Thema: Wasserkraft in NRW Innovative Konzepte Wasserwerk Wuppertal Herbringhausen am 08.01.2004 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
In Warendorf wohnen in 6 Ortsteilen ca. 39.000 Einwohner Gesamtfläche 14.952 ha davon an die Kanalisation angeschlossen 2.723 ha Kläranlage ausgelegt für 72.000 EW Trockenwetterzufluß lt. Entwurf ca. 1.000 m3/h Regenwetterzufluß lt. Entwurf ca. 2.000 m3/h tatsächlicher Durchschnitt Trockenwetter ca. 300 m3/h 2
Ideengeber! oder Energievernichtung Energierückgewinnung 3
Winter 1996/97 bei ca. -20 C 0 lief das Rad ohne Probleme durch 4
Zulauf zum Wasserrad Motorisch angetriebene Wehranlage Abzuschlagende Wassermengen 5
Echolotmessung M I D 6
Wasserrad Kläranlage Warendorf 7
Prognose Ertrag 49.778 kw/h Ertrag im Mittel ca. 32.000kW/h/a l /s Stunden Differenz h P(th) Q/Qmax eta P(el) kw/h 20 7285 68 5,2 1,02 5% 40 7217 352 5,2 2,04 10% 60 6865 559 5,2 3,06 15% 0,43 1,3 735 80 6306 814 5,2 4,8 20% 0,47 1,9 1560 100 5492 936 5,2 5,1 25% 0,52 2,7 2482 120 4556 685 5,2 6,12 30% 0,56 3,4 2347 140 3871 554 5,2 7,14 35% 0,58 4,1 2292 160 3317 460 5,2 8,16 4,% 0,6 4,9 2252 180 2857 417 5,2 9,18 45% 0,62 5,6 2335 200 2440 272 5,2 10,2 50% 0,64 6,5 1775 220 2168 198 5,2 11,22 55% 0,66 7,4 1463 240 1970 199 5,2 12,24 60% 0,68 8,2 1631 260 1771 199 5,2 13,26 65% 0,68 9 1799 280 1572 142 5,2 14,28 70% 0,69 9,8 1399 300 1430 110 5,2 15,3 75% 0,69 10,5 1161 320 1320 78 5,2 16,32 80% 0,7 11,4 891 340 1242 67 5,2 17,34 85% 0,7 12,1 813 360 1175 57 5,2 18,36 90% 0,7 12,8 732 380 1118 60 5,2 19,38 95% 0,7 13,6 813 400 1058 1058 5,2 20,4 100% 0,7 14,1 14917 8
Eckdaten Raddurchmesser 4,83 m Radbreite 1,50 m radiale Tiefe 0,33 m Schaufelzahl 40 Stück max. Schluckvermögen 400 l/s 1.440 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. 27.000 Nm 9
Offener Ablaufgraben im Februar 1997 10
Offener Ablaufgraben im September 1997 11
Maschine bei voller Leistung 1996 12
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 0,43 350 0,097 0,243 3 2,7 0,593 0,649 0,52 520 0,144 0,361 4,9 4,1 0,652 0,713 0,58 570 0,158 0,396 5,5 4,9 0,668 0,730 0,6 720 0,200 0,500 7,1 6,5 0,683 0,746 0,64 800 0,222 0,556 7,9 7,4 0,684 0,747 0,66 850 0,236 0,590 8,4 8,2 0,684 0,748 0,68 920 0,256 0,639 9,2 9 0,692 0,757 0,68 1000 0,278 0,694 9,9 9,8 0,685 0,749 0,69 1090 0,303 0,757 10,6 10,5 0,673 0,736 0,69 1150 0,319 0,799 11,3 11,4 0,680 0,743 0,7 1250 0,347 0,868 12,1 12,1 0,670 0,732 0,7 1350 0,375 0,938 12,7 13,6 0,651 0,712 0,7 1450 0,403 1,007 13,2 14,1 0,630 0,689 0,7 13
Messung Oliver Stobbe 1996 Messprotokoll Turas-Wasserrad 20 15 P [kw ] 10 5 0 0,000-5 0,100 0,200 0,300 0,400-10 Q [m³/s] 14
Messung Oliver Stobbe 1996 1,00 Messprotokoll Turas-Wasserrad Abwasserwerk Warendorf v. 7.11.96 W irkungsgrad bei h= 4.85 m 0,80 0,60 0,40 0,20 y = -5,9332x 4 + 15,214x 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
1996 / 97 kein freies Unterwasser 16
Betriebstagebücher Kläranlage Gesamt 1996 2006 306.000 kw/h Stromerträge Jahr Ablaufmengen kw/h 1996 seit 9.96 1.380.486 10.681 1997 3.887.853 31.414 1998 5.375.072 39.564 1999 Umbau 4.838.929 bis Juli 23.970 2000 Umbau 4.294.466 ab Juni 16.192 2001 4.244.730 29.867 2002 5.100.288 38.577 2003 4.367.704 29.840 17
Betriebstagebücher Kläranlage Gesamt 1996 2006 306.000 kw/h Stromerträge Jahr Ablaufmengen kw/h 2004 4.625.009 26.649 2005 4.089.701 29.902 2006 3.619.109 29.369 18
Ganglinien Ablaufmengen (m3/h) und Generatorleistung (kw/h) 19
Ganglinien Ablaufmengen (m3/h) und Generatorleistung (kw/h) 1.440m 3 /h Abgeschlagene Menge bei Regenwetter 20
Der Betrieb bei Emshochwasser hat offenbar die Lager zerstört 21
Betrieb bei Emshochwasser 22
Umbau des TURAS Rades Frühjahr 2000 23
Juni 2000 Es kann wieder los gehen! Klassische Lagerung nach dem Umbau Sommer 2000 24
Dezember 2003 25
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 26