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Energiegewinnung durch Einbau von Turbinen in Trinkwasser-Leitungen

WBW nutzt überschüssige Energiepotenziale im Fernwasserleitungsnetz zur Stromgewinnung.

Projektträger: Zweckverband Wasserversorgung Bayerischer Wald (WBW)

Projektstandort

Deggendorf

Deggendorf_georeferenzierung

Kontakt

Zweckverband Wasserversorgung Bayerischer Wald
Erwin Fischer
Leiter der Abteilung Wasserverteilung
Pater-Fink-Straße 8
94469 Deggendorf
Tel: (0991) 2964-12
erwin.fischer[at]wbw.cc

Nutzen und Kosten

besonders wirkungsvoll – hoher Nutzen für die Umwelt
Stromerzeugung ohne Umweltbelastung, ausschließlich aus topografisch bedingtem, überschüssigem Energiepotential
besonders kostengünstig – mit wenig Kapitaleinsatz machbar
Der Einbau der Turbinen in das bestehende Rohrleitungsnetz erfordert einen nur relativ geringen Investitionsbedarf

Einsparungen: Energieeinsparung: 1,5 MWh / Jahr

Kosten: Gesamtkosten: 1.500.000 Euro
  Weitere Angaben: Die o. g. überschlägigen Gesamtinvestitionskosten sind im Zeitraum von 1988 bis 2007 angefallen
Fotos
  • Turbinenanlage Hochbehälter Thannberg
  • Turbinenanlage Hochbehälter Thannberg
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Beschreibung

Auslöser
Aus der Höhenlage der im Jahr 1984 in Betrieb gegangenen Trinkwassertalsperre Frauenau ergab sich die Möglichkeit, im Bayerischen Wald ein Fernwasserleitungsnetz zu planen, das eine weitgehende Wasserverteilung im freien Gefälle zulässt.

Innerhalb der Hauptstrecken ergaben sich dabei sogar Teilabschnitte mit überschüssigem Energiepotential.

Bereits Ende der 1980er Jahre wurden dann von der WBW Überlegungen zur Nutzung dieser Energiepotentiale angestellt. Beweggründe waren neben wirtschaftlichen Betrachtungen primär Umweltgesichtspunkte.
Die Werksleitung ließ energetische Berechnungen erstellen, wonach sich insgesamt fünf Standorte als geeignet für den Einbau von Turbinen erwiesen. Die Realisierung erfolgte, nach Beschlüssen des Verbandsrats, im Zeitraum von 1988 bis 2007 schrittweise.
Durchführung
Nach den Ergebnissen der energetischen Berechnungen erwiesen sich fünf Trinkwasserhochbehälter als geeignete Standorte. In den dort ankommenden Fernwasserleitungen, mit Nennweiten zwischen 400 und 1.000 mm, liegen Wasserdrücke vor, welche weit über den zur Behälterbefüllung notwendigen Werten liegen.

Diese überschüssige Energie galt es zu nutzen, ohne dabei die Versorgungssicherheit sowohl in qualitativer als auch in quantitativer Hinsicht zu gefährden.

Als Turbinen wurden deshalb Pumpen verwendet, welche für die Trinkwasserversorgung zugelassen sind. Die Auslegung der Pumpen wurde über Berechnungen der verschiedenen Betriebszustände ermittelt.
Zu der Konstruktionsweise lagen bis dahin keine Erfahrungen über die Auswirkungen bei Stromabschaltungen vor. Um dabei eine Überschreitung der für die herkömmlichen Pumpen zulässigen Drehzahlen ausschließen zu können, wurden anfangs mechanisch wirkende Bremsscheiben eingebaut.

In der Folge wurde über den Pumpenhersteller erreicht, dass die Pumpenmaterialien an die möglichen maximalen Drehzahlen angepasst wurden. Hinsichtlich des Schluckvermögens ergab sich bei einer Anlage eine Abweichung von den Angaben des Herstellers. Das Leistungsvermögen lag deutlich unter den Sollwerten.

Die Amortisationszeit der Anlagen liegt bei sieben bis acht Jahren. Derzeit kann rund ein Drittel der Stromkosten, die bei der WBW anfallen, über die eigenen Turbinen erwirtschaftet werden.
Tipps
  • Der Eingriff in das Trinkwasserleitungsnetz erfordert sowohl in der Planung als auch in der Ausführung der Turbinenanlage eine sehr sensible Vorgehensweise.
  • Neben der Beachtung von unveränderter Qualität und Quantität des Trinkwassers sind schon bei der Planung die örtlichen Platzverhältnisse genau zu prüfen.
  • Änderungen im Strömungsverlauf des Wassers dürfen keine schädlichen Schwingungen im Gebäude oder im Leitungssystem auslösen.
Stolpersteine
  • Aus unserer Erfahrung sollte in technischer Hinsicht darauf geachtet werden, dass die Anlage auch auf die erhöhte Drehzahl bei Stromabschaltung ausgelegt ist und das "Schluckvermögen" der Pumpe (bei Verwendung als Turbine) werkseitig auf dem Prüfstand festgestellt wird.

Beispiel gemeldet:11/2010 

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