Techno-ökonomische Bewertung von Klein - Energiestrategie ...

Techno-ökonomische Bewertung von Klein- bzw. Kleinstanlagen vorwiegend für die
Stromerzeugung
reich derzeit vorwiegend in den Alpen für die Stromversorgung von Schutz-, Berg- und
Jagdhütten, sowie für abgelegene Wochenendhäuser und Datenmessstationen.
Auslegung von Wasserkraftanlagen
Grundlegend für die Auslegung eines Wasserkraftwerks ist die Berechnung des Ausbaudurchflusses
QA sowie der Nutzfallhöhe Hn der Anlage. Der Ausbaudurchfluss ist jene Wassermenge,
die vom Kraftwerk maximal pro Sekunde verarbeitet werden kann. Die Nutzfallhöhe
ergibt sich aus dem Niveaunterschied zwischen dem Wasserspiegel im Oberwasser
(Stauziel der Anlage) und dem mittleren Wasserspiegel im Unterwasser abzüglich der Verlusthöhe,
die sich aus dem Energieverzehr infolge von Reibungsverlusten an Kanalwänden
etc. ergibt. Im Falle von Ausleitungskraftwerke beträgt die Verlusthöhe zwischen 5 und 10 %
der Rohfallhöhe.
Die potenzielle Leistung eines Wasserkraftwerks kann mittels der folgenden Formel errechnet
werden:
P = ρ . Q.
g.
H.
η
A
P = elektrische Leistung [W]
ρ = Dichte von Wasser = 1.000 [kg/m³]
g = Erdbeschleunigung = 9,81 [m/s²]
Q = Durchfluss [m³/s]
H = Fallhöhe [m]
ηA = Anlagenwirkungsgrad [ %]
Im Leistungsbereich der Kleinstwasserkraft kann der Anlagenwirkungsgrad stark schwanken.
Grundsätzlich kann jedoch von einem Anlagenwirkungsgrad zwischen 50 und 75 %
ausgegangen werden.
Arten von Wasserkraftanlagen
Wasserkraftanlagen werden aufgrund der folgenden Merkmale eingeteilt und unterschieden:
� Betriebswirtschaftlich unterscheidet man zwischen Laufkraftwerken und Speicherkraftwerken.
� Entsprechend den Anlagenverhältnissen wird zwischen Staukraftwerken und Ausleitungskraftwerken
unterschieden.
� Außerdem werden Wasserkraftanlagen nach ihrem Verhältnis von Ausbaudurchfluss
zur genützten Fallhöhe unterschieden, wobei man zwischen Nieder-, Mittel- und Hochdruckanlagen
differenziert.
Der Großteil der Kleinwasserkraftanlagen in Europa sind Laufkraftwerke [L 15], was auch
von Kleinstwasserkraftwerken angenommen werden kann, da die Errichtung von Wasserspeichern
mit hohen Investitionskosten verbunden ist, die sich grundsätzlich nur im größeren
Anlagenbereich wirtschaftlich rechnen.
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