Steffturbine - Hydropower Turbine

Nutzung von Wasserkraft in kleinräumigem Gelände

Im Zusammenhang mit der Suche nach neuen Energieerzeugungsformen gewinnt die Nutzung von Wasserkraft an Bedeutung. Von besonderem Interesse sind Lösungen für die Anwendung im Kleinstbereich mit niedrigen Fallhöhen und geringen Durchflussmengen. Solche Kleinkraftwerke erlauben es, Wasserressourcen auch in kleinräumigem Gelände zu nutzen und in elektrische Energie umzuwandeln.

Technisches Konzept

Aus diesem Bedürfnis heraus ist die Steffturbine entstanden. Die Kleinturbine beruht auf dem Prinzip des oberschlächtigen Wasserrads und nutzt im Wesentlichen die potenzielle Energie von Wasser. Ihre hauptsächlichen Komponenten sind ein doppelter, über zwei Umlenkräder geführter Kettenrundlauf sowie aus Edelstahl gefertigte Schaufeln (Fig. 1). Ein integrierter Permanent-Magnet-Generator wandelt die mechanische in elektrische Leistung mit Wechselstromerzeugung um.
Die Steffturbine ist modular konzipiert. Sie kann in ihrer Länge variiert und an die topografischen Gegebenheiten angepasst werden. Sofern es das Gelände zulässt, ist es möglich, für das Erreichen einer höheren Gesamtleistung mehrere Steffturbinen im Parallelbetrieb einzusetzen (Fig. 2).

Fig. 1: The components of the Steffturbine

Fig. 2: The Steffturbine is based on a modular concept

Leistung und Wirkungsgrad

Ihre idealen Bedingungen findet die Steffturbine bei einer Fallhöhe des Wassers zwischen 3 und 5 Metern. Dabei bringt es die Kleinturbine auf eine Leistung von 12 kW. Der messtechnisch erfasste Wirkungsgrad erreicht nach dem heutigen technischen Stand ein Maximum von 92 Prozent (Fig. 3).

Fig. 3: Efficiency factor dependant on angle of inclination and flow volume

Einsatzgebiete

Die kompakt gebaute Steffturbine ist vielseitig einsetzbar. Für die Energienutzung eignen sich Fliess- und Staugewässer, Kläranlagen, Bewässerungseinrichtungen, Auslaufkanäle bestehender Kraftwerke, das Prozesswasser in Industriebetrieben, Standorte alter Mühlen oder Staustufen, die einer Revitalisierung bedürfen. Der Neigungswinkel der Steffturbine lässt sich dem jeweiligen Gelände anpassen. Im Extremfall ist die Energiegewinnung durch den horizontalen Wasserdurchfluss unter Nutzung der kinetischen Energie möglich (Fig. 4 und Fig. 5).
Die von der Steffturbine erzeugte Elektrizität kann in das öffentliche Netz eingespeist, im Rahmen einer Insellösung genutzt oder in Kombination mit anderen Energieerzeugern (Erdwärme, Sonne, Wind) in ein Verbundnetz eingebracht werden. Durch ihre Anpassungsfähigkeit ist der Einbau der Steffturbine ohne Eingriffe in bestehende Ökosysteme möglich.

Fig. 4: Steffturbine with different angles of inclination

Fig. 5: The length of the Steffturbine can vary dependent on the surrounding conditions

Eine Schweizer Entwicklung

Die Steffturbine ist eine Entwicklung der WRH Walter Reist Holding AG, in Zusammenarbeit mit der Universität der Bundeswehr München. Die WRH Walter Reist Holding AG mit Sitz in Hinwil (Schweiz) ist ein international tätiges Unternehmen in Familienbesitz und auf die Entwicklung innovativer Förder- und Verarbeitungssysteme spezialisiert. Deren Anwendung bewährt sich unter anderem in der Druckindustrie, in der Nahrungsmittel- und Pharmabranche sowie im Automobilbau. Die Fördertechnik bildet ebenso die Grundlage der Steffturbine, welche die WRH Walter Reist Holding AG seit 2012 über die eigene weltweit aktive Vertriebsorganisation vermarktet.

Projekte in Italien und Tanzania

Erste Projekte mit der Steffturbine sind in Arbeit. Unter anderem ist in Nyangao, in der Region Lindi in Tanzania der Einsatz eines Kleinwasserkraftwerks geplant. Im Rahmen eines autarken Systems wird eine Steffturbine eine Schule und die umliegenden Häuser mit Elektrizität versorgen. Als Wasserkraft soll der Überlauf eines kleinen Stausees genutzt werden.

Die Realisierung eines weiteren Steffturbinenprojekts ist in der Region Parma (Italien) vorgesehen. Als Energiequelle dienen Bewässerungssysteme, die Flusswasser zu landwirtschaftlichen Anbaugebieten leiten. Die erzeugte Elektrizität soll in das öffentliche Verbrauchernetz eingespeist werden.

Hinweis: Dieser Text wird demnächst in englischer Sprache veröffentlicht.

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Weitergehende Informationen:
www.steffturbine.com
www.walter-reist-holding.com

Quellennachweis:
[1] Malcherek A., Kulisch H., Maerker C.: Die Steffturbine – eine auf einem Umlaufband beruhende Kleinwasserkraftanlage. WasserWirtschaft 10 | 2011, Seiten 30–33.

[2] Maerker C., Trachsler M., Widmer F.: Ein Jahr Steffturbine in Rüti/Schweiz – Erfahrungen aus dem laufenden Betrieb einer Pilotanlage in der Schweiz. Wassertriebwerk 12 | 2012, Seiten 232–237.