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Wasserkraftwerk zur Ausnutzung der beim Wechsel von Ebbe und Flut
frei werdenden Energie, bei dem das Gefälle zwischen Meer und Staubecken zum Antrieb
von Turbinen ausgenutzt wird Die Erfindung betrifft ein Gezeitenkraftwerk, bei dem
das Gefälle zwischen Meer und Staubecken zum Antrieb von Turbinen ausgenutzt wird
und die Turbinen stets im gleichen Drehsinn angetrieben werden. Bei bekannten Zwei-
und Mehrbeckensystemen wird während der Flut das Abwasser der Turbinen in das Tiefbecken
geleitet und das Hochbecken durch eine besondere Schleuse direkt aus dem Meere gefüllt.
Dagegen erfolgt die Füllung des Hochbeckens erfinddungsgemäß auf dem Wege durch
die Turbinen; erst dann, wenn kein ausnutzbares Gefälle mehr vorhanden ist, erfolgt
der Ausgleich des Höhenunterschiedes zwischen Hochbecken und Meer durch ein besonderes
Siel. Das bietet den Vorteil, daß der Wass:erspiegelhöhenunterschied zwischen Hoch-
und Tiefbecken bedeutend größer gehalten und auch bei der Füllung des Hochbeckens
Arbeit geleistet wird. Bei anderen bekannten Mehrbeckenanlagen erfolgen, wie beim
Erfindungsgegenstand, sowohl die Füllung des Hochbeckens als auch der Ausgleich
zwischen den benachbarten Becken auf dem Wege durch die Turbinen, die dann stets
im gleichen Drehsinn angetrieben werden, so daß wohl die Ausnutzung der vorhandenen
Energie erhöht wird. Diese bekannten Anlagen bestehen aber nur aus einem Brandungsbeliälter
und einem Hochbecken. Beim Füllen des Brandungsbehälters wird keine Energie auf
die Turbinen übertragen. Ein Tief-Becken ist hier nicht vorgesehen, so daß Brandungsbehälter
und Hochbecken während der Ebbe über die Turbinen unmittelbar mit dem Meer verbunden
werden. Erfindungsgemäß sind ein Hoch- und ein Tiefbecken. vorgesehen, die gleich
groß sind und durch zwei mit vier Schützen versehene Kammern, zwischen denen eine
Turbinenreihe angeordnet ist, miteinander in Verbindung gebracht werden können.
Die dem Meer zugekehrte Kammer steht entweder mit dem Meer oder mit dem einen Becken
durch je ein Schütz in offener Verbindung, während gleichzeitig die andere Kammer
entweder mit dem einen oder dem anderen Becken durch je ein Schütz gleichfalls in
offener Verbindung steht. Andere 'bekannte Anlagen verwenden Kanäle zur Wasserführung,
die Gefällverluste eintreten lassen, und diese Verluste sind um so empfindlicher,
da es sich bei Gezeitenkraftwerken durchweg um ein geringes Gefälle handelt. Solche
Gefällverluste werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die benutzten Kammern
entweder mit dem Meere oder mit einem Becken in offener Verbindung stehen.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Wie Abb. i und 2 erkennen lassen, sind die Staubecken, und zwar das Hochbecken z
sowie das Tiefbecken 3 in bekannter Weise durch einen Damm i q. von dem Meere i
abgesondert und durch einen Trennungsdamm
15 voneinander getrennt.
Am Trennungsdamm 15 sind zwei mit Schützen 6, 7, 8, 9 versehene Kammern q. und 5
angeordnet, zwischen denen eine Turbinenreihe 13 vorgesehen ist. Die dem Meer zugekehrte
Kammer ¢ steht je nach der Betriebsperiode entweder mit dem Meer i durch das Schütz
6 oder mit dem Hochbecken 2 durch das Schütz 8 in offener Verbindung. Gleichzeitig
steht die andere Kammer 5 entweder mit dem Hochbecken 2 durch das Schütz 9 oder
mit dem Tiefbecken 3 durch das Schütz 7 gleichfalls in offener Verbindung. Die Schütze
können je nach Bedarf als Walzenwehre, als versenkbare Hubschütze, als seitlich
ausfahrbare Schütze oder als Schleusentore ausgebildet sein. Das Hochbecken 2 wird
während der Flut durch das . Siel i i selbsttätig gefüllt (Abb.2), nachdem der Höhenunterschied
zwischen Hochbecken 2 und Meer i größtenteils ausgeglichen ist und das Tiefbecken
3 dementsprechend durch das Siel 12 während der Ebbe gleichfalls selbsttätig entleert
(Abb. i).
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Wenn sämtliche Schütze peinige Stunden lang geschlossen waren, kann
der Betrieb zu beliebiger Zeit aufgenommen werden, beispielsweise bei Hochwasser.
Das Hochbekken 2 ist dann gefüllt; das Tiefbecken 3 ist bei Niedrigwasser selbsttätig
entleert worden. Die Füllung des Hochbeckens 2 entspricht der jeweiligen Fluthöhe
und mag 2,5 m Höhe betragen. Die Zahl und Größe der Turbinen seien derart
gewählt, daß bei gleichmäßiger Leitapparatöffnung die Oberfläche im Hochbecken 2
innerhalb 3 Stunden um o,5 m abgesenkt wird. Gemäß Abb. i öffnet man die Schütze
7 und B. Das im Hochbecken 2 angestaute Wasser fließt durch die Kammer q., durch
die Turbinen 13 und durch die Kammer 5 in das leere Tiefbecken 3. In geichem Maße,
wie die Oberfläche im Hochbecken 2 sinkt, steigt sie im Tiefbecken 3. Bei Beginn
des Betriebes arbeiteten die Turbinen mit einem Gefälle von 2,5 m (Abb. 3)
; nach rund 3 Stunden beträgt das Gefälle noch 1,5 m (Abb. q.). Nach etwa i1/2 Stunden
hat sich das Gefälle bis auf i m verringert. Im Meere i steht dann das Wasser o,63
m hoch, im Hochbecken 2 475 m und im Tiefbecken 3 0,75 m. Sobald die Oberfläche
des Meeres i unter die Oberfläche des Tiefbeckens zu sinken beginnt, werden durch
den Wasserdruck die Tore vom Siel 12 geöffnet (Abb. 12), und das Tiefbecken 3 beginnt
sich zu entleeren. Der Wasserspiegel im Tiefbecken 3 sinkt in gleichem Maße wie
der des Meeres i bis zum Niedrigwasser; da diese Absenkung schneller vor sich geht
als diejenige im Hochbecken 2, so erhöht sich das Gefälle allmählich wieder bis
auf 1,5 m (Abb. 5). Die beginnende Flut schließt das Siel 12 (Abb.13). Der Betrieb
geht zunächst in der bisherigen Weise fort. Das Gefälle sinkt binnen 3 Stunden auf
o,5 m (Abb. 6). 1/2 Stunde später ist das Gefälle bis fast an die untere Nutzgrenze
von 0,3m gesunken.
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Jetzt wird der Betrieb umgestellt. Die Schütze 7 und 8 werden geschlossen
(Abb. 7) und gleichzeitig die Schütze 6 und 9 geöffnet (Abb. 2). Nun ist das Gefälle
zwischen dem Meer i und der Oberfläche im Hochbecken 2 wirksam. Das gesamte Abwasser
der Turbinen wird zum Hochbecken 2 geleitet und dient zu dessen Füllung. Da aber
der Wasserspiegel im Meer i schneller steigt als im Hochbecken 2, wächst das Gefälle
21/2 Stünden lang von 0,53111 auf i, i 6 m. Sobald die Flut .eine gewisse
Höhe erreicht hat, öffnet sie selbsttätig die Tore von Siel i i, @so daß dieses
nun den Höhenausgleich zwischen, dem Meer i und dem Hochbecken 2 herbeiführt (Abb.
2 und i i). Auch wenn man dem Siel i i große Abmessungen gibt oder mehrere gleichartige
Siele anbringt, wird eine gewisse .Zeit benötigt, bis dieser Ausgleich vollzogen
ist. Solange ein ausnutzbares Gefälle vorhanden ist, läßt man die Stellung der Schütze
unverändert, so daß eine kurze Zeit das Hochbecken z durch das Abwässer der Turbinen
13 und durch das Siel i i zugleich gefüllt wird.
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Sobald das Gefälle zwischen dem Meer i und dem Hochbecken 2 auf die
untere Nutzgrenze gesunken ist, schließt man die Schütze 6 und 9 und öffnet die
Schütze 7 und B. Der Betrieb geht nun in der zu Anfang geschilderten Weise weiter,
nur ist zu beachten, daß das 'Tiefbecken 3 jetzt nicht leer, sondern etwa o, 5 m
hoch gefüllt ist. Das Betriebsgefälle beträgt daher bei Hochwasser statt 2,5 m nur
-etwa 2,o m und nach 3 Stunden etwa i m (Abb. 8). Wenn die Oberfläche des Meeres
i unter diejenige des Hochbeckens 2 gesunken ist, schließen sich die Tore von Siel
i i selbsttätig (Abb. i o), so daß das nötige Betriebswasser im Hochbecken 2 angestaut
bleibt. Der im Tiefbecken 3 etwas erhöhte Wasserstand hat zur Folge, daß die Ebbe
das Tiefbecken 3 bereits früher zu entleeren beginnt, so daß bei Niedrigwasser (Abb.9)
dieselben Wasserstände eingetreten sind wie gemäß Abb.5. Von da ab sind die Betriebsverhältnisse
die gleichen, wie oben geschildert.