Maturitätsarbeit

Wasserwirbelkraftwerke – Flussrenaturierung und Energieerzeugung in einem

Die Maturarbeit stellt die Abschlussarbeit der Kantonsschule dar. Meine Arbeit wurde mit der Bestnote 6 bewertet, von Herrn Dieter Kuhn betreut und an der KZU Bülach eingereicht. Sie erhielt zudem die Auszeichnung als herausragende Maturarbeit vom (ehemaligen) Verein der Ehemaligen der KZU (VEKZU).

Abstract

Im ersten Hauptteil der Arbeit werden Wasserwirbelkraftwerke umfassend thematisiert. Es werden das Funktionsprinzip, die Umweltverträglichkeit, die technischen Optimierungsmöglichkeiten, die Wirtschaftlichkeit genauer untersucht sowie die Genossenschaft Wasserwirbelkraftwerke Schweiz GWWK porträtiert. Dabei zeigt sich, dass sich Flussrenaturierungen in Kombination mit Wasserwirbelkraftwerken auch finanziell lohnen und dass sich die geringen Mehrkosten für das Kraftwerk bereits nach etwa 20 bis 40 Jahren amortisieren. Wasserwirbelkraftwerke bieten eine gute Umweltverträglichkeit, denn sie benötigen kein Wehr, hindern die Fische bei ihrer Wanderung durch den Fluss nur minim, reichern das Wasser mit zusätzlichem Sauerstoff an und bieten einen Lebensraum für diverse Kleinlebewesen im und ums Kraftwerk. Sie können zwar nicht massgeblich zur Energiewende beitragen, dennoch haben sie grosses Potenzial im Bereich der Flussrenaturierung. Die Arbeit befasst sich ebenfalls mit Forschungen an Rotoren und anderen technischen Komponenten des Kraftwerks mit dem Ziel, die Effizienz zu steigern ohne dabei die Fischdurchgängigkeit zu beeinträchtigen. Um eigene Erfahrungen dazu zu sammeln, habe ich ein eigenes Modell mit wechselbaren Rotoren gebaut. Die Messungen an diesem Modell konnten überraschende Resultate zu tage fördern, denn der beste Rotor war der von der Bauform her einfachste. Mit diesem Modell konnte ich auch herausfinden, dass die Grösse des Abflusses am Beckenboden entscheidend für die Leistungsfähigkeit des Kraftwerks ist. Mit einer im Betrieb verstellbaren Lochgrösse könnte man den Wirkungsgrad deutlich steigern, da auch bei weniger Wasser (und demnach einem kleineren Abflussloch) der Rotor noch optimal betreiben werden könnte.

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Die Arbeit wurde am 7. Januar 2013 eingereicht und ist Eigentum von Nicolas Früh. Die Verwendung ist unter korrekter Angabe der Quelle erlaubt.

© Nicolas Früh, 2017 • hc.zhte.tneduts@heurfn