Transcript Die schaufellose Wasserturbine

Die schaufellose
Wasserturbine
Ein Einblick in die zukünftige
Energie- und Stromerzeugung
Die Menschen nutzen die
Wasserkraft seit mehr als
3000 Jahren
aber der technische Stand der
Wasserkraftnutzung wurde seit
über 100 Jahren nicht mehr
wesentlich verbessert.
Heute aktueller Stand
z.B. Walchenseekraftwerk
Fallhöhe ungefähr 200 Meter
Fallrohre leiten das Stauwasser
in das Turbinenhaus
Hier sind die Turbinen installiert,
in welchen die Bewegungs- und
Druckkraft des strömenden
Wassers in eine Drehbewegung
umgewandelt werden.
z.B. mit Peltonturbinen
Verschiedene Turbinentypen
Es kommen im Wasserkraftwerksbau
heute verschieden Turbinentypen zur
Anwendung.
Allen gemein ist, dass irgendeine Form
von Schaufel, Becher oder Flügel gegen
die eintretende Strömung wirkt.
Eine Kaplanturbine mit
verstellbaren Blättern
Die konventionelle Turbinenleistung
Diese berechnet sich überschlägig nach
der Formel:
Q (m³/s) * h (Fallhöhe in Meter) * 7 - 8
Daher müssen Stauwerke hoch sein und
ein möglichst großes Stauvolumen
aufweisen.
Mit bis zu 300 m hohen und 7,5 km langen Staumauern
werden natürliche Wasserläufe zur Energiegewinnung
aufgestaut.
Die heute angewandte Technik hat
wesentliche konstruktive Probleme:
Das Triebwasser gibt
seine Bewegungsenergie
an den Schaufeln,
Propeller, oder Flügeln
ab, wodurch sich die
Strömung innerhalb des
Geräts verlangsamt.
Somit begrenzen die Schaufeln die
erzielbare Leistung
Unsere Wasserkraftwerke arbeiten nur
mit etwa 50% der
Einströmungsgeschwindigkeit.
Höhere Geschwindigkeit verursacht
höhere Widerstände
= weniger Leistung
Alle Flügelräder sind
Widerstandsläufer
Daher kann eine
bestimmte Drehzahl
nicht überschritten
werden.
Widerstandsläufer
können niemals
schneller als das
durchströmende
Wasser laufen.
Die bisherige Turbinenbautechnik
begrenzt die Möglichkeiten der
Leistungsverbesserung
Die Kraft bzw. Leistung einer konventionellen Turbine
resultiert letztendlich nur aus dem Wasserdruck und der
Strömungsgeschwindigkeit, welche das Hindernis,
- die Schaufel -, beiseite bzw. anschiebt.
Diese Arbeitsweise ist nahezu ausgereizt und kann
kaum noch verbessert werden. Daher erfordert eine
höhere Abgabeleistungen eine Änderung der Arbeitsweise der Turbine.
Um diese Verbesserung zu erzielen, war es zuerst
erforderlich, alles bisherige Wissen über Bord zu werfen
und die Energiefrage von Grund auf neu zu stellen.
Diese Grundfrage führte zu neuen
Erkenntnissen
Betrachtet man das bisherige Wirkprinzip
herkömmlicher Schaufelmaschinen, wird klar,
warum die Schaufeln nur bis zu gewissen
Drehzahlen ihrer vorgesehen Funktion
entsprechen. Bei höheren Drehzahlen kehrt sich
die Wirkungsweise jedoch um.
So entstand die Idee der schaufellosen Turbine.
Die ersten Leistungsberechnungen
Nachdem eine Funktionstheorie aufgestellt war, und die
Abgabeleistung berechnet werden sollte, erwies sich die
Wasserkraftwerkformel
P = ηT * m * g * h
als unzureichend.
Diese Formel ist ausschließlich für Schaufelmaschinen
gültig.
Die geänderte Wirkungsweise
erforderte eine neue
Berechnungsgrundlage.
Erst nachdem die neue Wirkungsweise
klar definiert wurde, war es möglich, die
Leistungsabgabe richtig zu berechnen.
Diese Berechnung erfolgt nicht mehr auf
den bisherigen Grundlagen von Masse,
Fallhöhe und Erdbeschleunigung.
Eine Addition der Kräfte
Im neuen Gerät addieren sich mehrere
Einzelkräfte zu einer Gesamtkraft.
Dadurch wird eine wesentliche Leistungssteigerung erzielt. Die bisher berechnete
mechanische Abgabeleistung erhöht sich
im Vergleich zur konventionellen Maschine
ca. um das 2,8-fache.
Jeder Kraftwerkstechniker ist heute
mit so einer Vorstellung überfordert
100 Jahre lang haben alle Wasserkraftbetreiber Ihr Wissen und Ihre Technik nicht
mehr hinterfragt.
Anstatt selbst zu denken, oder diese neue
Möglichkeiten in Betracht zu ziehen, wird
bereits die Machbarkeit bezweifelt, oder
Messfehler oder der gute, alte
Energieerhaltungssatz vorgeschoben.
Der Leiter der Erzeugung EnBW:
Die von Ihnen mitgeschickte Präsentation gibt kaum Indikation über die Konstruktion
der neuen Maschine, oder über die Aufstellung des gelungenen Versuchs. Auf Basis
eines indirekten Vergleichs kann man jedoch feststellen, dass diese neue Maschine
nicht in der vorgestellten Form funktionieren kann, weil sie den Energieerhaltungssatz
verletzt:
Es wird angegeben, dass die neue Maschine 280% mehr als eine konventionelle
leistet. Die Leistung einer konventionellen Maschine wird durch folgende Gleichung
berechnet:
P = ηT * m * g * h
Wobei P die Leistung, ηΤ der Wirkungsgrad, m der Massenstrom, g die
Erdbeschleunigung und h die Fallhöhe. Der Wirkungsgrad einer eher alten Maschine
beträgt 80% - neue schaffen mehr als 90%. D.h. eine Verbesserung von 280% ist gar
nicht möglich, da sonst mehr Energie in Strom umgewandelt worden wäre, als die zur
Verfügung stehende Fallhöhe.
Auf Basis der übermittelten Unterlagen vermuten wir entweder eine falsche
Berechnung der Leistung, oder eine falsche Messung der Betriebsergebnisse.
Dieser Mann hat es erkannt!
… D.h. eine Verbesserung von 280% ist gar
nicht möglich, da sonst mehr Energie in Strom
umgewandelt worden wäre, als die zur
Verfügung stehende Fallhöhe.
Genau das, was dieser Dr.-Ing. für unmöglich
hält, entspricht der tatsächlichen Wirkungsweise
beim Betrieb des neuen Geräts.
Übrigens, der Werbeslogan der EnBW lautet:
„Auf geht’s: Gemeinsam Energie neu denken“ …
Sehr verehrte Kritiker
Ihr Professoren, Doktoren, Ingenieure, Meister
und Techniker habt in den Universitäten und
Schulen immer nur das gelehrt, bzw. auswendig
gelernt, was Außenseiter und Laien, selbst ohne
entsprechende Ausbildung, durch Eigeninitiative
und Neugier herausgefunden haben und heute
die Basis der modernen Wissenschaft darstellt.
Einige Beispiele:
Georg Simon Ohm
hat ohne Doktorabschluss die Grundlagen
der Widerstandberechnungen geschaffen.
Weniger bekannt ist, dass auch die
Tonschwingungslehre auf Ihn zurückgeht.
Léon Foucault
Ohne Universitätsstudium widmete er sich der
Physik und eignete sich autodidaktisch
umfassende Kenntnisse und Fähigkeiten an.
Das nach ihm benannte Foucaultsche Pendel
schwingt noch heute in verschiedenen
naturwissenschaftlichen Museen.
Weiterhin berechnete er die Lichtgeschwindigkeit.
André-Marie Ampère
Er las als Jugendlicher die 35 Bände der
damals verfügbaren Enzyklopädie, die das
gesamte damalige Wissen widerspiegelte.
Später erklärte André-Marie Ampère den
Begriff der elektrischen Spannung und des
elektrischen Stromes und setzte die
Stromrichtung fest.
… um nur einige zu nennen.
Um 1895 vertrat die wissenschaftliche Autorität
die Meinung, dass nichts fliegen könnte, was
schwerer als Luft ist. Nur 8 Jahre später erfolgte
der erste Motorflug der Gebrüder Wright …
Man hat auch einem Rudolf Diesel gesagt, dass
seine Idee eines selbstzündenden Motors
aufgrund der hohen Drücke nicht zu realisieren
wäre.
Heute wissen wir es besser…
und lächeln darüber, wie furchtbar falsch die
damalige Fachwelt gelegen hat.
Die vorliegenden Antworten heutiger Führungskräfte begründen sich genau wie damals auf den
Wissensstand des Betreffenden.
Es war immer einfacher, eine neue Technik als
unmöglich abzutun, als eine entsprechende
Unkenntnis zuzugeben.
Alle Funktionsteile
wurden einzeln im Versuch experimentell
erprobt und die berechnete Wirkungsweise nachgewiesen.
ebenso wurde bei der Verbrauchsmenge
verfahren, erst erfolgte die Berechnung,
dann die Bestätigung durch den Versuch.
Die durchgeführten Versuche sind kein
Zufall, sondern jederzeit reproduzierbar.
Die mathematischen
Berechnungen für die geänderte
Wirkungsweise
halten jeglicher Überprüfung stand und
belegen unumstößlich die höhere
mechanische Leistungsabgabe.
Der Wirkungsgrad liegt nicht über 1.
Der Energieerhaltungssatz wird nicht
verletzt.
Schutz der Erfindung
Sicherlich haben Sie Verständnis dafür,
dass wir über die Funktionsweise des
Geräts Stillschweigen wahren und aus
patentschutzrechtlichen Gründen nicht
aus der Hand geben.
Für Verhandlungsgespräche betreffend
eines Verkaufs sind wir jederzeit bereit.
Danke für Ihre Aufmerksamkeit.
Die Präsentation ist damit beendet.