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Das Wasserwirbelkraftwerk von Dipl.-Ing. Franz Zotlöterer

(17.06.2009) Die optimale Art der Energiegewinnung ist dezentral, billig und konstant. Das Wasserwirbelkraftwerk des Österreichers Franz Zotlöterer erfüllt diese Bedingungen - und noch mehr: Es schont die Fische, erhöht die Wasserqualität und ist unempfindlich gegen Schwemmgut.

Das erste Gravitationswasserwirbelkraftwerk am Mühlbach im österreichischen Obergrafendorf läuft seit September 2005 erfolgreich am öffentlichen Stromnetz.

Dabei bestand die ursprüngliche Aufgabe der Ingenieure bloss darin, Möglichkeiten zu finden, wie das Selbstreinigungsvermögen von natürlichen Flüssen für künstlich angelegte Gewässer genutzt werden kann. Die Selbstreinigung läuft in natürlichen Gewässern beispielsweise so ab, dass nach einem Hindernis Verwirbelungen entstehen, welche den tieferen Wasserschichten Luft zuführen. In der darauffolgenden Zone mit verlangsamter Strömung sorgen Wasserpflanzen dann für den Abbau der Schadstoffe. In einem natürlichen, mäanderförmig fliessenden Bach oder Fluss sind diese Klärstufen in unendlicher Anzahl zu finden. Bei regulierten Flussläufen fehlen diese jedoch fast vollständig.

Dipl.-Ing. Franz Zotlöterer entwickelte nun ein Rotationsbecken, in welchem ein grosser Wirbel als konzentrierte Belüftungszone für das Wasser wirksam wird. Dieses Rotationsbecken kann einerseits in den Wasserumwälzkreislauf eines künstlich angelegten Teiches oder auch in Sohlstufen von Fliessgewässern integriert werden, um die Selbstreinigungskräfte zu aktivieren.




Rotationsbecken + Turbine = Wasserkraftwerk
Dass man diese Belüftungsbecken auch als Wasserkraftwerke nutzen kann, diese geniale Idee kam den Ingenieuren erst nachträglich: Eine einfache, selbstdurchflussregelnde Turbine mit einem Wirkungsgrad von über 80 Prozent entzieht dem Wasserwirbel Rotationsenergie und treibt einen Generator an. Und fertig ist das robuste, einfache und dezentrale Flusswasserkraftwerk für Fallhöhen bereits ab 70 Zentimeter, bei dem durch rein strömungstechnische Massnahmen Energie erzeugt und gleichzeitig die Wasserqualität verbessert wird!

Das erste Gravitationswasserwirbelkraftwerk läuft seit September 2005 erfolgreich am öffentlichen Stromnetz und produziert Ökostrom. Die Anlage speist ins öffentliche Stromnetz ein und ist am Mühlbach in Obergrafendorf (10 km südwestlich von St. Pölten in Österreich) zu besichtigen und über den Pielachtal-Radweg öffentlich zugängig. Bisher musste man Energie aufwenden um Wasser zu belüften - jetzt wird also beim Belüftungsprozess Energie gewonnen.

Technische Daten der Wasserwirbelkraftwerksanlage in Obergrafendorf:
- derzeit genutzte Fallhöhe 1.3 m
- derzeit genutzte Durchflussmenge 1 m3/s
- Beckendurchmesser 5.5 m
- hydraulische Leistung 13 kW
- elektrische Leistung 8 kW
- Wirkungsgrad der Turbine 80 % bei 3/3, 83 % bei 2/3 und 76 % bei 1/3 der Nenndurchflussmenge
- Turbinendrehzahl 25 rpm
- Investitionskosten abzüglich Förderungen rund 40.000 EUR
- erfreuliches erstes Jahresarbeitsvermögen von rund 50.000 kWh (entspricht 14 Haushalten)

Technische Eigenschaften der Wasserwirbelturbine:
- Der Turbinenwirkungsgrad der sehr einfachen Turbine liegt über 80%.
- Für Durchflussmengen im Verhältnis 1 zu 3 ist keine Regelung notwendig.
- Eine zusätzliche Durchflussmengenregelung erhöht den Wirkungsgrad im Teillastbetrieb.
- Die Turbine kann sowohl für konstante als auch für unterschiedliche Drehzahlen ausgelegt werden.
- Die geringe Turbinendrehzahl schliesst eine Gefährdung für Fische aus.
- Die Turbine ist unempfindlich für Schwemmgut, wodurch auf einen Feinrechen vor der Turbine verzichtet werden kann.
- Die Turbine kann aus gebogenen Blechen hergestellt und durch Verschraubungen montiert werden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Turbinen wird der Wasserstrom durch die Turbinenschaufeln nicht durchschnitten, sondern nur umgelenkt, wodurch eine Gefährdung für Fische nicht mehr gegeben ist. Bei einem herkömmlichen Flusskraftwerk mit Kaplan- oder Francis-Turbine können extreme Druckunterschiede zu Kavitation und damit zu Schäden an der Turbine sowie zur Zerstörung der Mikrostruktur des Wassers führen.

Als zukünftige Betreiber von Wasserwirbelkraftwerken sind Privatpersonen denkbar, jedoch auch Kleinfirmen, Landwirte, Gemeinden, Tankstellenbesitzer für Elektroautos, Betreiber von herkömmlichen Wasserkraftwerken, Betreiber von Kläranlagen oder Wehranlagenbetreiber.

Die von Dipl.-Ing. Franz Zotlöterer entwickelte Technologie wurde mehrfach ausgezeichnet, unter anderem mit dem österreichischen Wasserpreis Neptun 2005, und die Projektumsetzung wurde von der Gemeinde Obergrafendorf und der niederösterreichischen Landesregierung unterstützt. Die Energiegewinnung aus Wasserkraft hat damit eine neue Qualität erreicht - sie ist nicht nur emissionsfrei, sondern sie wirkt sogar positiv auf unser Lebenselixier Wasser.

Das Rotationsbecken wirkt auch temperaturregulierend: Der Wirbel konzentriert Wasser mit der höchsten Dichte in seinem Zentrum. Auf Grund der Anomalie des Wassers strebt das Wirbelzentrum daher immer gegen 4 Grad Celsius. In den Wirbel zufliessendes Wasser über 4 Grad wird abgekühlt, während Wasser unter 4 Grad erwärmt wird.

Anwendungsbereiche der Wasserwirbeltechnik:
- Energiegewinnung aus Wasserkraft an Standorten mit geringer Fallhöhe sowie an ökologisch sensiblen Fliessgewässern
- Kleinwasserkraftwerk-Technologie im Leistungsbereich von einigen kW bis etwa 150kW
- Verbesserung der Wasserqualität in Fliessgewässern, Abwasserklärung und Trinkwasseraufbereitung
- Aktive Wasserrückhaltefunktion und Restwasserdotierung für Fliessgewässer
- Wasserbelüftung von Teichen



Dipl.-Ing. Franz Zotlöterer
Wildgansstrasse 5
A-3200 Obergrafendorf

Tel.: 0043-(0)2747-3106

Website: http://www.zotloeterer.com/



Kooperationspartner für die Wasserwirbeltechnik in der Schweiz:

FLS BioBau GmbH
Andreas Steinmann
Sägeweg 2
CH-5040 Schöftland

Tel: 0041-(0)62 721 82 54

Website: http://www.flsbiobau.ch/

und

Ingenieurbüro Arnet GmbH
Dipl.-Ing. Reto Arnet
Bernardastrasse 1a
Ch-5442 Fislisbach

Tel: 0041-(0)56 493 29 91

Website: http://www.ingenieurbuero-arnet.ch/



Ansprechpartner für die Wasserwirbeltechnik in Deutschland:

Dr. Dirk Altmeppen
Umweltberatung
Hergenstadter Strasse 17
D-74740 Adelsheim

Tel: 0049-(0)6291-647650

Website: http://www.umweltberatung.com/



Update 04.05.2011

Das Wasserkraftwerk erweist sich als Bioreaktor:
[vid]2plJ3C-SOq4[/vid]

 

Lesen Sie hierzu auch: Das Modell Gssing aus der Rubrik Projekte.

 

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