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Inhalt der Rostocker Teilprojektes:
Fließgewässer stellen eine bedeutende regenerative Energieressource dar. Für Großbritannien wird die durch Energiewandlung gewinnbare Leistung auf 600 bis 1000 MW geschätzt, für Deutschland wir ein Wert von mehr als 500 MW prognostiziert.
Dem Projekt liegt die Idee zugrunde, wissenschaftliche Grundlagen für die Entwicklung von Wasserkraftwerken mit kleinen Abmessungen und niedriger Leistung zu schaffen, die in der Lage sind, die Strömungsenergie auch solcher Fließgewässer zu nutzen, die bisher aus wirtschaftlichen, sicherheitsrelevanten (z.B. Schifffahrt), Umweltschutz- oder anderen Gründen für die Installation von kleinen Wasserkraftwerken nicht in Betracht kamen. Das heißt, im Rahmen des Projektes sind sowohl große schiffbare Ströme als auch kleine Flüsse, die für den Bootstourismus, für fischereiliche oder andere Aufgaben.
Die Kleinwasserkraftanlage soll als schwimmende Struktur ausgelegt werden, die mittels Anker am Ort fixiert ist.
Anders als die bekannten Lösungen historischer ober- oder unterschlächtiger Wasserräder, die über die gesamte Breite des Wasserstroms die Strömungsenergie „abgreifen“, wird die anzustrebende Lösung die Flussbreite nur partiell überspannen dürfen, um die Berufsschifffahrt, die Berufsfischerei oder den Wassertourismus nicht einzuschränken oder den Fischzug, den Lebensraum von Wassergeflügel und im Wasser lebenden Säugern nicht zu gefährden.
Diese Anlagen sollen ein besseres Kosten-Nutzen-Verhältnis als vorhandene Anlagen aufweisen und mit heutigen Umweltschutzanforderungen sowie der EU-Wasserrahmenrichtlinie vereinbar sein.
In entwickelten Industrienationen stellt die Nutzung der Energie von Fließgewässern eine Ergänzung zu anderen regenerativen Energiequellen dar und eignet sich insbesondere für eine dezentrale Energieversorgung. Deshalb werden die Untersuchungen im ersten Schritt unter Berücksichtigung der konkreten rechtlichen und natürlichen Rahmenbedingungen der Europäischen Union durchgeführt. Aufgabe ist es auch, notwendiges Erfahrungswissen zu sammeln.
Die entwickelten Kleinwasserkraftanlagen sollen in einem zweiten Schritt auf die Bedürfnisse von Entwicklungsländern angepasst werden (einfache, robuste, wartungsfreie, kostengünstige Bauart). Europäischen KMU sollen die Möglichkeit erhalten, ggf. im Rahmen von europäischen Entwicklungshilfeprogrammen ihr Know-how zu vermarkten.
Struktur des Vorhabens:
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird das grundsätzliche Funktionsprinzip für drei Anwendungsbereiche untersucht. Das Prinzip wird eingesetzt:- in Flüssen mit geringen Fallhöhen < 2,5 m – Hydro-Power-Machine
- in Freistromumgebungen - Free Stream Energy Converter und
- in Wasserversorgungssystemen - Mirco Turbine
Zur Entwicklung von Kleinwasserkraftanlagen für die drei Anwendungsbereiche arbeiten jeweils mehrere Forschungseinrichtungen und Unternehmen in Arbeitsgruppen zusammen (Abb. 1).
Die Universität Rostock, im Einzelnen die Lehrstühle Meerestechnik und Konstruktionstechnik/CAD und das Fachgebiet Küstenwasserbau sind in Kooperation mit Wirtschaftspartnern unmittelbar mit der Entwicklung der notwendigen Grundlagen für den Bau eines Free Stream Energy Converters (FSEC) befasst.
Aufgaben der Universität Rostock (Auswahl):
Abb. 2 zeigt den FSEC als kleinmaßstäbliches Modell in einer ersten Konstruktionsvariante. Im Frühjahr 2010 werden an einem großmaßstäblichen Modell mit einer Länge von rd. 6-7 m und einer Breite von rd. 2 m Untersuchungen in einem Fluss durchgeführt. Der erste Untersuchungsstandort wird in der Warnow sein. An einem zweiten Standort soll sich das großmaßstäbliche Modell zusätzlich noch unter Tideeinfluss und Schiffsverkehr beweisen.
Bis zu den Untersuchungen am großmaßstäblichen Modell in etwa 2 Jahren sind noch eine Vielzahl vorbereitender Arbeitsschritte durchzuführen, wie z.B.:- Auswahl geeigneter Standorte und Genehmigungsverfahren zur Ausbringung des Modells
- Optimierung der Modellgeometrie des FSEC in hydraulischen und numerischen Modellen
- Entwurf des großmaßstäblichen Modells
- Erarbeitung eines Messprogramms für das FSEC Modell
- Ermittlung der Leistungsfähigkeit
- Fertigung und Ausbringung des großmaßstäblichen Modells
Auf Grundlage der Ergebnisse der Untersuchungen in der Natur wird die Modellgeometrie optimiert. Darauf aufbauend werden Detailzeichnungen zur Serienherstellung des FSEC erarbeitet und in einem Design Handbuch zusammengefasst.
Projektdetails
Das Vorhaben trägt den Titel „Hydropower converters with very low head differences (HYLOW)“ und wird von der Europäischen Union im 7. Forschungsrahmenprogramm gefördert.
Projektlaufzeit: 01.03.2008 - 29.02.2012
Beteiligte Organisationen: 9
Fördersumme: 3.630.000 Euro
Web: www.hylow.eu
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Abb. 1: Projektpartner im EU-Projekt „Hydropower converters with very low head differences“
Abb. 2: kleinmaßstäbliches Versuchsmodell (B ~ 0,45m; L ~ 1,40m)
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Umwelt-, Ökologie- und Agrarwissenschaften 
für Projekte
uni-rostock.de
Dieser Inhalt ist auch in englischer Sprache verfügbar.
