Die preiswertest, nachhaltigste,ökologischste, langlebigste, wartungsärmste, Fisch freundlichste Stromgewinnung aus Fließgewässern
Ganz einfach: Zwei als Tandem verbundene schwimmende Trommel mit Paddeln treiben nicht wie Stand der Technik Generatoren an sondern Kolbenpumpen für Wasserhochdruck. Hochdruck bedeutet viel Energie im Verhältnis zur Größe der Maschinenkomponenten und kleine Komponenten = Kosteneinsparung. So wird das Presswasser gleich einer vereinten Flottille zum Ufer zu einer Sammelleitung gepumpt und treibt dort eine Peltonturbine an. Peltonturbinen sind die effizientesten und dazu preiswertesten Strommaschinen. Kommt das Wasser für den Antrieb einer Peltonturbine aus dem Gebirge dann entspricht der Wasserdruck der verfügbaren Fallhöhe des Berghanges aber nicht dem Optimum der Turbine. Kommt das Presswasser hingegen von einer Pumpe dann hat die Peltonturbine den höchsten Wirkungsgrad. Und auch dort gilt: Je höher der Druck um so kleiner und preisgünstiger die Komponenten.
Kommt Treibgut, dann rollen die Trommeln einfach darüber. Druckschläuche wie für Hochdruckreiniger sind 10 bis 20 m und auch mehr lang. So kann der Druckschlauch über den Wasser schweben.
Ergänzt werden kann die Flottille der schwimmenden Wasserräder durch Mühlräder am Flussrand die Hochdruckpumpen antreiben und selbst Windkraftwerk können statt Generatoren Pumpen antreiben
Um zu vermeiden das Sand im Wasser Turbinenblättern beschädigt können die Anlagen auch im geschlossenen Kreislauf betrieben werden. Dann auch mit Gefrierschutz. Sand ist der Feind aller Turbinen. Kein Verschleiß durch Sand bedeutet keine regelmäßige Wartung
Im Einsatz
Vorläufig nur als Fotomontage
Und wenn die Wassertiefe gering ist
Ökologie in Reinstform
Einmalig bei Stromkraftmaschinen, Während in Windräder eine Unmenge von Kunststoffen verbaut sind, dazu Balsaholz durch Raubbau aus Tropenwäldern und alles nach 20 Jahren schrottreif ist, können die schwimmenden „Fässer“ aus heimischen Holz gefertigt sein. Holz hält im Wasser sehr lange, Zum Beispiel Lärche über mehrere 100 Jahre. Neben Holz kommt auch Stahl zum Einsatz. Selbst die Dichtungen der Pumpen können statt aus Kunststoff aus Leder sein. Leder bewährt sich seit der Jahrtausendwende in unseren Holzspaltern und Schmiedepressen für Messerschmiede
Kostenvorteile der Energieernte mittels Kolbenpumpe und Peltonturbine wurde bereits von der technischen Uni Dresden berechnet
Allerdings kommt die Drehbewegung von einem Mühlrad über Wasser. Ob Mühlrad über Wasser oder Propeller unter Wasser ändert nichts an der Sache..Die im PDF beschriebene Bauart sieht einen Druckkessel vor um den pulsierenden Wasserfluss zu glätten. Darauf können wir verzichten denn bereits bei 3 Kolben verschwinden die Druckstöße. Das belegen Hochdruckreiniger aller Hersteller die nur drei Kolben haben und gleichmäßigen Wasserstrahl liefern.
Mueller_Wasserdruckrad für Fallhöhen unter 1 m.pdf (baw.de)
Nichts ist patentiert, Nachahmung erwünscht
Die gesamte Technik ist so einfach und anspruchslos das damit selbst die ärmsten Länder der Welt zurecht kommen.
Kein Stromverzicht bei Renaturierung von Flusskraftwerken
Renaturierung der Flüssen bedeutet nicht Verzicht auf die zuvor gewonnene Energie. Pumpenlösung macht´s möglich.
Wird ein Bach oder Fluss renaturiert dann gilt auch der Abriss der Staumauern. Übrig bleiben die Turbinen. Und diese können mit der von uns vorgeschlagenen Pumpentechnik mit schwimmenden Wasserrädern weiter verwendet werden.
Frage an KI: EU Vorgaben zur Renaturierung von Flüssen
Die EU gibt die Renaturierung von Flüssen als Ziel vor, insbesondere durch die EU-Renaturierungsverordnung (Nature Restoration Law), die bis 2030 25.000 Kilometer Flusskilometer renaturieren und frei fließen lassen will. EU-weit besteht eine Verpflichtung, den „guten Zustand“ von Gewässern zu erreichen, wobei das Verschlechterungsverbot gilt und Verbesserungsgebote zur Renaturierung und Wiederherstellung bestehen. Renaturierungsmaßnahmen umfassen den Rückbau von Querbauwerken, die Schaffung von mehr Raum für den Fluss, die Reduzierung der Stoffbelastung und die Schaffung von Rückzugsräumen wie Altwässern.
Weiter Frage an KI: Wer ist in der EU zuständig für Renaturierung von Flüssen?
Die Zuständigkeit für die Renaturierung von Flüssen liegt sowohl bei der Europäischen Union als auch bei den Mitgliedstaaten und deren regionalen bzw. nationalen Behörden. Die EU setzt die rechtlichen Rahmenbedingungen, wie das Renaturierungsgesetz (Nature Restoration Law), und die Mitgliedstaaten sind für die konkrete Umsetzung der Maßnahmen auf nationaler Ebene verantwortlich.
Also nicht nur national sondern auch Regional.
Schwimmende Wasserräder in Kombination mit Pumpwerken unter Wasser
In der Flussmitte und knapp unter der Oberfläche ist die Strömungsgeschwindigkeit am größten , also größte Energie. Die Energie weiter unter der Oberfläche wo die Paddel den Wasserfluss nicht erreichen bieten sich als Energieerntemaschinen hydrokinetische Turbinen an. Also Propeller ähnlich eine Schiffsschraube. Solche Maschinen werden bereits angeboten, allerdings gekoppelt mit einem Stromgeneratoren. Angebotenen hydrokinetischen Turbinen wie zum Beispiel der Energyfish aus Deutschland oder die Stromboje aus Österreich haben das Problem das die Propeller unter Wasser langsam drehen. Genannt wird eine Drehzahl von max 100 U/min um Fische nicht zu schreddern.Generatoren hingegen brauchen hohe Drehzahlen . Um auf die 3000 U/min der Generatoren zu kommen werden entweder teure Übersetzungsgetriebe eingebaut oder die Generatoren haben viele Pole mit viel Kupfer, beides treibt die Kosten in die Höhe. Hohe Preise schreckt Investoren ab.
Zweites Problem:
Der Strom fließt d mittels Kabel zum Ufer. Generatoren und Kabel haben ein Magnetfeld und das nimmt den Fischen die Orientierung. Forellen haben im Gehirn Eisenmoleküle zur Orientierung durch das Magnetfeld der Erde.
Drittens,
die nicht gerade umweltfreundliche Lösung um die Strommaschine in Schwebe zu alten geschieht das durch große Schwimmkörper aus Plastik. Denn nur Plastik lässt sich unter vertretbaren Kosten strömungsgünstig formen. Plastik wird allmählich vom Sand abgerieben und wird als Mikroplastik im Wasser verteilt wird.
Unser Pumpenlösung braucht weder Getriebe noch viel Kupfer. Die Drehzahl kann sehr gering sein. Das bieten Propeller mit vielen Flügen und hoher Energieausbeute
Schwimmkörper braucht es keine denn die Propeller mit Pumpen kann man direkt unter die schwimmenden Trommeln hängen .
Entsprechende Pumpe haben wir bereits im Angebot. Diese Pumpe ist für sehr niedere Drehzahlen und hohe Drücke konzipiert. Exzenter der Kurbelwelle hat mit den Gleitschuhen aus POM Kunststoff eine sehr große Kontaktfläche und deshalb reicht Wasser als Schmierung. Drei Kolben garantieren wie bei Hochdruckreinigern einen gleichmäßigen Stoß feien Wasserfluss
Es muss für die Energieernte unter Wasser nicht eine drehendes Rad oder Propeller sein, es kann auch ein Schwenkflügel sein
Kommt mit Sicherheit mit Fischen nicht in Konflikt
Flusskraftwerke wie gehabt sind ausgereizt und es werden keine neuen mehr gebaut, jedenfalls in Europa. Wie schädlich die Wasserkraft für die Natur ist.
https://www.spektrum.de/news/wasserkraft-das-sterben-der-stauseen/1969555
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Das Video ist von Spektrum der Wissenschaft und trägt den Titel: Die unangenehme Wahrheit über Wasserkraft
https://www.youtube.com/watch?v=rsSwX6hCJrs
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Ein Vortrag von: Prof. Klement Tockner, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung / Goethe-Universität Frankfurt
am 20. Nov. 2023 in IHK für München und Oberbayern, Max-Joseph-Straße 2, 80333 München
ab min 11, zuvor allgemeines zur Artenvielfalt.
Untertitel des Video: Rückgang der Artenvielfalt – was bedeutet das für Wirtschaft und Gesellschaft?
Betreffend Bayern auf focusonline am 20.05.2024
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Weiterer Nachteil der Staudämme:
Durch Albedo strahlen Wasserkraftwerke nicht zurück
https://www.uibk.ac.at/de/newsroom/2021/wasserkraft-ist-nicht-per-se-klimaneutral/
Dass die Albedo von Seen deutlich niedriger ist, als jene der meisten terrestrischen Ökosysteme, war bisher bekannt. Dass dieser Unterschied einen teilweise beträchtlichen Teil der CO2-Einsparungen durch Wasserkraft zunichtemacht, wurde bisher nicht erforscht. https://www.global2000.at/wasserkraft
Der größte Nachteil der Staudämme
Beton hält laut KI höchstens 100 Jahre.
www.gutefrage.net/frage/warum-ist-beton-nur-80-jahre-haltbar
https://www.scinexx.de/news/technik/wie-lange-haelt-beton/
Links zu einigen Portalen betreffend Renaturierung von Flüssen
Renaturierungen von Bach- und Flussläufen - noch viel zu tun | FAIReconomics (fair-economics.de)
Gewässerrenaturierung: Start | Umweltbundesamt
/www.sueddeutsche.de/wissen/fluesse-europa-staudamm-oekosystem-fische-1.5165765
Staudamm-Rückbau: Zweite Chance für die Verdammten - Spektrum der Wissenschaft
Flussrenaturierung: Ein Experiment mit ungewissem Ausgang - SZ.de (sueddeutsche.de)
Energieernte von der Quelle bis ins Flachland und welche Energie zur Zeit verloren geht, aber nicht bei unseren schwimmenden Kraftwerken
Nur ein Teil des Wassers, das im Gebirge in Stauseen gesammelt wird, wird mit großem Höhenunterschied zu den Turbinen geleitet, ein Restwasser fließt als Bach weiter um den Fischen ein Überleben zu ermöglichen. Bis dann beide Gewässer wieder vereint werden, vergrößert sich der Bach und man hat wieder Wasser für weitere Kraftwerke, bei geringerem Gefälle für Laufwasserkraftwerke. Damit die Fische dann stromaufwärts schwimmen können wird bei Laufwasserkraftwerken ein Teil des Wassers über Treppen oder andere Baulichkeiten geleitet. Laufwasserkraftwerke sind sehr teuer und man muss abwägen ob eine Investition sich rechnet..Ein starker Eingriff in die Natur sind sie allemal..Fischereiverbände beklagen das bei Laufwasserkraftwerken trotz Versprechen der Betreiber immer noch Fische zu Schaden kommen.
Der enorme Vorteil der Peltonturbine.
Peltonturbinen sind von allen Wasserkraftmaschinen nicht nur die preiswertesten sondern auch mit dem höchsten Wirkungsgrad. Dazu kommt die hohe Drehzahl. bis 3000 U/min. Je höher die Drehzahl um so kleiner und preiswerter der Stromgenerator. Peltonturbinen lassen sich einfach und exakt regeln, man bekommt sauberen Sinusstrom bei konstanter Frequenz und man kann so den Strom direkt ins Netz einleiten. Sind Gutmütig wenn das Wasser in Stößen kommt und der Druck von den Sollwerten abweicht..
Langlebigkeit der Peltonturbinen und Pumpen.
Peltonturbine drehen zuverlässig mit geringen Wartungskosten auch über 100 Jahre. Das gilt auch für Kolbenpumpen und Propeller..Sind genannte Maschinen doch irgendwann zu verschrotten, dann werden sie einfach eingeschmolzen und ergeben keinen Sondermüll.
Wartung
Lockert man eines der Seile der Verankerung am Ufer dann treibt die Wasserströmung die Anlage auf das gegenseitige Ufer. Kolbenpumpe kann man dann zur Revision einfach ausbauen. Mehr hat das Flusswasserrad nicht. Was nicht ist kann nicht kaputt gehen
Da punkten wir gegenüber den Kraftwerken unter Wasser. Nahe den Flussufern ist die Wassertiefe generell gering. So kann man die sperrigen Propellerkraftwerke nicht einfach an Land ziehen. Unsere schwimmenden Wasserrädern aber schon.
Füllung von Speicherbecken.
Nicht nur in den Alpen steigt der Bedarf an Speicherbecken und nicht immer kommt genügend Wasser aus Zuflüssen. Pumpen die durch E-Motoren angetrieben werden und das Wasser aus Flüssen und Bächen ansaugen sollen es dann richten. Mit Kolbenpumpen kann man das Wasser auch über einer Fallhöhe von 1.000 m pressen.
Das enorme ungenutzte Energiepotential das in Flüssen steckt
Weltweit gibt es über 50.000 große Staudämme, aber nur ein winziger Teil davon wird für die Stromproduktion genutzt. Genau das wollen Forschende aus den USA ändern und damit 78 Gigawatt an Wasserkraft gewinnen. Das ist in etwa die Leistung von 56 Atomkraftwerken! Das Ganze soll relativ einfach gehen und dadurch CO2 eingespart und größere Eingriffe in die Natur vermieden werden.
Dies sagt der Wissenschaftsyoutuber Jacob Beautemps des Produktionsunternehmen für das öffentliche Fernsehen
i&u TV Produktion GmbH
Riesige ungenutzte Energiequelle: SO VIEL steckt in alten Staudämme!
https://www.youtube.com/watch?v=IDKy5P-mLec
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In Deutschland – allein die wichtigsten 20 deutschen Flüsse: • Gesamtlänge von 11.350 km Gesamtwasservolumenstrom bei einem mittleren Normalpegelstand von 7.695 m3/s • mittleren Strömungsgeschwindigkeit von cm = 1,8 m/s (Bereich von cm = 1,1 m/s bis 3,5 m/s) Leistung des Wassers von ca. 40,64 MW
Diese Textpassage entnehmen wir aus:
Unser Kommentar: Da hydrokinetische Turbinen für die Natur neutral sind bietet sich die Möglichkeit jeden Meter der Flussläufe von den Alpen bis zum Meer zu nutzen und so summiert sich die geerntete Energie weit über dem was ein weiterer Ausbau der Windenergie bringen würde.
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Allein in Bayern existieren gut 4.200 Wasserkraftanlagen mit einer installierten Gesamtleistung von gut 2,9 GW (Gigawatt). (Inklusive Pumpspeicherkraftwerke).
https://www.lfu.bayern.de/wasser/wasserkraft/index.htm
Darunter sind viele Kleinkraftwerke in höheren Lagen mit empfindlichem Ökosystem und dort könnte man mit der Renaturierung einen Anfang wagen.
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Nord-Süd-Stromtrassen doppelt genutzt
Die Stromtrassen von Nord nach Süd sind gedacht das Windarme Bayern mit Strom aus nördlichen Windkraftwerken zu versorgen. Bayern hat reichlich viele Fließgewässer und das bedeutet viel Strom mittels Flussbettturbinen. Wenn im Norden keine Wind weht, dann könnten Bayern nachhelfen..