Adaptives Wasserfördersystem im Hybridbetrieb mit einem konventionellen Wasserkraftwerk - Beispiel in einer Gebirgsregion im Norden Vietnams

In Entwicklungs- und Schwellenländern stellt eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserversorgung eine große Herausforderung dar. Gerade in tropischen und subtropischen Karstgebieten mit ausgeprägter Regen- und Trockenzeit steht Wasser aufgrund hoher Versickerungsraten und fehlender Oberflächenspeicher oft nur in tiefen Tälern, Schluchten und unterirdischen Höhlensystemen zur Verfügung. Aufgrund fehlender ökonomisch und ökologisch nachhaltiger Technologien zur Nutzbarmachung dieser Wasservorkommen sind die Menschen im hohen Maße der Trockenzeit ausgesetzt. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung eines wasserkraftbetriebenen Wasserfördersystems zur Nutzbarmachung der geringen Abflussmengen während der Trockenzeit. ... mehrDas Konzept basiert auf einem Bypass-System mit einer Einheit bestehend aus einer Förderpumpe und einer Pumpe als Turbine (PAT) für den Hochdruckbereich. Durch die hydraulische und betriebliche Anbindung an ein Wasserkraftwerk kann mit vergleichsweise geringem infrastrukturellem Aufwand der Stillstand von Wasserkraftwerken während der mehrmonatigen Trockenzeit sinnvoll kompensiert und die für den Turbinenbetrieb nicht effizient verwertbaren Wassermengen für die Wasserversorgung zugänglich gemacht werden. Je nach Dargebots- und Bedarfssituation kann das Wasserfördersystem genutzt werden und ermöglicht so flexible Betriebsszenarien. Für eine effiziente Bewirtschaftung bedarf es zudem angepasste Betriebskonzepte und einfache, intuitiv bedienbare Steuerungs- und Monitoringsysteme. Die genannten Aspekte stellen dabei einen völlig neuen Ansatz dar.

In developing and emerged developing countries, a sustainable supply of water becomes a challenge. Tropical and subtropical climate zones characteristically have seasonal rain and dry periods, which lead to a huge temporal variability of water supply. Adding the hydrogeological properties of karst (porous structure, high seepage rate, etc.), these regions are often coined with significant water deficiency. Equally in deep valleys, canyons and underground caves, huge water resources can be found. To open these deposits, high expenditure of energy is required. Therefore, the subject of this thesis is the developing a hydro powered system to make low water discharge accessible. ... mehrAdding a bypass system to a hydroelectric facility enables the power plant to compensate for the efficiency loss or even the downtimes of power generation during the dry season. With only little infrastructural effort, hydroelectric facilities can be upgraded to contribute to water supply. One innovation of the concept is to mechanically link together a booster pump segment and a pump as turbine (PAT) for the high-pressure. Another innovation is to integrate this system into an already existing hydroelectric facility. Depending on the supply of water and the need, the system can be switched on or off and allows flexible operating scenarios. Therefore, appropriate operating concepts and simple, intuitive control units are needed. The mentioned aspects form a completely new approach.