Liebe Forum-Mitglieder!
Möchte ein Haus im peruanischen Bergregenwald autark mittels Wasserkraft mit elektrischer Energie versorgen.
Fragen:
Bei Rückfrage erkläre ich gerne die genauen Anforderungen und Gegebenheiten vor Ort.
Herzlichen Dank für eure Antwort/Hilfe.
Hai!
Bei Rückfrage erkläre ich gerne die genauen Anforderungen und
Gegebenheiten vor Ort.
Ich denke das mußt du auch.
Als erstes wäre wichtig zu wissen was denn alles über Strom btrieben
werden soll. Das beginnt bei Herd, Heizung, Klimaanlage, „Sauna“ 
und geht über Toaster, Warmwassergerät, TV, PC und was auch immer.
Also erstmal aufzählen was für Geräte betrieben werden sollen, einen
duchrschnittlichen deutschen Haushalt als Maßstab zu nehmen halte
ich für wenig zielführend.
Der Plem
Hallo Pozuzino,
Bei Rückfrage erkläre ich gerne die genauen Anforderungen und
Gegebenheiten vor Ort.
mach das doch gleich.
WElche Geräte mit welchen Leistungen wird/soll es im Haus geben, Leitungslänge zum Generator.
Gruß
Reinhard
Hallo Fragewurm,
Möchte ein Haus im peruanischen Bergregenwald autark mittels
Wasserkraft mit elektrischer Energie versorgen.
Wie schon gesagt wurde, kann man keine europäischen Werte verwenden.
Die maximal mögliche Leistung für das Kraftwerk ergibt sich aus der Wassermenge und Stauhöhe, welche für das Kraftwerk abgezweigt werden kann. Hier weiss ja keiner ob du den Amazonas anstauen willst oder nur ein kleines Rinnsal im Wald.
Nach unten werden sicher Kühlschrank und Tiefkühltruhe die Grundlast bilden. Dabei muss man die Anlaufströme beachten und nicht den Jahresverbrauch der Geräte.
Der Rest ist dann eine Frage des Komforts, ob man z.B. nur das Bügeleisen oder den Toaster betreiben kann, weil beides nicht gleichzeitig geht.
Komfort ist halt relativ.
MfG Peter(TOO)
Zuerst einmal herzlichen Dank an alle, die auf meine laienhafte Anfrage antworteten.
Erklärend zu den Fakten:
Habe einige Jahre in einer Regenwaldregion Perus gelebt; war dort allerdings an ein öffentliches Stromnetz (mit hauseigenem Trafo) angeschlossen.
• Sämtliche in Peru üblichen Geräte (US-Import), funktionieren auf Basis
220-230/380 V und 60 Hz.
• Aus den sogenannten „Leistungsschildern“ habe ich für alle vorgesehenen Stromverbraucher einen Energiebedarf (unter Volllast, heißt für mich, dass alle Stromverbraucher zeitgleich ihren max. Energiebedarf fordern) von ca. 10 -15 KWh (ohne Leistungsreserve) ermittelt. Im Endausbau ist ja an eine „Urwald-Lodge“ gedacht.
• Habe versucht, mich unter Anbietern für Micro-Kraftwerke schlau zu machen und im Web auch eine Vielzahl (Mehrzahl engl.) gefunden. Bin leider der engl. Sprache nicht wirklich mächtig und die Google-Übersetzung lässt im techn. Bereich - zumindest für mich - zu wünschen übrig.
• Die dortigen Leistungsangaben für Kleinturbinen sind immer nur in KW angegeben.(hat ja offensichtlich nichts mit KWh zu tun)
• Ich weiß, dass für die Effizienz einer Turbine, die angebotene permanente Wassermenge, der Turbinentyp, Rohrdurchschnitt u. die Fallhöhe entscheidend ist. Das ist aber im Moment sekundär.
• Als Laie denke ich, dass es primär wichtig ist, die erforderliche Leistung von Turbine u. Generator zu bestimmen. Erst dann macht es Sinn, den örtlichen Gegebenheiten entsprechend, nach der Ideallösung (Turbinen- u. Generatortyp) zu suchen.
• Bin jedem dankbar, der mir dazu schlüssige Angaben machen kann.
Hallo Fragewurm,
• Aus den sogenannten „Leistungsschildern“ habe ich für alle
vorgesehenen Stromverbraucher einen Energiebedarf (unter
Volllast, heißt für mich, dass alle Stromverbraucher
zeitgleich ihren max. Energiebedarf fordern) von ca. 10 -15
KWh (ohne Leistungsreserve) ermittelt. Im Endausbau ist ja an
eine „Urwald-Lodge“ gedacht.
• Die dortigen Leistungsangaben für Kleinturbinen sind immer
nur in KW angegeben.(hat ja offensichtlich nichts mit KWh zu
tun)
Da bist du auf dem Holzweg gelandet.
Eine Glühlampe hat z.B. 0.1 kW Leistung.
Lässt du nun diese Glühlampe 11 Stunden brennen, hat sie 1.1 kWh verbraucht.
Dein Kraftwerk muss also 0.1kW Leistung haben und logischerweise auch 11 Stunden arbeiten.
Auf den Typenschildern stehen Angaben in W, nicht in Wh.
Bei Geräten, wie z.B. Kühlschränken, stehen auf dem Typenschild auch Agaben in W, das ist dann die Leistung des Kompressors. Im Prospekt steht dann noch eine Angabe in kWh, dies ist dann der durchschnittle Verbrauch, meist über ein Jahr. Der Kompressor läuft z.B. nur 2 Stunden pro Tag.
MfG Peter(TOO)
Hallo!
• Die dortigen Leistungsangaben für Kleinturbinen sind immer
nur in KW angegeben.(hat ja offensichtlich nichts mit KWh zu
tun)
1 kWh ist die Energiemenge, die meinetwegen eine Turbine in einer Stunde erzeugt.
Wenn ein Elektrogerät meinetwegen mit 1 kW Leistung bezeichnet ist, reicht das gerade dafür, um das dauerhaft zu betreiben. Nicht mehr.
• Ich weiß, dass für die Effizienz einer Turbine, die
angebotene permanente Wassermenge, der Turbinentyp,
Rohrdurchschnitt u. die Fallhöhe entscheidend ist. Das ist
aber im Moment sekundär.
• Als Laie denke ich, dass es primär wichtig ist, die
erforderliche Leistung von Turbine u. Generator zu bestimmen.
Erst dann macht es Sinn, den örtlichen Gegebenheiten
entsprechend, nach der Ideallösung (Turbinen- u. Generatortyp)
zu suchen.
• Bin jedem dankbar, der mir dazu schlüssige Angaben machen
kann.
Nein,
erstmal die Wassermenge ermitteln, die da nutzbar ist,
dann die Fallhöhe,
dann kann man sich Gedanken machen über die Turbinenart, deren Wirkungsgrad,
was da dann an Strom rauskommt, dann überlegen, ob das reicht usw.
Immer erst mal ganz grob rechnen, die Grundlagen der Physik beachten,
nur die gelten, Wunschdenken mit noch so viel Clevernis und Mühe können die Naturgesetze nicht ändern.
Dann überlegen, welcher Bauaufwand nötig ist, was das kostet. Und ob es überhaupt machbar ist.
Nachforschen, ob es irgendwelche behördlichen Auflagen gibt,
gut, es ist nicht in Deutschland, aber ob Du dort bauen kannst, was Du willst, weiss ich auch nicht.
Man kann sich auch gewaltig verschätzen, was da an Leistung rauskommt,
günstig wäre eine möglichst großs Fallhöhe, 100 m oder so, aus einem Gebirgsbach,im Rohr abgeleitet,
da reicht dann eine ganz kleine, effektive und billige Turbine.
Bei 2 m Fallhöhe z.B, wird das ein Riesenprojekt,
was zum finanziellen Desaster werden kann, auch in meiner Umgebung sind mir mindestens 2 Wasserkraftwerke bekannt, die nicht ihre geplante Leistung erreichen, weil die so einen halben Meter zu tief gebaut wurden.
Z. B. bei uns im Ort: geplant 250 kW,
erreicht max. 70 kW, hat 3 000 000 DM gekostet,
wenn viel Wasser da ist, sinkt die Leistung.
Grüße, E !
Hallo,
wenn der Bach zwar immer reichlich Wasser führt, aber recht wenig Höhenunterschied auf der überschaubaren Entfernung durchfließt, könnte man darüber nachdenken, den Höhenunterschied zunächst durch einen hydraulischen Widder (selsttätige Druckstoßpumpe) zu erhöhen.
Das käme vermutlich deutlich billiger als eine Riesen-Langsamläufer-Turbine.
MfG Marius
Liebe Forum-Mitglieder!
Möchte ein Haus im peruanischen Bergregenwald autark mittels
Wasserkraft mit elektrischer Energie versorgen.
Fragen:
- Wie errechnet man den Energiebedarf (Anschlusswert)?
Zwei Sachen sind interessant:
Maximal erforderliche gleichzeitig benötigte Leistung.
Man addiert die Leistung aller Verbraucher, die ggf. mal gleichzeitig an sein müssen. Das ist aber schon schwer. So ein Elektroherd hat z.B. 10kW max. Leistung. Aber könnte man damit leben, immer nur zwei Platten zu nutzen ODER den Backofen? Dann reicht ein Drittel davon.
Zudem sind bei vielen Geräten die Spitzenwerte der Leistung angegeben. Eine Spülmaschine benötigt so meist 2300W. Aber nur, wenn sie gerade das Wasser aufheizt.
Benötigte Energiemenge. Man addiert das Produkt aus Leistung und Nutzungsdauer. Beispiel: 1h Licht mit 200W = 200Wh. Dazu noch 3h Fernseher mit 300W = 900Wh. Dann kommt am Ende heraus, was man im Jahr an Energie umsetzt. Das ist auch das, was ein Stromzähler anzeigt. Für einen deutschen Standardhaushalt kann man etwa 3.000kWh ansetzen. Ganz grob!
- Wie groß muss die Mindestleistung von Turbine und Generator
sein?
Der Generator muss soviel leisten, wie unter 1. errechnet.
Dazu benötigt er eine gewisse Wassermenge bei gegebenem Druck.
Die errechnet man sich aus 2.
Die Turbine muss mehr Leistung haben als der Generator, da der z.B. einen Wirkungsgrad von 0,9 hat. Dann muss sie (1 / 0,9) mal mehr leisten als der Generator.
Zudem muss die Turbine auf die Leistungsschwankungen reagieren können.
Es besteht da ja kein Stromnetz. So wäre es einfach: Generator ans Stromnetz, dann kann die Turbine nicht überdrehen, da sie sonst ja das ganze Netz antreiben würde.
Aber als Inselnetz würde eine einfache Turbine bei Schwachlast - also mit kaum bremsenden Generator - einfach immer schneller werden. Der einfache Generator würde dann nicht mehr 230V / 60Hz liefern, sondern mal einfach 600V und 200Hz. Kannst dir vorstellen, dass das nicht gut geht. Zudem rauschen dabei immense Wassermassen durch!
Man müsste also eine Regelung vorsehen, die die Wassermenge entsprechend der Leistung regelt.
Sonst ist das Staubecken ruck-zuck leer und die Geräte rauchen nur noch.
Man mache sich bitte keine illusorischen Gedanken über die Leistung von fließendem Wasser!
Lässt man Stunde 10.000l Wasser aus 10m Höhe ab, dann hat man:
10.000kg * 0,981m/s² * 10m = 981.000 kgm²/s² = 981.000J
Macht man das innerhalb einer Stunde, dann hat man eine Leistung von:
981.000J / (1h * 3600s/h) = 272,5J/s = 272,5W
Die Turbine und der Generator können aber nicht verlustfrei arbeiten, der Generator dürfte besser als 90% verwerten, bei der Turbine habe ich keine Ahnung.
Aber setzen wir mal 20% insgesamt ein, dann bleiben noch rund 220W übrig.
Das benötigt etwa ein Fernseher.
Also:
Eine Stunde Fernsehen gleich 10.000l Wasser bei 10m Höhe.
Immer noch interessiert an einer solchen Umsetzung?
Zuerst einmal herzlichen Dank an alle, die auf meine
laienhafte Anfrage antworteten.
Erklärend zu den Fakten:
Habe einige Jahre in einer Regenwaldregion Perus gelebt; war
dort allerdings an ein öffentliches Stromnetz (mit hauseigenem
Trafo) angeschlossen.
• Sämtliche in Peru üblichen Geräte (US-Import), funktionieren
auf Basis
220-230/380 V und 60 Hz.
Nicht 110V? Das wäre aber egal, die Leistung bleibt gleich.
• Aus den sogenannten „Leistungsschildern“ habe ich für alle
vorgesehenen Stromverbraucher einen Energiebedarf (unter
Volllast, heißt für mich, dass alle Stromverbraucher
zeitgleich ihren max. Energiebedarf fordern) von ca. 10 -15
KWh (ohne Leistungsreserve) ermittelt.
Nee, da hakt was. Auf den Leistungsschildern steht wohl eher die Leistung in Watt. Das ist die Nennleistung. Erst nach Multiplikation mit der Nutzungsdauer in Stunden erhält man die Energie in Wattstunden.
• Habe versucht, mich unter Anbietern für Micro-Kraftwerke
schlau zu machen und im Web auch eine Vielzahl (Mehrzahl
engl.) gefunden. Bin leider der engl. Sprache nicht wirklich
mächtig und die Google-Übersetzung lässt im techn. Bereich -
zumindest für mich - zu wünschen übrig.
Den gerade geschriebenen Artikel von mir weiter oben solltest du zuerst lesen.
Das Beispiel 10.000l Wasser in 1h bei 10m Fallhöhe ergab ja 220Wh.
Ein Liter Heizöl hat schon einen Energiegehalt von rund 10.000Wh.
Deswegen tuckert an abgelegenen Orten ja so mancher Stationärmotor und wartet auf seine wöchentliche Brennstofflierferung.
• Die dortigen Leistungsangaben für Kleinturbinen sind immer
nur in KW angegeben.(hat ja offensichtlich nichts mit KWh zu
tun)
Doch doch.
Eine Turbine, die 1kW = 1000W liefern kann, erzeugt in einer Stunde eben genau 1kW mal 1h = 1kWh Energie.
• Ich weiß, dass für die Effizienz einer Turbine, die
angebotene permanente Wassermenge, der Turbinentyp,
Rohrdurchschnitt u. die Fallhöhe entscheidend ist. Das ist
aber im Moment sekundär.
Nein, ganz und gar nicht!
Das PRIMÄRE Problem ist die Bereitstellung der nötigen Wassermassen bei möglichst hohem Druck / Gefälle.
Ich hoffe, dass das aus meinem obigen Artikel klar wurde.
Hast du einen Bach, der neben der Unterkunft vorbeiläuft, dann vergiss alles, was über den Betrieb eine kleine Sparlampe hinaus geht.
Hast du in 50m Höhe einen Fluss, den du abzwacken darfst: Glückwunsch!
Ich geb zu ich hab von der Materie 0 Ahnung… aber deine Ausführungen hier verstehe ich selbst als Laie. Dafür ein Stern.
Der Generator muss soviel leisten, wie unter 1. errechnet.
Dazu benötigt er eine gewisse Wassermenge bei gegebenem Druck.
Die errechnet man sich aus 2.
Naja, Spitzenlast durch z. B. induktive Lasten (10fach erhöhter Strom) haste vergessen… da kann schon das anschalten eines staubsaugers zum Problem werden.
Aber setzen wir mal 20%
als Verlust oder als Wirkungsgrad?
Denk mal darüber nach, verschiedene Energiequellen zu nutzen. U. U. kann es sinnvoll sein, eine relativ kleine Wasserturbine, eventuell mit Akku zum Speichern und in Kombination mit Solarzellen, zu nutzen. Und für die größeren Lastspitzen einen Dieselgenerator.
Der Generator muss soviel leisten, wie unter 1. errechnet.
Dazu benötigt er eine gewisse Wassermenge bei gegebenem Druck.
Die errechnet man sich aus 2.Naja, Spitzenlast durch z. B. induktive Lasten (10fach
erhöhter Strom) haste vergessen… da kann schon das
anschalten eines staubsaugers zum Problem werden.
Das ist bei einem guten, alten Generator nicht so das Problem.
Der ist überlastbar, geht aber in Spannung und Drehzahl in die Knie.
Das ist ganz was Anderes als z.B. bei einer USV.
Aber setzen wir mal 20%
als Verlust oder als Wirkungsgrad?
Verluste natürlich.
Denk mal darüber nach, verschiedene Energiequellen zu nutzen.
U. U. kann es sinnvoll sein, eine relativ kleine
Wasserturbine, eventuell mit Akku zum Speichern und in
Kombination mit Solarzellen, zu nutzen.
Beim Wechselrichter hast du aber das oben von dir genannte Problem.
Der muss für Anlaufströme ausgelegt sein.
Und für die größeren
Lastspitzen einen Dieselgenerator.
Wer soll den anschmeißen?
Der möchte eigentlich durchlaufen. Bekommt dem Motor besser.
Das ist bei einem guten, alten Generator nicht so das Problem.
Der ist überlastbar, geht aber in Spannung und Drehzahl in die
Knie.
und dann geht das Elektrogerät auch in die Knie…
Das ist ganz was Anderes als z.B. bei einer USV.
stimmt, die leisten aber oft nur 350W biss vielleicht 1000W.
verschiedene Energiequellen zu nutzen.
U. U. kann es sinnvoll sein, eine relativ kleine
Wasserturbine, eventuell mit Akku zum Speichern und in
Kombination mit Solarzellen, zu nutzen.Beim Wechselrichter hast du aber das oben von dir genannte
Problem.
Der muss für Anlaufströme ausgelegt sein.
Ja. Wenn man den braucht… Viele neue Geräte lassen sich mit Gleichspannung auch betreiben.
Und für die größeren
Lastspitzen einen Dieselgenerator.Wer soll den anschmeißen?
Der möchte eigentlich durchlaufen. Bekommt dem Motor besser.
Der, der den braucht. Lastspitzen ist eher das falsche Wort. Bedarfsspitzen passt besser. Ich meinte den Betrieb von z. B. Großgeräten. Die laufen dann ein paar Stunden und dann ist es wieder gut. zur Abdeckung kurzer Spitzen eignet sich der Generator nicht.
Der große Vorteil einer solchen Kombination liegt auch darin, eine hohe Versorgungssicherheit zu bekommen.
Das ist bei einem guten, alten Generator nicht so das Problem.
Der ist überlastbar, geht aber in Spannung und Drehzahl in die
Knie.und dann geht das Elektrogerät auch in die Knie…
Jawoll, das ist dann ein generatorseitiger Sanftanlauf, wenn dessen Schwungmasse ausreichend groß ist.
Wenn nicht, würgt er ab.
Das ist ganz was Anderes als z.B. bei einer USV.
stimmt, die leisten aber oft nur 350W biss vielleicht 1000W.
Das kommt darauf an, was man ausgeben will.
Meine letzte USV leistet 10kVA für 30min.
Wiegt aber rund 500kg mit Akkus.
verschiedene Energiequellen zu nutzen.
U. U. kann es sinnvoll sein, eine relativ kleine
Wasserturbine, eventuell mit Akku zum Speichern und in
Kombination mit Solarzellen, zu nutzen.Beim Wechselrichter hast du aber das oben von dir genannte
Problem.
Der muss für Anlaufströme ausgelegt sein.
Ja. Wenn man den braucht… Viele neue Geräte lassen sich mit
Gleichspannung auch betreiben.
Welche?
Wenn ich mich in meinem Haushalt so umschaue: Praktisch kein Gerät macht da mit. Lampen mal ausgenommen.
Wir wissen ja nach wie vor nicht, was genau sich der Fragesteller gedacht hat. Lodge = Ferienunterkünfte? Da muss er sicherstellen, dass jeder Gast seine Geräte auch ohne Vorwarnung laufen lassen kann.
Jawoll, das ist dann ein generatorseitiger Sanftanlauf, wenn
dessen Schwungmasse ausreichend groß ist.
Wenn nicht, würgt er ab.
Ob das alle Geräte auf Dauer mögen, sei dahingestellt.
Das ist ganz was Anderes als z.B. bei einer USV.
stimmt, die leisten aber oft nur 350W biss vielleicht 1000W.
Das kommt darauf an, was man ausgeben will.
Meine letzte USV leistet 10kVA für 30min.
Wiegt aber rund 500kg mit Akkus.
Und kostet? Die klienen kriegste nachgeworfen…
Welche?
Wenn ich mich in meinem Haushalt so umschaue: Praktisch kein
Gerät macht da mit. Lampen mal ausgenommen.
Im Grunde alles, was ein Schaltnetzteil enthält. Natürlich müsste man das ausprobieren, gut, Kühlschränke nicht…
Wir wissen ja nach wie vor nicht, was genau sich der
Fragesteller gedacht hat. Lodge = Ferienunterkünfte? Da muss
er sicherstellen, dass jeder Gast seine Geräte auch ohne
Vorwarnung laufen lassen kann.
Darum sollte er sich nicht allein auf die Wasserturbine verlassen…