II. Forum für Trinkwasser am Weltwassertag E-Werke auf Trinkwasserleitungen Möglichkeiten und Rentabilität

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Irmgard Schräder
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1 II. Forum für Trinkwasser am Weltwassertag E-Werke auf Trinkwasserleitungen Möglichkeiten und Rentabilität Walter Gostner, Ingenieure Patscheider & Partner GmbH Trinkwasserkraftwerke Folie 1

2 Elektrischer Strom aus Wasserkraft Umwandlung von potenzieller Energie des Wassers in Strom Leistung = f (Abfluss, Fallhöhe) Faustformel: P = 8 Q H P = 8 80 l/s 500 m= W = 320 kw Energieproduktion = f (Leistung,Zeit) E = P T E = 320 kw 8760 h = kwh Trinkwasserkraftwerke Folie 2

3 Elektrischer Strom aus Wasserkraft Niederdruckkraftwerke Niedere Fallhöhe, großer Abfluss Hochdruckkraftwerke Große Fallhöhe, niederer Abfluss Augst-Wyhlen(Schweiz) Obervellach (Kärnten) Langwies (Passeier) Trinkwasserkraftwerke Folie 3

4 Trinkwasserversorgung im alpinen Raum Systemskizze einer einfachen Trinkwasserversorgung Quelle(n) Hohe Instandhaltungskosten Quellstube / Sammelschacht Versorgungsgebiet Druckunterbrecherschächte = Druckvernichtung Erforderliche Druckhöhe des Versorgungsnetzes Transportleitung Hochbehälter? Versorgungsnetz Trinkwasserkraftwerke Folie 4

5 Quelle(n) Systemskizze einer einfachen Trinkwasserversorgung mit energetischer Nutzung Quellstube / Sammelschacht Nutzbare Fallhöhe Abbruch Druckunterbrecherschächte Transportleitung als Druckleitung Krafthaus Erforderliche Druckhöhe des Versorgungsnetzes Hochbehälter Versorgungsgebiet Versorgungsnetz Trinkwasserkraftwerke Folie 5

6 Stromerzeugung aus Trinkwasser.. nicht zu vernachlässigen. Transportleitung wird zur Druckleitung (Material: meist Guss) Ist bestehende Leitung bereits unter Druck? Ist bestehende Leitung sanierungsbedürftig?... Bypass vorsehen Trinkwassertauglichkeit aller Anlagenteile Möglichkeit zum Stromanschluss in der Nähe? (unter 100 kw Einspeisung in Niederspannung möglich) Baulicher Eingriff für Wasserkraftanlage gering Trinkwasserkraftwerke Folie 6

7 Systemskizze einer Anlage mit 2 Quellen, 2 Versorgungsgebieten, 3 möglichen Trinkwasserkraftwerken Trinkwasserkraftwerke Folie 7

8 Rechtliche Situation Stromerzeugung mit Trinkwasser im Rahmen der Trinkwassernutzung möglich ( Mehrfachnutzung ) Voraussetzung: Konzession zur Nutzung von Trinkwasser Ansuchen zur Erzeugung elektrischer Energie aus Trinkwasser erforderlich eigene Konzession Nutzbare Wassermenge ist die Bedarfswassermenge der Trinkwasserversorgungsanlage, d.h. Steuerung der Anlage über das Unterwasser (Hochbehälter) Trinkwasserkraftwerke Folie 8

9 Quelle(n) Systemskizze einer einfachen Trinkwasserversorgung Steuerung Sekundäre Steuerung Turbine: durch Messung des Oberwasserstandes mittels Druckaufnehmer im Krafthaus oder Wasserstandsmessung in der Quellstube Quellstube / Sammelschacht Primäre Steuerung Turbine: durch Wasserstandsmessung im Hochbehälter Krafthaus Hochbehälter Versorgungsgebiet Versorgungsnetz Trinkwasserkraftwerke Folie 9

10 Trinkwasserkraftwerke Folie 10

11 Kritische Fragen.. und die Gesundheit???. Einfluss der Wasserkraftmaschine auf die Wasserqualität /-eigenschaft: - kein negativer Einfluss auf Eigenschaft und Qualität - eher positiver Einfluss durch Lufteintrag (v.a. Sauerstoff) - Turbulenzen u. ä. im Wasser auch ohne TWKW (z.b. Energievernichter) Besonderheiten in der Ausführungsweise - Trinkwassertauglichkeit aller wasserberührenden Bauteile - Eintrag von Schmiermitteln ins Triebwasser auch bei konventionellen Wasserkraftmaschinen nicht zulässig (vgl. Pumpe bei TW-Anlagen) Vorteile durch Eliminierung von Druckunterbrechern Trinkwasserkraftwerke Folie 11

12 Trinkwasserkraftwerke Folie 12

13 Fallbeispiel TWKW Mühlau in Innsbruck Baujahr Max. Leistung Max. Wassermenge Bruttofallhöhe kw l/s 445 m Quellfassung im Stollen Zweidüsige Peltonturbine Trinkwasserkraftwerke Hochbehälter Folie 13

14 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Verhältnismäßig geringer Investitionsaufwand für Wasserkraftanlage Großteil der Wasserkraftanlage bereits vorhanden! Erlöse aus Stromeinspeisung Einspeisetarif (DM ): 25,7ct/kWh bei P < 20kW(20 J.) 21,9 ct/kwh für 20kW < P < 500kW (20 J.) für TWKW bis 250 kw (bzw. 500 kw) direkter Zugang (nicht registerpflichtig) Investitionsvarianten gut überlegen z.b. Nutzung des Rotationsfonds für alle Teile der TW-Anlage, Finanzierung des Kraftwerks über Darlehen Möglichkeit, veraltete Transportleitungen zu sanieren Möglichkeit, Trinkwassertarife konstant zu halten Trinkwasserkraftwerke Folie 14

15 Fallbeispiel TWKW Schleis, Gemeinde Mals Baujahr Konzessionsleistung Wassermenge Bruttofallhöhe Jahresproduktion kw 12,7 l/s 780 m kwh Trinkwasserkraftwerke Folie 15

16 Fallbeispiel TWKW Schleis, Gemeinde Mals Eindüsige Peltonturbine mit Asynchrongenerator By-Pass Trinkwasserkraftwerke Folie 16

17 Fallbeispiel TWKW Schleis, Gemeinde Mals Investition TW-Anlage: Quellfassung, Quellstube, Trinkwasserleitung über 5,5 km, Hochbehälter Investition Trinkwasserkraftwerk: Gebäude samt elektromaschineller Ausrüstung und Einspeisung Jährliche Erlösedes TWKW (22 ct/kwh gemäß Förderkriterien vor 2013) Armortisationsdauerder Investition des Trinkwasserkraftwerkes Jahre Trinkwasserkraftwerke Folie 17

18 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!! Dr. Ing. Walter Gostner PhD Ingenieure Patscheider & Partner GmbH Glurnserstraße 5/k Mals (Italien) Trinkwasserkraftwerke Folie 18

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