Technische Herausforderungen bei der kinetischen Wasserkraft

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1 Technische Herausforderungen bei der kinetischen Wasserkraft

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4 Inhalt 1. System - Prinzip - Aufbau - Leistungsdaten 2. Technische Herausforderung - Verankerung - Treibgutschutz - Installation in ruralen Gegenden - Konzipierung von Inselnetzen

5 Kinetische Wasserkraft bietet Lösungen Was ist kinetische Wasserkraft? Kinetische Wasserkraft bezeichnet die Umwandlung der kinetischen Energie des Wassers mittels einer rotierenden Turbine in elektrischen Strom. Welche sind die Anwendungsfälle? Dezentrale Elektrifizierung Private Nutzung Forst- und Landwirtschaft

6 Das System Stromerzeugung durch kinetisches Kleinstwasserkraftwerk Netzgebunden, Hybrid oder Inselnetzsysteme Eine Anpassung an das vorhandene Netz ist möglich

7 Turbinen Beschreibung 1. 3 Glasfaserverstärkte Rotorblätter (Apoxy) 2. Unterwassergenerator 3. Diffusor (Polyethylen) 4. Schwimmkörper 5. 4 Ankerpunkte

8 Unterwassergenerator Permanentmagnet Synchrongenerator 5 kw 3-phasigen Wechselstrom / Synchrongenerator Niedrige U/min (90-230) Axial verbaut (wasserdicht / wassergekühlt) Spannungsbereich Volt, (abhängig Fließgeschwindigkeit)

9 Örtliche Voraussetzungen Min. Flusstiefe: 2.0 m Min. Flussbreite: 2.0 m Betriebs- Bereich: 1.0 m/s bis max. 3.5 m/s Nominalleistung bei 2.75 m/s

10 Kerndaten Nominalleistung: 5.0 kw bei 2.75 m/s Fließgeschwindigkeit: bis zu 3.5 m/s Maße (LxBxH): 3130x1600x2010 mm Rotor Durchmesser: 1000 mm Rotorgeschwindigkeit: rpm (unter Last) Gewicht: 380kg

11 Papp [W] Leistungskurve 6000 Leistungskurve des Generators ,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 V [m/s] Kurve getestet in SVA * Potsdam > Ergebnisse können in natürlichen Gewässern abweichen, gemessen am Generatorausgang. (* Schiffbau- Versuchsanstalt)

12 Technische Herausforderungen 1. Verankerung 2. Treibgutschutz 3. Installation in ruralen Gebieten 4. Netzanbindung und/oder Aufbau eines hybriden, autarken Inselnetzes

13 Verankerung Abhängigkeit von Hydrologischen Eigenschaften (z.b. Beschaffenheit des Flussbettes) Schiffsverkehr Treibgut Flussbreite Mögliche Anker Schwerkraftanker (Beton, Zugräder, oder lokales Material z. B. Steine) Stahlseile Schiffsanker Bodenschrauben

14 Installation mit Schwerkraftanker

15 Verankerung mit Stahlseil

16 Treibgutschutz

17 Installation in Deutschland

18 Installation im Dschungel von Peru

19 Netzanbindung Konvertiert in stabilen einphasigen Wechselstrom Gesicherte Leistungsabnahme durch MPPT* V, 50 Hz / V, 60 Hz Ausschließliche Verwendung zugelassener Komponenten Dreiphasig mit drei Turbinen auch möglich *maximum power point tracking

20 Autarkes System mit drei Quellen Synchronisierte Batterieladegeräte Integrierte Batteriebank ausgelegt nach Simulation von Erzeugung und Verbrauch AC Inverter versorgt die Last aus Batterie und Back-Up Genset Uninterrupted power supply (UPS) Batterien laden mit Hydro und PV Ins Netz einspeisen Im Falle des Netzausfalls Inselnetzversorgung

21 Hydro, PV und ein Diesel genset Integriertes System aus Turbine, Photovoltaic (PV) und Diesel generator oder Netz (UPS uninterrupted power supply) Jedes System hat seine Nachteile: SMART Turbine ist von der Fließgeschwindigkeit abhängig, PV von der Einstrahlung, Diesel ist teuer Hybride Systeme haben die niedrigsten Kosten und die höchste Verfügbarkeit 21

22 Generated Energy [kwh/d] Hybrid: Hydro Erzeugung 1 Jahr 60,00 Erwartete Erzeugung Hydro 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 Month Monthly averaged generated energy Poly. (Monthly averaged generated energy)

23 Generated Energy [kwh/d] Hybrid: PV Erzeugung 1 year Erwartete Erzeugnis PV Data source: 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 Month Daily generated energy (monthly averages) Poly. (Daily generated energy (monthly averages))

24 Generated Energy by Hydropower [kwh/d] Generated Energy by PV [kwh/d] Hybride Erzeugnis Comparison of generated energy by Hydropower and PV in a typical year 50,00 90,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 Hydro generation PV generation Month

25 Ausgewählte Referenzen

26 Das Unternehmen Gegründet 2010, Internationales Team Sitz in Feldafing bei München, Gefördert durch das bayerische Staatsministerium für Wirtschaft International renommierte Partner Mission: Entwicklung, Produktion und Vermarktung von bezahlbaren und umweltfreundlichen, kinetischen Kleinst-Wasserkraftsystemen

27 SMART HYDRO POWER GmbH Dr. Karl Reinhard Kolmsee, Managing Director Alte Traubinger Str. 17, Feldafing, Germany

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