Environmental Engineering Reference
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wasserkraftwerke erläutert werden. Um ein Laufwasserkraftwerk planen zu können, müs-
sen zuerst Informationen über das Gewässer zusammengetragen werden. Wichtigste Größe
ist hierbei der Verlauf des Wasserabflusses über ein Jahr, also die über den Fluss ab-
fließende Wassermenge. Jeder Fluss hat seinen typischen Jahresverlauf, den vor allem Re-
gen und Schneeschmelze prägen. Für die weitere Auslegung sortiert man nun die Abfluss-
mengen und erhält die so genannte Jahresdauerlinie. Diese gibt an, an wie vielen Tagen im
Jahr der Fluss eine bestimmte Abflussmenge erreicht oder überschreitet
(Abbildung 9.15)
.
Nun wird ein Ausbauabfluss festgelegt. Das ist die Wassermenge, bei der das Kraftwerk
seine volle Leistung erreicht. Steigt die Abflussmenge des Flusses über den Ausbauabfluss
an, muss das überschüssige Wasser ungenutzt über das Wehr geleitet werden. Soll eine
möglichst hohe Stromerzeugung erreicht werden, sind Turbinen mit einem hohen Ausbau-
abfluss zu wählen. Sinkt allerdings die Abflussmenge des Flusses unter den Ausbauab-
fluss, steht nicht mehr ausreichend Wasser für die volle Kraftwerksleistung zur Verfügung.
Die Turbinen arbeiten dann entweder bei schlechtem Wirkungsgrad in Teillast oder einzel-
ne Turbinen werden abgeschaltet und bleiben ungenutzt. Sollen die Turbinen optimal aus-
genutzt werden, ist ein niedrigerer Ausbauabfluss zu wählen. In der Praxis bestimmt meist
ein Kompromiss aus maximaler Stromerzeugung und optimaler Turbinenausnutzung den
Ausbauabfluss.
2500
2500
2000
2000
1500
1500
nicht
nutzbar
1000
1000
Ausbauabfluss
Teillast
500
500
nutzbare
Wassermenge
0
0
Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
0
30
60
90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
Tage im Jahr
Abbildung 9.15
Jahresverlauf und Jahresdauerlinie des Rheinabflusses bei Rheinfelden
Leistungsabgabe eines Wasserkraftwerks
1
Sind die Wasserabflussmenge
Q
und die Fallhöhe
H
des Wassers am Kraftwerk bekannt,
lässt sich mit dem Wirkungsgrad η des Wasserkraftwerks, der Dichte von Wasser ρ
W
(ρ
W
≈ 1000 kg/m³) und der Fallbeschleunigung
g
(
g
= 9,81 m/s²) relativ einfach die elektri-
sche Leistungsabgabe des Wasserkraftwerks berechnen:
