„Ausgleichsbecken“ – Versionsunterschied
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Ein '''Ausgleichsbecken''' dient dem Wasserausgleich unter einem diskontinuierlich betriebenen [[Wasserkraftwerk]]. Dies können [[Wasserkraftwerk#Weitere Klassifizierungsmerkmale|Teillast]]-Durchfluss-Kraftwerke oder [[Speicherkraftwerk (Wasser)|Speicherkraftwerk]]e sein. |
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Ein '''Ausgleichsbecken''' ist ein [[Staubecken]], das der Herstellung eines möglichst gleichmäßigen Wasserabflusses in ein [[Fließgewässer]] dient oder einen Ausgleich zwischen zwei hintereinander geschalteten unterschiedliche Wassermengen verarbeitenden Kraftwerken schafft. Sie müssen im Besonderen bei [[Speicherkraftwerk (Wasser)|Speicherkraftwerken]] verwendet werden, da diese meist nur bei [[Spitzenlast]] in Betrieb stehen, oder bei [[Laufwasserkraftwerk|Laufwasserkraftwerken]], die zeitweise nur im Teillastbetrieb gefahren werden. |
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Speicherkraftwerke arbeiten oft nur wenige Stunden am Tag. Würde das Wasser aus dem Unterwasserkanal direkt ins Fließgewässer abfließen, würde beim Anfahren des Kraftwerks der [[Pegelstand]] im Fließgewässer in Form einer einzigen fortschreitenden Wellenfront sprunghaft ansteigen und somit einen ''Schwall'' bewirken, umgekehrt würde beim Abschalten des Kraftwerkes der Abfluss ins Fließgewässer sprunghaft stark zurückgehen, sodass dieses ganz oder beinahe trocken fallen könnte, dieser Effekt wird als ''Sunk'' bezeichnet.<ref>{{Literatur |Autor=Josef Frank |Titel=Nichtstationäre Vorgänge in den Zuleitungs- und Ableitungskanälen von Wasserkraftwerken: Translationswellen in offenen Kanälen, Wasserschlösser an Druckstollen |Hrsg= |Sammelwerk= |Band= |Nummer= |Auflage= |Verlag=Springer-Verlag |Ort= |Datum=2013-03-08 |ISBN=978-3-642-47363-0 |Seiten=97 |Online=https://books.google.ch/books?id=3FygBgAAQBAJ&pg=PA97 |Abruf=2020-05-09}}</ref> Beide Effekte sind nicht erwünscht und weil sie negative Auswirkungen auf das Ökosystem des Fließgewässer haben, siehe [[Schwallbetrieb]]. |
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Das oberhalb gelegene Wasserkraftwerk arbeitet nur wenige Stunden am Tag. Häufig wird versucht, möglichst nur [[Spitzenstrom]] zu erzeugen. An den Stunden mit geringem Strombedarf schaltet das Wasserkraftwerk ab, um das im Oberwasser vorhandene Wasser für die wertvollen Spitzenstromzeiten aufzusparen. |
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Das Ausgleichsbecken sorgt für eine gleichmäßige Wasserabgabe ins Fließgewässer, in dem es bei Betrieb des Kraftwerkes ein Teil des Unterwasser speichert, der erst bei abgeschaltetem Kraftwerk ins Unterwasser abgegeben wird. Die Größe des Ausgleichsbecken bestimmt die Dauer des Vollastbetriebs des Kraftwerks. Zu Beginn des Vollastbetriebs sollte das Becken idealerweise leer sein, sobald das Becken voll ist, muss der Vollastbetrieb auf einen Teillastbetrieb reduziert werden.<ref>{{Literatur |Autor=Fritz Süchting |Titel=Aufgaben aus der Maschinenkunde und Elektrotechnik: Eine Sammlung mit ausführlichen Lösungen |Hrsg= |Sammelwerk= |Band= |Nummer= |Auflage= |Verlag=Springer-Verlag |Ort= |Datum=2013-03-14 |ISBN=978-3-663-04183-2 |Seiten=31 |Online=https://books.google.ch/books?id=3XJ9BwAAQBAJ&pg=PA32 |Abruf=2020-05-09}}</ref> |
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Das Unterwasser würde aber bei Stillstand der Turbinen weitgehend trocken fallen. Es droht ein extremes [[Niedrigwasser#Niedrigwasser in Binnengewässern|Niedrigwasser]]. Dies würde gravierende Probleme hervorrufen. |
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Die Kraftwerksbetreiber müssen in der Regel Auflagen erfüllen, welche die maximale und minimale in das Fließgewässer abzugebende Wassermenge festlegen. In der Schweiz wurde mit dem neuen Gewässerschutzgesetz die Auflagen verschärft, sodass die meisten Kraftwerke bis 2030 zusätzliche Ausgleichsbecken bauen müssen um Schwall und Sunk zu reduzieren.<ref>{{Internetquelle |autor=Bundesamt für Umwelt BAFU |url=https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/thema-wasser/wasser--dossiers/die-kwo-eroeffnet-ausgleichsbecken-zur-daempfung-kuenstlicher-ab.html |titel=Die KWO eröffnet Ausgleichsbecken zur Dämpfung künstlicher Abflusschwankungen (Schwall-Sunk) |abruf=2020-05-09 |sprache=de}}</ref> |
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In der Regel wird daher heute dem Kraftwerksbetreiber auferlegt, durch einen Ausgleich dafür Sorge zu tragen, dass ein definierter Mindestwasserabfluss stets in das Unterwasser abgegeben wird. Während der Turbinenlaufzeiten (Spitzenstromerzeugung) füllt sich das Ausgleichsbecken, während der Turbinenstillstandszeiten entleert es sich allmählich. |
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Das vom Ausgleichsbecken ins Fließgewässer abgegebene Wasser kann in einem kleinen [[Laufwasserkraftwerk]] zur Stromerzeugung genutzt werden. Eine solche Anlage ist beim [[Kraftwerk Amsteg]] in Betrieb, wo eine Unterwasserkaverne als Ausgleichsbecken dient. |
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Häufig handelt es sich bei Ausgleichsbecken um kleine [[Talsperre]]n, die unterhalb der großen, eigentlichen Talsperre angeordnet worden sind. |
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Version vom 9. Mai 2020, 18:28 Uhr
Ein Ausgleichsbecken ist ein Staubecken, das der Herstellung eines möglichst gleichmäßigen Wasserabflusses in ein Fließgewässer dient oder einen Ausgleich zwischen zwei hintereinander geschalteten unterschiedliche Wassermengen verarbeitenden Kraftwerken schafft. Sie müssen im Besonderen bei Speicherkraftwerken verwendet werden, da diese meist nur bei Spitzenlast in Betrieb stehen, oder bei Laufwasserkraftwerken, die zeitweise nur im Teillastbetrieb gefahren werden.
Funktion
Speicherkraftwerke arbeiten oft nur wenige Stunden am Tag. Würde das Wasser aus dem Unterwasserkanal direkt ins Fließgewässer abfließen, würde beim Anfahren des Kraftwerks der Pegelstand im Fließgewässer in Form einer einzigen fortschreitenden Wellenfront sprunghaft ansteigen und somit einen Schwall bewirken, umgekehrt würde beim Abschalten des Kraftwerkes der Abfluss ins Fließgewässer sprunghaft stark zurückgehen, sodass dieses ganz oder beinahe trocken fallen könnte, dieser Effekt wird als Sunk bezeichnet.[1] Beide Effekte sind nicht erwünscht und weil sie negative Auswirkungen auf das Ökosystem des Fließgewässer haben, siehe Schwallbetrieb.
Das Ausgleichsbecken sorgt für eine gleichmäßige Wasserabgabe ins Fließgewässer, in dem es bei Betrieb des Kraftwerkes ein Teil des Unterwasser speichert, der erst bei abgeschaltetem Kraftwerk ins Unterwasser abgegeben wird. Die Größe des Ausgleichsbecken bestimmt die Dauer des Vollastbetriebs des Kraftwerks. Zu Beginn des Vollastbetriebs sollte das Becken idealerweise leer sein, sobald das Becken voll ist, muss der Vollastbetrieb auf einen Teillastbetrieb reduziert werden.[2]
Die Kraftwerksbetreiber müssen in der Regel Auflagen erfüllen, welche die maximale und minimale in das Fließgewässer abzugebende Wassermenge festlegen. In der Schweiz wurde mit dem neuen Gewässerschutzgesetz die Auflagen verschärft, sodass die meisten Kraftwerke bis 2030 zusätzliche Ausgleichsbecken bauen müssen um Schwall und Sunk zu reduzieren.[3]
Das vom Ausgleichsbecken ins Fließgewässer abgegebene Wasser kann in einem kleinen Laufwasserkraftwerk zur Stromerzeugung genutzt werden. Eine solche Anlage ist beim Kraftwerk Amsteg in Betrieb, wo eine Unterwasserkaverne als Ausgleichsbecken dient.
Literatur
- Jürgen Giesecke, Emil Mosonyi: Wasserkraftanlagen. Planung, Bau und Betrieb. 5., aktualisierte und erweiterte Auflage, neu bearbeitet von Jürgen Giesecke und Stephan Heimerl. Springer-Verlag, Heidelberg/Dordrecht/London/New York 2009, ISBN 978-3-540-88988-5, doi:10.1007/978-3-540-88989-2 (Standardlehrbuch zu Wasserkraftanlagen).
Einzelnachweise
- ↑ Josef Frank: Nichtstationäre Vorgänge in den Zuleitungs- und Ableitungskanälen von Wasserkraftwerken: Translationswellen in offenen Kanälen, Wasserschlösser an Druckstollen. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-47363-0, S. 97 (google.ch [abgerufen am 9. Mai 2020]).
- ↑ Fritz Süchting: Aufgaben aus der Maschinenkunde und Elektrotechnik: Eine Sammlung mit ausführlichen Lösungen. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-663-04183-2, S. 31 (google.ch [abgerufen am 9. Mai 2020]).
- ↑ Bundesamt für Umwelt BAFU: Die KWO eröffnet Ausgleichsbecken zur Dämpfung künstlicher Abflusschwankungen (Schwall-Sunk). Abgerufen am 9. Mai 2020.