Schwimmende Wasserräder statt Mühlräder auf Pontons
Bereits im Mittelalter gab es Mühlräder auf Pontons in der Flussmitte. Dienten zum Mahlen von Körnern. In der Neuzeit kam man auf die Idee mittels Mühlräder Generatoren an zu treiben. Was nun in den verschiedensten Formen gebaut wurde und noch gebaut wird fand und findet keinen kommerziellen Durchbruch. Solche Strommaschinen rechnen sich einfach nicht. Das Problem ist die geringen Drehzahl der Wasserräder während Generatoren hohe Drehzahlen benötigen. Das verlangt eine Übersetzung, könnte auch das Tausendfache sein. Das erfordert Getriebe die nicht nur Energie rauben sondern eine Unmenge kosten.
Unsere Lösung um der geringen Drehzahl der schwimmenden Wasserrädern zu begegnen und Pontons überflüssig zu machen. Statt Wasserräder auf Pontons die Wasserräder selbst schwimmend gestalten, bildhaft vergleichbar mit einem Weinfass das ja auch schwimmt wenn es leer ist.
Weiterhin:
Die Wasserräder treiben keinen Generator an sondern einfache Kolbenpumpen vergleichbar mit den Schwengelpumpen aber mit sehr hohem Druck auch über 100 bar. Das so generierte Presswasser gelangt über Schläuche zu einer Sammelleitung aus Stahl und so zu einer Peltonturbine am Flussrand. Peltonturbinen sind die preiswertesten und effizientesten Strommaschinen und das bei hohen Wasserdrücken. Im Bild nun unser Konzept. Mindestens zwei Wasserräder als Tandem oder drei als Tridem verbunden durch einem Rahmen zum Auffangen des Drehmomentes der Wasserrädern.
Dritter ergänzender Ausbau
Kaum überschaubar sind die vielen Prototypen die unter der Wasseroberfläche mit Propeller ähnlich einer Schiffsschraube Generatoren an zu treiben. Genannt auch hydrokinetische Turbinen Haben das gleiche Problem mit der geringen Drehzahle: Um Fische nicht zu schreddern sollen die Propeller unter 100 U/min drehen. Um dann auf die für Generatoren je nach Typ notwendige Drehzahl zu kommen gibt es die Lösung entweder mit den Einbau eines wasserdicht abgekapselten Planetengetriebes oder Generator mit vielen Polen, beides kostet. Generatoren mit Getriebe oder mit vielen Polen habe eine entsprechendes Gewicht und um eine solche Anlage unter der Wasseroberfläche in Schwebe zu halten braucht es Schwimmkörper. Stromlinienförmig , machbar mit Plastik. Bild im Artikel zeigt eine Strommaschine außerhalb Wasser und dazu wegen der Sperrigkeit eine entsprechende Hebevorrichtung https://salto.bz/de/article/09092025/schwimmende-kraftwerke
Flüsse fördern immer auch Sedimente mit sich, auch Sand. Diese schmirgelt dann den Kunststoff und hinterlässt Mikroplastik. Der Umweltbelastung nicht genug: Generatoren und Kabel habe ein Magnetfeld das den Fischen die Orientierung nimmt, denn wir Zugvögel haben sie ein Eisenmolekül im Gehirn.
Ist die Wassertiefe ausreichend, dann kann man unter den schwimmenden Wasserrädern auch hydrokinetische Turbine hängen, wiederum mit Kolbenpumpe, und schwimmende Wasserräder ersetzen Schwimmkörper.
Während hydrokinetische Turbinen mit Treibgut zu kämpfen haben rollen unsere schwimmenden Wasserräder einfach darüber.
Gezeitenkraftwerk im Wattenmeer
Im Wattemeer
Wenn die Flut kommt und geht dann geschieht das mit hoher Geschwindigkeit, unachtsame Wanderer haben keine Chance zu entkommen. Diese Bewegungsenergie kann nur durch schwimmende Wasserräder aufgefangen werden. Platz für den Betrieb von abertausenden schwimmenden Wasserrädern ist reichlich vorhanden.Um Möwen die Gelegenheit zum Ruhen zu bieten können die Wasserräder mit leichten Hauben abgedeckt werden. Hat die Flut ihren Tiefstpunkt erreicht dann müssen für diese Zeit der Energieflaute Batterien kurzzeitig einspringen.
Schwimmende Wasserräder im Vergleich zu den üblichen Wasserkraftanlagen
Wasserkraft aus Staudämme wird als grüne nachhaltige Energie gesehen. Ist sie das wirklich? Nachhaltig gilt wenn etwas viele Jahre hält. Staudämme sind, bildhaft gesprochenen, nicht für die Ewigkeit. Beton hat ein Verfallsdatum, kann weit über 100 Jahre halten, aber auch weniger. Die meisten Staudämme wurden vor dem zweiten Weltkrieg gebaut. Das Beton ein Verfallsdatum hat belegen die Autobahnbrücken, ein Großteil davon sind zu ersetzten. Bäche und Flüsse bringen zusätzlich mit Wasser auch Sedimente, vorwiegend Sand. Und irgendwann sind die Stauseen mit Sedimente voll. Also sind nach Plus oder Minus 100 Jahren die alten Staudämme ab zu reißen und neu zu bauen. Dazu sind die gesamten Sediment aus zu baggern und es fragt sich wohin damit.
Talsperren haben ein biologisches Problem. Es fehlt der Austausch der Gene. Fischtreppen werden als Lösung verkauft, sind es aber nicht. Feine Gitter um Fische vor den Turbinen zu bewahren sind nicht einsetzbar, wären von Treibgut zu schnell verstopft. So gelangen Fische in die Turbinen und werden teilweise geschreddert.
Schwimmende Wasserräder brauchen keine Staudämme und das Wasser zu den Turbinen kann in geschlossenem Kreislauf zirkulieren.
Schwimmende Wasserräder teils aus nachwachsendem Rohstoff
Schwimmende Wasserräder aus Holz sein.Lärchenholz hält im Wasser hunderte von Jahren. Da Anlagen mit hohen Drücken gefahren werden, weit über 100 bar, sind die Komponenten entsprechend kleiner. Turbinen laufen mit hoher Drehzahl und die Generatoren haben so weniger Pole also weniger Kupfer.
Bitte nicht falsch verstehen
Uns geht es nicht um Ökooasen dem Energiehunger zu opfern sondern bei Konflikten zwischen Umweltschützern und Stromanbietern, letztgenannten eine Alternative zu bieten und auf einen Rechtsstreit zu verzichten.
Renaturierung von Fließgewässern
Fließgewässer sind in den Alpen bis zu zu kleinen Rinnsalen energetisch erschlossen und dazu begradigt um Wohnraum und Gewerbeflächen zu bekommen. Letzteres hat Folgen: Überschwemmungen. So sieht man sich gezwungen die Begradigungen rückgängig zu machen. Kommt auch den Fischen zu gute, wollen auch mal hinter einem Stein ausruhen.
Schwimmende Wasserräder hätten den Vorteil, zumindest in den Tälern wo Wasserkraft mit Peltonturbinen gewonnen wird, diese weiterhin zu benutzen.