Laufwasserkraftwerk Straubing - Windkraftanlage Wiesenfelden

Beitrag in Arbeit

Vorbemerkung:

Eigentlich sollte dies nur ein Beitrag über die Schleuse und das Laufwasserkraftwerk Straubing werden, allerdings schon mit einem weiten Blick auf die Probleme der Versorgung der Bevölkerung mit elektrischer Energie. Aber schon  Gespräche mit dem Initiator des Himalaya Nepal Parks - Heribert Wirth - weitete den Blick auf ein Land, für das sich Wirth seit vielen Jahren vorbildlich engagiert. Die Entwicklung dieses Landes am Südrand des Himalaya kostet Geld - und Energie, möglichst umweltverträglich erzeugt. Elektrische Energie aus Wasserkraftwerk ist i. d. R. umweltfreundlich, außer es beeinträchtigt oder zerstört sogar natürliche Lebensgrundlagen - wie etwa ein Staudamm im Himalaya:

Die indische Firma GMR darf in Nepal ein riesiges Wasserkraftwerk bauen. Es sei das erste Mal, dass ein Privatunternehmen den Zuschlag für ein solches Vorhaben erhalten habe, sagte Nepals stellvertretender Premierminister Bam Dev Gautam. Der Vertrag wurde vor dem Wochenende unterzeichnet.
Das Bauprojekt ist mit umfangreichen Gegenleistungen verbunden: Nepal bekommt den Vertragsbedingungen zufolge zwölf Prozent der erzeugten Energie umsonst. Das Entwicklungsland leidet derzeit unter massiven Stromausfällen, die das Land regelmäßig für halbe Tage komplett lahmlegt.
Beobachter sehen das Vorhaben kritisch: Ein Dammbau ist generell mit erheblichen Eingriffen in die Umwelt verbunden. In einem Land wie Nepal, in denen Bauland aufgrund der gebirgigen Lage nur begrenzt zur Verfügung steht, dürften solche Großprojekte nicht ohne umfangreiche Umsiedlungsmaßnahmen zu realisieren sein. Die Fertigstellung ist für 2020 geplant.

Quelle: ntv vom 21. September 2014

Schließlich wurde aber dieser Beitrag der "Stromerzeugung" durch fließendes Wasser auf "Stromerzeugung" vermöge strömender Luft durch das Windkraftwerk über dem Schiederhof bei Wiesenfelden erweitert. Dabei ist "Erzeugung" physikalisch gesehen ja völlig falsch, denn elektrische Energie gewinnt man durch Wandlung von kinetischer Energie in eben diese. Beginnen wir mit

Schleuse und Laufwasserkraftwerk Straubing

Das kleine youtube-Filmchen verschafft mal erste Eindrücke. ... Obwohl der Donau-Ausbau in Niederbayern höchst umstritten war und ist: Gestritten wurde und wird darum, ob das 'letzte Stück frei fließende Donau' zwischen Straubing und Vilshofen Schifffahrtsinteressen geopfert werden soll: Link1 und Link2, soll hier zuerst mal die Technologie der Energieumwandlung von kinetischer bzw. potentieller Energie fließenden Wassers in elektrische Energie dargestellen. Weiteres demnächst...

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 Bild: Kaplan-Turbine des Wasserkraftwerkes Straubing, derzeit - 2019 - betrieben von UNIPER.

Zwar gibt es eine große Anzahl von Animationen, welche diese Energieumwandlung veranschaulichen, etwa Link1, Link2 oder vam, aber ein Besuch vor Ort ist immer noch ein Erlebnis, auch wenn UNIPER keine Besichtigungen des Kraftwerks mehr durchführt.

Bei etwas Geduld kann man dann auch eine Schleusung erleben, vollautomatisch gesteuert. Auch eine Besichtigung des Schleusenturms ist also nicht mehr möglich.

Die 'Nixe' des Bildhauers Hans Rieser zum Beispiel ist schon einen Besuch wert!

Bildquelle: Wikipedia

HansRieserSkulptur Kraftwerk Straubing

Wenn man dann den Blick wieder von der Nixe abwendet, dürfen schon einige Gedanken durch den Kopf gehen, zum Beipiel zum Erbauer RMD und zum aktuellen Betreiber Uniper, oder zu folgenden Fragen:

  1. Wie viel Energie entnimmt die Turbine der fließenden Donau und wie viel elektrische Energie wird dann in das Stromnetz eingespeist?
  2. Wie viele Haushalte kann man damit versorgen?
  3. Welche Wasserstände sind für die "Stromerzeugung" günstiger? Hochwasser oder Niedrigwasser?
  4. Ist die "Fischtreppe" tatsächlich für Fische 'begehbar'?
  5. ...

  1. Die Antwort auf diese Frage erfordert ein paar Daten und ein paar einfachere Rechnungen:
    Durch jede Turbine stürzen als "Ausbauwassermenge" pro Sekunde 167 Kubikmeter Wasser. Die Fallhöhe varriert natürlich und wird gem. Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes mit gut 5 m angegeben. Das stürzende Wasser verliert also potentielle Energie. Die kinetische Energie der fließenden Donauwassers kann wohl außer Acht gelassen werden, wenn als das Kraftwerk eigentlich kein Lauf-Wasserkraftwerk ist, sondern eher ein "Wasserfall"-Kraftwerk. 
    Diese errechnet sich als eine Engpassleistung von ca 24 MW - bei völlig unrealistischen Wirkungsgrad von 100 %. Wikipedia nennt 21.5 MW, also ist obige Abschätzung durchaus nachvollziebar. Die maximal  jährlich eingespeiste elektrische Energie wäre dann E = 1,65 Millionen kWh. Der Erbauer der Anlage nennt als Regelarbeitsvermögen pro Jahr 145 Millionen kWh, damit wäre der errechnete Wert um einen Faktor 1,14 zu hoch. Aber: die Zehnerpotenz stimmt!
    Dass diese Rechnungen mittels Maxima eher Milchmädchenrechnung sind, ist dem Verfasser des Beitrags natürlich bewusst. Aber solche Abschätzungen - Link - sind eine gute Fingerübungen zu Leistung- und Energieberechnungen mithilfe eines CAS, hier dem freien Maxima, Leib- und Magen-CAS zu Dienst-Zeiten des Verfassers !
  2. Auf der Infotafel beim Kraftwerk steht, dass mit dieser Energie "eine Stadt wie Deggendorf" mit elektrischer Energie zu versorgen ist: 
    1995 - da ging das Kraftwerk ans Netz - hatte Deggendorf etwa 30.000 Einwohner (2019: Hauptwohnung: 33.851 und Nebenwohnung: 3.164). Für einen 3-Personen-Haushalt rechnet man mit ca 3500 kWh = 3.5 MWh. Also 'verbrauchen' die Einwohner von DEG geschätzt 3.5*10.000 = 35 Tsd MWh = 35 Millionen kWh, also etwa ein Drittel der Energie. Der Rest von 145 Mio kWh geht dann wohl in Handwerk, Industrie, öffentlicher Verbrauch uvam. Auch diese Abschätzung könnte nicht völlig falsch sein.
    Anmerkung: Dass von der RMD ausgerechnet Deggendorf als Bezugsgröße gewählt wurde musste die Straubinger schon schmerzen, hatte doch Deggendorf im Jahr der Fertigstellen des Kraftwerks den Zuschlag der FH DEG erhalten. Dieser von Straubing als Makel empfundene Verwaltungsakt der bay. Staatsregierung wurde erst 2018 durch Erhebung zur "Universitätsstadt" geheilt. (Quelle: Dr. Rudolf Hanisch - Silicon Valley BAYERN, S. 186 - Verlag Attenkofer) 
  3. Die in Punkt 2 genannte Fallhöhe geht von einer Oberwasserhöhe von 320 m ü. NN aus. Diese Höhe wird durch die Einstellung der "Kappen" auch bei Hochwasser sehr präzise eingehalten - siehe Filmbeitrag hier in RePaLi. Allerdings ist der Unterwasserpegel praktisch nicht beeinflussbar. Er schwankt ziemlich gewaltig zwischen den in Punkt 1 zugrunde gelegten 315 m und betrug etwa beim Märzhochwasser 2019 etwa 316 m ü. NN. Damit war die Fallhöhe nur mehr 4 m, und beim Jahrhunderthochwasser 2013 sogar 319 m ü. NN. Da konnte das Kraftwerk kaum mehr elektrische Energie liefern. Also: Für die Energie-'Erzeugung' ist Niedrigwasser von Vorteil, etwa im Jahrhundertsommer 2018 mit ca 312 m ü. NN!
  4. Fischtreppe? Was so unscheinbar daher kommt als "Treppe für Fische" beleuchtet ganz exemplarisch die ökologischen Probleme solcher Laufwasserkraftwerke. Zwar wandern in der Donau keine Lachse vom Schwarzen Meer in Laichgründe im Schwarzwald hoch, aber dennoch erfordert die Errichtung eines Laufwasserkratwerkes das Aufstauen eines Flusses, damit eine Schleuse und damit auch Vorrichtungen, dass "Lebewesen" auch ohne "Schleusung" donauauf- und auch donauabwärst sich bewegen können. Dass die Turbinen für Fische völlig unzugänglich sein müssen versteht sich von selbst.
    Darüber hinaus gibt es natürlich bei diesen Ausbaumaßnahmen eine ganze Menge von Eingriffen in die Ökologie eines Flussabschnitts, und es ist nicht einfach, dabei ein Gleichgewicht zwischen Ökololgie und Ökonomie herzustellen:
    Bildschirmfoto 2019 03 23 um 20.36.36
    Dieser Film vom Dezember 2011 stellt Ausbauvarianten der Donau zwischen Straubing und Vilshofen vor. Am Am 27. Februar 2013 hat das Bayerische Kabinett für einen sanften Donauausbau zwischen Straubing und Vilshofen entschieden: Link

Ökolgisch unbedenklicher scheint aber doch eine Windkraftanlage zu sein. Aber auch da sorgt die sogenannte 10H-Regelung für Streit - siehe unten ...

 

 

 

Windkraftwerk Wiesenfelden

Wanderwege Schiederhof - Häuslstraße: Link auf die Karte!

Einer der Streitpunkte ist die befürchtete "Verspargelung der Landschaft". Die Seehofersche "10H - Regelung: Link" sollte da beruhigend wirken. Weitere Kritikpunkte sind Einflüsse auf die Gesundheit von Anliegern und Schäden für Fauna und Flora.

Aber zuerst einige technische Daten (vgl. oben zum Kraftwerk Straubing):

  1. Betreiberin: Windpark Schiederhof GmbH & Co. KG -  Ostwind
  2. technische Daten?
    Generatoren: 2 Vestas V136
    Nabenhöhe: 149 m
    Rotordurch­messer: 136 m
    Inbetrieb­nahme: 2018
    CO2-Einsparung: 10.000 t
  3. Wie viel Energie entnimmt die Turbine der strömenden Luft und wie viel elektrische Energie wird dann in das Stromnetz eingespeist?
    Ostwind gibt als Leistung und Energieeinspeisung an: 3,6 MW pro Generator, also insgesamt 7,2 MW also ein Jahresertrag von 15 MWh und - damit - versorgte Haushalte: 5000 bei 3000 kWh/Jahr
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  4. DSC 0634

    Einfluss der Windverhältnisse? Die Luft im Luftkurort Wiesenfelden strömt natürlich wesentlich unregelmäßiger als das Donauwasser bei Straubing fließt. Einige Daten hierzu:
    Windanlagen werden üblicherweise bei einer Windgeschwindigkeit von 3 m/s (2 Beaufort = schwacher Wind) eingeschaltet und bei 22,5 m/s (9 Beaufort = Sturm) ausgeschaltet - also fixiert, wieder eingeschaltet bei 20 m/s. Die Rotoren werden dabei in einem gewissen Bereich nach dem Wind ausgerichtet. Schließlich ist die Berechnung des "Regelarbeitsvermögens" einer Windkraftanlage deutlich komplizierter als die des Laufwasserkraftwerks Straubing: s.o.

  5. 220px Dynamo.pul.gleich.wiki.v.1.00Nicht nur die unterschiedlichen Windverhältnisse machen es erforderlich, die Generatoren als Gleichstromgeneratoren zu betreiben. Die den Stromfluss verursachende Gleichspannung wird dann elektronisch auf die bei uns üblichen 50 Hz "zerhackt".

    Details demnächst ...

  6. DSC 0639 Kopie Warum sind die Anlagen beim Schiederhof auch aus dem Donautal so gut sichtbar?
    Die beiden Windräder mit einer Nabenhöhe von 146 m und einer Rotorflügellänge von 68 m ragen zusammen also 214 m in die Höhe. Die Höhenlage des Schiederhofes - 652 m ü. NN - beträgt gut 300 m über der Donau, also durchaus vergleichbar - siehe Bild nebenan. Mit einem Klick kann des Bild auch größer auf den Bildschirm geladen werden.

  7. Die Seehofersche 10H - Regelung war eine Reaktion auf Proteste von Anwohnern. Wie war die Situation in Wiesenfelden?
    In der Planungs- und Bauphase betrieb Ostwind eine Facebookseite. Höchst erfreulich - so die Planer und Erbauer der Anlage - war es, wie positiv die Bevölkerung diese Anlage zur "Erzeugung" erneuerbarer Energie aufgenommen hat. Bürgermeister Drexler von Wiesenfelden sieht etwas differenzierte, aber auch er stellte eine große Akzeptanz der Anlage in der Bevölkerung Wiesenfeldens fest. Der Gemeinderat Wiesenfelden erteilte nach seiner Aussage mit deutlicher Mehrheit das Einvernehmen.