Kleinwasserkraftwerke

Kleinwasserkraftwerke zur Eigenversorgung sind erneuerbare Energie

Die Möglichkeit der Kleinwasserkraftnutzung umfasst verschiedene Technologien. Je nach Gegebenheiten - insbesondere die nutzbare Wassermenge und die Fallhöhe - kommen unterschiedliche Turbinentypen zum Einsatz.

In Österreich kommt, aufgrund der oft sehr großen nutzbaren Höhenunterschiede, häufig die Peltonturbine zum Einsatz. Diese Turbinenbauweise gewährleistet im kleinen, sowie im großen Maßstab langfristig und zuverlässig die saubere Stromgewinnung. Wasserkraft überzeugt mit vielen Vorteilen:

  • Gesicherte Erträge mit erneuerbarer Energie

Auch während die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht steht die Kraft des Wassers zur Verfügung.

  • Hohe Wirkungsgrade

Wasserkraftwerke zählen zu den effizientesten Energiegewinnungsanlagen mit den geringsten Verlusten.

  • Hohe Verfügbarkeit zur Eigenversorgung

Kleinwasserkraftwerke können Tag für Tag laufen und über Jahre hinweg ohne Abschaltung betrieben werden.

Natürlich kommen all diese Vorteile nur dann zur Gänze zum Tragen, wenn jedem einzelnen Projekt eine gute Planung und individuelle Betrachtung der Gegebenheiten zugrunde liegt.

 

Nachfolgend sind zwei Kleinanlagen beschrieben, welche beispielhaft zeigen, welche Nutzungsmöglichkeiten die Kleinwasserkraft bietet.

Microturbine von unten
Microturbine von oben mit Motor

Inselbetrieb mit 6,5 kW:

Um einen alten Dieselgenerator, welcher die Photovoltaikanlage einer Jagdhütte in der Steiermark ergänzte zu ersetzen, wurde 2011 ein Kleinwasserkraftwerk installiert.

Die Anlage verarbeitet bei einem Druck von 7,5 bar (=75 Meter Fallhöhe) 13 Liter pro Sekunde und erzeugt damit eine elektrische Leistung von 6,5 kW. Dies geschieht indem drei Düsen das Wasser mit 135 km/h auf das Pelton-Laufrad leiten, welches mit 1500 Umdrehungen in der Minute einen Synchrongenerator antreibt.

Dadurch wird der 24V-Akkublock immer optimal geladen. Die stufenlose Boilerlastregelung sorgt im Betrieb für den richtigen Drehzahlbereich und stabilisiert somit die Frequenz im Inselnetz.

Das dabei erzeugte Warmwasser deckt den gesamten Bedarf des Gebäudes ab. Energie, welche nicht zum Aufladen der Akkus oder zur Warmwassererzeugung benötigt wird, dient zur Beheizung des Gebäudes.

Außerdem kann – wahlweise manuell oder automatisch – die Anzahl der verwendeten Düsen verringert werden. Womit wir in Zeiten eines geringeren Verbrauches die erzielte Leistung anpassen und die verwendete Wassermenge reduzieren.

Zum Schutz der Turbine vor Beschädigung durch Verunreinigungen wurde die Wasserfassung als Sedimentationsbecken mit Recheneinzug ausgeführt. Für die Turbine wurde ein kleines Krafthaus errichtet, von wo aus das abgearbeitete Wasser zurück in den Bach geleitet wird.

Netzparallelbetrieb mit 3,5 kW:

Eine in Kärnten errichtete Kleinwasserkraftanlage erzeugt seit Anfang 2012 ca. 3,5 kW. Das sind jährlich ungefähr 30.000 kWh, soviel wie etwa acht Durchschnittshaushalte an elektrischer Energie verbrauchen.

Die Anlage arbeitet als Überschusseinspeiser: Energie, die nicht zur Deckung des Eigenbedarfs benötigt wird, verkauft der Anlagenbetreiber an den Energieversorger.

Die Peltonturbine verarbeitet mit zwei Düsen bei einem Druck von 6,4 bar eine Wassermenge von 10 L/Sekunde.

Um die Mechanik zu schonen, ist der 4-polige Asynchrongenerator über einen Sanftstarter an das Stromnetz gekoppelt. Ein elektrisch betriebenes Absperrorgan schaltet die Anlage im Störungsfall oder bei Netzausfall automatisch ab. Bei Netzwiderkehr nimmt das Kraftwerk den Betrieb selbstständig wieder auf.

Somit kann die Anlage sicher und automatisch betrieben werden und liefert ganzjährig sauberen Strom.