Turbinen könnten zukünftig signifikant länger Strom erzeugen

Kleinste Sandpartikel, die sich beispielsweise im Schmelzwasser von Gletschern befinden, nutzen die Turbinen von Wasserkraftwerken ab. Forscher der Technischen Universität (TU) Wien haben nun einen neuen Weg gefunden, das Wasser auf relativ einfache Art und Weise zu entsanden. Damit könnten Turbinen zukünftig signifikant länger Strom erzeugen. Die Erfindung erreichte bei dem gestern, Donnerstag, vom Österreichischen Patentamt erstmals verliehenen "Inventum"-Preis der besten Patente des Jahres 2011 den zweiten Platz.

Das Problem der Abnutzung der Turbinen tritt vor allem bei Hochdruckanlagen zur Stromerzeugung, sogenannten Speicherkraftwerken, auf. Dabei wird Wasser aus Speicherseen in Druckrohrleitungen über mehrere hundert Höhenmeter auf Turbinen geleitet, die die Bewegungsenergie des Wassers in Strom umwandeln. Die kleinen Gesteinspartikel im Wasser nützen die Turbinenteile erheblich ab, was in einem konkret untersuchten Kraftwerk nach etwa 4.000 Betriebsstunden zu Effizienzverlusten von fast sechs Prozent führte, so Eduard Doujak vom Institut für Energietechnik und Thermodynamik der TU.

Partikel aus System raushalten

Bisher wurden die größeren Partikel dadurch entfernt, dass das Wasser eine bestimmte Zeit über Absetzbecken geführt wurde, damit sich die Steine und Sedimente am Boden ablagern können. Partikel, die kleiner als 0,3 Millimeter Durchmesser sind, können so jedoch nicht entfernt werden und treten mit dem Wasser die Reise ins Tal an.

"Unsere Idee war, die Partikel erst gar nicht in das System hineinzubringen", erklärte Doujak im Gespräch mit der APA. Das Verfahren zeichne sich vor allem durch seine "Einfachheit" aus, wie der Forscher betont. Für die Abscheidung der Kleinstteilchen am Berg nutzt Doujak Zentrifugalkräfte.

Um die Partikel zu entfernen versetzt die Vorrichtung, ein sogenannter Axialzyklon, das Wasser im Druckrohr "in starke Drehung", was dazu führt, dass "die Partikel an die Wand des Rohres gedrückt werden und dann über eine Abscheideeinrichtung entnommen werden". Dabei gehe zwar auch ein kleiner Teil Wasser verloren, mit der Minimierung dieses Anteils beschäftigen sich die Forscher aber aktuell.

"In Laboroptimierungsphase"

"Wir haben jetzt die ersten Versuche gemacht, haben viel ins Design hineingesteckt, sehr viel in Berechnungsmethoden des Strömungsverhaltens investiert und ein Labormodell gebaut". Man befinde sich momentan in der "Laboroptimierungsphase" und beginne bald mit Feldversuchen.

Doujak sieht weltweit Potenzial zum Einsatz der Technologie, da man sie auch in bestehende Anlagen integrieren könnte. Ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil wäre, möglicherweise weniger Absetzbecken am Berg bauen zu müssen, so der Wissenschafter. Ein zukünftiges Ziel der Forscher sei es, das System in Kooperation mit einem Industriepartner zu etablieren.

(APA/red, Bild APA)