Es wäre schön, wenn sich zu dem Thema ein Bilderthread entwickeln würde. Einfach alles, was irgendwie mit Wasserantrieb zu tun hat (z.B. Wasserräder, Turbinen, Wehre Widderanlagen und Ansichten von alten Mühlenanlagen).

Gleich mal ein erstes Bild von einem alten Bewässerungswehr. Bei Trockenheit wurde damit der Bachlauf aufgestaut und die danebenliegenden Wiesen über Gräben bewässert.

Wasserrad Durchmesser 7,70m

Ein tolles neues Wasserrad. Was wird damit angetrieben?

Hallo,

damit wird aktuell nichts angetrieben. Aber in nächster Zeit sollen die Mahlgänge in unserer Mühle
wieder für Schauzwecke angetrieben werden.

Gruß

Hi,

hier ein paar Bildchen vom Neubau unseres Kleinwasserkraftwerks. Francis-Schachtturbine wird an altem Sägewerks- und Mühlenstandort gegen ein oberschlächtiges Wasserrad ersetzt.

@Bernhard
Wo kommst Du her? Wenn ihr ein Kleinwasserkraftwerk habt, dann solltest Du eigentlich wissen, dass die Drehzahl nicht über die Zulaufmenge reguliert wird.

Bei so einer kleinen Anlage spielt nicht nur die mögliche Leistungsausbeute eine Rolle, sondern man muss sich die Frage stellen, welche Investitionen man tätigen kann, um
a, einen bedienerlosen Betrieb zu ermöglichen und
b, wirtschaftlich im grünen Bereich bleiben zu können bzw. diesen in absehbarer Zeit erreichen zu können

Eine Francisturbine hat einen höheren Spitzenwirkungsgrad als ein oberschlächtiges Wasserrad, diesen jedoch nur über ein schmales Band, d. h., wenn die Wassermenge (z. B. im Sommer auf Grund geringen Wasserdargebots oder im Herbst auf Grund eines mit Laub verstopften Recheneinlaufs) nach unten geht, ist es mit dem guten Wirkungsgrad gleich vorbei. Ein oberschlächtiges Wasserrad hat auch bei viel geringerer als der Auslegungswassermenge noch einen akzeptablen Wirkungsgrad, was, abhängig vom Standort, zu höherem Jahresertrag führen kann.

Eine doppelt geregelte Kaplanturbine (bester Spitzenwirkungsgrad) wäre technisch gesehen die optimale Lösung, weil nicht nur der Leitapparat (wie bei einer Francis) sondern auch die Turbinenschaufeln dem Wasserdargebot nachgeregelt werden können, also ein hoher Wirkungsgrad über einen weiten Bereich realisiert werden kann. Natürlich sind aber die Investitionskosten ungemein höher. Bei einer großen Anlage rechnet sich das auch, bei einer kleinen nicht.

Um einen bedienerlosen Betrieb zu realisieren, ist bei Turbinen erstens eine automatische Rechenreinigungsanlage (für die dort zwingend vorhandenen Feinrechen) notwendig und zweitens eine automatische Regelungsanlage, welche den Stand des Leitapparats (Francis und Kaplan) und den Stand der Schaufeln (Kaplan) dem Wasserdargebot anpassen, notwendig. Bei einem oberschlächtigen Wasserrad ist dies alles unnötig. Auch fällt kein Schwemmgut an, welches entsorgt werden muss.

Unsere Francis war Baujahr 1924. Neben einer Überholung der Turbine und der ohnehin notwendigen Erneuerung den Betonwasserbaus sowie der Generatorhütte wäre für einen bedienerlosen Betrieb zussätzlich eine automatische Leitapparatregelung sowie eine Rechenreinigungsanlage notwendig gewesen. Bereits dieses hätte höhere Investitionskosten erfordert als der Neubau des Wasserrads und nur zu geringfügig mehr Ertrag geführt. So war die Entscheidung klar. Anfang des 20. Jahrhunderts hat man viele Wasserräder durch kleine Francis-Turbinen ersetzt. Heute geht man oft den umgekehrten Weg aus oben genannten Gründen, wenn man die Anlage erhalten will (nur mit genügend Eigenverbrauch kommt man wirtschaftlich auf einen grünen Zweig). Natürlich nicht bei jedem Standort, bei geringen Fallhöhen eignet sich ein oberschlächtiges Rad beispielsweise nicht.

Unsere Anlage:
Installierte Leistung: 5,5 kW
Durchschnittliche Leistung: 3,3 kW/h
Fallhöhe: 3,38m
Wassermenge: ca. 100-250 l/sec

Die Übersetzung erfolgt mit einem zweistufigen Planetengetriebe 1:25 und anschließend mit einem Keilrippenriemen ca. 1:6 auf einen 6-poligen Asynchrongenerator (1.040 1/min).

Hoffe Dir ein bisschen geholfen zu haben, weitere Fragen gerne.

Hallo Bernhard,

na klar sind das andere Gegebenheiten bei Euch. Mit 25 kW hast Du natürlich viel mehr Spielraum. Bei so einer kleinen Anlage wie bei uns bist du immer nur am schauen, dass das ganze nicht unwirtschaftlich wird. An "unserem" Bach waren früher 6 Anlagen. Heute sind wir die letzten, alle anderen haben die Anlagen aufgelassen. Das find ich sehr schade, aber die Politik gibt trotz anderslautender Bekundungen diesen kleinen Anlagen kaum Überlebensmöglichkeiten. Aber unter Berücksichtigung des Eigenverbrauchs (bei den Strompreisen heute) läufts hier eigentlich gut, ich kann mich nicht beschweren.

Mit dem Leitapparat regelst Du die Durchflussmenge und damit die Leistung über den Wasserstand des Oberwasserkanals. Wenn Du (auch wie wir hier) einen 1.000er Asynchrongenerator hast, ist die Drehzahl ja parallel zur Netzfrequenz fix (Netzparallelbetrieb). Fällt das Netz aus, mußt Du abschalten bzw. die Drehzahl drosseln damit die Anlage nicht in die Leerlaufdrehzahl geht. Wir haben das mit einer Druckluft-Lastwagenbremse realisiert, welche das Rad anhält. Ein Kollege hier hat es mit Heizwiderständen gemacht, welche das Rad nur bremsen. Kommt das Netz wieder, öffnet die Bremse und es schaltet die Steuerung nach Erreichen der korrekten Drehzahl auch wieder automatisch aufs Netz. Also bedienerlos ("selbstanlaufende Maschine"). Ihr werdet ein funktionell ähnlches Konzept haben (also halt z. B. den Leitapparat schließen und das Wasser über ein Wehr ableiten?) sonst müsstest Du bei der Asynchron-Maschine die Drehzahl ja gar nicht messen. Auf dem Bild ist übrigens ein Flachriemen und kein Keilriemen .

Bei uns läuft zu viel Wasser halt über ein Streichwehr weiter hinten und halt einfach über das Rad, das tut ja nix. Regeln muss man da nix, das ist der Vorteil. Und für Notfälle gibts auch noch den Schnellschuss daneben sowie ein Schütz, mit dem man den Zulauf drosseln und auch komplett sperren kann. Einen Rechen brauchen wir auch nicht. Den ursprünglich vorgesehenen Grobrechen habe ich gar nicht hingebaut, weil unnötig. Schwemmgut läuft einfach über das Rad.

Die Probleme mit dem verstopften Leitapparat an der Francis-Schachtturbine kenne ich auch. Oft war es Rasenschnitt, den die Leute in den Bach geworfen haben, zusammen mit kleinen Ästchen. Biber hatten wir damals noch nicht, inzwischen aber auch zur Genüge . Bei uns ist der Leitapparat auch immer eingerostet. War sehr schwierig manuell die richtige Stellung abhängig von der Wassermenge zu finden. Also wenns mal so ungefähr gepaßt hat hat ihn keiner mehr angelangt. Von daher gabs auch die meiste Zeit keine Regelung. Die Schmierung hat nicht ausreichend funktioniert. Dann musste man wieder den Apparat zerlegen, scheiss Arbeit. Also hätt ich die Turbine behalten, hätte ich viel automatisieren müssen.

Bei euch ist die Entscheidung ja eigentlich klar. Den Betonwasserbau müßt ihr halt erneuern. Ein oberschlächtiges Wasserrad wär bei dieser Wassermenge und Fallhöhe zwar auch gut geeignet. Aber wirtschaftlich wird ein Umbau im Endeffekt nicht sein. Bei uns hat man das Rad welches Mühle und Sägewerk antrieb 1924 durch eine Francis-Schachtturbine ersetzt. Und diese 2001 wieder durch ein Wasserrad. Die Turbine wurde in der langen Zeit nur einmal überholt. So lange wird mein Rad natürlich nicht halten, wie lang das muss sich erst noch rausstellen.

Bin übrigens aus Oberbayern. Das ist auch in Bayern.

Alles klar

Hier noch ein Bild von der Stromtankstelle mit Wasserrad:

Und hier noch eine Luftaufnahme:

In Laer bei Meschede befindet sich an der Ruhr diese kleine Anlage. Von Wasserkraft verstehe ich nichts. Kann also zu Typ und Leistung nichts sagen. Ich glaube, das ist auch nur eine Versuchsanlage. Ganz im Vordergrund eine Fischtreppe.

Das ist eine Wasserkraftschnecke nach dem Vorbild der Archimedischen Schraube.