Wasserkraftturbinen

Aus dem WAsser energie und einspArung

Aus dem Wasser Energie und Einsparung Wasserkraftturbinen

Wasser ist im wahrsten Sinne eine erneuerungsfähige Quelle, von welcher der Mensch seit jeher Gebrauch macht. Die Wasserkraftturbinen Ecowatt Hydro, Ergebnis von über 50-jähriger Erfahrung auf diesem Gebiet, sind darauf ausgelegt, die kinetische Energie des Wassers auf saubere und umweltfreundliche Weise in wertvolle elektrische Energie umzuwandeln. Sie sind die ideale Lösung, um über elektrische Energie verfügen zu können, auch wenn kein Verteilernetz vorhanden ist (Serie „S“ 230/400 Vac, Serie „D“ 24 Vdc), bzw. um elektrische Energie zur Einspeisung in das Netz selbst zu erzeugen, (Serie A) wo ein Netz vorhanden ist. Mit den Wasserkraftturbinen Ecowatt Hydro können so Energiebeschaffungsprobleme in unterschiedlichen Situationen gelöst werden, wie z. B. im Fall entlegener Häuser, Berghütten, Almen, Missionsstationen und Wohnsiedlungen, und der Betrieb von entfernten Geräten wie Fernsignalisierungs-, Fernsteuerungs- oder Wasserbakteriolysevorrichtungen wird gewährleistet. Außer einem Einsatz in Wasserläufen, können diese Anlagen in Wasserleitungen mit natürlichem Gefälle integriert werden, um die Energie, die oft über besondere und teure Vorrichtungen dissipiert werden muss, wiederzugewinnen und somit einen kostspieligen Service in Gewinn umzuwandeln. Die Wasserkraftturbinen Ecowatt Hydro leisten einen bemerkenswerten Beitrag zum Umweltschutz. Durch ihren Einsatz werden keine fossilen Brennstoffe und Kohlenwasserstoffe benötigt, denen zum größten Teil die Luftverschmutzung und der Treibhauseffekt zuzuschreiben sind. Elektrischer Verteilerschrank

Elektronisches Konstantlastregelsystem

Turbinen-Generator-Gruppe

Elektrische Energie

Thermische Energie

Dissipation in das Wasser Weitere Verbraucher

Dissipation in die Luft Verbraucher

Serie S Inselanlage

Verbraucher

Stromnetz Elektrischer Verteilerschrank Turbinen-Generator-Gruppe

Serie A Anlage parallel zum Netz

Funktionsweise

WASSERFASSUNG

AUFNAHME- UND FILTERBECKEN

DRUCKWASSERLEITUNG

ABLAUFGRUBE UND KABINE FÜR TURBINE-GENERATORGRUPPE

GENERATOR

Serie S ELEKTRISCHER VERTEILERSCHRAN

TURBINE-GENERATORGRUPPE

Serie A ELEKTRISCHER VERTEILERSCHRAN

VERBRAUCHER

STROMNETz DISSIPATIONSEINHEITEN

VERBRAUCHER

Inselanlage

Anlage parallel zum Netz

Die Wasserkraftturbinen Ecowatt Hydro sind zur Gewährleistung eines einfachen und wirkungsvollen Betriebs ausgelegt, wobei die zur Installation und Inbetriebnahme sowie Wartung erforderlichen Eingriffe auf das Mindeste reduziert werden. Bei der Serie A funktioniert die Anlage automatisch, wobei der Start und Halt der Turbinen-Generator- Gruppe in Vereinbarung mit dem Vorhandensein des Stromnetzes garantiert wird. Es können je nach den Wasserbedingungen und Kundenerfordernissen verschiedene Automatikstufen festgelegt werden. Alle Antriebe zur Steuerung der Automationsmechanismen erfolgen mit Hilfe von elektrischen Servomotoren. So werden die Installationskosten für Systeme (Druckluft, Hydraulik) vermieden, die sich häufig als kostspieliger erweisen, da sie mehr Wartung erfordern und höhere Risiken der Umweltverschmutzung mit sich bringen (Öl). Bei der Serie S arbeitet die Anlage mit dem Konstantleistungssystem. Die Turbinen-Generator- Gruppe erzeugt konstante, fortlaufende elektrische Energie je nach der hydraulischen Verfügbarkeit und unabhängig von den Anforderungen der elektrischen Verbraucher. Ein elektronisches Primärregelungssystem kontrolliert jeden Augenblick die Lastzustände der Verbraucher und leitet die nicht direkt verbrauchte Energie an Dissipationsgruppen ab. Diese Energie kann als Wärme zurückgewonnen werden und zwar sowohl zum direkten Heizen von Räumen als auch zum Aufheizen von Wasser für sanitäre Zwecke. Auf diese Weise hat man ein sogenanntes Kogenerationssystem, das sowohl elektrische als auch thermische Energie erzeugt. Die Serien D (24 Vdc) wurden dagegen auf die Überwachung der Batterieladung ausgelegt. Des Weiteren ist eine Sekundärregelung mit manueller oder automatisierter Bedienung vorgesehen, mit der die Turbine den eventuellen saisonbedingten Durchsatzschwankungen angepasst werden kann. Die Wasserkraftturbinen Ecowatt Hydro sind hoch zuverlässige Industrieprodukte und wurden für eine auch in besonders schwierigen Gebieten mühelose Installation ausgelegt. Für eine gute Installation sind einige einfache aber unentbehrliche Bauarbeiten durchzuführen. IREM SpA stellt sowohl geeignete technische Unterlagen von Projektentwürfen zur Hilfe als auch die erforderlichen Anleitungen zur Anlagenbedienung zur Verfügung. Zur Installation, zum Anschluss, zur Inbetriebnahme und Wartung der Wasserkraftturbinen Ecowatt Hydro sind gewöhnlich keine Fachtechniker erforderlich. Jeweils ein Installateur für Elektrik und Hydraulik sind unbedingt in der Lage, mit Hilfe der entsprechenden technischen Dokumentation, die Anlagen in Betrieb zu setzen, zumal keinerlei spezifische Einstellungen verlangt werden. Nur für die Serie A ist zum Anlagenanlauf die Anwesenheit von IREM-Technikern erforderlich.

IR

Pelton-Turbinen ■ Serie TP

Nettogefälle H (m)

Diese Turbinen sind für Gefälle von 20 m bis 550 m und einen Durchfluss von 0,5 l/s bis 350 l/s geeignet. Die im Präzisionsgussverfahren hergestellten Laufradschaufeln sind aus rostfreiem Stahl. Alle Pelton-Turbinen sind mit sechs Düsen ausgestattet, welche mittels entsprechenden Durchflussregelventilen eingestellt werden können, um die Systemeffizienz zu optimieren. Die Laufräder sind fest mit den Generatorwellen verbunden, wodurch eine Verbesserung der Gesamtleistung erzielt wird. Alle wichtigen mechanischen Komponenten sind aus NirostaStahl und alle Oberflächen der anderen Materialien wurden einer sorgfältigen Rostschutzbehandlung unterzogen. Auf Wunsch kann der gesamte Verteiler der Maschine aus rostfreiem Stahl hergestellt werden, was zum Teil in spezifischen Anwendungsbereichen erforderlich ist wie z. B. in Trinkwasseranlagen.

1000 950 900 850 800 750

700

650

600

550

500

450

0

60

0

0

50

40

0

30

0

20

0

15

W

W

K

W

K

K

W

K

W

W

K

K

W

W

K

K

W

K

W

K

W

K

W

K

0

80

10

60

40

30

20

W

W

K

K

W

K

350

10

5

3

400 300 250

TP024

TP041

1

200

W

K

50

150

0

PELTON AREA

W

■ PELTON

TP082

TP123

100 90 80 70 60

0

20 W

■ BANKI

50 40

TPD024 0

10

30

30

W

K

20 W

K 15 W

K

W

K

W

K 5

50 3

W

K

W

15

10

7

20

W

K

TB1

1

TB2

W

K

10 9

BANKI AREA

8 7 6 5 4 0,6

0,5

0,7 0,8 0,9

1,5

1

Durchsatz Q (l/s)

2,5

2

3,5

3

4,5

4

5,5

5

6,5 7,5 8,5 9,5

6

25

15

7 8 9 10

20

35

30

45

40

55

50

65 75 85 95

60 70 80 90 100

150

200

Banki- oder Crossflow-Turbinen ■ Serie TB

Diese Turbinen sind für Gefälle von 5 m bis 50 m und einen Durchfluss von 10 l/s bis 1000 l/s geeignet. Was das Verhältnis von Qualität, Leistung und Preis betrifft, stellen sie eine optimale Lösung dar. Das Laufrad und die mechanischen Komponenten sind aus NirostaStahl. Die Kraftübertragung vom Laufrad zum Generator erfolgt über einen Zahnriemen, wodurch die erforderliche Vielseitigkeit des Systems gewährleistet und die Effizienz der Übertragung optimiert wird. Ein besonderer Schieber dient zur Regelung der Wassermenge von 0 auf 100%. Der Antrieb kann manuell oder automatisch mittels elektrischem Servomotor erfolgen.

Erzeugte elektrische Leistung

0

75

Zur Bestimmung der von einer Wasserkraftturbine erbrachten Leistung sind die grundlegenden Daten hinsichtlich des Nettogefälles (nach Abzug der Lastverluste) und des Durchflusses des verfügbaren Wassers unverzichtbar. Wo sich die Abszissen, welche für das Gefälle in Metern stehen, und die Ordinaten, welche den Durchfluss in Litern pro Sekunde angeben, überschneiden, findet man zwischen verschiedenen Diagonalbereichen den Punkt, der die erzeugte elektrische Leistung in Kilowatt angibt.

W

W

K 0

W

K

W

K

W

K

W

K

60

W W K

0

K

W

K

0

12

15

10 80

40

TB4

TB3

A

250

350

300

450

400

550

650 750 850 950

500 600 700 800 900 1000

Modellrerhe

Turbinen-Generator-Gruppe ■ TPD Pelton-Turbine, Verteiler mit 4 oder 6 Düsen, die fest eingestellt sind, bzw. über On-/Off-Ventile zur manuellen Durchflussregelung eingestellt werden können. Mit dem 24 Vdc-Dauermagnet-Generator eignet sich die Maschine für den Betrieb mit dem Regelungssystem und dem Batterieladegerät „R500“ von IREM.

Turbinen-Generator-Gruppe ■ TPD Pelton-Turbine, Verteiler mit 6 Düsen. Jede Düse kann einen festen Durchsatz aufweisen, mit Kugelventil für On-/Off-Regelung ausgestattet sein, bzw. mit einem Regelventil für einen kontinuierlich geregelten Durchsatz von 0 bis 100 %. Jedes Ventil kann darüber hinaus manuell betätigt oder mit elektrischem Stellantrieb für Automatiksysteme ausgestattet werden. Diese Flexibilität gestattet die Realisierung von Maschinenmodellen, die sich den spezifischen Anforderungen jeder Anlage besser anpassen. Die Maschinen sind mit direkt mit der Turbinenwelle verbundenen, selbsterregten, bürstenlosen, 4-poligen Dreiphasen-Einphasen-Synchrongeneratoren mit 230/400 Volt und 50/60 Hz ausgestattet. Generatoren mit anderen Spannungs- oder Frequenzwerten können auf Anfrage geliefert werden. Die Gruppen der Serie TPS sind darauf ausgelegt, mit den elektronischen Reglern Irem „RMP“ installiert zu werden, die sowohl in vollkommen manuell ausgelegten als auch in vollkommen automatisierten Anlagen eingesetzt werden können.

Turbinen-Generator-Gruppe ■ TPD Pelton-Turbine, Verteiler mit 6 Düsen. Jede Düse kann einen festen Durchsatz aufweisen, mit Kugelventil für On-/Off-Regelung ausgestattet sein, bzw. mit einem Regelventil für einen kontinuierlich geregelten Durchsatz von 0 bis 100 %. Jedes Ventil kann darüber hinaus manuell betätigt oder mit elektrischem Stellantrieb für Automatiksysteme ausgestattet werden. Diese Flexibilität gestattet die Realisierung von Maschinenmodellen, die sich den spezifischen Anforderungen jeder Anlage besser anpassen. Diese Modelle sind mit 2-10-poligem Dreiphasen-Asynchronmotor mit 400 Volt und 50/60 Hz ausgestattet. Mit Generatoren mit anderen Spannungs- oder Frequenzwerten ausgestattete Maschinen können auf Anfrage geliefert werden. Die Gruppen der Serie TPA sind für die Parallelschaltung mit dem Netz und für den Betrieb in vollkommen automatisierten Anlagen ausgelegt (Start, Stopp und Einstellung), die von Irem-Schalttafeln der Serie „QPR“ gesteuert werden. Der Automatisierungsgrad kann auch in diesem Fall an die Installationsanforderungen der Anlage angepasst und kalibriert werden

Turbinen-Generator-Gruppe ■ TBS Banki-Turbine mit Durchflussregelung von 10 bis 100 % mit manueller oder für automatisierte Systeme elektrischer Bedienung. Selbsterregter, bürstenloser Dreiphasen-EinphasenSynchrongenerator, 4-polig, 400/230 Volt, 50/60 Hz. Auf Anfrage sind Maschinen mit Generatoren anderen Typs oder mit anderen Spannungswerten erhältlich. Das Multiplikationssystem basiert auf Zahnriemen und verringert damit so weit wie möglich den Wartungsumfang.

Turbinen-Generator-Gruppe ■ TBA Banki-Turbine mit Durchflussregelung von 10 bis 100 % mit manueller oder für automatisierte Systeme elektrischer Bedienung Dreiphasen-Asynchrongenerator, 4-6-polig, 400/230 Volt, 50/60 Hz. Auf Anfrage sind Maschinen mit Generatoren anderen Typs oder mit anderen Spannungswerten erhältlich. Das Multiplikationssystem basiert auf Zahnriemen und verringert damit so weit wie möglich den Wartungsumfang.

Regler und Schaltschränke Die elektronischen Regler R500 sind unentbehrlich für die Modelle der Serie D. Sie regeln die Last elektronisch und sorgen für einen korrekten Zyklus der Batterieladung abhängig von den angeschlossenen Lasten (24Vdc). elektronischer Regler RMP

elektronischer Regler RMP

Die elektronischen Regler RMP sind unentbehrlich für die Modelle der Serie S. Sie sind einphasig 230V, 50/60 Hz, komplett mit Widerständen zur Dissipation in die Luft oder in Wasser zu 2 kW und in Wasser zu 2,5, 10 oder 12 kW. Da sie Modularelemente sind, können sie an einphasige oder dreiphasige Anlagen mit unterschiedlichen Leistungen und unabhängig vom Turbinentyp angeschlossen werden. Die Schaltschränke QCM QCT liefern bei den Modellen der Serie S die elektrischen Betriebsparameter für die Anlage. Sie sind ein- oder dreiphasig, komplett mit Gerät, Alarm- und Schutzeinheiten.

Schaltschränke QPR

Schaltschränke QCM QCT

Die Schaltschränke QPR sind für die Modelle A, d.h. parallel zum Netz, ausgelegt. Sie steuern alle automatischen Einheiten der Anlage und beinhalten die Schutzeinheiten, den Phasenausgleich sowie die erforderlichen Geräte zur Gewährleistung des Betriebs der Turbinen-Generator-Gruppen der Serie A. Auf Anfrage können sie mit Fernsignalisierungs- und Fernsteuerungssystem geliefert werden.

IREM. Erfahrung und Qualität IREM ist ein führendes Unternehmen in der Herstellng von elektronischen und elektromechanischen Geräten, für die Überwachung und Regelung der elektrischen Versorgung und ist in den folgenden Bereichen zugegen: - Versorgung von Entladungslampen für professionelle Anwendung - Schutz von elektrischen Verbrauchern gegen Netzstörungen - Regelung des Lichtstroms in Beleuchtungsanlagen - Erzeugung von Energie mittels Mikrowasserkraftwerken Seit ihrer Gründung im Jahre 1947, hat sich IREM für Qualität, Zuverlässigkeit und Innovation ihrer hochtechnologischen Produkte eingesetzt. Eine betriebliche Zuverlässigkeit, die mit dem Oscar ausgezeichnet wurde ! Im Jahre 1992 wird in Los Angeles Mario Celso Gründer der Firma IREM - für seine Tätigkeit der “ScientificTechnical Award” von der “Academy of Motion Picture Arts and Sciences” verliehen. Die weitere Evolution ihrer Struktur, die kommerzielle Entwicklung und verstärkte Forschungstätigkeit haben dazu beigetragen, die in den Jahren erzielte Erfahrung zu steigen. Zwei Produktionseinheiten, eine Philosophie basierend auf Qualitätsverbesserung als vorrangige Aktivität, sowie ein direkter Export von mehr als 70% sind Garantie für Kontinuität und Weiterentwicklung. Erfahrung, Qualität und Professionalität: deswegen hat IREM seit 1993 in Konformität mit der UNI EN ISO 9001 die Zertifizierung für das Qualitätssystem erhalten. Als Bestätigung ihrer Fähigkeit folgendes zu garantieren: • konstantes Qualitätsniveau • Garantie eines jederzeit zuverlässigen Produktes • Präzision und Wiederholbarkeit aller Arbeitsprozesse • Ausschaltung von Wareneingangskontrollen seitens des Kunden • gewährleistete Identifikation und Auffindbarkeit auf lange Sicht.

IREM SpA a socio unico - Via Abegg 75 - 10050 Borgone - Torino - ITALY Tel. ++39 011 9648211 - Fax ++39 011 9648222 e-mail: [email protected] - www.irem.it

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Im Jahr 2000 hat IREM die Zertifizierung ihres Umweltmanagementsystems nach der Richtlinie UNI EN ISO 9001 erhalten. Diese Zertifizierung ist ein konkreter Beweis des Willens der Firma, die Umwelt nicht nur durch Ihre Produkte zu schützen, sondern auch durch eine präzise Verhaltenswahl.