DE3935063A1

DE3935063A1 - Wasserkraftanlage

Info

Publication number: DE3935063A1
Application number: DE3935063A
Authority: DE
Inventors: Paul Boxhammer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-04-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage zur Erzeugung von elektrischer Energie aus fließendem Wasser, insbesondere rela tiv ruhig fließendem Wasser.

Wasserkraftanlagen sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt, siehe insbesondere FELIX VON KÖNIG, "Bau von Wasserkraftanlagen", Verlag C.F. Müller, Karlsruhe, 1985.

Insbesondere bei der Umsetzung der kinetischen Energie von re lativ langsam fließendem Wasser, wie es in Flüssen oder auch bei Gezeitenströmungen auftritt, besteht das Problem, die Dre hung eines von dem fließendem Wasser angetriebenen Wasserrades mit hohem Wirkungsgrad in elektrische Energie umzusetzen. Elek trische Generatoren erfordern eine relativ hohe Drehzahl, um mit hohem Wirkungsgrad Strom erzeugen zu können. Die Umsetzung der relativ langsamen Drehbewegung eines von fließendem Wasser angetriebenen Wasserrades in eine schnelle Drehung eines Ge nerators mittels eines Getriebes zieht erhebliche Verluste hin sichtlich des Wirkungsgrades nach sich. Auch ist die Drehzahl umsetzung aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasserkraftan lage zu schaffen, die in einfacher Weise und mit hohem Wir kungsgrad die Energie von fließendem Wasser in elektrische Energie umwandelt.

Die erfindungsgemäße Wasserkraftanlage ist gekennzeichnet durch zumindest ein durch das fließende Wasser angetriebenes Wasser rad, das zumindest eine Wasserfördereinrichtung antreibt, die Wasser auf ein Niveau oberhalb dem Niveau des fließenden Was sers fördert, und zumindest einen Generator, der durch das geförderte Wasser angetrieben wird.

Der Erfindung liegt also der Gedanke zugrunde, mit einem rela tiv langsamen Wasserrad eine Förderanlage für Wasser zu betrei ben, durch die Wasser auf ein höheres Niveau gefördert wird und sodann mit dem stürzenden, schnellen Wasser eine Turbine anzu treiben, die ihrerseits einen elektrischen Generator beauf schlagt.

Die erfindungsgemäße Wasserkraftanlage verwendet bevorzugt als Fördereinrichtung eine sogenannte archimedische Schraube.

Erfindungsgemäß läßt sich eine solche Wasserkraftanlage in ei ner Vielzahl von Ausgestaltungen ausführen, insbesondere können mehrere Wasserräder in bezug auf die Strömungsrichtung des fließenden Wassers hintereinander oder auch nebeneinander ange ordnet werden. Die Wasserkraftanlage ist mobil und kann jeweils an geeigneter Stelle am oder im fließenden Wasser positioniert werden. Hierzu kann eine schwimmfähige Wasserkraftanlage mit tels einer Verankerung an einer gewünschten Stelle eines flies senden Wassers in Stellung gebracht werden oder es ist auch möglich, eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Wasserkraftan lagen fest mit einem Wehr zu verbinden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht einer Wasserkraftan lage;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Wasserkraftanlage gemäß Fig. 1;

Fig. 3 schematisch mehrere hintereinander geschaltete Was serkraftanlagen; und

Fig. 4 eine Verankerung einer schwimmfähigen Wasserkraftan lage.

Gemäß Fig. 1 weist eine Wasserkraftanlage 10 ein Gehäuse 12 mit einer oberen Abdeckung 14 und einem Boden 16 auf. Im Bereich des Bodens 16 des Gehäuses 12 ist ein Wasserrad 18 befestigt, welches um eine Achse 20 dreht. Das Wasserrad 18 wird von fließendem Wasser 26 angetrieben und über ein Getriebe 22 (nur schematisch dargestellt) wird die relativ langsame, von der Fließgeschwindigkeit des Wassers 26 bestimmte Drehgeschwindig keit des Wasserrades 18 in eine Drehbewegung einer beim darge stellten Ausführungsbeispiel als archimedische Schraube ausge bildeten Wasserfördereinrichtung 24 umgesetzt.

Mittels der Wasserfördereinrichtung 24 wird Wasser über das Ni veau 26′ des fließenden Wassers 26 gegen die Schwerkraft auf wärts gefördert und in ein Reservoir 29 überführt.

Das Wasser 28 im Reservoir 29 hat eine Oberfläche 28′, die oberhalb des Niveaus 26′ des fließenden Wasser 26 liegt. Das Wasser 28 besitzt somit eine potentielle Energie, die mittels des Wasserrades 18 dem fließenden Wasser 26 entnommen ist.

Aus dem Reservoir 29 stürzt das geförderte Wasser 28 durch ein Fallrohr 32 vertikal abwärts auf eine Turbine 34. Die Strö mungsgeschwindigkeit des stürzenden Wassers ist relativ hoch, so daß die Turbine 34 sehr viel schneller angetrieben wird, als der Fließgeschwindigkeit des fließenden Wassers 26 entspräche.

Die Fig. 1 und 2 zeigen weiterhin eine untere Abstützung 36 der Wasserfördereinrichtung 24 und deren obere Abstützung 40. In Fig. 2 ist weiterhin schematisch ein Generator 42 dargestellt, der von der Turbine 34 angetrieben wird. Gemäß Fig. 2 können mehrere Wasserfördereinrichtungen 24, 24′, 24′′ nebeneinander geschaltet werden. Hierdurch kann die Förderleistung des Was serrades 18 voll ausgenutzt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen bevorzugte Ausgestaltungen von Wasser kraftanlagen und deren Anordnung in einem fließenden Wasser. Gemäß Fig. 3 können mehrere Wasserkraftanlagen 10, 10′, 10′′, 10′′′ hintereinander geschaltet werden und mittels einer Veran kerung 50 an einer geeigneten Stelle eines fließenden Wassers 26 positioniert werden.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Verankerung 52, 54 einer Wasser kraftanlage in einem Strom.

Die dargestellte Wasserkraftanlage kann nicht nur in fließenden Strömen eingesetzt werden, sondern auch an anderen Stellen, um eine relativ niedrige Fließgeschwindigkeit eines strömenden Wassers in eine schnelle Drehung einer Turbine bzw. eines Ge nerators umzusetzen, z. B. in einer Gezeitenstromung.

Bezugszeichenliste

10 Wasserkraftanlage
12 Gehäuse
14 obere Abdeckung
16 Boden
18 Wasserrad
20 Achse (von 18)
22 Getriebe
24, 24′, 24′′ Schraube
26 fließendes Wasser
28 Wasser
28′ Oberfläche (von 28)
29 Reservoir
30 Schutzschild
32 Fallrohr
34 Turbine
36 untere Abstützung (von 24)
40 obere Abstützung (von 24)
42 Generator
50 Verankerung
52 Verankerung
54 Verankerung

Claims

1. Wasserkraftanlage zur Erzeugung von elektrischer Energie aus fließendem Wasser, gekennzeichnet durch zumindest ein durch das fließende Wasser angetriebenes Wasser rad (18), das zumindest eine Wasserfördereinrichtung (24) an treibt, die Wasser auf ein Niveau oberhalb des Niveaus (26′) des fließenden Wassers (26) fördert, und zumindest einen Gene rator (34, 42), der durch das geförderte Wasser (28) angetrie ben wird.

2. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wasserfördereinrichtung (24) zumindest eine archimedi sche Schraube vorgesehen ist.

3. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wasserräder in bezug auf die Strömungsrichtung des fließenden Wassers (26) hintereinander angeordnet sind.

4. Wasserkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wasserräder in bezug auf die Strömungsrichtung des fließenden Wassers nebeneinander angeordnet sind.

5. Wasserkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage auf einer schwimmenden, verankerbaren Einrichtung angeordnet ist.

6. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage mit einem Wehr fest verbunden ist.