Kleinstwasserkraftwerk MoKaTu

Kleinstwasserkraftwerk MoKaTu

Projektbeschreibung

Das Projekt entstand aus dem Bedarf heraus, autark Energie erzeugen zu können und dabei der Energielieferant im Gegensatz zu Wind und Sonne relativ konstant bleibt. Besonders die Konzeptfindung beansprucht viel Zeit, da es gilt ein System zu finden, welches nicht nur eine rentable Leistung garantiert, sondern auch eines, welches in seinem Aufbau kostengünstig und einfach zu fertigen ist. Das Herzstück der Arbeit ist die eigenentwickelte Kaplanturbine, welche für den Einsatz im Eigengebrauch bestimmt ist und in Verbindung mit einem Energiespeicher ausreichend Energie für Leistungsspitzen sowie permanenten Leistungsbedarf liefert. Hier gilt es einen Weg zu finden, teure Bearbeitung durch 5-Achsen-CNC Maschinen zu vermeiden und moderne und rentable Technologien wie 3D-Druck zu verwenden.

Verstellbare Leitschaufeln qualifizieren die MoKaTu für einen vielseitigen Einsatz mit teils sehr unterschiedlichen Umgebungsverhältnissen. Durch eine optimierte Auslegung der Kaplanturbine mit computergestützter, numerischer Berechnungssoftware werden hohe Wirkungsgrade erzielt und somit lässt sich aus gleichen Verhältnissen ein Mehr an Leistung gewinnen.
Um in eine gewöhnliche Autobatterie als Energiespeicher speisen zu können, benötigt es einen Generator, welcher der Leistung entsprechend ausgelegt wird.

Die einzigartige Komposition der Einzelkomponenten der MoKaTu garantiert einen flexiblen Einsatz, wobei der Aufbau und Abbau des Kraftwerks in einem vergleichsweisen kurzen Zeitraum geschehen kann. Um die gesamte Anlage leicht transportieren zu könne, wird ein Bausatz aus Turbine, Rahmen und Befestigungswerkzeug erstellt, welcher zusammengebaut einen Raum von weniger als 1x1x1 Meter beansprucht. Die Rohrleitung zum Kraftwerk ist den örtlichen Umständen entsprechend lang und wird aus leicht zu transportierenden, 2 Meter langen Teilstücken, zusammengesetzt.

Außerdem zeichnet das Projekt eine hohe Fertigungstiefe aus, es werden fast alle Teile eigens für das Projekt entwickelt und gebaut, wobei bei Hilfsgütern wie Schrauben und Ähnliches auf gängige genormte Teile gesetzt wird, um die Kosten für das Projekt zu minimieren.

Hier gilt es besonders sich Kenntnisse im Bereich der Metall- und Kunststoffverarbeitung anzueignen, beziehungsweise sie zu vertiefen. So wird für die Fertigstellung der Diplomarbeit die gesamte mechanische Werkstätte benötigt. Es beginnt mit der Fertigung der Turbinensegmente mit 3D-Drucker, CNC-Drehen des Turbinenkopfes und der Leitschaufeln sowie das CNC-Fräsen der Deckelscheibe, bis zum Schweißen des Beckens.

Innovationskraft

Wasserkraftwerke sind teuer und kompliziert zu fertigen. Mit einem einfach zu fertigenden und doch effektiven Prinzip einer Turbinenanlage, welche auch bei kleinen Höhendifferenzen einsetzbar ist, wurde eine Alternative zu teuren Kleinenergieerzeugern wie privaten Photovoltaikanlagen und Dieselgeneratoren für den Eigenbedarf geschaffen.

Eine Turbinenanlage in dieser Größe als semistationäres System ausgeführt ist zurzeit nicht existent. Mobile Wasserkraftwerke existieren bereits in vielen verschiedenen Ausführungen, doch als Stromerzeuger für einen Haushalt bieten sie mit meistens nur <10 Watt wesentlich zu wenig Leistung. Mit einer geplanten Leistung von 10 Mal so viel kann die von uns entwickelte Turbinenanlage bereits ein kleinerer Kühlschrank versorgt, mehrere Beleuchtungen gespeist oder 7 Mobiltelefone geladen werden.
 

Nachhaltigkeit & gesellschaftlicher Nutzen

In großen fließenden Gewässern liegt eine enorme Menge an Energie, welche mit riesigen Kraftwerken in elektrische Energie umgewandelt wird. Bei diesen Gewässern ist das Potential an elektrischer Energie aber meist bereits zu 100 % mit Kraftwerken ausgelastet. Kleinere Flüsse und Bäche werden hingegen kaum zur Stromerzeugung genutzt. Diese Lücke wollen wir füllen und haben uns deshalb dazu entschieden, ein Kleinstwasserkraftwerk zu fertigen, welches universell in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden kann.

Auch der Flusslauf muss nicht extra angepasst werden um einen Einsatz zu ermöglichen. Außerdem beeinflussen größere Kraftwerke die Umwelt, was bei unserem Kleinstwasserkraftwerk nicht der Fall ist, da es ein Niederdruckkraftwerk ist und somit kleine Fische, welche durch das Rechengitter passen, einfach durchschwimmen können.
 

Veränderungspotential (Game Changer)

Durch die Realisierung des Projektes kämpfen wir aktiv gegen die Nutzung von fossilen Brennstoffen und zeigen, dass auch mit einfachen Mitteln bereits Strom nachhaltig erzeugt werden kann. Außerdem können wir mit unserem angelernten Wissen nun weiter in dieser Richtung forschen und entwickeln, um Schritt für Schritt die näherkommenden Probleme, Klimawandel und Energiekrise, zu bekämpfen.

YOUNG EPCON AWARD
imh sucht die Nachwuchsprojekte der Energiebranche

Jetzt Abstract einreichen und € 1.500,– Preisgeld gewinnen!
 
> Weitere Infos anfordern

> Jetzt einreichen!

Kooperationspartner
Sponsoren