DE202010012167U1 - Island plant for aeration of waters - Google Patents
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Abstract
Inselanlage zur Belüftung von Gewässern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine durch Sonnenstrahlung gespeiste elektrische Energiequelle (1) mit mindestens einem elektrochemischen Energiespeicher (2) verbunden ist, der wiederum mit mindestens einem elektrisch angetriebenen Belüftungsgerät (3) als Verbraucher verbunden ist, wobei mindestens die elektrische Energiequelle (1) an einem innerhalb der Uferbegrenzung des zu belüftenden Gewässers am Boden verankerten Träger (4) befestigt und gegenüber dem Sonnenstand in Richtung und Neigung ausgerichtet ist.Island system for aeration of waters, characterized in that at least one powered by solar radiation electrical energy source (1) is connected to at least one electrochemical energy store (2), which in turn is connected to at least one electrically driven ventilation device (3) as a consumer, wherein at least the electrical energy source (1) attached to a within the bank boundary of the water to be ventilated anchored to the ground support (4) and is aligned with respect to the sun in the direction and inclination.
Description
Die Erfindung betrifft allgemein Anlagen und Geräte zur Belüftung von Gewässern. Speziell geht es um ein Belüftungssystem mit einer durch Sonnenstrahlung gespeisten elektrischen Energiequelle, wobei das trägerbasierte System sich direkt in dem zu belüftenden Gewässer steht.The The invention relates generally to ventilation systems and devices of waters. Specifically, it is about a ventilation system with an electrical energy source powered by solar radiation, wherein the carrier based system is directly in the to be ventilated Waters stands.
Der natürliche Eintrag von Sauerstoff in ein Gewässer erfolgt einerseits an der Wasseroberfläche durch Diffusion aus der Luft und andererseits durch Photosynthese der Wasserpflanzen. Die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser nimmt mit steigender Temperatur ab.Of the natural entry of oxygen into a body of water takes place on the one hand on the water surface by diffusion from the air and on the other hand by photosynthesis of aquatic plants. The solubility of oxygen in water increases with increasing Temperature off.
Der im Wasser in unterschiedlicher Menge gelöste Sauerstoff beeinflusst wesentlich die Menge und die Art der Organismen in einem Gewässer.Of the dissolved oxygen in different amounts in the water significantly affects the amount and type of organisms in one Waters.
Fische benötige aus der Umgebung Sauerstoff um zu atmen. Sauerstoff ist im Wasser physikalisch gelöst und von den Fischen über die Kiemen aufgenommen. Der Sauerstoffbedarf der einzelnen Fischarten ist sehr unterschiedlich und hängt neben der Temperatur von vielen anderen Faktoren wie beispielsweise von der Stoffwechselaktivität und vom Stückgewicht, also der Größe der Fische, ab.fishes need oxygen from the environment to breathe. oxygen is physically dissolved in the water and from the fish over the gills were taken. The oxygen demand of each fish species is very different and depends on the temperature from many other factors such as metabolic activity and the piece weight, so the size the fish, off.
In Fischzuchtgewässern ist die Biomasse an Fischen, Pflanzen und Mikroorganismen wesentlich größer im Vergleich zu natürlichen Gewässern. Das führt dazu, dass der Verbrauch an Sauerstoff manchmal die Menge an Sauerstoff übersteigt, die Gewässer erzeugt oder eingetragen wird.In Fish farming is the biomass of fish, plants and microorganisms much larger in comparison to natural waters. This leads to, that the consumption of oxygen sometimes exceeds the amount of oxygen, the waters are generated or registered.
So beeinflusst beispielsweise in konventionellen Karpfenteichen mit stehendem Wasser und einer geringen Wassertiefe von ca. 1 m vor allem die Biomasse an Phytoplankton den Gang des Sauerstoffgehaltes durch Sauerstofferzeugung (Assimilation) und Sauerstoffverbrauch (Dissimilation). Das führt zu stark lichtabhängigen Schwankungen des Sauerstoffgehaltes im Tagesverlauf. Tagsüber lässt die Sonneneinstrahlung das Wasser zirkulieren, und Sauerstoff wird teilweise bis über die Luftsauerstoffsättigungswerte hinaus erzeugt. Nachts kehrt sich dies um, wodurch der niedrigste Sauerstoffgehalt typischerweise in den Morgenstunden vor und nach dem Sonnenaufgang auftritt.So influences for example in conventional carp ponds with standing water and a shallow depth of about 1 m In particular, the biomass of phytoplankton the course of oxygen content through oxygen production (assimilation) and oxygen consumption (Dissimilation). This leads to strongly light-dependent Fluctuations in the oxygen content during the day. during the day the sunlight lets the water circulate, and oxygen becomes partially above the atmospheric oxygen saturation values produced out. At night, this turns around, causing the lowest Oxygen content typically in the morning before and after Sunrise occurs.
Hier wird durch künstliche Belüftung vor allem während der Nachtstunden gewährleistet, dass der zum Überleben des Fischbestandes erforderliche Sauerstoffgehalt nicht unterschritten wird.Here is due to artificial ventilation especially during the night hours ensures that to survive of the fish stock required oxygen content not below becomes.
Beim
Stand der Technik sind Belüftungsgeräte wie schwimmende
Schaufelradbelüfter bekannt, die für den Aussetz-
oder Dauerbetrieb ausgelegt sind und die mit einer elektrischen
Aufnahmeleistung von mindestens 300 W und einer Betriebsspannung von
230 V~ bzw. 380 V~ üblicherweise einen Anschluss an das
Stromnetz benötigen. Um den Wirkungsgrad der Sauerstoffeintragung
signifikant zu erhöhen wird in einer Mischkammer in Form
einer geschlossenen Haube mittels eines Schaufelrades oder einer
Walze Wasser in kleine Partikel verwirbelt und so intensiv mit dem
Sauerstoff der Luft oder reinem Sauerstoff angereichert.
(
(
Bei Gewässern ohne Netzanschluss werden für den zeitweisen Betrieb alternativ mobile Aggregate zur Stromerzeugung verwendet. Diese allerdings müssen nachgetankt und gewartet werden.at Waters without mains connection are for the temporary Operation alternatively mobile units used for power generation. These, however, have to be refueled and maintained.
Für
die intensive und kurzzeitige Belüftung von netzfernen
Gewässern werden traditionell in Notfällen häufig
auch Schaufelradbelüfter eingesetzt, die über
eine, an Land über einen Lagerbock abgestützte Welle
durch die Arbeitswelle eines Traktors oder dergleichen angetrieben
werden. (
Netzunabhängig
wird elektrische Energie mittels an Land auf einen Träger
montierter Photovoltaik-Module erzeugt und diese dann in einer Batterie gespeichert. Über
eine Steuergerät wird ein durch die Batterie versorgter
Verdichter ein- und ausgeschaltet. Die so verdichtete Luft gelangt über
beschwerte Schlauchleitungen zu den sich am Boden des Gewässers
befindenden Druckbelüftern. Während die aus den
Belüftern austretenden feinen Gasblasen zur Oberfläche
aufsteigen, mischt sich der darin enthaltene Sauerstoff mit dem
Wasser. Die höchste Wirksamkeit wird bei dieser Art der
Belüftung daher vor allem bei tieferen Gewässern
erreicht. (
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine netzunabhängige, ortsfeste Anlage zu schaffen, mit der Wasser, insbesondere von flachen Gewässern, durchgehend oder zu bestimmten Zeiten belüftet und/oder mit Sauerstoff angereichert wird. Einmal installiert, soll diese Anlage auch ohne einen Anschluss an das Stromnetz und im Wesentlichen wartungsfrei arbeiten. Gewässer, ob künstliche oder natürliche, sind dabei beispielsweise landschaftsgebundene Seen, Fischteiche, Angelseen oder dergleichen.Of the in claim 1 protection invention is based on the problem to create a network-independent, fixed installation, with the water, especially of shallow waters, throughout or vented at certain times and / or with oxygen is enriched. Once installed, this system should also without a connection to the mains and essentially maintenance-free work. Waters, whether artificial or natural, are landscape-bound lakes, fish ponds, Fishing lakes or the like.
Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This Problem is with the features listed in the protection claim 1 solved.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass das jeweilige Gewässer durch ein direkt in dessen Ufergrenzen ortsfest installiertes und über eine Solaranlage netzunabhängig mit Energie versorgtes System so mit Sauerstoff angereichert wird, dass der Fischbestand bei Sauerstoffmangel überlebt und dadurch Verluste vor allem bei empfindlicheren Jungfischen zumindest verringert werden. Die Anreicherung erfolgt vor allem in Zeiten mit geringen Sauerstoffkonzentrationen, das heißt typischerweise in den Sommermonaten in der Zeit vor Sonnenaufgang, wenn die Photosyntheseleistung der Pflanzen im Wasser und damit die natürliche Sauerstofferlieferung am geringsten ist.With the invention it is achieved that the respective waters by a directly installed in the banks boundaries fixed and powered by a solar system off-grid with energy system is enriched with oxygen so that the fish population survives oxygen deficiency, thereby reducing losses, especially for more sensitive juvenile fish at least reduced. The enrichment takes place especially in times with low oxygen concentrations, that is typically in the summer months in the time before sunrise, when the photosynthesis of the plants in the water and thus the natural supply of oxygen is the lowest.
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den auf Schutzanspruch
1 folgenden Schutzansprüchen dargestellt. Sie betreffen
vor zum einen das Wirkprinzip und die Art des Belüftungsgerätes
(
Für größere Gewässer können mehrere der erfindungsgemäßen Anlagen installiert werden.For larger waters can be several the systems of the invention are installed.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen und den in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.Details, Features and advantages of the invention will become apparent from the following Explanations and the schematically shown in the drawings Embodiments.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Zeichnung
Der
Träger (
Die
in dem die elektrische Energiequelle (
Die
Anzahl und Generatorleistung der Solarpanele richtet sich, optimale
Ausrichtung oder automatische Nachführung durch einen Tracker
vorausgesetzt, nach der Leistungsaufnahme der elektrischen Verbraucher
((
Die
elektrische Energie-Versorgungs-Einheit besteht im Wesentlichen
aus dem Photovoltaik-Modul (
In
die Energie-Versorgungs-Einheit vom Bauraum her integriert sein
können der Hauptschalter (
Die
Ausgangsspannung der Energie-Versorgungs-Einheit ((
Die
durch die elektrischen Verbraucher, insbesondere durch die Belüftungsgeräte
(
An Stelle eines elektrochemischen Speichers (Akkumulator) kann die Speicherung der Energie auch in elektrischen Energiespeichern durch elektro-magnetische oder elektro-statische Felder erfolgen.At Place an electrochemical storage (accumulator), the Storage of energy also in electrical energy storage by electro-magnetic or electro-static fields.
Die
elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten der
Anlage sind je nach den im Betrieb auftretenden Stromstärken
und entsprechend den jeweils geltenden Sicherheitsvorschriften zu
dimensionieren. Geeignete elektrische Sicherungen (
Über
einen Hauptschalter (
Von
ihrer Bauform und ihrem Wirkprinzip her unterschiedliche Belüftungsgeräte
(
Als
Belüftungsgeräte (
Diese
erzeugen über mindestens eine elektrische Tauch- oder Rohrpumpe,
mittels eines elektrisch angetriebenen Propellers oder einer Förderschnecke einen
Wasserstrahl. Der Wasserstrahl wird in mindestens einem Injektor
mit der durch Unterdruck angesaugten Luft vermischt. Ein aus Wasser
und Luftblasen bestehender turbulenter Strahl wird unter der Wasseroberfläche
in überwiegend horizontaler Richtung in das Gewässer
abgegeben. Auch können elektrisch angetriebene Schaufelrad-
oder Walzenbelüfter zum Einsatz kommen, bei denen das Wasser zur
Vergrößerung der den Luftsauerstoff aufnehmenden
Oberfläche in feinste Partikel verwirbelt wird.
Andere
ebenfalls geeignete Belüftungsgeräte (
These generate at least one electric submerged or tubular pump, by means of an electrically driven propeller or a screw conveyor a water jet. The water jet is mixed in at least one injector with the sucked by negative pressure air. A turbulent jet consisting of water and air bubbles is discharged into the water below the surface of the water in a predominantly horizontal direction. It is also possible to use electrically driven paddle wheel or roller aerators, in which the water is swirled into the finest particles in order to increase the surface receiving the atmospheric oxygen.
Other suitable ventilation devices (
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - WO 00002007036263 [0023] WO 00002007036263 [0023]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - Quelle: Craig Trucker; September 2005; Pond Aeration; SRAC Publication No. 3700 [0010] - Source: Craig Trucker; September 2005; Pond Aeration; SRAC Publication No. 3700 [0010]
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