Bewegung vom "Meer aufs Land, vom Land ans Meer" zu fließen zwingt, als eine unendliche Form der Sonnenenergie, die sich mit anderen Mitteln in Strom verwandelt.
Die Erfindung Meerwasserkraftanlage nutzt, um Energie zu erzeugen "die potenzielle Energie eines Speichervolumens", in diesem Fall das Meer oder der Ozean nach dem Prinzip der Energieumwandlung in einer geschlossenen Leitung – Meerwasserzuleitung – Festland – Ableitung – Meer. Die Erfindung betrifft die Konstruktion auf dem Meeresboden eines Entnahmebauwerks [1] mit einem Entnahmeturm [2] und einer Stahlrohrleitung [3] und auf dem Festland mit der Fortführung der Stahlrohrleitung [3], einem Wasserschloss [4], einem Krafthaus [5] mit Turbine [6] und einer Abflussrohrleitung [3] im Meer.
Die Erfindung erlaubt die Anwendung von Pelton- oder Francis-Turbinen, die bei einer entsprechenden Fallhöhe und angemessenem Durchfluss Leistungen von 350 bis 400 MW erzeugen können.
20 – 25 Krafthäuser mit je zwei bis drei eingebauten, vertikalen Peltonturbinen, errichtet entlang der Nordsee- und Südseeküsten Deutschlands können den ganzen elektrischen Energiebedarf der Bundesrepublik Deutschland sichern.
Natürlich muss für das Errichten eines solchen elektrischen Systems eine Vereinbarung zwischen Politik, Industrie und Gewerkschaft vorausgehen.
Medium Meerwasser – 35 kg Salz bei 1000 kg Meerwasser. Alle zehn Meter Tiefe nimmt der Druck um 1 bar (100 KPa) zu.
Die Sichtverhältnisse unter Wasser sind relativ ungünstig. Schon in 35 bis 40 Meter Tiefe nimmt das Wasser eine blaugraue Färbung an. Sichtweiten von 6 bis 12 Meter sind im Wasser als optimal zu bezeichnen.
Die Akkustik im Wasser ist gut und bietet wertvolle Hilfe für Sprechfunkanlagen bei der Verständigung und Orientierung in diversen Tiefen.
Nachdem Helmholtz'schen Gesetz wird durch Reibung von zwei unterschiedlich dichten Medien an deren Grenzschicht eine wellenförmige Ausgleichsbewegung geschaffen, die nach einer gewissen Anfangsphase sinusförmigen Charakter hat. Die Wasserteilchen beschreiben dabei an Ort und Stelle kreisförmige Bahnen (Orbitalbahnen), die in Folge der Reibung zur Tiefe hin immer einen geringeren Durchmesser haben.
Die Wellenbewegung erlischt nach unten und wird schon bei einer Wassertiefe, die etwa der halben Wellenlänge entspricht, nahezu unmerklich (aus Physische Geographie, Teubner-Verlag 1989, D. Kelletat, S. 59 und Gierloff-Emden-1980, Seite 574). Wellen mit kleineren und mittleren Höhen < 1 bis 2 m und 2-4 m sind relativ die häufigsten Wellenhöhen der verschiedenen Meere und Ozeane. Wellen mit extremen Größenordnungen über 4 m oder gar über 6 m gehören zu den Seltenheiten – nach Bigelow-H. B. und Edmondson W. T.
Die Erfindung Meerwasserkraftanlage wird gebaut im Küstengebiet/Ufer/Schorre/Schilfregionen (Terminologie im Küstengebiet nach Valentin 1952 – Seite 84) auf dem Meeresboden, 25 – 30 m – nach Wunsch mehr oder weniger Tiefe – unter der Meerwasseroberfläche. In dieser Tiefe geht nämlich die Wellenenergie durch Reibung so weit verloren, dass geomorphologisch kaum noch Aktivitäten auf dem küstennahen Unterwasserhang entfaltet werden. Oder man wählt eine Tiefe die der halben Wellenlänge an jedem Küstenabschnitt entspricht. Auf dem Meerboden werden ein Entnahmebauwerk [1] mit einem Entnahmeturm [2] fixiert. Entnahmebauwerk [1] und Entnahmeturm [2] sind massive Stahlbetonkonstruktionen.
Das System Entnahmebauwerk [1] mit Entnahmeturm [2] hat die Rolle, einen vorprogrammierten Meereswasserdurchfluss hydraulisch günstig in einer geschlossenen Stahlrohrleitung [3] (Druckstollen) zu leiten und auf die geforderte Stahlrohrgeschwindigkeit zu beschleunigen.
Entnahmebauwerk [1] und Entnahmeturm [2] sind freistehende überflutete vertikale Konstruktionen im Meer.
Das Entnahmebauwerk [1] ist eine massive Stehlbetonkonstruktion geformt aus einem Hohlzylinder [8] und mindestens zwei runden oder viereckigen, rechteckigen, Befestigungsflanschen [7].
Entnahmebauwerk [1] und Hohlzylinder [8] sowie Befestigungsflansche [7] bilden eine einzige Stahlbetonkonstruktion.
Das Entnahmebauwerk [1] mit Hohlzylinder [8] kann ausgebildet werden als Träger des ersten Stahlrohres der Stahlrohrleitung [3].
Die Befestigungsflansche [7] sind mit mindestens vier Perforationen versehen. Jede Perforation enthält eine Aluminiumbuchse [9] (Buchse aus seewassergeeignetem Aluminium – Werkstoff ALMg 3,5 Mn). Durch die Löcher der Befestigungsflansche [7] mit Aluminiumbuchsen [9] werden eine Art massive Einschlagboden-Stahlrohrhülse [10] oder Stahlpalisaden [11] eingeschoben. Die Einschlagboden-Stahlrohrhülse [10] und die Stahlpalisaden [11] werden verzinkt und mit einem seewasserwiderstandsfähigem Kunststoff versehen oder sie erhalten eine Keramikschutzisolation. Verzinken, Kunststoff- und Keramikisolation dienen zum Schutz vor Korrossion der Stahlhülse [10] und Stahlpalisaden [11], befestigen durch ihr tiefes Eindringen in den Meeresboden an dem ausgewählten Platz das Entnahmebauwerk [1].
Die Einschlagbodenhülsen [10] kann man – nachdem sie das Entnahmebauwerk [1] am Meeresboden fixiert haben – mit Beton oder Stahlbeton füllen.
Die Einschlagbodenhülsen [10] können in dem Teil, der in den Meeresboden eindringt, mit einer einfachen Vorrichtung versehen werden. Im inneren der Einschlagbodenhülse – ein Rohr [10] – werden zwei Metallhülsen [14] mit anschraubbaren, zylinderförmigen Stiften [12] versehen. Die Rohrwände der Einschlagbodenhülse [10] werden im Voraus durchlöchert. die Löcher werden mit einem Kunststoff- oder Aluminiumstöpsel [13] Blockiert. Nachdem die Einschlagbodenhülsen aus Stahlrohr [10] das Entnahmebauwerk [1] am Meeresboden befestigt haben, wird in den Körper der leeren Einschlagbodenhülse aus Stahlrohr [10] Beton gegossen. Erreicht die Betonmasse die inneren Metallhülsen [14] mit den angeschraubten, zylinderförmigen Stiften [12], so drückt sie die innere Metallhülse [14] an die Wand der Einschlagbodenhülsen aus Stahlrohr [10]. Die zylinderförmigen Stifte [12] stossen die Aluminium- oder Kunststoffstöpsel [13] heraus und dringen wie Krallen in den Meeresboden ein und bieten der gesamten Konstruktion mehr Stabilität.
Die ganze Konstruktion des Entnahmebauwerkes [1] mit Entnahmeturm [2] mit Befestigungsflanschen [7] wurde so konzipiert, dass das Meerwasser die Konstruktion durchfluten kann.
Natürlich kann man zum Befestigen des Entnahmebauwerkes [1] die Methoden anwenden, die man einsetzt zur Konstruktion und Befestigung von Bohrinseln, Plattformen mit Bohrturm, Stahltürmen, Hubinseln mit absenkbaren Beinen, Stahlbetontürme zur Beförderung des Erdöl- und Erdgasvorkommens. Im Laufe der Zeit sind diese Konstruktionen immer größer geworden und die Wassertiefe, in denen sie arbeiten, erreichen hunderte von Metern Tiefe und bald werden sie tausende von Metern tiefer dringen, um nach dem letzten Tropfen Erdöl zu fördern.
Eine andere Möglichkeit: Der Entnahmeturm [2] – konzipiert in Form eines Zylinders – ist inkrustiert im Entnahmebauwerk [1], enthält an der Talflanke eine Entnahmekonstruktion [15] als Kreisrohrkrümmer und Richtungsänderung der Strömung zur Stahlrohrleitung [3]. Die Stahlrohrleitung [3] wird dem Relief des Meeresgrundes angepasst und geradlinig oder leicht geneigt zum Festland und weiter zur Turbine [6] geführt. Der Hohlzylinder [8] inkrustiert in das Entnahmebauwerk [1] und das Stahlrohr [3] befestigt im Entnahmebauwerk [1], enthalten im Eingangsbereich eine trichterförmige Erweiterung. An dem Entnahmebauwerk [1] mit inkrustiertem Stahlzylinder [8] oder dem Entnahmebauwerk [1] mit befestigtem Stahlrohr [3] (als Variante) wird im Eintrittsbereich der Meereswassermasse ein Rechen [16] mit Querprofilen zum Schutz der Meerestiere montiert und eventuell als Absperrungen ein Kegelschieber [17]. Der Kegelschieber [17] kann auch auf dem Festland installiert werden – gleich nach dem Übergang der Stahlrohrleitung [3] vom Meer auf das Festland.
Der Kegelschieber [17] kann durch Fernbedienung gesteuert werden. Der Rechen [16] kann durch Fernbedienung gereinigt werden. Das Entnahmebauwerk [1] mit Hohlzylinder [8] oder seine Variante mit Stahlrohr [3] mit Rechen [16] und Kegelschieber [17] kann man im Werk im Voraus produzieren und auf dem Meeresboden mit Hilfe eines Meereskranes an dem gewünschten Platz fixieren.
Das Meereswasser dringt in die im Entnahmebauwerk [1] befestigten Stahlrohre [3] oder in den Hohlzylinder 8 ein und wird weitergeleitet an das Stahlrohrleitungssystem [3].
Stahlrohrteile [3] können miteinander verbunden werden durch Flansche [18] oder durch Muffen [19]. Die so nach Bedarf verbundenen Stahlrohre [3] bilden zusammen zwischen dem Entnahmebauwerk [1] und Krafthaus [5] eine aufgeschlossene Stahlrohrleitung [3] oder nach Wunsch eine geschlossene Stahlrohrleitung. Belüftungsmöglichkeiten durch ein klein dimensioniertes Betonrohr [20], das eine direkte Verbindung zwischen dem Entnahmebauwerk [1] und eine auf dem Festland errichtete Kompressoranlage [21].
Oder durch eine Bojenstation [22] die durch Ankerseile und Anker am Meeresboden fixiert wird und durch einen Schlauch die Luft von der Meeresoberfläche zum Entnahmebauwerk [1] transportiert. Bei Wasserkraftanlagen kommen wegen der guten Montagemöglichkeiten und der hohen Zuverlässigkeit meistens Stahlrohrleitungen zur Ausführung. Verwendet werden hochfeste Feinkornstähle und thermisch vergütete, schweißbare Stähle. Die Feinkornstähle sind gut schweißbar, herbzäh und sprödebruchsicher. Durch die Feinkornqualität ist eine ausreichende Alterungsbeständigkeit, auch bei tieferen Temperaturen gewährleistet – aus J. Giesecke und E. Mosonyi – Wasserkraftanlagen, Seite 171. In ihrer ersten Phase folgen die Stahlrohre [3] vom Meer aufs Land, geradlinig oder leicht geneigt auf dem Meeresboden entlang einer Trasse zum Festland.
Der Abstand zwischen dem Entnahmebauwerk [1] und Festland muss Minimum 40-50 m sein, kann sich aber auch kilometerweit ausdehnen – wie auf den gezeitenbeeinflussten deutschen Küsten.
Durchschnittliche Nutzungsdauer von Anlagenteilen bei Wasserkraftanlagen:

– Krafthaus im Tiefbau – 80-100 Jahre
– Maschinenausrüstung – Turbinen, Kegelschieber, Schutz usw. 30 – 60 Jahre
– Elektrische Ausrüstung – Generatoren, Transformatoren, Hochspannungsausrüstung usw. 30 – 50 Jahre

Aus Leitlinien zur Durchführung von Kosten-Vergleichsrechnungen – 5. Auflage München 1994.
Sehr wichtig ist es, die Metallteile von Korrosion zu schützen. Jedes Mittel zum Korrosionsschutz ist geeignet, sei es die aktiven Korrosionsschutzmaßnahmen oder die die passiven Korrosionsschutzmaßnahmen müssen angewendet werden, um Stillstandszeiten infolge der Auswechslung diverser korrodierter Metallteile der Wasserkraftanlage zu vermeiden. Eine Möglichkeit wäre die Stahlrohre [3] vor dem Seewasser zu isolieren, denn nur eine totale Isolierung ist ein totaler Schutz.
Jedes Stahlrohr [3] wird umhüllt durch einen Mantel [22] aus Aluminium – seewassergeeignetes Aluminium – Knetlegierung – ALMg 3,5 Mn. oder einem Mantel aus Beton [22]. Die Stahlrohre [3] sind der Länge nach im Außenteil mit mehreren Metallringen mit Kugellager oder Rollen [23] versehen. Der Mantel [22] aus Aluminium oder Beton wird mit Hilfe der Metallringe [23] über die Stahlrohre [3] gezogen. Der Mantel [22] erhält im Außenteil der Länge nach mehrere Behälter [24] aus Aluminium oder Beton. Zwischen dem Stahlrohr [3] und Mantel [22] entsteht ein leerer Raum.
Der Behälter [24] kommuniziert mit dem Innenraum zwischen dem Stahlrohr [3] und Mantel [22]. Stahlrohr [3], Mantel [22] und Behälter [17] werden im Werk vorgefertigt. Man nimmt an, die Länge eines Stahlrohres wäre ca. 6-8 m.
Stahlrohr [3], Mantel [22], Ringe [23], Behälter [24] bilden eine kompakte Einheit.
Der Raum zwischen dem Stahlrohr [3] und Mantel [22] wird mit Öl gefüllt. Die Rolle dieser Vorrichtung – billig und effizient – ist die Außenseite aus Metall der Stahlrohrleitung [3] vor Korrosion zu schützen. Außerdem übernimmt die fluide Masse des Öls alle Normalkräfte in Rohrrichtung, Hauptspannungen, Ringspannungen, Radialspannungen, Temperaturbelastungen sowie den schwankenden Innendruck der bei Druckstößen auftritt, treibt ein Teil der Ölmasse in den Behälter [24]. Bei Senkung gewisser Spannungswerte zieht sich da Öl aus dem Behälter [24] wieder in den Raum zwischen Stahlrohr [3] und Mantel [22] zurück.
Bei der Befestigung der Stahlrohrleitung [3] a, Meeresboden müssen die spezifischen morphologischen Probleme des Küstenabschnittes wo die Stahlrohrleitung [3] gelegt wird, analysiert werden und entsprechend handeln. Denn in der Wassertiefe wo das Entnahmebauwerk [1] mit der Stahlrohrleitung [3] verbunden wird, ist die Wellenbewegung nahezu unmerklich oder sogar erloschen. Je näher man an das Festland herankommt, sinkt die Wassertiefe sodass Wellen und Brandung eine sehr aktive Wirkung auf dem festlandnahen Meeresboden ausüben. Dazu kommen in gewissen Regionen die unter Minus herrschenden Temperaturen im Winter.
Um die Stabilität der Stahlrohrleitung am Meeresboden zu sichern muss die Trasse zwischen dem Entnahmebauwerk [1] und Festland in zwei Abschnitte eingeteilt werden.

a) Der erste Teil zwischen dem Entnahmebauwerk [1] und einer relativ ruhigen Tiefe und
b) wo Tidenhub und Brandung negative Auswirkungen auf die Stabilität der Stahlrohrleitung [3] haben könnte.

Der zweite Teil beginnt von dieser schwingenden Linie wo Tidenhub, Brandung aktiv werden und Minustemperaturen eintreten und Festland. Die Stahlrohrleitung [3] kann in mehreren Arten am Meeresboden befestigt werden z. B.

1. Die Stahlrohrleitung [3] wird zwischen dem Entnahmebauwerk [1] und Festland im Meeresboden eingeerdet geradlinig oder leicht geneigt.
2. Die Stahlrohrleitung [3] wird zwischen dem Entnahmebauwerk [1] und Festland auf Stahl oder Stahlbetonpfeiler [25 und 26] gelegt und zusammen eingeerdet.
3. Die Stahlrohrleitung [3] wird zwischen dem Entnahmebauwerk [1] zum Festland, auf dem ersten Teil der Strecke mit Stahl- oder Stahlbetonpfeiler [25] und [26] auf dem Meeresboden fixiert um auf dem zweiten Teil der Strecke zum Festlang eingeerdet.

Nachdem die Stahlrohrleitung [3] das Meerwasser auf das Festland gebracht hat, beginnt für das Element Wasser die zweite Phase „vom Land auf das Meer". Entsprechend der Topographie des Geländes, das meist flach ist und den genauen Bodenuntersuchungen.
Als Voraussetzung für eine standgerechte und risikolose, auf dem Festland weiterführende Stahlrohrleitung [3], kann die aus dem Meer überführte Stahlrohrleitung [3] einfach auf die Erdoberfläche mit Hilfe der Stahl- oder Stahlbetonpfeiler [25 und 26] befestigt werden, oder eingeerdet in Graben mit parallelen Wänden oder gelegt in die durch Tunnelbohrmaschine im Vollschnittverfahren realisierten Kreisprofile in horizontalen Stollen und dann in vertikale oder geneigte Schächte.
Am effizientesten wäre bei einer Meerwasserkraftanlage das horizontale weiterführen auf dem Festland der Stahlrohrleitung [3] auf einer Strecke von 8-10 km und dann die Stahlrohrleitung [3] mit einer 4-5 km langen, geneigten als Schacht konzipierten Stahlrohrleitung [3] zu verbinden. Am Übergang von der horizontalen Stahlrohrleitung [3] zur geneigten Stahlrohrleitung [3] wird ein Wasserschluss [27] eingeschaltet. Das Wasser der Stahlrohrleitung [3] wird vor dem Krafthaus [5] übertragen in Verteilungsrohrleitungen entsprechend der montierten Turbinenanzahl. Geeignet wären vertikale PELTON-Turbinen. In den Verteilungsrohrleitungen werden vor dem Turbinen-Verschluss Organe angeordnet. Da der Fließquerschnitt nur vollständig zu öffnen oder zu schließen ist, eignet sich am besten der Kugelschieber (ist auch billiger als die Drosselklappe, die eventuell auch eingesetzt werden könnte).
Wenn es sich um große Wasserkraftanlagen handelt mit einer vorprogrammierten Energieleistung von je 350-400 MW pro Peltonturbine, werden die Verteilungsrohre getrennt und die Verschlüsse auch getrennt in separate Abteilungen vor dem Turbinenraum montiert.
Eine zweite Möglichkeit wäre die Stahlrohrleitung [3] mit dem geführten Meereswasser eines am Festland errichteten Einlaufbauwerkes mit Einlaufbecken zu übertragen. Indem das Einlaufbecken die Aufgabe hat, das in der Rohrleitung herangeführte Wasser mit einem geeigneten Übergang gleichmäßig verteilt in die zum Krafthaus führende Rohrleitung zu leiten. Gleichzeitig fällt diesem Ausgleichsbecken die Dämpfung von Durchflussschwankungen bei kurzfristigem Lastwechsel der Turbine zu. Bei größer dimensionierten Einlaufbecken können diese sogar die Rolle eines Tagesspeichers übernehmen. Ebenso stellt die Verhinderung eines unkontrollierten Lufteintrags durch eine ausreichende Einlaufüberdeckungshöhe eine wichtige Aufgabe dar. Des Weiteren muss für die Ableitung von überflüssigem Wasser ein selbständig regelndes Entlastungsbauwerk vorgesehen werden, wo in der Regel ein Streichwehr oder ein Heber mit anschließendem Tosbecken zur Energievernichtung und einem Entlastungskanal angeordnet werden. Am Ende des Einlaufbeckens wird vor dem eigentlichen Übergangsbereich stets ein Feinrechen zum Schutz der Druckrohrleitung sowie der Maschinensätze vor Treibgut sowie gleichzeitig zur Unfallverhütung eingebaut. Des Weiteren befindet sich dort ein Verschlussorgan, meist in Form eines Schutzes. Darüber hinaus ein Geschiebespülkanal zum Abzug, der sich im Einlaufbecken in Folge der Strömungsberuhigung absetzenden Sedimente vorgesehen werden (aus Wasserkraftanlagen – J. Giesecke und E. Mosonyi, Seite 158).
Das Krafthaus [5] der Meerwasserkraftanlage ist eine unter der Erde ausgeführte Bauarbeit in dem theoretisch und praktisch alle Turbinentypen angeordnet werden können. Natürlich kann das Krafthaus [5] auch auf Erde gebaut werden. Das Krafthaus [5] kann konzipiert werden als ein mehretagiges Gebäude in dem Turbinen [6], Welle [28], Generator [33], Kran [29] gruppiert in dem tiefsten Raum des Gebäudes installiert werden.
Nach der Position der Turbine [6] richtet sich die Anordnung und Höhenlage von Einlaufschacht bzw. Einlaufspirale zur Wasserführung sowie der Unterwasserschacht bzw. Saugrohr zur Wasserableitung sowie Verschluss und Regelorgane und dann in separaten Etagen des gleichen Gebäudes durch Kabelschacht und Kabeltrasse verbunden die elektrotechnischen Ausrüstungen und durch höher installierte Regelung-Leichtlauftechnik mit Fernwirkungseinrichtung mit Befehlsautomatik, Rückmeldebild, Zähler, Messung- und Gefahrmeldung.
Transformatoren [30] und Hochspannungsschachtanlagen [31] können auch im Freien aufgestellt werden. Als Variante: Die Mechanik zusammengesetzt aus Absperrorgane, Turbine, Saugrohr, Auslaufbauwerk, als eine Einheit konzipiert und in einer Stahlbetonkonstruktion [32] (eine Art Stahlbetonbunker) durch Kabeltrasse und Kabelschacht-/Stollen oder Schächte verbunden mit im Werk, im Voraus gebauten, elektrische Ausrüstungskammer und im Werk im Voraus gebaute Regel- und Leittechnik und Rückmeldebild, Zähler, Messung, Gefahrenkammern. Transformatoren und Hochspannungsschaltanlagen-Kammern.
Die Errichtung dieser separaten Kammern verteilt auf der Erdoberfläche oder separat errichtet im inneren der Erde als eine „Art Satelliten" des Stahlbetonkonstruktion [32] schaffen andere „Spannungsermittlung" in Folge reduzierten äußeren Lasten und natürlich andere Spannungsverteilung im Untergrund wie bei suplimentären Bauwerkslasten des „Stockwerkes".
In beiden Fällen muss eine genaue Erfassung der statischen, dynamischen sowie hydraulischen Belastung des Baues und der Maschinen eine überwiegende Rolle einnehmen. Nachdem die Stahlrohrleitung [3] das Meerwasser im Krafthaus [5] durch Absperr- und die anderen notwendigen Maschinen: Turbinen [6], Generatoren [23] sowie hydraulische und elektrische Anlagen durchquert und die elektrischen Geräte die Energie des Wassers in Strom umgewandelt hat, die Transformatoren [30] und Schaltanlagen [31] auf die notwendige Netzspannung gebracht wurde, kann der erzeugte Strom dem Verbraucher übertragen werden.
Sehr wichtig bei Anwendung des Meerwassers zum Stromerzeugen ist oftmals eine Zwischendecke bzw. -wand zum Schutz vor aus der Decke bzw. Wände austretenden Sickerwasser sowie sich bildenden Schwitzwasser notwendig. Zur Unterbindung von Schwitzwasser wird die erwärmte Abluft bevorzugt durch diese Zwischenräume geführt, während für das Sickerwasser entsprechende Sammelrinnen und -systeme mit Meßeinrichtungen zur Beobachtung vorgesehen werden müssen. Dabei kann das Wasser unter Umständen durch gelöste Mineralien und Schadstoffe etc. äußerst aggressiv sein und spezielle Abdichtungsmaterialien notwendig machen (J. Giesecke, E. Mosonyi – Wasserkraftanlagen, Seite 410).
Sehr wichtig für das optimale Funktionieren der Meerwasserkraftanlage ist eine gute Klimatisierung des Ganzen durch Belüftung, Beheizung oder Kühlung und die Erhaltung eine konstanten Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit.
Weil das Krafthaus [5] in die Erde eingebaut werden kann, ist seine Einbindung in die Landschaft und die Lärmemission schon im Voraus gelöst.
Entsprechend der Betriebsweise der Turbinen (Gleichdruckturbinen und Überdruckturbinen) werden Saugrohr bzw. Saugschlauch angepasst. Saugrohr bzw. Saugschlauch sind Teil der Turbinen.
Die effizienteste Turbine für die Meerwasserkraftanlage ist die Peltonturbine mit vertikaler Wellenausrichtung in Anlagen mit großer Fallhöhe und hohem Durchfluss; mit einer Leistung von 300 – 400 MW je Peltonturbine. Nach dem Verlassen der Schaufelbecher fällt das Wasser frei in das Unterwasser. Bei Peltonturbinen [6] ist es von Bedeutung, um Kavitationsschaden zu vermeiden, eine optimale Tieflagerung und eine korrekte Belüftung der Turbinen gewährleistet wird.
Das Laufrad der Turbinen darf nicht im Unterwasser waten, es muss ein Abstand zwischen dem Laufrad und Unterwasserstand erhalten bleiben. Durch die Übernahme des aus dem Schaufelbecher des Laufrads gefallenen Meerwassers ins Unterwasser beginnt der Abfluss zum Meer. Durch Stahlrohrleitungen, durch Betonstollen, Stahlbetonstollen – geradlinig oder geneigt – nach Bedarf kann auch eine Schwallkammer eingebaut werden und beim Eintritt des Meerwassers ins Meer Absperrorgane.
In Ländern, wo das Trinkwasser für Mensch, Tier und Bewässerung nötig ist, kann ein Teil des Meerwassers, das ins Meer zurückfließt, entsalzt werden und als Trinkwasser sowie in Bewässerungsanlagen seine lebenswichtige Rolle weiterführen.

1: Entnahmebauwerk
2: Entnahmeturm
3: Stahlrohrleitung
4: Wasserschloss – ohne Zeichnung
5: Krafthaus – ohne Zeichnung
6: Turbine – ohne Zeichnung
7: Befestigungsflansche
8: Hohlzylinder
9: Aluminiumbüchse – ohne Zeichnung
10: Einschlagbodenhülsen auf Hohlrohr mit Beton (oder)
11: Stahlpalisaden
12: Stifte
13: Stöpsel
14: Innere Metallhülse
15: Entnahmekonstruktion – ohne Zeichnung
16: Rechen – ohne Zeichnung
17: Kegelschieber – ohne Zeichnung
18: Flansche – ohne Zeichnung
19: Muffen – ohne Zeichnung
20: Betonrohr-Belüftung – ohne Zeichnung
21: Kompressoranlage Festland – ohne Zeichnung
22: Mantel-Aluminium-Beton
23: Metallringe mit Kugellager oder Rollen
24: Behälter
25: Stahlbeton-Boden
26: Stahlbeton-Boden
27: 2 × Generator
28: Welle – ohne Zeichnung
29: Kran – ohne Zeichnung
30: Transformatoren – ohne Zeichnung
31: Hochspannungschaltanlagen – ohne Zeichnung
32: Stahlbetonkonstruktion als Variante – ohne Zeichnung
33: Stütze – ohne Zeichnung

Claims

Meereswasserkraftanlage – dadurch gekennzeichnet das die Anlage nützt um Energie zu erzeugen – Wasser, besonders Meereswasser und das mit Hilfe eines Entnahmebauwerks (1) und Entnahmeturm (2) realisiert aus Beton oder Stahlbeton (oder aus anderen Materialien, die dem Zweck dieser Konstruktion dienen) Entnahmebauwerk (1) und Entnahmeturm (2) werden auf dem Meeresboden fixiert oder auf Metall oder Stahlbetonpfeiler im Meerwasser gelagert.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch (1) dadurch gekennzeichnet, das eine Stahlrohrleitung (3) (oder eine Leitung aus anderen Materialien die dem Zweck der Konstruktion dienen soll) von dem Entnahmebauwerk (1) und Entnahmeturm (2) auf dem Meeresboden gelegt wird und weitergeführt zu einem auf dem Festland konstruierten Wasserschloss (4) mit einem Krafthaus (5) mit Turbinen (6) und mit einer Abflussrohrleitung (3) zurück ins Meer.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch 2. Dadurch gekennzeichnet das das Entnahmebauwerk (1) und Entnahmeturm (2) mit oder ohne vorgeformten Befestigungsflanschen (7) durch Einschlagboden – Stahlrohrhülsen (10) und Stahlpalisaden (11) an den Meeresboden fixiert werden.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, das der Entnahmeturm (2) konzipiert werden kann in Form eines Zylinders und inkustriert im Entnahmebauwerk (1). Auf dem Festland kann die Stahlrohrleitung (3) mit einem Absperrorgan ("Kegelschieber") versehen werden.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, das im Eintrittsbereich des Meereswassers in das Stahlrohr (3) ein Rechen (16) mit Querprofilen zum Schutz der Meerestiere montiert wird.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlrohrteile (3) durch Flanschen (18) oder durch Muffen (19) miteinander verbunden werden. Die Ablüftungsmöglichkeiten des Systems wird durch ein Betonrohr (20) (oder aus einem anderen Material die dem Zweck der Installation dient) gefertigt und vom Festland zur Meereswasserkraftanlage geleitet. Zum selben Zweck kann auch eine Bojenstation (22) benutzt werden.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlrohrleitung (3) um vor Korrosion geschützt zu werden in ihrem Außenteil durch einen Mantel (22) aus Beton- oder Aluminium versehen wird.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlrohrleitung (3) zwischen dem Entnahmebauwerk (1) und Krafthaus (5) auf Stahl oder Stahlbetonpfeiler (25 und 26) den Meeresboden fixiert wird, eingeendet oder nicht eingeendet. Dasselbe System kann nach Wunsch auch auf dem Festland realisiert werden.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser der Stahlrohrleitung (3) am Übergang von der horizontalen Leitung zu einem geneigten Schacht konzipiert wird und den Turbinen übertragen – nach dem die Energie das Wasser zur Erzeugung von Strom gewirkt hat. – beginnt die letzte Phase dieses Prozesses, nämlich den Abfluss des Wassers durch eine Stahlrohrleitung (3) ins Meer. Die Stahlrohrleitung (3) kann gradlinig oder geneigt installiert werden. Nach Bedarf kann auf der Abflusstrecke des Wassers ins Meer ein Tosbecken eine Schwallkammer, Absperrorgane installiert werden.
Meereswasserkraftanlage nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet das als Variante die Möglichkeit gibt, die Stahlrohrleitung (3) die das Meerwasser führt, einem auf dem Festland errichteten Einlaufbecken zu übertragen kann. Das Einlaufbecken kann auch als Tagesspeicher realisiert werden. Aus diesem Einlaufbecken kann das Meereswasser weitergeleitet werden, durch Bruchrohre zum Krafthaus (5), Turbine (6) und mit einer Abflussrohrleitung (3) ins Meer.