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Die Hydrokinetische Turbine (HKT) ist ein eine schwimmende Kleinwasserkraftturbine zur Energieerzeugung auf Fließgewässern. Die HKT bietet die Möglichkeit Strom dezentral zur Eigenstromversorgung oder zur Einspeisung ins Stromnetz zu generieren.
Mit den mobilen Anlagen soll die hydraulische Strömungsenergie des fließenden Wassers eines Flusses, eines Stromes oder auch eines Kanals in Elektroenergie umgewandelt werden. Die mobilen Wasserturbinen sollen mit einem Elektrogenerator gekoppelt, schwimmend im Fluss installiert und im Uferbereich / Flussgrund befestigt werden. Diese Wasserturbinen nutzen die spezifische Geschwindigkeitsenergie des Flusswassers mit mittleren Strömungs- geschwindigkeiten von c = 1,1 m/s bis 2,5 m/s. Durch ihre Bauweise ist die Anlage sowohl für große Tiefen, als auch für Fließgewässer ab 1,5 m geeignet.
Die HKT wird modular und standardisiert gefertigt und muss nicht standortspezifisch angepasst werden. Die Anlage kann somit direkt in das Fließgewässer eingesetzt und verankert werden und steht für den Betrieb zur Verfügung. Prioritäres Ziel ist es, den Eingriff in das bestehende Landschaftsbild so gering wie möglich zu gestalten.
Zum Schutz der HKT kommt ein vor den Energiewandler installierter Kugelrechen zum Einsatz. Die Lage der Stäbe zur Wasseroberfläche ist horizontal. Der Stababstand beträgt 10 mm, die Stabdicke 8 mm. Kugelrechen haben durch ihre Bauform den Vorteil, dass ein Großteil des antreibenden Treibgutes an der Anlage vorbei geleitet wird und ein guter Fischschutzgewährleistet ist.
Die wirtschaftliche Fischtreppe für bestehende Querverbauungen an Fließgewässern
Die 2000 in Kraft getretene Europäische Wasserrahmenrichtlinie verpflichtet alle Eigentümer von Gewässern, diese in einen guten Zustand zu bringen und Verschlechterungen zu verhindern.
Einen der wichtigsten Aspekte bildet hierbei die Schaffung von Durchgängigkeit von Fließgewässern für Fische und Kleinstlebewesen. Besitzer bestehender Querverbauungen stehen somit oft vor der Entscheidung vorhandene Wehr- und Stauanlagen zu beseitigen oder neue Fischtreppen zu errichten. Beide Alternativen sind aufwändig und kostenintensiv und bieten keine Möglichkeit der Amortisation. Das Fischfreundliche Wehr kann in diesen Fällen die wirtschaftlichste Option sein, um den Zustand eines Fließgewässers dauerhaft zu verbessern.
Ein nachhaltiges Produkt
Im Gegensatz zu reinen Fischtreppen und Wanderhilfen wird den ausschließlich ökologischen Betrachtungen der ökonomische Aspekt entgegengestellt. Durch die energetische Nutzung der entstehenden Wasserkraft können Ökologie, Ökonomie und soziale Aspekte zu einem nachhaltigen Produkt verwoben werden.
Das fischfreundliche Wehr wurde konsequent als Fischauf- und abstiegshilfe entwickelt. Durch Adaptionen sind jedoch auch Einsatzmöglichkeiten für eine ausschließlich energetische Nutzung, wie auch für humanitäre Zwecke möglich und sinnvoll.
Aufbau des fischfreundlichen Wehres
Herzstück des fischfreundlichen Wehres bildet die zentrale Beckenkonstruktion, in welcher sich über dem Abflussloch ein kraftvoller Wasserwirbel ausbildet.
Die integrierte Turbine fängt die entstehenden Energien auf und verlangsamt den Fließgeschwindigkeit auf ein fischverträgliches Maß. Nach der Passage des Wirbelbeckens verlassen die Fische und Kleintiere das fischfreundliche Wehr über den Auslaufkanal und den Auslaufgraben.
Fischdurchgängigkeit
Um die Fischdurchgänigkeit für das FFW in Fließgewässern zu gewährleisten, wurde das Wanderverhalten, die Form und Größe der Wanderfischarten sowie deren Schwimmverhalten im Strömungsbereich genau untersucht und bildete den Ausgangspunkt für die Entwicklungsarbeiten.
Den entstehenden Strömungsgeschwindigkeiten im Inneren des FFW, der Schaffung einer Lockströmung und dem für alle im Biotop vorkommenden Fischarten geeigneten Spaltmaß der Turbinenschaufeln wurde besondere Beachtung geschenkt.
Der Wanderkorridor
Für am Boden lebende Kleintiere wie Krebse, Schnecken, Insektenlarven, Würmer und Egel ermöglicht ein zusätzlicher Begleitkorridor den gefahrlosen Aufstieg. Der Wanderkorridor ist mit einer rauhen Sohle versehen und umgeht die gesamte Becken- und Turbinenkonstruktion. Angepasst an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten erzeugen die Abmessungen des Schlupfloches und verschiedene Diffusorgeometrien eine verträgliche Lockströmung und begrenzen die maximale Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Wanderkorridors.