DE4322980A1 - Kraftwerk, vorgefertigte Einheit des Kraftwerks sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Kraftwerk, vorgefertigte Einheit des Kraftwerks sowie Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftwerk nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine vorgefertigte Einheit des
Kraftwerks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Errichtung eines Kraftwerks nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 34.
Die Grundgedanken der Erfindung werden wie folgt zusammen
gefaßt:
Anders als üblich werden kleine Kraftwerke errichtet, die an den Ufern von Flüssen und den Stränden von Gezeitenströmen stehen und sich harmonisch in die Landschaft einfügen.
Anders als üblich werden kleine Kraftwerke errichtet, die an den Ufern von Flüssen und den Stränden von Gezeitenströmen stehen und sich harmonisch in die Landschaft einfügen.
Es kann dies ein Einzelbauwerk sein, oder gruppenweise in
einer Reihe.
Es werden, wenn die besonderen Verhältnisse es erfordern,
nicht nur Wasserkräfte genutzt, sondern auch die Naturkräfte
von Sonne und Wind.
Die Bauwerke eines Kraftwerks werden einheitlich, d. h. unter
einander gleich, ausgeführt:
Die Stockwerke werden aus Containern zusammengesetzt, die je nach Zweck in den Fabriken der Hersteller von Turbinen, Stromerzeugern, Hebezeugen, Aufzügen sowie Treppen betriebsfertig ausgestattet sind.
Die Stockwerke werden aus Containern zusammengesetzt, die je nach Zweck in den Fabriken der Hersteller von Turbinen, Stromerzeugern, Hebezeugen, Aufzügen sowie Treppen betriebsfertig ausgestattet sind.
Die Fundamente werden in Stahl, insbesondere als Doppel-T-
Profil oder in Beton ausgeführt. Die Stützen der Fundament
platte stehen unter den Längswänden. Die Fundamentplatte
erhält eine Drehvorrichtung für das gesamte Bauwerk.
Die Wände der Container bestehen aus rostfreiem Stahl oder aus
Kunststoff. Um den Wasserdruck auf die Turbinen zu steigern,
sind an den Ecken der Container Leitplanken schräg angebracht;
außerdem werden die Zuleitungsrohre zu den Turbinen trichter
förmig ausgebildet.
Der Strömungswechsel durch die Gezeiten macht es erforderlich,
daß zwei Turbinen gekoppelt werden, die entgegengesetzt
laufen; desgleichen werden die Rohre entgegengesetzt ausgebil
det.
Der obere Teil des Gebäudes, der über die Wasserflutung
hinausragt, hat schräge Seitenwände und eine Plattform für die
Bedienung des Windrades und der Solarplatten der Seitenwände.
In dem Raum befinden sich Prüfinstrumente für die Überwachung
des Kraftwerks durch einen Wächter, der auch das Tor öffnet,
durch welches vom Ufer aus über eine Rampe das Kraftwerk be
dient werden kann.
Gezeitenkraftwerke zur Umwandlung eines Teiles der Energie
eines Gezeitenstroms in elektrische Energie sind bekannt.
Sie sind in Ufernähe auf dem Meeresgrund errichtet und
weisen Durchlässe für einen Gezeitenstrom bzw. Teilstrom
des Gezeitenstroms auf, in deren Verlauf eine oder mehre
re Turbinen angeordnet sind, die mit elektrischen Genera
toren gekuppelt sind. In der nachfolgenden Beschreibung
wird ohne besondere weitere Erwähnung vorausgesetzt, daß
den Turbinen gekuppelte Turbogeneratoren zugeordnet sind.
Es kann davon ausgegangen werden, daß Gezeitenkraftwerke
normalerweise vor Ort, d. h. im Uferbereich auf See er
richtet werden, indem zwar eventuell in Fertigbauweise
vorgefertigte Elemente verwendet werden, die aber im
Einzelnen vor Ort zusammenzusetzen sind. Anschließend
sind noch die Turbinen mit den Generatoren zu montierten.
Diese Bauweise bedingt vor Ort ferner einen zunächst
gegenüber der umgebenden See abzuschottenden Bereich,
innerhalb dessen das Gebäude des Gezeitenkraftwerks
errichtet wird. Somit ist diese Bauweise u. a. infolge
der notwendigen Abschottung umständlich und kostenin
tensiv.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu
grunde, die Errichtung eines Kraftwerks, insbesondere
Gezeitenkraftwerks auf See, technisch weniger umständlich
und effektiver zu gestalten, indem insbesondere auf eine
Abschottung eines Bauraums gegenüber umgebenden Wasser massen bei Errichtung des Kraftwerks weitgehend verzichtet werden kann.
Abschottung eines Bauraums gegenüber umgebenden Wasser massen bei Errichtung des Kraftwerks weitgehend verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das Kraftwerk mindestens eine im wesentlichen aus Beton
vorgefertigte und zumindest bis auf eine Decke dicht ge
schlossen zu einer Baustelle transportierbare Einheit um
faßt, die mindestens eine Turbine mitsamt Rohren oder
Kanälen, in denen die Turbine eingefügt ist, beinhaltet
und die an der Baustelle über einem Fundament als Turm
stapelbar ist. Mit einer solchen Bauweise des Kraftwerks
werden nicht nur die üblichen Vorteile erreicht, die durch
das Bauen mit Fertigteilen generell erzielt werden, indem
die Herstellung der Bauelemente an einem dafür gut geeig
neten Ort der Baustelle erfolgt. Vielmehr wird hier da
rüber hinaus die Aufstellung der vorgefertigten Einheiten
im Wasser erheblich vereinfacht, weil sie vor Ort ohne
größere Vorbereitung abgesenkt werden können. Insbeson
dere werden an der Baustelle mehrere Einheiten übereinan
der abgesenkt, so daß sie einen Turm bzw. einen Block auf
einem zuvor errichteten Fundament bilden. Arbeiten inner
halb der Einheiten können ohne eine zusätzliche Abschot
tung eines gesonderten Raums durch das Bedienungspersonal
erfolgen. Zu den Vorteilen dieser Bauweise gehört es, daß
den jeweiligen Bedingungen angepaßte Varianten des Kraft
werks fertigungsgünstig errichtet werden können, indem
nur wenige Typen der stapelbaren Einheiten vorbereitet,
d. h. vorgefertigt zu sein brauchen.
Die Einheit eignet sich auch zum Einsatz in einem Fluß
lauf, um die Energie des Flusses in elektrische Energie
umzuwandeln.
Im einzelnen können die Einheiten des Gezeitenkraftwerks
nach Anspruch 4 vorteilhaft so ausgestattet sein, daß
über je einer Bodenfläche der Einheiten Rohre oder Kanäle
nebeneinander angeordnet sind, deren Öffnungen in zwei
voneinander abgewandten Seiten liegen und in die
jeweils mindestens eine Turbine eingefügt ist, und daß
sich über die Rohre bzw. Kanälen und Turbinen ein Fuß
boden befindet. Diese Einheiten sind von anderen Ein
heiten weitgehend unabhängig funktionsfähig. Sie sind
durch Lastkraftwagen zu Lande und Boote oder Flöße auf
Wasser zur Baustelle transportierbar.
Die Decke der Einheit kann, um diese relative leicht zu
gestalten, aus einer Stahlplatte bestehen, welche die
Einheit oben dicht verschließt.
In den Einheiten sind die Rohre oder Kanäle vorteilhaft
nebeneinanderliegend paarweise dergestalt ausgelegt, daß
die Strömungsrichtung jeweils innerhalb eines Paars oder
paarweise entgegengesetzt ist. Damit lassen sich beide
Richtungen des Gezeitenstroms optimal nutzen, indem die
Rohre oder Kanäle abwechselnd Wasser von einer der beiden
Stirnseiten aufnehmen und an der jeweils entgegengesetz
ten Stirnseite abgeben.
Als Turbinen eignen sich insbesondere Rohrturbinen, die
in die Rohre eingefügt sind. Die Rohre sind vorzugsweise
Stahlrohre.
Besonders zweckmäßig weisen die Einheiten vorgeformte
Durchbruchstellen, insbesondere in der Bodenfläche auf,
durch welche die übereinander gestapelten Einheiten -
nach Durchbruch - begehbar oder befahrbar sind. Durch die
Durchbruchstellen der übereinander gestapelten Einheiten
können Treppen oder Leitern führen oder es kann ein
Aufzug durch die Durchbruchstellen hindurch montiert
werden.
Besonders vorteilhaft schließt jede Einheit mehrere
nebeneinanderliegende Kammern und einen nebenher angeord
neten Vorraum ein, wobei sich in der Bodenfläche des
Vorraums mindestens eine der vorgeformten Durchbruch
stellen befindet. Durch die Kammern wird die Statik der
Einheiten verbessert. Es besteht die Möglichkeit, bei
einer eventuellen Undichtigkeit einer Kammern diese
gegenüber den übrigen Kammern abzuschotten. Das gleiche
gilt für den Vorraum, der zur Begehung der Kammern und
der durch die übereinander gestapelten Einheiten ge
bildeten Stockwerke vorgesehen ist. In jeder der Kammern
können zweckmäßig vier Rohre verlegt sein, von denen
jeweils zwei für eine Richtung des Gezeitenstroms ausge
legt sind. Die Länge der Rohre kann entsprechend der
Breite der Einheiten zweckmäßig 6 bis 8 m betragen.
Oben kann das Gezeitenkraftwerk durch eine besondere
Einheit abgeschlossen werden, die als Windgenerator und
Wärterraum ausgebildet ist und auf die oberste der ge
schilderten Einheiten aufsetztbar ist. Während die nor
malen Einheiten kubisch ausgebildet sind, kann die oberste
Einheit oben pyramidenstumpfförmig zulaufen, um eine
kleine Windangriffsfläche zu bilden. Diese Formgebung
ist auch ästhetisch besonders ansprechend. Eine leichte
Bauweise ist aus Stahlblech möglich. Die durch den
Wind erzeugte elektrische Energie kann die aus dem Ge
zeitenstrom hergestellte elektrische Energie ergänzen, so
daß die Stromerzeugung auch in der Umkehrphase des Gezeiten
stroms nicht ganz ausfällt. Zu diesem Zweck kann die
oberste Einheit auch vorteilhaft mit Platten belegt sein,
welche aus Sonnenenergie elektrische Energie herstellen.
Im einzelnen kann in jeder Kammer bzw. Einheit in jedem
Rohr bzw. Kanal eine Turbine etwa mittig angeordnet sein.
Es ist aber auch möglich, in jedem Rohr bzw. Kanal zwei
Turbinen hintereinander anzuordnen, womit beide Richtungen
des Gezeitenstroms mit je einer dieser Turbinen genutzt
werden kann. Im einzelnen kann für den letztgenannten
Fall in jedem Rohr bzw. Kanal je eine Turbine an jeder der
beiden Stirnseiten der Einheit vorgesehen sein. Öffnungen
an den beiden Stirnseiten stellen dann wechselweise
Eingang und Ausgang für beide Gezeitenstromrichtungen da.
Zulauf und Ablauf der Rohre können wahlweise mit Stahl
platten verschlossen werden. Zulauf und Ablauf können
nach außen trichterförmig erweitert sein.
Eine weitere, wesentliche Ausgestaltung besteht darin,
daß der Turm der Einheiten ganz oder teilweise durch eine
Dreheinrichtung auf dem Fundament gedreht werden kann, um
die Strömungsrichtung des Stroms oder Winds zu einer
guten Energieumsetzung zu berücksichtigen.
Eine andere vorteilhafte Bauweise des Kraftwerks ist in
Anspruch 26 angegeben, wonach jede Einheit des Kraftwerks
als Container aus Stahl oder Kunststoff ausgebildet ist,
in welchem zum Betrieb der Einheit erforderliche Aus
rüstungsgegenstände, insbesondere eine Turbine mitsamt
einem Rohr oder Kanal, in dem die Turbine eingefügt
ist, montiert sind, wonach weiter die Einheit mit den
montierten Ausrüstungsgegenständen zu einer Baustelle
transportierbar ist und dort über einem Fundament zu
einem Turm stapelbar′ ist.
Dabei zeichnet sich die Ausführung aus Kunststoff dadurch
aus, daß sie nicht rostet und gegebenenfalls wirtschaft
licher herstellbar ist als ein Stahlcontainer. Darüber
hinaus kann der Container aus Kunststoff für Anschauungs
zwecke zumindest stellenweise durchsichtig ausgebildet
sein.
In einer Weiterbildung des voranstehenden Aufbaus ist
nach Anspruch 27 vorgesehen, daß jede Kammer und der
gegebenenfalls vorgesehene Vorraum zu einer Kammer als
Container aus Stahl oder Kunststoff gefertigt ist, in dem
die Ausrüstungsgegenstände montiert sind, und daß die
Kammer und der Vorraum mit den montierten Ausrüstungs
gegenständen zu einer Baustelle transportierbar sind und
dort über einem Fundament und einer darauf aufgebrachten
Platte insbesondere aus Beton nebeneinander und überein
ander stapelbar sind.
Dabei bilden also die einzelnen Kammern eine größere Ein
heit. Die Kammern zeichnen sich infolge ihrer Abmessungen
durch leichtere Transportierbarkeit und allgemein Handhab
barkeit aus.
Um einen zusätzlichen Schutz der Container gegen Beschädigungen
insbesondere durch schwimmende größere Gegen
stände zu bilden, sind vorzugsweise an den Außenseiten der
aus Stahl oder Kunststoff bestehenden Wände der Einheiten
bzw. der Kammern des Vorraums Betonplatten angebracht.
Die Verbindung der Einheiten bzw. Kammern miteinander
sowie der gegebenenfalls vorhandenen Betonplatten an
deren Außenseiten erfolgt vorzugsweise durch Dübelverbin
dungen.
Zur Steigerung des Wirkungsgrads des Kraftwerks, soweit
es als Kraftwerk zur Umwandlung von Wasser-, insbesondere
Gezeitenenergie, mit Turbinen ausgebildet ist, sind Rohre
oder Kanäle innerhalb der Einheiten bzw. Kammern, wobei die
Turbinen in den Rohren oder Kanälen eingefügt sind, zumindest
auf den Einlaßseiten der Turbinen zu diesen hin geneigt und
verjüngt.
Vor allem zum Transport dieser Einheiten bzw. Kammern auf
dem Wasserweg schwimmend, sind die Rohr- bzw. Kanalöff
nungen in den Wänden der Einheiten oder Kammern mittels
Schiebern verschließbar.
Um das Kraftwerk in der Ausbildung als Gezeitenkraftwerk
noch effektiver zu gestalten, sind nach Anspruch 32 die
Einheiten an ihren vertikalen Außenseiten mit Seiten
flügeln dergestalt versehen, daß diese sich paarweise von
außen zu der Wand mit den Rohr- bzw. Kanalöffnungen hin
trichterförmig verengende Auffangräume bilden. Die
Auffangräume sind also zur Seeseite hin offen, so daß sie
einen größeren Bereich des strömenden Wassers erfassen
und verjüngen sich zu der Wand der Einheit und den darin
ausgeformten Einlaßöffnungen hin.
Vorzugsweise bestehen die Seitenflügel aus dem gleichen
Material, insbesondere Stahl, wie die Wände der Einheit,
an denen sie angebracht sind. Dies vereinfacht die
Montage der Seitenflügel an aus Stahl bestehenden Con
tainern oder eine Ausformung in dem Fall, in dem Kunststoff
zur Herstellung verwendet wird.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des Kraft
werks in der speziellen Ausführung, in der auf den Außen
seiten Betonplatten angebracht sind, besteht darin, daß
die Herstellung der Betonplatten sowie deren Anbringung
an den Außenseiten der Wände der Einheiten bzw. Kammern
und gegebenenfalls des Vorraums an der Baustelle erfolgt
und daß die Betonplatten an dem als Turm übereinanderge
stapelten Einheiten angebracht werden. Die Anbringung der
Betonplatten stellt somit insoweit die letzte Herstel
lungsphase des Kraftwerkturms dar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit
drei Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine grundsätzliche Darstellung eines Gezeiten
kraftwerks aus der Vogelschau,
Fig. 2 einen Block oder Turm des Gezeitenkraftwerks, der
auch in der Beschreibung und Ansprüchen selbst
als Gezeitenkraftwerk bezeichnet ist, in einem
Längsschnitt,
Fig. 3 einen Grundriß des Blocks bzw. Gezeitenkraftwerks
in Fig. 2,
Fig. 4 eine Variante des Gezeitenkraftwerks aus der
Vogelschau,
Fig. 5 einen Block oder Turm der Variante des Gezeiten
kraftwerks in einem Längsschnitt und
Fig. 6 einen Grundriß der Variante des Blocks bzw.
Gezeitenkraftwerks nach Fig. 5.
In Fig. 1 sind mehrere Blöcke (1-4) in einem Abstand von
etwa 50 m zu einem Ufer 44 und in einem gegenseitigen
Abstand von etwa 60 m in einer Reihe liegend neben
einander angeordnet. Die beiden einander entgegengesetzten
Strömungsrichtungen des Gezeitenstroms, der mit diesem
Gezeitenkraftwerk genutzt werden soll, sind mit den
Doppelpfeilen 5, 6 bzw. 7, 8 bezeichnet. Jeder Block des
Gezeitenkraftwerks ist, wie im Längsschnitt in Fig. 2
dargestellt, aufgebaut. Er ruht auf einem Fundament,
welches aus Betonpfeilern, von denen die Betonpfeiler 9,
10 sichtbar sind, bzw. entsprechenden Stahlstützen, auch
T-Trägern, die in den Boden 11 eingelassen sind, besteht.
Darüber sind die zur Baustelle transportierten vorge
fertigten Einheiten (12-16) übereinander abgesenkt, die
zur Nutzung des Gezeitenstroms eingerichtet sind. Oben
wird der Block durch eine besondere Einheit (17) abge
schlossen, die als Windgenerator ausgebildet ist.
Der Aufbau einer vorgefertigten Einheit (z. B. 12) des
Gezeitenkraftwerks ist aus dem Grundriß in Fig. 3 ersicht
lich. Die Einheit bildet einen im wesentlichen quader
förmigen Körper aus Beton mit Seiten (18, 19), in denen
die Rohröffnungen sind, die annähernd senkrecht zu dem
Gezeitenstrom fest ausgerichtet werden oder in die
Position mit einer Dreheinrichtung 46 geführt werden.
Innen ist der Block in Kammern (20, 21) und einen Vorraum
(22) durch Trennwände (23, 24) aufgeteilt. Die Trennwände
stehen durch Türöffnungen, die nicht bezeichnet sind,
miteinander in Verbindung.
In jeder Kammer sind vier durchgehende Stahlrohre neben
einanderliegend angeordnet, die in Öffnungen der Stirn
seiten (18, 19) reichen. Die Rohre der Kammer (20) sind
mit 25 bis 28 bezeichnet. Jeweils etwa in der Mitte jedes
Rohres ist eine Turbine, insbesondere Rohrturbine (29-32)
eingefügt. Die Turbinen treiben einzeln oder paarweise
oder gruppenweise zugeordnete Generatoren an. Die Rohre
sind mit den Turbinen so ausgelegt, daß sie die beiden
Strömungsrichtungen (5, 6 bzw. 7, 8) des Gezeitenstroms,
der in Fig. 1 dargestellt ist, nutzen. Die entsprechenden
Pfeile in Fig. 3 sind nicht bezeichnet. Die z. Z. nicht
nutzbaren Öffnungen der Rohre können mit in der Zeichnung
nicht dargestellten Stahlplatten verschlossen werden.
Oberhalb der Rohre und Turbinen ist ein Fußboden (33)
verlegt, siehe Fig. 2, über welchen die Kammern von dem
Vorraum (22) her begehbar sind.
Der Vorraum weist eine vorgefertigte Bodenöffnung (34)
auf, die zunächst beim Transport der Einheiten zu der
Baustelle verschlossen ist und erst durchbrochen wird,
wenn die Einheiten übereinander gestapelt sind. Durch die
damit übereinanderliegenden Bodenöffnungen kann ein
Aufzug (35) errichtet sein, der in Fig. 2 mit einer
strichpunktierten Linie angedeutet ist. Statt dessen kann
die Verbindung zwischen den einzelnen Stockwerke der
Einheiten auch durch Treppen oder Leitern realisiert
sein.
Die oberste Einheit für den Windgenerator (17) ist, wie
in Fig. 2 angedeutet, in ihrem oberen Teil pyramiden
stumpfförmig geformt. Aus deren obersten Abschlußseite
ragt ein Propeller (36) eines nicht dargestellten Wind
generators.
Der Block bzw. Turm des Gezeitenkraftwerks ist durch eine
Tür zugänglich, die in einem Abstand von beispielsweise
einem Meter über einem Flutpegel (37) liegt. Hierin kann
sich jeweils ein Steg (38 bis 41) aus einer Holz- oder
Stahlkonstruktion anschließen, der jeden der Türme mit
dem Ufer verbindet. Damit sind die Türme des Gezeitenkraft
werks ohne Wasser- oder Luftfahrzeuge erreichbar.
Mit den Blöcken des Gezeitenkraftwerks, das in dem
Beispiel fünf Blöcke zur Nutzung des Gezeitenstroms
umfaßt, kann bei geringem Bauaufwand eine verhält
nismäßig große elektrische Energieleistung erzeugt werden.
Der voranstehend genannte Vorteil gilt in verstärktem
Maße für die Variante des Gezeitenkraftwerks nach den
Fig. 4 bis 6. In diesen Figuren werden für gleiche Teile
wie in den Fig. 1 bis 3 übereinstimmende Bezugszeichen
verwendet.
In der Variante der Blöcke 47 bis 59 gemäß Fig. 4 sind
diese bzw. die Einheiten, aus denen die Blöcke gebildet
sind, an ihren vertikalen Außenkanten mit Seitenflügeln
z. B. 51 bis 54 versehen. Die Seitenflügel laufen paar
weise zu dem zugehörigen Block 48 zusammen und bilden
dadurch trichterförmige Auffangräume 55, 56.
Wie im einzelnen in Fig. 6 dargestellt, verjüngen sich
die trichterförmigen Auffangräume zu der Wand 57 bzw. 58
hin, in denen sich Rohröffnungen 59 bis 62 bzw. 63 bis 66
befinden. Damit wird die Gezeitenströmung besser genutzt,
da die Strömung daran gehindert wird, seitlich an dem
Kraftwerksblock 12 in dem Maße wie in Fig. 1 vorbeizu strömen. Vielmehr wird der Wasserdruck im Bereich der Wände 57 und 58 erhöht, die durch die Stirnseiten der Kammern bzw. Einheiten zusammen gebildet werden.
Kraftwerksblock 12 in dem Maße wie in Fig. 1 vorbeizu strömen. Vielmehr wird der Wasserdruck im Bereich der Wände 57 und 58 erhöht, die durch die Stirnseiten der Kammern bzw. Einheiten zusammen gebildet werden.
Ebenfalls zur Verbesserung der Umwandlung der Wasser-, ins
besondere Gezeitenenergie in der Turbine dient die
Ausbildung der Rohre, wie sie zu den Rohren 67 bis 71 in den
Fig. 5 und - ohne diese Bezugszeichen - in Fig. 6 dargestellt
sind, nämlich durch eine Neigung dieser Rohre zu der jeweili
gen Einlaßseite der Turbine hin, beispielsweise des Rohrs 67
zu der Turbine 29. In dieser Richtung verjüngen sich die
Rohre 67 bis 71 auch trichterförmig von ihrer Öffnung, z. B.
59 in Fig. 6, zu der Turbine 29 hin. In Fig. 6 wechseln die
trichterförmigen Ausbildungen der Rohre an den Einlaßseiten
mit den normalen zylindrischen Ausbildungen der Rohre ab,
während in der vertikalen Schnittebene nach Fig. 5 alle
trichterförmig ausgebildeten Rohre auf der Einlaßseite der
Turbinen auf der gleichen Seite des Turms liegen und die
ausgangsseitigen Rohrabschnitte auf der entgegengesetzten
Turmseite.
Wesentlich ist die Ausbildung der Einheiten 12′ bis 17′ bzw.
der Kammern 20′, 22′ in der in den Fig. 5 und 6 dargestellten
Variante des Kraftwerks: Danach umfassen die genannten Ein
heiten bzw. Kammern und der Vorraum, welche in nebeneinander
liegender Anordnung gemäß Fig. 6 eine so bezeichnete Einheit
12′ bilden, einen containerförmigen, im wesentlichen
geschlossenen Kern aus Stahl oder Kunststoff, in dem die Aus
rüstungsgegenstände, insbesondere die Turbinen, z. B. 29, und
die Rohre, z. B. 67, bereits vor dem Transport zur Baustelle
fest montiert sind. Die Wände aus Stahl oder Kunststoff der
Einheiten 12′ bis 17′ bzw. der Kammern 20, 21 und des Vor
raumes 22 stellen somit transportable Container dar, welche
insbesondere als solche schwimmend auf dem Wasserweg trans
portiert werden können.
An der Baustelle werden sie über den Betonpfeilern 9 und 10
und einer darauf aufgelegten Platte 75, die aus Beton
bestehen kann, nebeneinander und übereinander aufgelegt. Im
einzelnen werden die Kammern 20′, 21′ und der Vorraum 22′
gemäß Fig. 6 nebeneinander angeordnet. Über die damit gebil
dete Einheit 12′ wird die nächste Einheit 13′ in gleicher
Weise aufgebaut.
Es sei an dieser Stelle vermerkt, daß die Schnittebenen in
den Darstellungen gemäß den Fig. 5 und 6 anders liegen können
als in den Fig. 2 und 3.
Nach Aufbau des Turms als Kern bzw. Skelett aus Stahl oder
Kunststoff werden auf Außenseiten, z. B. 73 in Fig. 5, der
Wände der Einheiten, z. B. 16′, Platten aus Beton angebracht.
Die Anbringung erfolgt über die gesamte zu schützende Außen
seite eines Turms.
Die Verbindung der Platten 74 aus Beton an den Außenseiten
der Wände sowie schon zuvor das Aneinanderfügen der Kammern,
des Vorraums und der damit gebildeten Einheiten, erfolgt
zweckmäßig mittels Dübeln, die in der Zeichnung nicht darge
stellt sind.
Zu dem Transport der containerförmigen Einheiten bzw. Kammern
und Vorräume zu der Baustelle wird noch ergänzend bemerkt,
daß während des Transports, vor allem dann, wenn dieser auf
dem Wasserwege erfolgt, die Rohröffnungen 59 bis 66 zweck
mäßig mit Schiebern verschlossen sind, die ebenfalls in der
Darstellung des fertigen Turms gemäß den Fig. 5 und 6 nicht
gezeigt sind.
Claims (35)
1. Kraftwerk, insbesondere Gezeitenkraftwerk zur Nutzung
von Wasserkraft und gegebenenfalls Windkraft und
Sonnenenergie, umfassend mindestens eine im wesent
lichen aus Beton vorgefertigte und zumindest bis auf
eine Decke (42) dicht geschlossen zu einer Baustelle
transportierbare Einheit (12-16), die jeweils
mindestens eine Turbine (29-32) mitsamt eines Rohres
(25-28) oder Kanals, in dem die Turbine eingefügt
ist, beinhaltet, die an der Baustelle über einem
Fundament als Turm stapelbar ist.
2. Kraftwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere vorgefertigte Einheiten (12-16) über
dem Fundament als Turm gestapelt sind.
3. Kraftwerk nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (12-16) mit einer Decke (45) aus
Stahlblech dicht verschlossen ist, während Wände und
Boden (11) aus Beton bestehen.
4. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß über je einer Bodenfläche (43) der Einheit Rohre
(25-28) oder Kanäle nebeneinander angeordnet sind,
deren Öffnungen in zwei voneinander abgewandten
Seiten (18, 19) liegen, und daß sich über den Rohren
bzw. Kanälen und den Turbinen (29-32), die in die
Rohre bzw. Kanäle eingefügt sind, ein Fußboden (33)
befindet.
5. Kraftwerk nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nebeneinanderliegenden Rohre (25-28) oder
Kanäle paarweise dergestalt ausgelegt sind, daß die
nutzbaren Strömungsrichtungen jeweils innerhalb
eines Paars oder paarweise zueinander entgegenge
setzt sind.
6. Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (12-16) vorgeformte Durchbruch
stellen, insbesondere in einer Bodenfläche (43) als
vorbereitete Bodenöffnung (34) aufweist, durch
welche die Einheit (12-16) in mit anderen Einheiten
übereinander gestapeltem Zustand begehbar oder be
fahrbar ist.
7. Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (12-16) mehrere nebeneinanderliegende
Kammern (20, 21) und einen daneben angeordneten
Vorraum (22) einschließt und daß sich in der Boden
fläche (43) In dem Vorraum mindestens eine der vorge
formten Durchbruchstellen (34) befindet.
8. Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einheit (17), die als Windgenerator und
Wärterraum ausgebildet ist, als oberste Einheit auf
die gestapelten Einheiten (12-16), welche die Rohre
(25-28) bzw. Kanäle beinhalten, aufsetzbar ist.
9. Kraftwerk nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die oberste Einheit alternativ oder zusätzlich
zu dem Windgenerator mit Sonnenenergie in elektrische
Energie wandelnden Platten belegt ist.
10. Kraftwerk nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die oberste Einheit (17) im wesentlichen aus
Stahl besteht.
11. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß über der Länge des Rohrs (12-18) bzw. Kanals je
eine Turbine (29-32) etwa mittig angeordnet ist.
12. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem Rohr bzw. Kanal zwei Turbinen hinter
einander angeordnet sind.
13. Kraftwerk nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem Rohr bzw. Kanal je eine Turbine innen an
jeder der beiden Stirnseiten (18, 19) der Einheit
(12) vorgesehen ist.
14. Kraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Fundament und vorzugsweise der
untersten Einheit (12) eine Dreheinrichtung (46)
angeordnet ist.
15. Vorgefertigte, zumindest bis auf eine Decke (42)
dicht geschlossen zu einer Baustelle transportierbare
und dort als Turm stapelbare Einheit (12-16) eines
Kraftwerks, insbesondere Gezeitenkraftwerks, die
jeweils mindestens eine Turbine (29-32) mitsamt
eines Rohres (25-28) oder Kanals, in dem die Turbine
eingefügt ist, beinhaltet.
16. Einheit nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß Wände und Boden (11) aus Beton vorgefertigt sind
und eine dicht verschließende Decke (45) aus Stahl
blech besteht.
17. Einheit nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß über einer Bodenfläche (43) Rohre (25-28) oder
Kanäle nebeneinander angeordnet sind, deren Öffnungen
in zwei voneinander abgewandten Seiten (18, 19)
liegen, und daß sich über den Rohren bzw. Kanälen und
den Turbinen (29-32), die in die Rohre bzw. Kanäle
eingefügt sind, ein Fußboden (33) befindet.
18. Einheit nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nebeneinanderliegenden Rohre (25-28) oder
Kanäle paarweise dergestalt ausgelegt sind, daß die
nutzbaren Strömungsrichtungen jeweils innerhalb
eines Paars oder aarweise zueinander entgegenge
setzt sind.
19. Einheit nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß vorgeformte Durchbruchstellen insbesondere in
einer Bodenfläche als vorbereitete Bodenöffnung (34)
vorgesehen sind, durch welche die Einheit begehbar
oder befahrbar ist.
20. Einheit nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (12-16) mehre nebeneinanderliegende
Kammern (20, 21) und einen daneben angeordneten
Vorraum (22) einschließt, und daß sich in der Boden
fläche (43) in dem Vorraum mindestens eine der vorge
formten Durchbruchstellen (34) befindet.
21. Einheit nach einem der Ansprüche 15 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (17) als Windgenerator und Wärterraum
ausgebildet ist, die außen mit Sonnenenergie wan
delnden Platten belegt ist, und als oberste Einheit
auf die gestapelten Einheiten (12-16), welche die
Rohre (25-28) bzw. Kanäle beinhalten, aufsetzbar ist.
22. Einheit nach einem der Ansprüche 15 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (17) im wesentlichen aus Stahl besteht.
23. Einheit nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß über der Länge des Rohrs (12-18) bzw. Kanals
je eine Turbine (29-32) etwa mittig angeordnet ist.
24. Einheit nach einem der Ansprüche 15 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem Rohr bzw. Kanal zwei Turbinen hinter
einander angeordnet sind.
25. Einheit nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem Rohr bzw. Kanal je eine Turbine innen
an jeder der beiden Seiten (18, 19) der Einheit (12)
vorgesehen ist, in welche das Rohr bzw. der Kanal
mündet.
26. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Einheit (12′ bis 17′) nicht aus Beton vor
gefertigt ist, sondern als Container aus Stahl oder
Kunststoff ausgebildet ist, in welchem zum Betrieb der
Einheit erforderliche Ausrüstungsgegenstände, insbe
sondere eine Turbine (29 bis 32) mitsamt eines Rohrs (67
bis 71) oder Kanals, in dem die Turbine eingefügt ist,
montiert sind, daß die Einheit (12′ bis 17′) mit den
montierten Ausrüstungsgegenständen zu einer Baustelle
transportierbar ist und dort über einem Fundament
(Betonpfeiler 19) zu einem Turm stapelbar ist.
27. Kraftwerk nach Anspruch 26, wobei die Einheit (12′)
mehrere nebeneinanderliegende Kammern (20′, 21′) und
gegebenenfalls einen daneben angeordneten Vorraum (23′)
einschließt,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Kammer (21′, 22′) und der Vorraum (22′) als
Container aus Stahl oder Kunststoff gefertigt ist, in dem
die Ausrüstungsgegenstände montiert sind, und daß die
Kammern (20′, 21′) und der Vorraum (22′) mit den mon
tierten Ausrüstungsgegenständen zu einer Baustelle
transportierbar sind und dann dort über einem Fundament
(Betonpfeiler 19) und einer darauf aufgebrachten Platte
(75) insbesondere aus Beton übereinander stapelbar sind.
28. Kraftwerk nach Anspruch 26 oder 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Außenseiten (73) der aus Stahl oder Kunststoff
bestehenden Wände der Einheiten (12′ bis 17′) bzw. der
Kammern (20′, 21′) und des Vorraums (22′) Betonplatten
(74) angebracht sind.
29. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 26 bis 28,
gekennzeichnet durch
Dübelverbindungen der Einheiten (12′ bis 17′) bzw.
Kammern (20′, 21′) sowie des Vorraums (22′) untereinander
und zur Anbringung der Betonplatten (74) an die Außen
seiten (73) deren Wände.
30. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 25 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß Rohre (67 bis 71) oder Kanäle, in welchen die
Turbinen (29) eingefügt sind, zumindest auf der Einlaß
seite der Turbinen (29) zu dieser hingeneigt und verjüngt
sind.
31. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 26 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß Rohr- bzw. Kanalöffnungen (59 bis 66) in den Wänden
der Einheiten (12′ bis 16′) oder Kammern (20′, 21′)
mittels Schiebern verschließbar sind.
32. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 26 bis 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheiten (12′ bis 16′) an ihren vertikalen
Außenkanten mit Seitenflügeln (51 bis 54) dergestalt
versehen sind, daß diese paarweise von außen zu der Wand
(57, 58) mit den Rohr- bzw. Kanalöffnungen (59 bis 66) hin
sich trichterförmig verjüngende Auffangräume (55, 56)
bilden.
33. Kraftwerk nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenflügel (51 bis 54) aus dem gleichen
Material insbesondere Stahl wie die Wände (55, 56) der
Einheiten bestehen, an denen sie angebracht sind.
34. Verfahren zur Herstellung eines Kraftwerks nach den
Ansprüchen 26 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Herstellung der Betonplatten (74) sowie deren
Anbringung an den Außenseiten (73) der Wände der
Einheiten (12′ bis 17′) bzw. Kammern (20′, 21′) und des
Vorraums (22′) an der Baustelle erfolgt und daß die
Betonplatten (74) an den als Turm übereinandergestapelten
Einheiten (12′ bis 17′) angebracht werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4322980A DE4322980C2 (de) | 1993-04-02 | 1993-07-09 | Kraftwerk, vorgefertigte Einheit des Kraftwerks sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
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