Kleinwasserkraft überzeugt weltweit

Wasserkraft ist die älteste Form der erneuerbaren Energieerzeugung. Kleinwasserkraftwerke bis zehn Megavoltampere bieten eine dezentrale Lösung, deren Einsatz auch dank neuer Turbinen-Generatoren-Einheiten weltweit interessant ist.

Zahlenmäßig den größten Anteil an den weltweit installierten Wasserkraft-Anlagen hat die kleine Wasserkraft. Deren Energie entstammt den Höhenunterschieden von angesammelten Wassermengen in Seen und Flüssen, die genutzt werden, um elektrischen Strom zu erzeugen.
Zur kleinen Wasserkraft zählen Speicher- oder Dotierkraftwerke, Inselanlagen, Laufwasser- oder Flusskraftwerke und Trinkwasserkraftwerke. Zu den kleinsten Anlagen zählen die Wasserwirbelkraftwerke.

Die Vorteile eines Kleinwasserkraftwerks

amortisiert sich bereits ab zwei bis drei Jahren	geringere Investitionssumme
einfacher zu konstruieren als große Anlagen	einfacher in Betrieb zu nehmen, da das Design weniger komplex ist
setzen auf lokale Kompetenzen beim Bau	geringe Auswirkungen auf die direkte Umgebung, da die meisten Anlagen als Laufwasserkraftwerke realisiert werden
hoher Wirkungsgrad von rund 90 Prozent	klimaschonend

Turbinen

Zur elektromechanischen Ausrüstung von Kleinwasserkraftwerken, auch Small Hydro-Anlagen genannt, gehören Turbinen, Generatoren, die Automatisierungstechnik und sonstige Systeme. Diese Ausrüstung liefert ein deutscher Hersteller derzeit nach Indonesien, wo sie ihren Einsatz in den Kleinwasserkraftwerken Pusaka I und III in der Provinz West-Java findet. Das Herzstück auch dieser Anlagen, die über eine Kapazität von 8,8 und 3 Megawatt verfügen, bildet die Turbine.

Deutsche Hersteller geben folgende Anwendungsbereiche für die verschiedenen Turbinen an:

• Bei Peltonturbinen werden je nach Anwendungsfall Düsen in horizontaler oder vertikaler Anordnung angebracht und so ein hoher Wirkungsgrad erreicht. Sie eignen sich für relativ geringe Wassermengen und Fallhöhen bis 1000 Meter.
• Francisturbinen in horizontaler als auch in vertikaler Ausführung sind für mittlere Fallhöhen geeignet. Die "Alleskönner" unter den Turbinen erfüllen alle spezifischen Anforderungen an Drehzahl, Technik und Wirtschaftlichkeit.
• Kaplanturbinen sind als vertikale und axiale Turbinen für geringe Fallhöhen unter 40 Meter und hohe Durchflüsse in Niederdruckanlagen geeignet.
• Weitere Turbinen sind die Wasserkraftschnecke, die Ossberger-Durchströmturbine oder die Lamellenturbine.

Entwicklungen

×

Neue kompaktere Turbinen-Generatoren-Einheiten werden an Flusswehren, Dämmen und Schleusen mit einer Fallhöhe von bis zu zehn Metern eingesetzt. Diese Einheiten benötigen fast keine Wartung und lassen sich gut in bestehende Kraftwerkskonzepte integrieren.

Springer-Autor Dr.-Ing. Albert Ruprecht nennt im Zeitschriftenartikel "Wasserkraft in Baden-Württemberg — Stand und technische Entwicklungen" folgende Entwicklungen in der Kleinwasserkraft, auf die er in seinem Artikel unter Punkt 2 detailliert eingeht:

• Entwicklung fischfreundlicher Turbinen,
• Entwicklung von Anlagen und Komponenten zur Verbesserung der Durchgängigkeit von Geschiebe und Fischen,
• Entwicklung neuer Konzepte zur Nutzung geringer Fallhöhen,
• Entwicklung von kostengünstigen standardisierten Turbinen und
• Entwicklung von Turbinen ohne Aufstau.

Märkte

Kleine bis mittelgroße Wasserkraftwerke haben einen Vorteil: Sie lassen sich meist gut in bestehende Kraftwerke integrieren. Da sie eine dezentrale Lösung sind, finden sie auch in Gegenden mit mangelnder Infrastruktur ihren Einsatz.

In Deutschland stellt die Wasserkraft für Baden-Württemberg und Bayern eine wichtige erneuerbare Energiequelle dar. In Baden-Württemberg machte sie 2012 rund sechs Prozent am Stromverbrauch aus, der bei 79,1 TWh/a lag. Die Energie wird jedoch hauptsächlich aus großen Kraftwerken gewonnen.

Weiterer Artikel zum Thema

Wasserwirbelkraftwerke - umweltschonend Strom erzeugen

In Österreich speisen rund 2.800 Kleinwasserkraftwerke Strom in das öffentliche Versorgungsnetz ein und decken circa neun Prozent des österreichischen Strombedarfs. Ein Potential für Kleinwasserkraft besteht in Österreich und im Alpenvorland. Das Potential steckt insbesondere in der Modernisierung und Leistungssteigerung bestehender Kraftwerke sowie in der energetischen Nutzung vorhandener Querbauwerke.

In der Schweiz wurde im Februar die Konzession für das Kleinwasserkraftwerk Grossmatt erteilt, welches rund zwei Millionen Kilowattstunden Strom pro Jahr produzieren wird. Die beiden Anlagen, die im Simmental gebaut werden, warten mit einer Gesamtleistung von zwei Megawatt auf und einer Jahresproduktion von neun Gigawattstunden.

Kleinwasserkraft international

Als vielversprechender Wasserkraftmarkt gilt Südostasien. Die beiden aus Deutschland gelieferten Kleinwasserkraftwerke leisten dort einen Beitrag zum erforderlichen Ausbau der Stromversorgung. Der Strombedarf steigt dort um rund 10 Prozent jährlich an, bis 2030 soll sich die Nachfrage verdreifachen. Es werden heute nur rund sechs Prozent des technisch realisierbaren Wasserkraft-Potentials von etwa 75.000 MW genutzt, so die Recherchen eines deutschen Herstellers.

Die Springer-Autoren Dr.-Ing. Beate Kohler, Dr.-Ing. Stephan Heimerl und Dipl.-Ing. Ronald Haselsteiner beschreiben in ihrem Buch "Wasserkraftprojekte
Ausgewählte Beiträge aus der Fachzeitschrift WasserWirtschaft" interessante deutsche und internationale Wasserkraft-Projekte, auch aus dem Bereich Kleinwasserkraft, wie in "Planung und Bau von kleinen und mittelgroßen Wasserkraftanlagen in der Türkei".