Die Steffturbine ist eine Turbine zur Erzeugung elektrischer Energie aus Wasserkraft. Ihre Funktionsweise und Leistungsfähigkeit wurde durch die wissenschaftlichen Untersuchungen von Ivo Baselt im Rahmen seiner Dissertation nachgewiesen.[1]
Die Steffturbine ist für einen Einsatz in Kleinwasserkraftanlagen geeignet und lässt sich in modularer Bauweise betreiben. Ein Modul kann bei Fallhöhen von 3 bis 5 Metern und Durchflüssen bis zu 0,5 m³/s eingesetzt werden und erzeugt dabei eine Leistung von bis zu 10 kW. Die Steffturbine wurde von der Walter Reist Holding AG entwickelt und wird als Komplettsystem inklusive Generator und Steuerungselektronik vertrieben. Die Steffturbine bildet zusammen mit der Fischtreppe Steffstep und dem Steffmaster die sogenannte Steffworld.
Funktionsweise
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Die Steffturbine arbeitet von ihrer Funktionsweise her wie ein oberschlächtiges Wasserrad, da sie im Wesentlichen durch die potenzielle Energie des Wassers angetrieben wird. Sie besteht aus einer mit profilierten Schaufeln bestückten Förderkette, die um zwei Rollen läuft. Diese sind so angeordnet, dass das Triebwasser die Förderkette auf einer schiefen Ebene antreibt.[2] Dabei sind verschiedene Neigungen der Turbine möglich.
Die Steffturbine wird durch einen Einlaufkanal mit Wasser befüllt. Durch das einströmende Wasser werden die Schaufeln belastet. Durch die Kräfte, die auf die Schaufeln wirken, wird die auf Rollen gelagerte Kette in Bewegung gesetzt. Die sich bewegende Kette versetzt daraufhin die Rollen in eine Rotationsbewegung. An die rotierenden Rollen ist ein Generator über eine Übersetzung angeschlossen. Der Generator wandelt die mechanische Leistung der Rotationsbewegung in eine elektrische Leistung um. Durch die Leistungselektronik wird die dabei erhaltene Spannung moduliert und für die verschiedenen Betriebsarten aufbereitet.
Einsatzgebiete
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Die Steffturbine kann zur Netzeinspeisung, im Inselbetrieb oder in autarken Verbundnetzen eingesetzt werden. Die mechanische Konstruktion unterscheidet sich nicht zwischen den einzelnen Betriebsarten. Lediglich die Leistungselektronik muss mit verschiedenen Komponenten ausgestattet werden. Die Steffturbine kann überall da eingesetzt werden, wo Wasser mit einem Gefälle fließt. Dazu gehören unter anderem Flüsse, Stauanlagen, Kläranlagen oder bestehende Staustufen, die revitalisiert werden sollen.[3] Neigung und Länge der Steffturbine werden dabei an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst. Die Steffturbine kann im einfachsten Fall auch auf die Wasseroberfläche gelegt werden, wo sie dann durchströmt wird. Somit bleibt das Ökosystem des Flusslaufs weitgehend unbeeinflusst.
Wirkungsgrad
BearbeitenBei Neigungen von 30° bis 60° arbeitet die Turbine am effizientesten.[3] Der Wirkungsgrad wurde für die einzelnen Entwicklungsstufen der Turbine labortechnisch untersucht. Für den ersten Prototyp lag er bei maximal 86 %.[2] Sich aus den Untersuchungen ergebende Optimierungsmöglichkeiten wurden weiter verfolgt und führten zu einer Verbesserung des Turbinenwirkungsgrads auf derzeit 92 %.[1][4]
Weblinks
BearbeitenEinzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b Ivo Baselt: Die Steffturbine - Experimentelle und theoretische Untersuchungen zu einer Kleinwasserkraftanlage mit Bindegliedfunktion zwischen ober- und unterschlächtiger Wirkungsweise. 1. Auflage. Shaker Verlag GmbH, Aachen 2016, ISBN 978-3-8440-4387-7 (shaker.de [abgerufen am 22. März 2022]).
- ↑ a b Malcherek, Kulisch, Maerker: Die Steffturbine - eine auf dem Umlaufband beruhende Kleinwasserkraftanlage. Wasserwirtschaft, 10/2011, 30-33. Vieweg Teubner, Stuttgart, 2011.
- ↑ a b Steffturbine - Linear Power: Die Welt braucht erneuerbare Energien, Firmenprospekt.
- ↑ Universität der Bundeswehr, München, Institut für Wasserwesen: Untersuchung des Wirkungsgrads einer neuen Wasserturbine ( vom 17. November 2015 im Internet Archive).