Vorlesung 2

Question 1

Wie können Kraftwerke eingeteilt werden?

Answer 1

Large, Medium und Small, (Mini, Micro, Pico)
- international nicht einheitlich

Question 2

Welche Einteilung der Kraftwerke ist üblich und welche nicht mehr?

Answer 2

Üblich:
- Einteilung nach Kraftwerk (Kavernen-, Schachtkraftwerk, etc.)

Unüblich:
- Flussabschnitt (Ober-/Unter-/Mittellauf)
- Fallhöhe (Hoch-/Mittel-/Niedrigdruckanlage)

Question 3

Was ist die Energiequelle beim Laufwasserkraftwerk?

Answer 3

Kontinuierlicher Abfluss in einem Fluss oder Kanal

Question 4

Was ist das Prinzip des Laufwasserkraftwerks?

Answer 4

Wasserdruck entsteht durch Höhendifferenz. Umwandlung der kinetischen Energie in Bewegungsenergie die an Generatoren übertragen wird.

Question 5

Was ist die Energiequelle bei Speicherkraftwerk?

Answer 5

Wasser wird in höher gelegenen Reservoirs mit natürlichem Zufluss gespeichert

Question 6

Worin unterscheiden sich Laufwasserkraftwerk und Speicherkraftwerk?

Answer 6

Ab zwei Stunden Vollastbetreibung spricht man vom Speicherkraftwerk

Question 7

Was ist das Prinzip des Speicherkraftwerks?

Answer 7

Wasser fließt durch Druckrohre oder -stollen zu der im Tal gelegenen Turbine

Question 8

Was ist die Energiequelle des Pumpspeicherkraftwreks?

Answer 8

Wasser wird mittels Grundlaststrom in ein höher gelegenes Reservoirs gepumpt

Question 9

Was ist das Prinzip des Pumpspeicherkraftwerks?

Answer 9

In Zeiten von geringem Stromverbrauch wird Wasser in das obere Speicherbecken gepumpt; in Zeiten mit hohem Strombedarf wird dieses Wasser zur Stromerzeugung genutzt

Question 10

Nenne die Arten von Wasserkraftanlagen.

Answer 10

• Laufwasserkraftwerk
• Speicherkraftwerk
• Pumpspeicherkraftwerk

Question 11

Wann spricht man von einem Pumpspeicherkraftwerke?

Answer 11

Sobald die Möglichkeit besteht, Wasser zur Energiespeicherung zu pumpen

Question 12

Welche Sonderfälle gibt es beim Pumpspeicherkraftwerke?

Answer 12

• Pumpspeicherkraftwerke mit natürlichem Zulauf
• Pump-/Überleitungswerke, v.a. im Alpenraum

Question 13

Welchen Sonderfall gibt es beim Laufwasserkraftwerk?

Answer 13

Schwellbetrieb (Mehrere Kraftwerke hintereinander geschaltet)

Question 14

Welche Sonderformen der Kraftwerkstypen gibt es?

Answer 14

• Gezeiten-, Wellen-, Meeresströmungs-, Osmosenkraftwerke

Question 15

Zwischen welchen Bereichen darf ein Speicherkraftwerk betrieben werden?

Answer 15

Zwischen dem Stauziel und dem Absenkziel

Question 16

Warum sind meistens die Stollen zum Krafthaus horizontal angelegt?

Answer 16

Hohe Drücke (bis 60 bar) und Kosten

Question 17

Was ist ein Wasserschloss?

Answer 17

Ausgleich des Druckstoßes, damit die Stollen dem hohen Druck nicht ausgeliefert sind

Question 18

Wie hoch ist der Wirkungsgrad von Pumpspeicherkraftwerken?

Answer 18

ca. 75 bis 80 %

Question 19

Wie unterscheiden sich die Einsatzcharakteristika der Pumpspeicherkraftwerke heute im Vergleich zu früher?

Answer 19

• starker Regelenergieeinsatz
• ausgeprägte Sonder-Beriebszustände
  
  • Phasenschieberbetrieb
  • hydraulischer Kurzschluss
  • Leerlaufbereitschaft
• ca. 2000 Starts/Jahr (früher: 200 bis 250) je Maschinensatz) -> aufgrund der erneuerbaren Energien

Question 20

In welchem Zeitraum wird das wasserwirtschaftliche Jahr in Deutschland definiert?

Answer 20

Oktober bis September

Question 21

In welchem Zeitraum sollten die langjährigen Zeitreihen entnommen werden?

Answer 21

> 10 Jahre, besser > 30 Jahre

Question 22

Wie werden die Abflusswerte sortiert?

Answer 22

Sortieren der Abflusswerte zu einer Abflussdauerlinie (nach Überschreitungstagen)

Question 23

Werkleistungsplan ist klausurrelevant

Answer 23

Folie 25

Question 24

Wann ist ein Schwellbetrieb möglich?

Answer 24

Im Einzellfall v.a. bei nich schiffbaren Flüssen möglich:
- Kippbetrieb
- Durchlaufbetrieb
Hierfür ist ein Kopfspeicher erforderlich

Question 25

Warum werden Kavernenkraftwerke tief unter die Erde gebaut?

Answer 25

Durch Vakuumbildung kavitiert (?) das Wasser. Durch den hohen Wasserdruck geht man dem entegegen.

Question 26

Welchen Wirkungsgrad sollte ein Wasserkraftwerk erbringen?

Answer 26

70 bis 90 % (eher 90)

Question 27

Was sind die häufigsten Turbinenarten?

Answer 27

- Pelton-Turbine - Francis-Turbine - Kaplan-Turbine

Question 28

Nach welchem Prinzip funktionieren die Pelton-Turbine?

Answer 28

- Schaufeln - Wasserstrahl trifft auf Schaufel und Impuls führt zum Antrieb

Question 29

Was ist die Funktion der Strahlablenker?

Answer 29

Der Strahl wird von den Schaufeln abgeleitet, um das Kraftwerk schnell abschalten zu können.

Question 30

Wieso können die Düsen nicht plötzlich geschlossen werden?

Answer 30

Bei einem plötzlichen schließen der Düsen würde es zu einem kilometerweiten Druckstoß kommen (abhängig von der Länge des Rohrnetzes).

Question 31

Was ist die Funktion der Bremsdüse?

Answer 31

Damit die Turbine nach dem Abstellen sich nicht mehr weiter dreht, wird entgegen der Drehrichtung die Turbine bestrahlt, damit der Bremsvorgang beschleunigt wird.

Question 32

Worauf basiert die Kaplan-Turbine?

Answer 32

Die Kaplan-Turbine ist eine Weiterentwicklung der Francis-Turbine für kleinere Fallhöhen. Anders als bei der Francis-Turbine kann man zusätzlich die Ausrichtung der Schaufeln verändern.

Question 33

Was ist charakteristisch für die Turgo-Turbine?

Answer 33

- Leistungsbereich zwischen Pelton und Francis - unempfindlicher bei sedimenthaltigem Wasser - schneller Laufradwechsel möglich

Question 34

Für welche Fallhöhen wird die VLH-Turbine eingesetzt? Welche Leistung kann erbracht werden?

Answer 34

- Fallhöhen: 1,4 - 3 m - Leistung: 420 kW/Maschine

Question 35

Welche Arten von Wasserrädern gibt es?

Answer 35

- Stoßrad / Schiffsmühle - unterschlächtiges Wasserrad - mittelschlächtiges Wasserrad - oberschlächtiges Wasserrad

Question 36

Welches Wasserrad hat den höchsten Wirkungsgrad?

Answer 36

Mittelschlächtiges Wasserrad (85 %)

Question 37

Wie können Turbinentypen eingeteilt werden?

Answer 37

- Reaktionsturbinen (Francis-, Kaplan- Propeller-Turbinen) - Impulsturbinen (Pelton-, Turgo-, Puls-Turbine)

Question 38

In welchen Fallhöhenbereichen werden die Francis-, Kaplan- und Pelton-Turbine eingesetzt?

Answer 38

- Pelton: 550 < h < 2000 m - Francis: h < 600 m - Kaplan: h < 80 m

Question 39

Wie unterscheiden sich die Haupteffekte bei der Reaktionsturbine und der Impulsturbine?

Answer 39

- Reaktionsturbine: Druckgefälle über das Laufrad - Impulsturbine: Impulsübertragung