Energierückgewinnung mit einem Wasserrad im Auslauf der Kläranlage Warendorf

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Ferdinand Grosse
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1 Thema: Wasserkraft in NRW Innovative Konzepte Wasserwerk Wuppertal Herbringhausen am Energieagentur NRW Landesinitiative Zukunftsenergien NRW Regionale 2006 Agentur GmbH Energierückgewinnung mit einem Wasserrad im Auslauf der Kläranlage Warendorf Volker Cornelsen Ing. (grad) Werkleiter Stadt Warendorf 1

2 In Warendorf wohnen in 6 Ortsteilen ca Einwohner Gesamtfläche ha davon an die Kanalisation angeschlossen ha Kläranlage ausgelegt für EW Trockenwetterzufluß lt. Entwurf ca m3/h Regenwetterzufluß lt. Entwurf ca m3/h tatsächlicher Durchschnitt Trockenwetter ca. 300 m3/h 2

3 Ideengeber! oder Energievernichtung Energierückgewinnung 3

4 Winter 1996/97 bei ca. -20 C 0 lief das Rad ohne Probleme durch 4

5 Zulauf zum Wasserrad Motorisch angetriebene Wehranlage Abzuschlagende Wassermengen 5

6 Echolotmessung M I D 6

7 Wasserrad Kläranlage Warendorf 7

8 Prognose Ertrag kw/h Ertrag im Mittel ca kW/h/a l /s Stunden Differenz h P(th) Q/Qmax eta P(el) kw/h ,2 1,02 5% ,2 2,04 10% ,2 3,06 15% 0,43 1, ,2 4,8 20% 0,47 1, ,2 5,1 25% 0,52 2, ,2 6,12 30% 0,56 3, ,2 7,14 35% 0,58 4, ,2 8,16 4,% 0,6 4, ,2 9,18 45% 0,62 5, ,2 10,2 50% 0,64 6, ,2 11,22 55% 0,66 7, ,2 12,24 60% 0,68 8, ,2 13,26 65% 0, ,2 14,28 70% 0,69 9, ,2 15,3 75% 0,69 10, ,2 16,32 80% 0,7 11, ,2 17,34 85% 0,7 12, ,2 18,36 90% 0,7 12, ,2 19,38 95% 0,7 13, ,2 20,4 100% 0,7 14,

9 Eckdaten Raddurchmesser 4,83 m Radbreite 1,50 m radiale Tiefe 0,33 m Schaufelzahl 40 Stück max. Schluckvermögen 400 l/s m 3 /h berechnete Leistung bei 50% Füllgrad 13,6 kw Asynchrongenerator 400V 8-polig ca. 780 U/min dreifachübersetztes Planetengetriebe ca. 1:120 ca Nm 9

10 Offener Ablaufgraben im Februar

11 Offener Ablaufgraben im September

12 Maschine bei voller Leistung

13 Vergleich Prognose Fa. Bega / Messung Oliver Stobbe 1996 P Prognose eta eta Prognose m³/h m³/s Q/Q(max) gemessen Fa.Bega h=5.3 m h=4.85 m h=5,20m 210 0,058 0,146 1,4 1,3 0,462 0,504 0, ,097 0, ,7 0,593 0,649 0, ,144 0,361 4,9 4,1 0,652 0,713 0, ,158 0,396 5,5 4,9 0,668 0,730 0, ,200 0,500 7,1 6,5 0,683 0,746 0, ,222 0,556 7,9 7,4 0,684 0,747 0, ,236 0,590 8,4 8,2 0,684 0,748 0, ,256 0,639 9,2 9 0,692 0,757 0, ,278 0,694 9,9 9,8 0,685 0,749 0, ,303 0,757 10,6 10,5 0,673 0,736 0, ,319 0,799 11,3 11,4 0,680 0,743 0, ,347 0,868 12,1 12,1 0,670 0,732 0, ,375 0,938 12,7 13,6 0,651 0,712 0, ,403 1,007 13,2 14,1 0,630 0,689 0,7 13

14 Messung Oliver Stobbe 1996 Messprotokoll Turas-Wasserrad P [kw ] , ,100 0,200 0,300 0, Q [m³/s] 14

15 Messung Oliver Stobbe ,00 Messprotokoll Turas-Wasserrad Abwasserwerk Warendorf v W irkungsgrad bei h= 4.85 m 0,80 0,60 0,40 0,20 y = -5,9332x ,214x 3-14,273x 2 + 5,7782x - 0,1026 0,00 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 Q/Q(max) 15

16 1996 / 97 kein freies Unterwasser 16

17 Betriebstagebücher Kläranlage Gesamt kw/h Stromerträge Jahr Ablaufmengen kw/h 1996 seit Umbau bis Juli Umbau ab Juni

18 Betriebstagebücher Kläranlage Gesamt kw/h Stromerträge Jahr Ablaufmengen kw/h

19 Ganglinien Ablaufmengen (m3/h) und Generatorleistung (kw/h) 19

20 Ganglinien Ablaufmengen (m3/h) und Generatorleistung (kw/h) 1.440m 3 /h Abgeschlagene Menge bei Regenwetter 20

21 Der Betrieb bei Emshochwasser hat offenbar die Lager zerstört 21

22 Betrieb bei Emshochwasser 22

23 Umbau des TURAS Rades Frühjahr

24 Juni 2000 Es kann wieder los gehen! Klassische Lagerung nach dem Umbau Sommer

25 Dezember

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 26

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