Erste doppelt regulierte DIVE-HAX-Turbine für mittlere Fallhöhen

August 2019
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Im Juni 2019 ist die erste halbaxiale (HAX) DIVE-Turbine am Standort Arignac in Südfrankreich ans Netz gegangen. Das Kraftwerk hat eine Leistung von 500kW bei einer Fallhöhe von 29 Metern. Die neue DIVE-HAX-Turbine ersetzt eine ausgediente Zwillings-Francis-Turbine, die dort im Zuge einer Modernisierung erneuert werden sollte. Das Projekt ist eine Kooperation zwischen dem französischen Steuerungsbauer 2EI und der deutschen DIVE Turbinen GmbH & Co. KG.

Die halbaxiale DIVE-HAX-Turbine ist eine doppelt regulierte Turbine für das Mittelgefälle. Sie wird über die Drehzahl reguliert und kann daher bereits ab 10% des maximalen Wasserdargebots betrieben werden. Erste Messungen an der Anlage in Frankreich haben gezeigt, dass bei ca. 14% Durchfluss ein Turbinenwirkungsgrad von über 65% erreicht wird und bei Volllast über 90%. Somit erreicht die neue DIVE-HAX-Turbine in allen Lastpunkten, aufgrund der Drehzahlregulierung, höchste Wirkungsgrade und garantiert damit einen maximalen Jahresertrag. Damit bietet der neue Turbinentyp eine echte Alternative zu den bisher zum Einsatz kommenden Lösungen, bestehend aus zwei Francis-Turbinen oder einer Durchström-Turbine. Im Vergleich zu einer Lösung mit zwei Francis-Turbinen werden die Kosten für Turbinentechnik und Bauwerk deutlich reduziert bzw. im Vergleich zu einer Durchström-Turbine die Gesamteffizienz und damit der Jahresertrag deutlich gesteigert.

Das hydraulische Prinzip der HAX-Turbine wurde bereits im 20. Jahrhundert für sogenannte Diagonalturbinen entwickelt. Jedoch konnte sich die Diagonalturbine am Markt nicht durchsetzen, da die aufwändige Mechanik der Laufradverstellung zu teuer und zu reparaturanfällig ist. Mit der DIVE-HAX-Turbine wird die mechanische Laufradverstellung durch eine elektronische Drehzahlregelung ersetzt. Aufgrund der Fortschritte in der Steuer- und Regelungstechnik hat sich dies als wirtschaftliche Lösung etabliert. Die DIVE Turbinen GmbH & Co. KG hat bereits weitreichende Erfahrungen auf dem Gebiet der elektronischen Regelung von Wasserkraftanlagen und konnte die Technologie der HAX-Turbine daher zur Marktreife entwickeln. Bereits über 40 elektronisch geregelte DIVE-Turbinen sind weltweit am Netz.

Die elektronische Regelung bietet nicht nur eine Reduktion der mechanischen Komplexität. Insbesondere bei der Umstellung auf Erneuerbare Energien sind Regelleistungen gefragt, um das Stromnetz bei schwankenden Betriebsbedingungen stabil zu halten. Die elektronische Regelung der DIVE-Turbine ermöglicht es, Systemdienstleistungen z.B. zur Frequenz- und Spannungsregelung zur Verfügung zu stellen und eignet sich auch für den Einsatz in umweltschonenden Wasserspeichern. Durch Umkehrung der Drehzahl kann dort die Turbine auch als Pumpe fungieren und bei zu viel Strom im Netz Wasser in ein höher gelegenes Reservoir pumpen. In Zeiten niedrigerer Produktion kann das gepumpte Wasser wieder durch die Turbine zurückfließen und auf diese Weise den notwendigen Strom ins Netz einspeisen.

Die DIVE-HAX-Turbine kann bei Fallhöhen von 20 bis zu 120 Metern und einer Leistung von 300 kW bis zu 4 MW pro Turbine eingesetzt werden.

Weitere Informationen zur DIVE-HAX-Turbine

Bildergalerie Moulin d'Arignac

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