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Hochschule Bremen - University of Applied Sciences

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Forschungsvorhaben SynTHERM

Kooperationsvorhaben zur Entwicklung von Prototypen für die synergetische Nutzung der thermischen Energie von Oberflächengewässern

Projektförderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Projektzeitraum: 2017 bis 2019

Projektdurchführung: Institut für Wasserbau (IWA), Hochschule Bremen

Projektpartner:

  • SEAB GmbH, Kleinostheim
  • Tegelbeckers GmbH, Stuhr

Externer Berater:

  • Max Loidl, Simbach am Inn

Anlass und Hintergrund

Wasserkraft ist eine regenerative Energiequelle, die in vorindustrieller Zeit direkt zum Antrieb von Anlagen wie Maschinen und Pumpen genutzt wurde, heute jedoch fast ausschließlich in elektrischen Strom umgewandelt wird.

Sind die Ausbaupotenziale der Wasserkraftnutzung auch insbesondere unter Berücksichtigung der EU-Wasserrahmenrichtlinie gering, so bestehen jedoch ein großer Modernisierungsbedarf von teilweise bis zu hundert Jahre alten Anlagen sowie ein großes Reaktivierungspotenzial. Viele bestehende kleinere Staustufen sind nicht oder nicht mehr mit Anlagen zur Wasserkraftnutzung versehen, jedoch ein Rückbau wegen des erforderlichen Erhalts der eingestellten Grundwasserstände nicht in Betracht gezogen wird. An vielen dieser Standorte ist eine Reaktivierung der Wasserkraftnutzung mit moderner und fischfreundlicher Technik grundsätzlich möglich.

Neben der Nutzung der Wasserkraft zur Stromerzeugung kann auch die thermische Energie von Oberflächengewässer genutzt werden. Bisher ist diese Art der energetischen Nutzung jedoch nur gering verbreitet, wobei in der Regel das zu nutzende Wasser aus dem Gewässer entnommen, dem Wärmetauscher zugeführt und dann wieder in das Gewässer rückgeführt wird. Möglich ist auch eine direkte Nutzung durch Einbringen des Wärmetauschers in das Gewässer und dessen Befestigung am Ufer, an der Sohle oder an strömungsfesten Einbauten (z.B. Fischrechen), für die mit dem maxloidlverfahren eine Technologie mit Patentschutz vorliegt. Das Wärmetauschermedium wird in diesem Fall mit Hilfe einer angeschlossenen Umwälzpumpe über Rohrleitungen dem Wärmepumpenkreislauf zugeführt. Der vor Ort durch Wasserkraft erzeugte Strom kann dann hierbei ohne die üblichen Leitungsverluste des überregionalen Leitungsnetzes zum Betrieb der Wärmepumpe verwendet werden. Durch eine synergetische Nutzung der Wasserkraft und der thermischen Energie des Oberflächenwassers kann ein höherer Wirkungsgrad der energetischen Nutzung erzielt werden. Zudem kann eine ggf. vorhandene erhöhte Wärmelast des Gewässers durch die thermische Nutzung verringert werden.

Zielstellung

Im Kooperationsprojekt SynTHERM sollen Prototypen eines sogenannten Thermorechens zur Nutzung der thermischen Energie von Oberflächengewässern in Kombination mit Anlagen- oder Fischschutzrechen an Klein- oder Großwasserkraftanlagen entwickelt werden. Die Prototypen sollen hinsichtlich Materialwahl, Konstruktion, Funktion, Design und Fertigung die Grundlage für eine nachfolgende Serienproduktion bilden. Zur Entwicklung und Konstruktion konnten in diesem Zusammenhang die Industriepartner SEAB GmbH und Tegelbeckers GmbH sowie der externe Berater Max Loidl gewonnen werden.

Im Anschluss an das Kooperationsprojekt SynTHERM sollen die entwickelten Thermorechen schließlich durch den TÜV für ihren Einsatzbereich zertifiziert werden.


Institut für Wasserbau
 

 

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