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Gezeitenkraftwerk mit gleichbleibendem Zufluß zu den Turbinen Bei
der Entwicklung von Gezeitenkraftanlagen bemüht man sich, sowohl die bei der Füllung
als auch die bei der Entleerung des Beckens entstehenden Niveaudifferenzen für den
Antrieb von Turbinen nutzbar zu machen. Die Anwendung einer einzigen Staumauer würde
dabei zwangsläufig das Gefälle abwechselnd vom Meer zum Becken und vom Becken zum
Meer entstehen lassen.
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Turbinen von so hoher Leistung, wie sie für Gezeitenkraftwerke benötigt
werden, die in zwei verschiedenen Fließrichtungen arbeiten, sind bis heute noch
nicht gebäut worden. Zur Lösung dieser Aufgabe bestehen zwar zahlreiche Vorschläge,
aber man wird hierbei doch zunächst mit einem verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad
rechnen müssen.
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Man strebt danach, die gut regelbaren Kaplanturbinen anzuwenden, die
einen sehr günstigen Wirkungsgrad besitzen, aber nur in einer Antriebsrichtung betrieben
werden können.
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Bei Einbeckengezeitenkraftwerken, die gezwungenermaßen mit Betriebspausen
arbeiten, hat man, um eine einheitliche Wasserlaufrichtung zu den Turbinen zu erhalten,
statt des benötigten einen Absperrdammes drei Dämme in H-Form und damit ein Hauptbecken
und zwei Hilfsbecken geschaffen, wobei im Damm zwischen den beiden Hilfsbecken die
Turbinen angeordnet sind. Jeder der beiden Hauptdämme hat zu jedem Hilfsbecken je
eine Schleuse, die durch entsprechende Steuerung die gewünschte einheitliche Wasserlaufrichtung
zu den Turbinen herstellen. Die Umsteuerung der Schleusen, die einer momentanen
Umsteuerung der Gesamtanlage gleichkommt, erfordert eine wenn auch noch so kurze
Betriebspause, die jedoch bei dem Einbeckensystem in die vorerwähnte Betriebspause
fällt,
die durch das erforderliche Betriebsgefällezwischen den beiden Wasserspiegeln bedingt
ist :außer den Umschaltschleusen werden noch für jede Turbine im hraftliaus je ein
Wasserschütz im Zufluß wie im Abfluß benötigt, um. den Wasserstrom durch die Turbinen
der Betriebswassermenge, die jeweils zur Verfügung steht, anzupassen, denn die :Anzahl
der Turbinen richtet sich nach der maximalen Betriebswassermenge, etwa der bei Springflut.
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Vorstehende H-Form der Dämme ergibt bei Gezeitenkraftwerken, den vorhandenen
großen Wassermengen entsprechend, außerordentlich große Schleusenabmessungen, zumal
bei den im allgemeinen kleinen Tidehüben die Druckhöhen sehr gering sind und man
für den Durchfluß durch die Schleusen der beiden Hilfsbecken nicht mehr als 3o bis
40 cm der vorhandenen Fallhöhe bereitstellen kann.
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Da sich bei einem Einbeckensystem, bei dem sowohl die Füllung wie
auch die Entleerung ausgenutzt wird, zur Herstellung des erforderlichen Betriebsgefälles
Betriebspausen ergeben, hat man Mehrbeckensvsteme entwickelt, bei denen zwar diese
Betriebsunterbrechungen fortfallen, bei denen jedoch die Leistungsschwankungen,
die sich durch die schwankenden Tidenhübe ergeben, nicht beseitigt werden können.
Die leistungsfähigsten Systeme dieser Art lassen eine doppelte Fließrichtung der
Wassermassen zu, einige vom Meer zu dem Becken bzw. von dem Becken zürn Meer und
andere außerdem von Becken zu Becken.
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Wollte man bei Mehrbeckensystemen die H-förmige Dammanordnung in Anwendung
bringen, so würde sich bei der Schleusenumschaltung doch eine wenn auch noch so
kurze Betriebspause ergeben, bedingt durch die erforderliche Umschaltung der Gesamtanlage;
auch ist diese Anordnung nicht bei allen Mehrbeckensystemen anwendbar.
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Gefordert wird eine Einzelumschaltung jeder Turbine in beliebiger
Reihenfolge. Vor Umschaltung einer Turbine alter Laufrichtung, z. B. vom Meer zu
irgendeinem Becken, muß vorher als Ersatz eine solche neuer Laufrichtung, z. B.
von irgendeinem Becken zum Meer, synchronisiert zugeschaltet worden sein und so
fort, bis alle jeweils benötigten Turbinen umgeschaltet sind, wobei die Wasserfließrichtung
zu den Turbinen gleichbleiben muß.
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Um eine solche Einzelumschaltung zu erreichen, wird vorgeschlagen,
daß sowohl das Meer als auch die einzelnen Becken, die durch Dämme untereinander
und vom Meer getrennt sind, je einen unter Meeresniedrigstwasser liegenden, als
Ztr- und Abfluß dienender Zugang zu einem gemeinsamen Turbinenhaus haben, wobei
die Zugänge des Meeres und der einzelnen Becken stockwerkartig übereinanderliegen.
Von jedem der stockwerkartig übereinander angeordneten Zugänge führen kurze, mit
Schützen versehene Stichleitungen sowohl zur Eintritts- als auch zur Austrittsseite
der im Turbinenhaus untergebrachten einzelnen Turbinen. Durch Betätigen der einzelnen
Schütze kann jede gewünschte Wasserlaufrichtung vom Meer zu dem Becken oder von
dem Becken zum Meer oder zwischeu den einzelnen Becken bei gleichbleibender Durchflußrichtung
durch die Turbinen hergestellt werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an Hand eines Zweibeckensystems
in Verbindung mit dem Meer dargestellt.
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Fig. i zeigt das Gezeitenkraftwerk im Schnitt, geschnitten vor dem
Damm, der zwischen Becken 2 und Becken 3 liegt; Fig. 2 zeigt das Gezeitenkraftwerk
in der Draufsicht, wobei die linke Hälfte zwischen Turbinen und Generatoren geschnitten
dargestellt ist; Fig. 3 zeigt die drei stockwerkartig übereinander angeordneten
Zugänge zum gemeinsamen Turbinenhaus vom Meer und von zwei Becken versetzt gezeichnet,
um die kurzen, als Zufluß oder Abfluß dienenden Stichleitungen mit ihren Wasserschützen
von den einzelnen Zugängen zu den Turbinen zur Darstellung zu bringen.
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Das Meer i und sämtliche Einzelbecken 2, 3 sind durch Dämme 4 voneinander
getrennt. Sowohl das Meer i als auch die Becken 2, 3 haben je einen unter Meeresniedrigstwasser
6 liegenden Zugang zum gemeinsamen Turbinenhaus 5, und zwar das Meer i den Zugang
7, das Becken 2 den Zugang 8 und das Becken 3 den Zugang 9. Die Zugänge 7, 8, 9
sind stockwerkartig übereinander angeordnet. Von jedem dieser stockwerkartig angeordneten
Zugänge 7, 8, 9 führen zu den Turbinen io, die die Generatoren i i antreiben, kurze
Stichleitungen, und zwar zuflußseitig vom Meer i der Zufluß 12, vom Becken 2 der
Zufluß 13 und vom Becken 3 der Zufluß 14 sowie abflußseitig zum Meer i der Abfluß
15, zum Becken 2 der Abfluß 16 und zum Becken 3 der Abfluß 17. In jede Stichleitung
ist ein Wasserschütz i8 zwischengeschaltet, durch das der Zufluß bzw. der Abfluß
zu bzw. von den Turbinen i o vom bzw. zum Meer oder von bzw. zu den Becken gesteuert
werden kann. Als bekannt ist vorauszusetzen, daß der Zufluß zu den Turbinen unterhalb
des niedrigsten Wasserspiegels liegen muß, der noch ein nutzbares Gefälle erzeugt.
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Zwecks Reinigung der stockwerkartig übereinander angeordneten Zugänge
7, 8, 9 kann man jedem derselben eine verschließbare Spülöffnung i9 einseitig oder
beiderseitig des dort endenden Dammes geben.