Header

Shop : Details

Shop
Details
48,80 €
ISBN 978-3-8440-4387-7
Softcover
182 pages
273 g
21 x 14,8 cm
German
Thesis
May 2016
Ivo Baselt
Die Steffturbine
Experimentelle und theoretische Untersuchungen zu einer Kleinwasserkraftanlage mit Bindegliedfunktion zwischen ober- und unterschlächtiger Wirkungsweise
In den letzten beiden Jahrzehnten hat sich durch die veröffentlichten Energieszenarien und Potentialstudien, sowie durch politische und gesellschaftliche Forderungen eine rasante Veränderung im Bereich der erneuerbaren Energien vollzogen. Besonders der erhöhte Bedarf an dezentraler Energiebereitstellung förderte die Entwicklung von ökologisch verträglichen Kleinwasserkraftanlagen. Viele Besitzer modernisierten ihre bereits in die Jahre gekommenen Konstruktionen. Weitere bisher ungenutzte Standorte konnten erst durch die Einführung der Einspeisevergütung rentabel erschlossen werden. Dass die Kleinwasserkraft einen wesentlichen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten kann, zeigen nicht nur entsprechende Potentialstudien, sondern auch die Vielzahl an neu entwickelten Turbinenkonstruktionen. Besonders moderne oberschlächtige Wasserräder und Wasserkraftschnecken sind in ihrer Konstruktion bereits sehr ausgereift und durch vielfachen Einsatz praktisch erprobt. Sie erreichen hohe Wirkungsgrade und überzeugen durch robustes und betriebsfreundliches Verhalten. Die Steffturbine steht in direkter Marktkonkurrenz zu diesen Turbinentypen. Als eine neuartige Turbine im Bereich der Kleinwasserkraft wird sie durch diese Arbeit erstmalig umfassend wissenschaftlich untersucht und beschrieben.

Um auf dem hart umkämpften Markt der erneuerbaren Energien bestehen zu können, ist ein messtechnischer Leistungsnachweis mit anschließender wissenschaftlicher Veröffentlichung durch ein neutrales und qualifiziertes Institut unverzichtbar geworden. Die Walter Reist Holding AG trat diesbezüglich als Hersteller der Steffturbine an das Institut für Wasserwesen heran. Unter Laborbedingungen galt es die Leistungsfähigkeit der Steffturbine experimentell nachzuweisen. Die ermittelten Daten zeigen ein breites Leistungsspektrum bis 11kW bei einem Durchfluss von 400l/s und 4m Fallhöhe. Der Turbinenwirkungsgrad kann dabei einen Wert bis 90% annehmen. Mit einer zusätzlichen experimentellen Untersuchung wird der Teilfüllungsgrad für unterschiedliche hydraulische Ausgangssituationen berechnet. Weiterhin zeigt sich mit einem Trockenlauf, dass die mechanischen Verluste proportional zur Drehzahl steigen und zusätzlich in Abhängigkeit der Turbinenneigung stehen.

Zur Vertiefung der Kenntnisse zum Funktionsprinzip der Steffturbine und für die Weiterentwicklung der Konstruktion, wurde eine theoretische Beschreibung notwendig. Die experimentellen Untersuchungen im Labor bilden das Kalibrierungsfundament für die sich anschließende theoretische Modellbildung. Zunächst wird dazu ein Fortschrittsschema entwickelt, welches zur strukturierten Erweiterung des Turbinenwirkungsgrades dient. Den Ausgangspunkt bildet dabei die antreibende Wirkung des Wassers auf die Turbinenschaufeln. Die Theorie wird durch Berücksichtigung von Auftriebswirkung, Spritzwasser, Spaltströmungen, Reibungseffekten sowie mechanischen und strömungsdynamischen Verlusten schrittweise verbessert. Schlussendlich wird erstmalig eine geschlossene theoretische Beschreibung zum Turbinenwirkungsgrad der Steffturbine präsentiert.

Eine Evaluation der experimentellen und theoretischen Betrachtungen zeigt, dass die erarbeitete Theorie die experimentellen Messpunkte mit sehr guter Übereinstimmung wiedergeben kann. Nachfolgend bieten konstruktive Anmerkungen die Basis für zukünftige konstruktive Optimierungsmöglichkeiten. Sie dienen vor allem der Weiterentwicklung der Steffturbine. Daneben wird auf verschiedene Einflussgrößen eingegangen, welche den Betrieb der Turbine positiv wie negativ beeinflussen können. Entsprechende Handlungsempfehlungen werden vorgestellt. Die anschließende Einordnung in die leistungstechnische Vergleichsgruppe positioniert die Steffturbine auf dem Markt der Kleinwasserkraftanlagen. Mit einem Ausblick auf mögliche weiterführende Forschungsarbeiten schließt diese Arbeit.
Keywords: Steffturbine; Kleinwasserkraft; Turbine; Walter Reist Holding; Baselt; Anlagentechnik; Wirtschaftlichkeit; Politik
Mitteilungen / Institut für Wasserwesen
Edited by Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Schaum (Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik) and Univ.-Prof. Dr.-Ing. Andreas Malcherek (Hydromechanik und Wasserbau), München
Volume 2016,125
Available online documents for this title
You need Adobe Reader, to view these files. Here you will find a little help and information for downloading the PDF files.
Please note that the online documents cannot be printed or edited.
Please also see further information at: Help and Information.
 
 DocumentDocument 
 TypePDF 
 Costs36,60 € 
 ActionDownloadPurchase in obligation and download the file 
     
 
 DocumentTable of contents 
 TypePDF 
 Costsfree 
 ActionDownloadDownload the file 
     
User settings for registered online customers (online documents)
You can change your address details here and access documents you have already ordered.
User
Not logged in
Export of bibliographic data
Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
Germany
  +49 2421 99011 9
Mon. - Thurs. 8:00 a.m. to 4:00 p.m.
Fri. 8:00 a.m. to 3:00 p.m.
Contact us. We will be happy to help you.
Captcha
Social Media