Kompakt - effi zient - zuverlässig. DIVE-Turbine Das innovative Turbinenkonzept für kleine Wasserkraftwerke

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1 DIVE-Turbine Das innovative Turbinenkonzept für kleine Wasserkraftwerke

2 Die DIVE-Turbine ist eine kompakte Turbinen-Generator-Einheit für Wasserkraftanlagen. Das System erfüllt alle Anforderungen einer modernen Wasserkraftanlage mit niedrigen Fallhöhen (min. 2 m/ max. 2 m), bis zu einer installierten Leistung von kw je Turbineneinheit. Strömungsmechanisch und hydraulisch optimiert, in Verbindung mit einer Leistungselektronik der neuesten Generation, zeichnet sich die Einheit aus Turbine, Generator und Wechselrichter durch sehr hohe Wirkungsgrade aus. Die DIVE Turbinen GmbH & Co. KG bietet entsprechend den individuellen Anwendungsprofilen eine kundenspezifische Auslegung, Fertigung, Lieferung, Montage und Inbetriebnahme der DIVE-Turbine an. 2

3 Abbildung 1 Schematischer Aufbau 1. Schutzrohr Energiekabel 2. Klemmkasten 3. Generatordeckel 4. OSWALD Permanent-Magnet-Generator. Drehmomentabstützung 6. Leitschaufeln 7. Antrieb Leitschaufelverstellung 8. Turbinenkessel 9. DIVE-Dichtung 10. Laufrad Besondere Merkmale Wartungsarme und robuste Konstruktion Kompaktes und modulares Design Turbine und Permanent-Magnet-Synchrongenerator sind für den jeweiligen Einsatzfall optimiert Nur eine Lagereinheit für Turbine und Generator Betrieb im komplett eingetauchten Zustand Verschleißfreies Dichtungssystem Leistungselektronik der neuesten Generation Moderne, vollautomatische Kraftwerkssteuerung mit Fernüberwachung Automatische Anpassung von Turbinendrehzahl und Drehmomentcharakteristik an schwankende Abflussmengen und Fallhöhen zur Optimierung des Wirkungsgrades Minimum Gap Runner: Kein Spalt zwischen Laufschaufel und Laufnabe, minimaler Spalt (< 2 mm) zwischen Laufschaufel und Turbinenkessel Abmessungen Höhe inkl. Generator Durchmesser Laufrad Durchmesser inkl. Leitapparat 0,8-4,0 m 0,3-3,0 m 0,6 -,0 m 3

4 Container mit Leistungselektronik, Kraftwerkssteuerung und Energieableitung 2. Schutzrohr Energiekabel 3. Einlaufschütz 4. Rechenreiniger. Rechen/ Fischschutz 6. Turbine mit Generator 7. Saugrohr 6 7 Abbildung 2 Kraftwerksanordnung mit DIVE-Turbine Vorteile der DIVE-Turbine Wartungsarm - hohe Zuverlässigkeit in allen Bauteilen Alle Bauteile sind bei geschlossenem Einlaufschütz leicht zugänglich Hoher Gesamtwirkungsgrad vom Wasser bis zum Netz Doppelt reguliert Betrieb mit variabler Drehzahl Keine wartungs- und kostenintensive Verstelleinrichtung für das Turbinenlaufrad Direkte Kraftkopplung ohne Getriebe/ Riemen Minimale Geräusche und Vibrationen Lange Lebensdauer Individuell an die örtlichen Gegebenheiten anpassbar Fischfeundlich durch drehzahlvariablen Betrieb des Minimum Gap Runners (Feinrechen im Einlauf der Turbine notwendig) Sicherer Betrieb auch bei überflutungsgefährdeten Standorten Sicherer Betrieb in Salzwasser und Drainagewasser Flexible Verbindung zwischen Turbine und Schaltschrank Kurze Produktionszeit schnelle Verfügbarkeit Einfacher Einbau/ wenige Schnittstellen Keine aufwendigen Bauwerke kein Turbinenhaus Erhebliche Reduzierung der Beton-Baukosten Bedienungsfreundlicher und vollautomatischer Betrieb 4

5 Fallhöhe [m] P el = kw P el = kw P el = 100 kw P el = 800 kw P el = 00 kw P el = 300 kw P el = 200 kw P el = 0 kw P el = 30 kw Durchsatz Turbine [m³/s] Abbildung 3 Sonderbauform mit Druckrohr und Druckkammer Abbildung 4 Turbinenleistung in kw im Verhältnis zu Fallhöhe und Durchsatz Einsatzbereiche der DIVE-Turbine Fallhöhen (Nutzgefälle) von 2 2 m Abfluss (Durchsatz) von 0,6 40 m³/s je Turbineneinheit Nennleistung von 30 kw bis kw je Turbineneinheit Neue Wasserkraftanlagen Ertüchtigung und Reaktivierung bestehender Anlagen Leistungssteigerung an bestehenden Anlagen Integration in bestehende Wehre (Nutzung des verbleibenden Abflusses) Integration in bestehende Gebäude und Kanalsystem Integration in ökologische und fischfreundliche Kleinwasserkraftwerke Einsatz als Restwasser-/ Dotierturbine Abbildung Beispiel Kraftwerksmodernisierung (Weissachwerk Tegernsee)

6 Stand Das vollintegrierte Turbinenkonzept DIVE-Turbinen werden künftig von der DIVE Turbinen GmbH & Co. KG, einer Ausgründung aus der FELLA Maschinenbau GmbH, angeboten. Zum Einsatz kommen drehzahlvariable Motoren, die von der FELLA Maschinenbau GmbH und OSWALD Elektromotoren GmbH seit mehr als 10 Jahren gemeinsam gebaut und betrieben werden. Bei der Entwicklung der DIVE-Turbine wurde bewusst von einer Laufradflügelverstellung abgesehen. Neben dem verstellbaren Leitapparat wird die Optimierung des Turbinenwirkungsgrades durch eine Drehzahlanpassung des Turbinenlaufrades realisiert. Speziell für diesen Anwendungsfall wurde gemeinsam mit dem IHS der Universität Stuttgart ein moderner Propeller entworfen. Die moderne und zuverlässige Umrichtertechnik ermöglicht das völlig drehzahlvariable Konzept von % der Nenndrehzahl. Mit der Entwicklung des TF-Motor (Torque- bzw. Drehmoment-Motor) durch die OSWALD Elektromotoren GmbH steht ein Permanentmagnet-Synchrongenerator in sehr kompakter Bauform zur Verfügung, der bei geringen Drehzahlen ein sehr hohes Drehmoment bewältigen kann. Dies ermöglicht eine direkte, getriebelose Verbindung von Generator und Turbinenlaufrad. Dieser Generator erreicht sehr gute Wirkungsgrade zwischen 9 % und 98 %. Aus der kompakten Bauform des Generators haben sich völlig neue konstruktive Möglichkeiten ergeben. Die Maschinenbau- und Elektrotechnikingenieure konnten dadurch eine äußerst kompakte Turbinen-/ Generatoreinheit mit integrierter Lagerung und verschleißfreier Dichtung entwerfen. DIVE-Turbine einschließlich Generator können durch die kompakte Bauform vollständig unter Wasser betrieben werden. Die einzige Verbindung zwischen Turbine und Anlagensteuerung/ Energieableitung ist die flexible Versorgungsleitung (Strom- und Steuerleitung). Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage oder im Internet unter DIVE Turbinen GmbH & Co. KG Am Grundlosen Brunnen 2 D Amorbach Telefon: Telefax: info@dive-turbine.de Internet: