LIEGENDE ENERGIEEFFIZIENTE U NTERWASSERTURBINE! VT-TURBINE

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1 LIEGENDE ENERGIEEFFIZIENTE U NTERWASSERTURBINE VT-TURBINE

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3 Green Heritage Wasserkraft Entwicklungs GmbH Die Green Heritage Wasserkraft Entwicklungs GmbH (GHW) ist ein Projektentwicklungs- und Planungsbüro für Kleinwasserkraftanlagen, und wurde 2010 gegründet. Wir gestalten den Dialog zwischen Wasserkraftbetreibern, Behörden und Umweltschützern und schaffen durch Mediation neue Lösungsansätze im Spannungsfeld ökologischer und ökonomischer Interessen. Lösung für problematische Standorte Seite 3 Technische Daten der VT-Turbine Seite 4-5 Montage der VT-Turbine Seite 6-7 Einsatzmöglichk eiten der VT- Turbine Seite 8 FAQ Seite 9-10 IQ-Preis Mitteldeutschland Seite 11 Eine innovative Lösung für problematische Wasserkraftstandorte Die VT-Turbine ist eine Entwicklung der Green Heritage Wasserkraft GmbH. Sie ist eine einfache und kostengünstige Turbine für kleine Staustufen und zur Restwassernutzung. Allein in Deutschland gibt es eine vierstellige Anzahl potentieller Wasserkraftstandorte, deren spezifische Bedingungen eine rentable Energiegewinnung bislang nicht möglich machte. Dabei handelt es sich zum großen Teil um ehemalige Mühlen und Standorte mit Querverbauungen. Wir betrachten bei unseren Planungen immer die gesamte Ökologie und vereinen dabei den ökologischen Anspruch der Fischfreundlichkeit und der Gewässer-Renaturierung mit dem ökonomischen Anspruch einer nachhaltigen Energieproduktion. Beim Einsatz der VT-Turbine verzichten wir prinzipiell auf eine Stauerhöhung oder die Errichtung von neuen Querverbauungen. Die Herstellung von beidseitiger Durchgängigkeit für aquatische Lebewesen realisieren wir über moderne Fischauf- und - abstiegsanlagen sowie Fischschonrechen. Wir verfügen über ein Kooperationsnetzwerk, welches sowohl technische als auch ökologische Expertisen vereint. Auf den folgenden Seiten finden sie eine Beschreibung der technischen Komponenten unserer liegenden Unterwasserturbine. Daran anschließend gibt eine kurze Zusammenfassung Antworten auf Fragen zu einer Realisierung. Dabei bilden die jeweiligen Finanzierungsmöglichkeiten einen Schwerpunkt. Wir würden uns freuen, Ihnen die VT-Turbine näher vorstellen zu dürfen und ihre individuellen Fragen beantworten zu können. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf, und lassen sich konkret und unverbindlich von uns beraten 3

4 Innovation und Energieeffizienz Technische Konzeption der VT-Turbine Die Green Heritage Wasserkraft Entwicklungs GmbH ist ein Projektentwicklungs- und Planungsbüro, das auf die Konzeption von Kleinwasserkraftanlagen für Standorte mit geringen Fallhöhen bzw. Standorte mit Restwasser spezialisiert ist. Wir verknüpften dabei Technologieentwicklung mit dem Vertrieb von Anlagen und wickeln darüber hinaus die gesetzlichen Genehmigungsverfahren von Wasserkraftanlagen ab. Mit unserer Technik stellen wir eine Turbine für niedrige Fallhöhen bereit, welche Kleinwasserkraft an Standorten mit sehr geringen Fallhöhen nutzen kann. Die Installation erfolgt kostensparend und effektiv über Modulbauweise. Die drei Module bestehen dabei aus: 1) Leiteinrichtung mit Leitrad, 2) Turbine mit Generator und 3) Saugrohr mit Diffusor. Leiteinrichtung Turbine Saugrohr mit Diffusor Schaufelrad Leitrad Generator Diffusor Schematische Darstellung des Turbinenmoduls Technische Parameter der VT-Turbine Nennleistung : (standortspezifisch) Wirkunsgrad : ca. 82 % min. Fallhöhe : Laufraddurchmesser: 20 kw kw ab h > 1,00 m ca mm VT-Turbine vor dem Einbau 4

5 Wirkungsgradverlauf der VT-Turbine am Standort Marczów, Polen Das Diagramm zeigt die Wirkungsgradkurve am Beispiel der WKA in Marczów: Bei 200 Umdrehungen/ min. und einer Fallhöhe von 3,40 m erreicht die Turbine einen Wirkungsgrad von 82%. Die VT-Turbine wird optimiert für bestimmte Drehzahlen: n=200 Um einen maximalen Wirkungsgrad zu erzielen, muss die Turbine den unterschiedlichen Fallhöhen und Wasserdurchflussmengen angepasst sein: Konstant hoher Wirkungsgrad durch das variable Drehmoment des Generators. Vorteile der VT-Turbine - Zusammenfassung Die VT-Turbine stellt eine einfache und intelligente Technik für niedrige Fallhöhen dar und bietet außerdem eine Lösung für die Nutzung von Restwasser: Hoher Wirkungsgrad (ca. 82 %) durch präzises Zusammenspiel von Leitrad und Turbinenkopf Rohrturbine benötigt kein kostenintensives Gebäude, kann unterirdisch verlegt werden Keine Geräusche oder Vibrationen Wirtschaftlichkeit: hoher Wirkungsgrad, niedrige Investitionskosten, niedrige operative Kosten (Wartung/Fernwartung) Computersimulation für alle Anwendungsfälle (Fallhöhe, Wassermenge, Wassergeschwindigkeit) Liegendes Unterwasser Turbinensystem mit Generator auf einer Welle Generator ist ein permanenterregter Synchron- Langsamläufer ohne Getriebe Baukastenmodule 20 kw 200 kw pro Turbine Drehzahlsteuerung (ca. 200 U/min.) durch variables Drehmoment, deutlich höhere Energieernte auch bei kleinen Wassermengen Ausgezeichnet mit dem Innovationspreis Mitteldeutschland 2013 Für niedrigste Fallhöhen ab 1 m geeignet 5

6 Montage WKA Marczów, Polen Die Installation der ersten VT-Turbine erfolgte im November 2013 am Standort Marczów, Polen: Eine Installation wird kostensparend und effektiv über Modulbauweise realisiert. Die Fotostrecke dokumentiert die Montage der drei Module: Montage von Saugrohr mit Diffusor (Bild 1), Installation Maschinenschütz (Bild 2-4), Einbau Turbine mit Generator (Bild 5-6), 6

7 Montage der Leiteinrichtung mit Leitrad (Bild 7-8). Fertige Anlage inkl. aller erforderlichen Anschlüsse (Bild 9). Die Montage ist in der Regel in wenigen Tagen durchführbar. 9 7

8 Einsatzmöglichkeiten der VT-Turbine Die VT-Turbine wird in Modulbauweise konstruiert und einzeln für jeden Projektstandort angefertigt. Eine Platzierung der Anlage erfolgt unterirdisch oder unter Wasser. Dadurch entstehen keine störenden Geräuschemissionen oder Vibrationen. Es besteht die Möglichkeit, die Turbine in vorhandene Wehr- bzw. Wasserkraftanlagen zu integrieren oder sie im Buchtenkraftwerk einzusetzen: Ansicht der WKA Marczów Die erste VT-Turbine wurde erfolgreich im November 2013 am Standort Marczów in Polen in eine vorhandene Turbinenkammer eingebaut (siehe Grafik r.o.). Für ein weiteres Vorhaben wird die VT-Turbine in einem Buchtenkraftwerk an der linken Wehrseite eingebaut: Die Turbinenmodule werden auch hier komplett unter der Erde installiert; jede Turbine ist in einem eigenständigen Rohrsystem verlegt (siehe Foto u.). Ein weiteres umfangreiches Anwendungsfeld unserer Technik liegt in der Nutzung vorhandener Restwasserpotentiale. Fischtreppe Schnitt durch die Turbinenkammer, WKA Daminiece Ansicht von oben: WKA Daminiece Vorteile dieses Komplett-Unterwasser- Systems sind: keine Einflüsse auf das Landschaftsbild keine Krafthäuser geringere Baukosten keine Geräuschbelästigung sicherer Betrieb bei Überflutung Beständigkeit im Schmutzwasserbetrieb direkte Kraftkopplung (kein Getriebe) wartungsarm 8

9 FAQ - Häufig gestellte Fragen Die letzten anderthalb Jahre wurden intensiv genutzt, um unsere Vorstellung der optimalen Turbine zu realisieren. Das Resultat ist an vielen Standorten einsetzbar. Die für die Turbineninstallation und deren Betrieb wichtigsten Informationen haben wir in Form von Antworten auf häufig gestellte Fragen zusammengestellt: 1 Wie verlässlich ist die Technik? Das Familienunternehmen Fella Maschinenbau GmbH verfügt über eine ausgeprägte Expertise. Alle weiteren Komponenten wurden ebenfalls auf Betriebsreife getestet und geprüft bzw. sind bereits durch langjährigen Einsatz bewährt. 2 Wie hoch ist die Energieernte bzw. welche Gewinne lassen sich mit der Technik erzielen? Der durch das variable Drehmoment des Generators konstant hohe Wirkungsgrad (82%) generiert eine stetige Strom-Ausbeute. Die EEG-Einspeiseregelung garantiert einen festen wirtschaftlichen Rahmen. Niedrige Investitionskosten schlagen sich auch in geringen Amortisationszeiten nieder. 3 Was passiert im Havariefall? Technische Komponenten wie der Verzicht auf Getriebe und der unter Wasser liegende Generator minimieren das Havarierisiko im Vorfeld. Durch digitale Steuerungstechnik lässt sich die Anlage ferngesteuert in kürzester Zeit deaktivieren. Das Turbinenmodul kann mit geringem technischem Aufwand aus dem Wasser gehoben werden. 4 Welche Referenzanlagen gibt es und kann man diese besichtigen? Die Anlage in Marczów kann nach Absprache jederzeit besichtigt werden. Darüber hinaus befinden sich derzeit im europäischen Raum mehrere Anlagen in der Projektierungs- und Bauplanungsphase. Allgemeine relevante Informationen dazu können Sie unserer Homepage entnehmen. 9

10 5 Welche Finanzierungsvarianten gibt es? Abhängig vom jeweiligen Betreibermodell (s.u.) und bestehendem Kapitalbedarf bieten wir spezifische Lösungen. Das schließt auch potentielle Fördermöglichkeiten ein. 6 Welche Betreibermodelle sind möglich? Grundsätzlich gibt es drei Betreibermodelle: a) Sie betreiben den Standort; die GHW realisiert das Projekt. b) Sie verpachten den Standort an die GHW und erhalten einen festen Pachterlös. c) Der Anlagenbetrieb erfolgt kooperativ und wird gemeinsam vertraglich gestaltet. 7 Welche Garantien/Versicherungen gibt es? Alle Schadens- und Mangelfälle werden konventionell vertraglich fixiert bzw. von unseren Partnern anhand üblicher Garantievereinbarungen gewährleistet, da eine Dokumentationspflicht integraler Bestandteil unseres Prozessmanagements ist. 8 Wie lange dauert es von der Vertragsunterzeichnung bis zur Inbetriebnahme? Abhängig von der jeweiligen Ausgangssituation ist im optimalen Fall mit ca. 1,5 Jahren zu rechnen. Der kritische Zeitfaktor dabei ist die Behördenaktivität. Die bauliche Umsetzung erfolgt direkt nach der Genehmigung durch erfahrene Akteure, so dass von dieser Seite eine zügige Realisierung gewährleistet werden kann. 9 Kann die behördliche Genehmigung garantiert werden? Wer trägt bei endgültig abschlägigem Bescheid die bisher entstandenen Kosten? Genehmigungsprozesse werden prinzipiell ergebnisoffen geführt, daher kann eine derartige Garantie nicht gegeben werden. Die GHW arbeitet jedoch mit ihrer gesamten fachlichen Expertise negativen behördlichen Entscheidungen entgegen. Unsere Hauptargumente dabei sind der innovative Charakter unserer technischen Lösungen sowie die auch politisch angestrebte ökologische Zielstellung der Verbesserung der Fließgewässerqualität. Die Aufteilung aller entstehenden bzw. entstandenen Kosten wird im Vorfeld transparent vertraglich geregelt. 10

11 IQ Preis Mitteldeutschland 2013 Gewinner Cluster Energie / Umwelt / Solarwirtschaft: VT-Turbine Steigende Energiekosten lassen manchen zur Tat schreiten: Solarkollektoren blitzen allerorten von den Dächern, manch einer installiert sogar eine kleine Windkraftanlage, aber die Kraft des Wassers bleibt meist ungenutzt. Der Grund: Nur bei großen Fallhöhen und hohen Fließgeschwindigkeiten lohnte sich bisher der Bau einer Wasserkraftanlage. Für Otto Normal mit der Mulde hinterm Haus kam das bisher nicht in Frage. Das könnte sich jetzt ändern: Emanuela Boretzki und Tobias Sachtleben von der "Green Heritage Wasserkraft GmbH aus Leipzig haben gemeinsam mit Partnern eine Turbine für Kleinwasserkraftanlagen entwickelt, die schon ab einem Meter Fallhöhe effektiv arbeitet und eine Leistung zwischen 20 und 120 Kilowatt liefert. Das an die jeweilige Abflussmenge angepasste Zusammenspiel zwischen Leitrad und Generator macht es möglich. Weiteres Novum: Die Turbine braucht kein Getriebe Sie liegt mit einer Öldichtung direkt auf einer Welle des wasserdicht abgeschlossenen Generators. So ist auch kein Generatorenhäuschen außerhalb nötig - die Anlage ist komplett unterirdisch verbaut. Eine Lösung, die auch für Kommunen interessant wird: Viele Querbauwerke müssen sie in den kommenden Jahren fischdurchlässig machen. Die Kosten für die Fischtreppen könnten sich durch den Einbau der Turbine in 20 Jahren amortisieren. Den Ökostrom gäbe es auch darüber hinaus - Tag und Nacht und unabhängig vom Wetter. * *Quelle: Internetpräsenz der Wirtschaftsinitiative für Mitteldeutschland GmbH, Bildnachweis: v.l. U. Beyermann (Siemens AG), T. Sachtleben und E. Boretzki (beide Green Heritage Wasserkraft Entwicklungs GmbH), S. Drescher (envia TEL GmbH); Foto: G.Werner 11

12 IMPRESSUM Geschäftsführung: Emanuela Boretzki Tobias Sachtleben Tel: +49 (0) Fax: +49 (0) Amtsgericht Leipzig HRB Finanzamt Leipzig USt.-ID: DE SteuerNr.: 232/109/ Verantwortlich für den Inhalt: Green Heritage Wasserkraft Entwicklungs GmbH Spinnereistraße Leipzig Stand März 2014 Gedruckt auf 100% Recyclingpapier 12