Wasserkraft Flashcards

Question

Wasserkraftanlagen in Deutschland Deutschland

Answer 1

585 Laufwasserkraftwerke 59 Speicherkraftwerke 33 Pumpspeicherkraftwerke + Kleinwasserkraftwerke

Answer 2

``` • Energetische Nutzung des Wasserkreislaufes • kein CO2-Ausstoss • keine zu entsorgenden Abfallprodukte • hoher Wirkungsgrad (75% bis 90%) • hoher Erntefaktor (f = 57 bis 183) • lange Lebensdauer • ständige Verfügbarkeit • einfache und bewährte Technologie • niedrige Betriebskosten • Energiespeichermöglichkeit • Schnelles Anfahren und Abstellen • Mehrzwecknutzung • u.U. Verbesserung der ökologischen Verhältnisse • keine Risiken ```

Answer 3

``` •relativ hohe Investitionssummen • große Entfernungen zwischen Standort und Verbraucher • Durchflussschwankungen • Überstauung nutzbarer Flächen • Ökologie • Soziologische Effekte • Störung des Geschiebehaushalts • Störung des Wasserhaushalts • Unterbrechung des Lebensraums für Wanderfische ```

Answer 4

= Gesamtwirkungsgrad = 0,70 bis 0,80

Answer 5

= Wirkungsgrad der Triebwasserzuleitung = 0,80 bis 0,85

Answer 6

= Wirkungsgrad der Turbine = 0,88 bis 0,92

Answer 7

= Wirkungsgrad des Getriebes = 0,97 bis 0,98

Answer 8

= Wirkungsgrad des Generators = 0,96 bis 0,98

Answer 9

= Wirkungsgrad der Umspannanlage = 0,98 bis 0,99

Answer 10

Der Wirkungsgrad moderner Turbinen liegt zwischen 0,8 und 0,9. Hieraus folgt folgende Gleichung zur Abschätzung der erzielbaren Ausbauleistung: P = 8*Q*H Netto Aufgrund der schwankenden Abflussverhältnisse wird die Ausbauleistung nicht kontinuierlich erreicht. Wasserkraftanlagen in Mitteleuropa erreichen oder überschreiten die Ausbauleistung nur an etwa 30 bis 60 Tagen im Jahr.

Answer 11

Die Jahresarbeit für eine Wasserkraftanlage kann durch Integration der Leistungsdauerlinie über ein Jahr ermittelt werden. Die Leistungsdauerlinie berechnet sich aus der Multiplikation von Überschreitungsdauerlinie des Zuflusses und Fallhöhendauerlinie. Die Fallhöhendauerlinie berechnet sich aus den Dauerlinien des Unter- und Oberwasserstandes.

Answer 12

Der Strombedarf schwankt über den Tag, die Woche und das Jahr. Um diesen ungleichmäßigen Bedarf abzudecken, sind verschiedene Kraftwerkstypen erforderlich. Diese Kraftwerkstypen sollen die Grundlast (in D: thermische Kraftwerke, Kernkraftwerke und Laufwasserkraftwerke), die Mittellast (Steinkohlekraftwerke, Gaskraftwerke, Öl, Speicherwasserkraftwerke) und die Spitzenlast (Gasturbinen, Speicherkraftwerke, Pumpspeicherwerke) abdecken. Die schnellste Anpassung an den Tagesbedarf liefern dabei Pumpspeicherwerke. Mit ihrer Hilfe kann der Strombedarf innerhalb weniger Sekunden durch Umschalten vom Pump- auf den Turbinenbetrieb sichergestellt werden (Hinweis: Halbzeitpause beim Fußball!).

Answer 13

- gut, wenn • 1500 - 1900 kWh/a - eher hoch bei • über 2300 kWh/a

Answer 14

- gut, wenn • 2600 - 3300 kWh/a - eher hoch bei • über 4000 kWh/a

Answer 15

- gut, wenn • 3700 - 4500 kWh/a - eher hoch bei • über 5300 kWh/a

Answer 16

- gut, wenn • 4600 - 5500 kWh/a - eher hoch bei • über 6400 kWh/a

Answer 17

- gut, wenn • 5500 - 6500 kWh/a - eher hoch bei • über 7300 kWh/a

Answer 18

Hierzu zählen Speicherkraftwerke wie Talsperrenkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke

Answer 19

Im Einsatz befinden sich sowohl Speicherkraftwerke wie Laufwasserkraftwerke

Answer 20

Hierzu zählen Laufwasserkraftwerke wie Flusskraftwerke und Ausleitungskraftwerke

Answer 21

An vielen Wehren werden an Flüssen Wasserkraftanlagen zur Energiegewinnung gebaut. Durch die Staufunktion des Wehres wird die potentielle Energiehöhe erhöht und kann zur Stromerzeugung genutzt werden. Gleichzeitig wird der Auslass ins Unterwasser sehr tief gelegt, um eine größere Fallhöhe zu erzielen und gleichzeitig den Auslass auch bei Niedrigwasserverhältnissen eingestaut zu lassen. Niederdruckanlagen befinden sich an Flüssen im Mittellauf und verfügen daher über höhere Abflüsse als Mitteldruck- oder Hochdruckanlagen.

Answer 22

• Blockbauweise (a) • Zweiseitige Kraftwerke (b) • Inselkraftwerke (c) (selten aufgrund der beschränkten Zugänglichkeit) • Pfeilerkraftwerke (d) (in den Wehrpfeilern sind eine Turbine und ein Generator untergebracht.) • Überströmbare Kraftwerke (e) • Ausleitungskraftwerk + Skizzen

Answer 23

* Wasser vom Fluss weggeleitet * hohe Energiedichte, große Fallhöhen * Problem: Wasserentnahme, da nur Pflichtwasserabgabe

Answer 24

• strömungsgunstige Ausbildung (Vermeidung und Energieverluste wie Strömungsumlenkung Wirbelbildung) ``` • Gestaltung -> Einläufe -> Saugrohre -> Turbine => Charakteristische Maße Turbinehersteller ```

Answer 25

* zwischen Turbine & Unterwasser * Umwandlung kinetische Energie in mechanischer Energie * kinetische Restenergie sinkt, Nettofallhöhe maximiert

Answer 26

Hochdruckanlagen haben Fallhöhen von über 50 m. Aufgrund ihrer Lage im Oberlauf der Flüsse sind die Abflüsse gering im Verhältnis zu den Mitteldruckund Niederdruckanlagen. ``` Eine typische Hochdruckanlage besteht aus • Druckstollen • Druckschacht • Wasserschloss • Kraftwerk ```

Answer 27

= Umwalzwerke (Hochdruckanlagen) • Wasser aus unterbecken iin Oberbecken gepumpt -> Zurückleitung zur Erzeugung von Wasserkraft • Zwischenspeicherung überschüssige Energie in potentielle Energie • Ausstattung: Pumpe + Turbine (Berücksichtigung Energieverluste)

Answer 28

``` • Höhendifferenz: 145,5 m bis 165,2 m • Leistung: 153 MW • Wirkungsgrad 75% • Fassungsvermögen See: 1,5 Mio. m3 • Reversible Francis-Pumpturbine • Anfahrtzeit Turbine: 75 sec • Wassermenge im Turbinenbetrieb: 110m3 /s ```

Answer 29

* Höhendifferenz: ca. 126 m * Leistung: 80 MW * Fassungsvermögen See: 8,5 Mio. m³

Answer 30

* Höhendifferenz: 301,65 m * Leistung: 4 x269 MW * Fassungsvermögen See: 18,9 Mio m³ * Francis-Pumpeturbine Wassermenge im Turbinenbetrieb: 4 x 101 m³/s

Answer 31

Die Wassermenge, die in ein Speicherbecken gepumpt wird, steht auch für den Turbinenbetrieb zur Verfügung (Wasserverluste infolge Niederschlag und Verdunstung werden als vernachlässigbar angesetzt) VP = VT = V

Answer 32

• keine Nutzung von natürlichem Gewässer -> Wasser vom Unterstrom zum Oberstrom gepumpt (Energieverlust) • Energieüberschuss (Nachts) zwischen gespeichert Spitzenzeiten (Tag) zur Verfügung gestellt