Gravitationswasserwirbelkraftwerk: eine stromproduzierende Fischauftiegshilfe

Zotlöterer entwickelte ein innovatives Kleinwasserkraftwerk, das naturnahe Prozesse mit geringstmöglichen Emissionen und nachhaltiger, dezentraler Energie verbindet. Das besondere an diesem Kleinwasserkraftwerk ist, dass die Rotationsenergie ohne Leitapparat oder Drüsen selbständig auf die Turbine konzentriert wird. Dabei ist auch bei niedrigen Fallhöhen von nur 0,5 oder 2m ein guter Wirkungsgrad ähnlich dem herkömmlich geregelter Turbinen zu erzielen. Entsprechend liegt der Leistungsbereich je nach Größe bei 1 bis 40 kW. Dabei ist sowohl ein Netzparalleler (meist ohne Trafostation) als auch ein Inselbetrieb möglich. Da die Turbine auch im Leerlauf betrieben werden kann, stellt ein plötzlicher Lastabwurf keine Gefahr dar. Das Wasser wird seitlich aus dem Fluss über ein niedriges Wehr in das Kraftwerk geleitet und bei guter Planung sogar ohne die Vorbeiführung von Restwasser.

Die Nennturbinendrehzahl liegt mit 15 bis 40rpm so niedrig, dass sie keine Gefahr für Fische darstellt. Damit ist das GWVPP die erste stromproduzierende Fischwanderhilfe. Die Lockströmung ist dabei wesentlich höher als bei anderen Aufstiegshilfen. Kleinere Lebewesen ohne starkes Schwimmvermögen passieren das Kraftwerk sowohl flussauf wie flussab über eine flache Rampe (max. 1m/s Strömungsgeschwindigkeit). Auch Laub, Äste und anderes Schwemmgut können problemlos an der Turbine vorbei gelangen. Es ist also nur die Anbringung eines Grobrechens notwendig. Durch die entstehenden Wirbel und den leichten Unterdruck wird das Wasser zusätzlich mit Luftbläschen angereichert die der Gewässerökologie förderlich sind. Im langsamen Strömungsbereich des Gravitationswasserwirbels können sich Wasserpflanzen und gewässertypische Kleinlebewesen ansiedeln.

Wie ein herkömmliches Kleinwasserkraftwerk kann das GWVPP über 100 Jahre im Betrieb bleiben. Bei gleicher Leistung sind die Anschaffungskosten (besonderes bei Anlagen unter 100kW) mit 8.000 bis 12.000€/kW um 50% günstiger als Kleinwasserkraftanlagen gleicher Leistung mit herkömmlichen Turbinensystemen samt Fischwanderhilfe. Dabei spielt die Einsparung einer Fischaufstiegshilfe sowie eines Feinrechens samt Reinigungsanlage eine wesentliche Rolle. Je nach Einspeisetarif und Eigenverbrauch beträgt die Amortisationsdauer eines 10kW Kraftwerks 12 bis 22 Jahre.

Bestehende Sohlschwellen oder Querbauten können so wieder ökologisch durchgängig werden. Das GWVPP eignet sich auch zur Restwasserdotierung und Fischwanderhilfe eines bestehenden Wasserkraftwerks. Als aktives Rückhaltebecken eingesetzt kann ein GWVPP den Wasserabfluss um einige Minuten verzögern. Die niedrige benötigte Fallhöhe ermöglicht eine Stromerzeugung in Werks-, Bewässerungs- und Industriekanälen. In Europa gibt es noch etwa 5.000.000 solcher möglichen Standorte für GWVPP die jährlich 500 TWh Ökostrom dezentral produzieren könnten.

Diese Innovationen wurden mit dem Unternehmer/innen-Preis „Move On NÖ Plus 2011“, dem Schweizer Energiepreis Watt d’Or 2011, dem Special Energy Globe Award Austria 2010 For the Best Invention, dem Energy Globe Award NÖ 2010, dem Energy Globe Award Kärnten 2007, dem Innovationspreis beim Genius Award 2007 und dem Sonderpreis zum Schwerpunktthema „Umwelttechnologie & Erneuerbare Energien“ ausgezeichnet und zahlreich nominiert.

Zurzeit gibt es Referenzanlagen in Österreich, Indonesien, Schweiz und in Deutschland.

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