CH706729A2 - System e.g. tidal power plant, for using hydroelectric power to produce electrical power for high voltage transmission system, has operating system producing parameters of wall, where flow energy of edge is decreased by water turbines - Google Patents

Abstract

The system has an operating system producing parameters of a retaining wall (3) partially placed in a flow direction of a stream (2) for a vertical lateral drain from a storage zone in form of a naturally forming water edge (5). Pressure and flow energy of the water edge is directly decreased by water turbines (12), which are engaged into the water edge. Axles of the water turbines are arranged in an air chamber beside water edge walls under normal conditions. A shovel system of the turbines is engaged with the water edge at a side.

Description

[0001] In Westeuropa sind die optimal geeigneten Standorte für grössere Wasserkraftanlagen weitgehend besetzt. Nebst Effizienzsteigerungen in älteren Wasserkraftanlagen geht es heute vor allem darum, das verbleibende Restpotential an geeigneten Standorten noch möglichst umweltschonend zu nutzen. Dazu ist es in den meisten Fällen nicht mehr opportun Flüsse weitgehend trocken zu legen oder durch Staubauwerke mehr oder weniger abzuriegeln. In Western Europe, the most suitable locations for larger hydroelectric plants are largely occupied. In addition to increasing efficiency in older hydropower plants, the main concern today is to make the most of the residual potential that still exists at suitable locations in an environmentally friendly manner. In most cases, it is no longer opportune to dry rivers to a large extent or to more or less seal them off by means of dams.

[0002] Die Vorteile einer Stauung bestehen meist darin, eine Gefällstufe zu erhöhen um den Wasserdruck zu steigern und auch eine gewisse Wassermasse vorübergehend zu lagern. Nachteilig dabei ist, dass der Flusslauf unterbrochen wird mit meist negativen Folgen für das Ökosystem und den Geschiebetransport. Ferner kann die natürlich vorhandene Strömungsenergie des abgehenden Wassers in heute üblichen Kraftwerkanlagen meist kaum mehr genutzt werden. Primäres Ziel der Erfindung ist es nun, bei geeigneten Verhältnissen die Vorzüge einer Stauung mit den Vorteilen einer frei fliessenden Flussströmung in einem «halbdurchlässigen» System zu verbinden. Jeder kennt die senkrecht niederfallenden Wasserwände von hohen Wasserfällen, Wirbelhälsen und Überlaufeinrichtungen der Wehre. Hier fällt Wasser vertikal in die Tiefe und bildet eine Art Strömungswand. Gelegentlich nutzten unterschlächtige Wasserräder in früheren Zeiten dieses Energiepotential im unteren Übergangsbereich. Man kann fliessende Wasserwände aber auch so ausbilden, dass eine eher horizontal fliessende Wasserwand mit einer Zusatzkomponente nach unten entsteht, die Wasserflanke. The advantages of a stowage usually consist in increasing a gradient to increase the water pressure and also to temporarily store a certain mass of water. The disadvantage here is that the river is interrupted with mostly negative consequences for the ecosystem and the bedload transport. Furthermore, the naturally existing flow energy of the outgoing water in today's conventional power plants usually little more can be used. The primary aim of the invention is now, under suitable conditions, to combine the advantages of stagnation with the advantages of free-flowing flow in a "semipermeable" system. Everyone knows the vertically falling water walls of high waterfalls, vortex necks and overflow facilities of the weirs. Here water falls vertically into the depth and forms a kind of flow wall. Occasionally, undershot waterwheels used this energy potential in the lower transition region in earlier times. But you can also form flowing water walls so that a more horizontal flowing water wall with an additional component down, the water flank.

[0003] Hinter fast jedem Hindernis welches ruhend in einer stärkeren Strömung steht, bilden sich kleinere Wasserflanken. Welche Voraussetzungen müssen nun erfüllt sein um gut nutzbare Wasserflanken künstlich zu erzeugen? Ein für ein Wasserflanken -Kraftwerk geeigneter Fluss besitzt eine gewisse Breite, hat ein eher massiges Gefalle und ein grösseres Wasseraufkommen und damit auch eine gewisse Strömungsgeschwindigkeit. Fast überall dort wo auch Niederdrucklaufkraftwerke erstellt werden könnten, gäbe es theoretisch auch Möglichkeiten Wasserflanken-Kraftwerke zu realisieren. Die Stauzone dieser Art Kraftwerke umfasst immer nur einen kleineren Teil der strömungsaktiven Flussbreite und kann sowohl uferseitig, wie auch im mittleren Bereich des Flusses angeordnet werden. Vorteilhaft ist ferner, wenn die Dicke der Staueinrichtung im Verhältnis zur Breite mindestens randseitig eher klein gewählt wird, des Weiteren können leicht gekrümmte Oberflächen von Stauwänden oder Staupfeilern weitere Vorteile bringen. Nun wie bildet man eine Wasserflanke optimal aus? Wenn die bereits erwähnten Voraussetzungen bezüglich des Flusses und der Bauart der Stauelemente erfüllt sind, erhöht sich der Wasserspiegel im Bereich der Stauung und es bildet sich so etwas wie einen stetig durchströmter «Wasserhügel». Anderseits entsteht auf der strömungsabgewandten Seite des Stauelements unten eine grossflächige Absenkung des Normalwasserspiegels des fliessenden Flusses, also eine Art «Wasserloch». «Wasserhügel» und «Wasserloch» vervielfachen somit den nutzbaren Höhenunterschiede am Ort dieser Kraftwerkstauung gegenüber dem sonst normalen Gefalle des Flusses. Da das Fliessgeschehen im Fluss als Gesamtes nie ernsthaft blockiert wird, summiert sich die natürlich vorhandene Strömungsenergie des Flusses mit dem nutzbaren Druckunterschied, der sich aus der partiellen Aufstauung ergibt an den seitlichen Kanten der Staueinrichtung (Stauwand) zu einer sich dynamisch ausbildenden Wasserflanke, deren schneller Durchfluss sich mit geeigneten Wasserturbinen direkt nutzen lässt. Es braucht dazu gewöhnlich keine Zuführungsbauwerke, keine Leitwerke wie in konventionellen Laufkraftwerken. Wasserflanken-Kraftwerke machen daher vor allem dort Sinn, wo eine durchgehende Stauung des Flusses nicht möglich, aber partielle Eingriffe zur Energiegewinnung durchaus tolerierbar und wünschenswert sind. Die wichtigsten Vorteile die sich aus dem Betrieb eines Wasserflanken-Kraftwerkes ergeben sind etwa folgende: Der Fluss bleibt zu einem grösseren Teil seiner Gesamtbreite für Wasserlebewesen, Geschiebe und Schwemmholz, aber auch eventuell für die Schifffahrt und den Wassersport jederzeit passierbar. Der Eingriff in das Ökosystem «Fluss» fällt geringer aus und die dazu erforderlichen Bauarbeiten können verhältnismässig einfach und örtlichen sehr begrenzt durchgeführt werden. Zudem könnten Stauwände oder Staupfeiler kleinerer Anlagen auf einfache Weise auch im Rammverfahren im Flussbett verankert werden. Ist parallel dazu eine Flussregulierung geplant, kann diese unter Umständen durch eine gezielte Standortwahl des Wasserflanken-Kraftwerkes im Flusslauf unterstützt, der Regulierungseffekt somit verstärkt oder Idealfall auf weitere Regulierungsmassnahmen ganz verzichtet werden. Behind almost every obstacle which is at rest in a stronger flow, smaller flanks of water form. What conditions must be met to artificially generate well-usable water flanks? A river suitable for a water-flank power plant has a certain width, has a rather massive slope and a larger water supply and thus also a certain flow velocity. Almost everywhere where low-pressure run-of-the-mill power plants could be built, theoretically there would also be possibilities to realize water-side power plants. The congestion zone of this type of power plants always comprises only a smaller part of the flow-active flow width and can be arranged both on the bank side and in the middle region of the river. It is also advantageous if the thickness of the storage device is chosen to be rather small in relation to the width at least at the edge, furthermore slightly curved surfaces of storage walls or stagnation filters can bring further advantages. Now how do you optimally form a water flank? If the conditions already mentioned regarding the flow and the design of the damming elements are fulfilled, the water level in the area of the damming increases and something like a «water hill» flows through it. On the other hand, a large-scale lowering of the normal water level of the flowing river, ie a kind of "water hole", is created on the downstream side of the damming element. "Water Hill" and "Water Hole" thus multiply the usable height differences at the location of this power station congestion compared to the otherwise normal slope of the river. Since the flow in the river as a whole is never seriously blocked, the naturally occurring flow energy of the river adds up to the usable pressure difference that results from the partial impoundment at the lateral edges of the damming device (damming wall) to a dynamically forming water flank whose faster Flow can be used directly with suitable water turbines. It usually does not need any feeders, no tail units as in conventional run-of-river power plants. Therefore, water-flank power plants make sense especially where a continuous congestion of the river is not possible, but partial interventions for the generation of energy are perfectly tolerable and desirable. The most important advantages of operating a water-flank power plant are as follows: The river remains at a greater part of its total width for aquatic life, debris and driftwood, but also possibly for shipping and water sports passable at any time. The intervention in the «river» ecosystem is smaller and the necessary construction work can be done relatively easily and very limited to local ones. In addition, stowage walls or stacks of smaller plants could be easily anchored in the riverbed in the riverbed. If flow regulation is planned at the same time, this may possibly be supported by targeted site selection of the water flank power plant in the river, thus exacerbating the regulatory effect or ideally avoiding further regulatory measures.

[0004] Ferner besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, vorhandene Brückenpfeiler mit ergänzenden Einrichtungen zu versehen, dass dort kleinere Wasserflanken-Kraftwerk in vereinfachter Weise angebracht werden können. Zudem kann die flankenbildende Stauung auch in mobiler Weise von schwimmenden Einrichtungen (z.B. von Flossen die mit Tauen verankert) aus erfolgen. Für die Funktion solcher mobiler Kraftwerkeinheiten ist es nicht erforderlich, dass die Staueinrichtung unten bis zum Flussgrund reicht, was sich auch wiederum vorteilhaft auf Flusslebewesen und Geschiebetransport auswirkt. Furthermore, for example, there is the possibility to provide existing bridge pier with additional facilities that there smaller water-flare power plant can be mounted in a simplified manner. In addition, flanking stagnation can also be done in a mobile manner from floating devices (e.g., fins anchored with ropes). For the function of such mobile power plant units, it is not necessary that the storage device reaches down to the bottom of the river, which in turn has an advantageous effect on river life and bed load transfer.

[0005] Wasserflanken-Kraftwerke ermöglichen die Gewinnung elektrischer Energie aus Wasserkraft auch an Orten wo grössere Wasserkraftanlagen aus verschiedenen Gründen nicht mehr opportun sind. Auch kann ein vorhandenes Restpotential an Wasserkraft auf verhältnisweise einfache Weise, mit bescheidenen baulichen Eingriffen in vielen Kleinanlagen genutzt werden. So könnten beispielsweise auch Wehrablässe künftig so umgestaltet werden, dass der modifizierte Wehrablass temporär ein kleines Wasserflanken -Kraftwerk speist und so auch dieses Energiepotential neu teilweise nutzt. Wasserflanken-Kraftwerke unterstützen so auch das Bestreben nach vermehrt dezentraler Energieversorgung, was wiederum die vorhandenen Hochspannungsnetze entlastet. Water-flank power plants allow the production of electrical energy from hydropower in places where larger hydropower plants are no longer opportune for various reasons. Also, an existing residual potential of hydropower can be used in a relatively simple manner, with modest structural interventions in many small plants. In the future, for example, weeds could also be transformed in such a way that the modified weeping bladder temporarily feeds a small water-flank power plant and thus partially utilizes this energy potential. Water-flank power plants thus also support the endeavor to increasingly decentralized energy supply, which in turn relieves the existing high-voltage grids.

[0006] Fig. 1 zeigt in einer Übersicht in schematischer Form eine Auswahl von Anwendungen. Die einzelnen Zeichnungen zeigen jeweils einen Flussabschnitt 1 der Breite x, die Strömungsrichtung 2, die Staueinrichtung (Staumauer) 3 und die sich daraus ergebende nutzbare Wasserflanke 5. Die Wasserturbine 12 ist dabei im Normalfall immer auf der strömungsabgewandten Seite Staueinrichtung 3 angebracht und befindet sich daher mehrheitlich im Luftraum. Eine mögliche Lage der Turbinenanlage 12 ist hier jeweils schematisch als kleiner Kreis eingezeichnet. Fig. 1 shows an overview in a schematic form a selection of applications. The individual drawings each show a flow section 1 of width x, the flow direction 2, the storage device (dam) 3 and the resulting usable water flank 5. The water turbine 12 is normally mounted on the side facing away from the flow accumulator 3 and is therefore located mostly in the airspace. A possible position of the turbine installation 12 is shown here in each case schematically as a small circle.

[0007] In Fig. 1.1 sind nun einige Anordnungen mit Staueinrichtungen senkrecht und in Fig. 1.2 mit schräger Anordnung zur Hauptströmungsrichtung dargestellt. Fig. 1.3 zeigt noch eine kleine Auswahl von Mehrfach-Anlagen, die im Nebeneffekt auch als Teilmassnahme einer Flussregulierung dienen können, wobei zu diesem Zweck eher Anlagen im Mittelteil des Flusses zu bevorzugen sind. Abbildung 1.4 zeigt ferner, dass auch in Flusskurven (6) Anlagen möglich sind, die zusätzlich zur Strömungsbeeinflussung (z.B. für Geschiebeverlagerung) und zur Flussregulierung dienen können. In Fig. 1.1, some arrangements with storage devices are now shown vertically and in Fig. 1.2 with an oblique arrangement to the main flow direction. Fig. 1.3 shows a small selection of multiple systems, which can also serve as a partial measure of a flow regulation in the side effect, with preference being given to plants in the middle part of the river for this purpose. Figure 1.4 also shows that even in flow curves (6) plants are possible, which can additionally serve to influence the flow (for example for bed load transfer) and for flow regulation.

[0008] Fig. 2 zeigt nun in vereinfachter Form einen Schnitt durch ein Wasserflanken-Kraftwerk. Der Fluss hat im Beispiel einen Normalwasserstand vom Niveau 8, bei einem Flussgrund der sich im Bereich 7 befindet. Die partiell angeordnete Staumauer 3 führt nun dazu, dass sich der Wasserspiegel hinter der Staueinrichtung etwas aufwölbt und damit eine Art Wasserbuckel (9) entsteht. Anderseits fliessen nun die vorübergehend aufgestauten Wassermassen zu einer kräftigen Ausweichströmung über eine oder beide der seitlichen Kanten der Staueinrichtung beschleunigt weg - eine Wasserflanke entsteht. Eine kräftige Sogströmung im unteren Bereich der Wasserflanke senkt zusätzlich den Wasserspiegel im strömungsabgewandten Teil der Staumauer erheblich ab, sodass die freie Nutzhöhe der Wasserflanke 11 (auch Gefalle) damit nochmals erhöht wird. Dies führt dazu, dass ein ehemals sehr kleines Gefalle am Ort eines möglichen Wasserflanken-Kraftwerkes, in eine gut nutzbare Höhendifferenz gewandelt werden kann. Das Energiepotential einer Wasserflanke besteht ohnehin aus mehreren energieliefernden Komponenten, wobei die Bewegungsenergie des nebenan frei fliessenden Flusswassers als wichtige zusätzliche Komponente hinzukommt. Die Wasserflanke besteht normalerweise aus einer beschleunigten Strömung, die jeweils eine fast senkrechte, meist leicht gebogene natürlich geformte Wasserwand ausbildet, in dessen Randschichten (wie in den Bespielen dargelegt) eine oder mehrere Wasserturbinen (12) direkt eingreifen können. Vorteilhaft dürfte dabei sein, dass nur die zur Kraftübertragung relevanten Schaufeln der Wasserturbine 12 in die Wasserflanke 5 eingreifen und nicht viel Totwasser zusätzlich umgerührt werden muss, wie es bei herkömmlichen Turbinenanlagen öfters der Fall ist. Ferner können die weiteren nötigen und bekannten Zusatzeinrichtungen eines Wasserkraftwerkes (Getriebe, Generator, Steuereinheit, usw.) mit Vorteil ausserhalb des fliessenden Wassers im strömungsabgewandten Teil der Staumauer (meist im Luftraum, alternativ im Flussuntergrund, 14) untergebracht werden. Fig. 2 shows in simplified form a section through a water-flank power plant. The river has in the example a normal water level of the level 8, with a river bottom which is in the area 7. The partially arranged dam 3 now causes the water level behind the baffle bulges something and thus creates a kind Wasserbuckel (9). On the other hand, the temporarily accumulated masses of water now flow away acceleratedly over one or both of the lateral edges of the stowage device - a water flank arises. A strong suction flow in the lower part of the water flank also reduces the water level in the downstream part of the dam significantly, so that the free usable height of the water flank 11 (also falling) is thus increased again. As a result, a formerly very small gradient at the location of a possible water-flank power plant can be converted into a usable height difference. In any case, the energy potential of a water flank consists of several energy-supplying components, with the kinetic energy of the next-generation free-flowing river water being added as an important additional component. The water flank usually consists of an accelerated flow, each of which forms an almost vertical, usually slightly curved, naturally shaped water wall, in whose marginal layers (as outlined in the examples) one or more water turbines (12) can intervene directly. It should be advantageous that only relevant to the power transmission blades of the water turbine 12 engage in the water flank 5 and not much dead water must be stirred in addition, as is often the case with conventional turbine systems. Furthermore, the other necessary and known additional equipment of a hydroelectric power plant (transmission, generator, control unit, etc.) with advantage outside of the flowing water in the downstream part of the dam (usually in the airspace, alternatively in the riverbed, 14) are housed.

[0009] In Fig. 3 ist im Grundriss die seitliche Abflusskante 16 einer Staueinrichtung 3, die Wasserflanke 5 mit der Wasserturbine 12 vereinfacht dargestellt. Die Halteeinrichtung 17 der Wasserturbine 12 ist hier in verstellbarer (18) Ausführungsform eingezeichnet, anderseits ist der Wasserabweiser 16 feststehend montiert vorgesehen. Die verstellbare Ausführungsform 18 eignet sich auch, um die Wasserturbine bei extremen Hochwassern mit grossem Schwemmholzaufkommen kurzzeitig in eine sichere Warteposition zu bringen. Um in geringerem Umfange Schwemmgut von der Turbine fernzuhalten genügt in bekannter Weise ein Rechnen. Man sieht auch, dass die Schaufeln der Wasserturbine nur in jene Teile der Wasserflanke 5 eingreift, die leicht und effizient nutzbar sind. In Fig. 3, the lateral outflow edge 16 of a storage device 3, the water flank 5 is shown simplified with the water turbine 12 in plan. The holding device 17 of the water turbine 12 is shown here in an adjustable (18) embodiment, on the other hand, the Wasserabweiser 16 is provided fixedly mounted. The adjustable embodiment 18 is also suitable to bring the water turbine in extreme floods with large amounts of driftwood for a short time in a safe waiting position. In order to keep flooding to a lesser extent from the turbine in a known manner is sufficient for a calculation. It can also be seen that the blades of the water turbine only intervene in those parts of the water flank 5 that are easy and efficient to use.

[0010] In Fig. 4 wird ebenfalls im Grundriss ein doppelteiliges Wasserflanken-Kraftwerk in der Übersicht gezeigt, wie es im Umfeld von Pfeilern 19 (z.B. auch Brückenpfeilern) oder Pfählen in Flüssen als Kleinanlage Anwendung finden könnte. In der Zeichnung erkennt man den Pfeiler 19, den Wasserabweiser 20, die Halteinrichtung 17, die Wasserturbinen 12 (Gehäuse mit den weiteren Kraftwerkseinrichtungen oberhalb bei 13) und die sich natürlich ausbildenden Wasserflanken 5. Die weitere Funktion dieser Anlage ist prinzipiell die gleiche, wie schon vorgängig dargelegt. 4 also shows a plan view of a double-section water-flank power plant, as it might be used in the vicinity of piers 19 (for example also bridge piers) or piles in rivers as a small-scale installation. In the drawing you can see the pillar 19, the Wasserabweiser 20, the holding device 17, the water turbines 12 (housing with the other power plant facilities above at 13) and the naturally forming water flanks 5. The other function of this system is in principle the same, as already previously stated.

[0011] Wie man heute oft standardisierte Windkraftanlagen entlang von Küsten und Hügelzügen in grosser Anzahl rasch aufbaut, wird es dereinst vielleicht möglich sein, vorgefertigte «Pfahl-Kraftwerke» im Rammverfahren effizient und kostengünstig in geeigneten Flussläufen in grösserer Anzahl einzusetzen. Wasserflanken-Kraftwerke scheinen sich für solche Zwecke auch als Gruppenanlagen besonders gut zu eignen. How to build today often standardized wind turbines along coastlines and hills in large numbers quickly, it may one day be possible to use prefabricated «pile-power plants» in the ramming process efficiently and inexpensively in suitable rivers in larger numbers. Water-flank power plants also seem to be particularly well suited for such purposes as group installations.

[0012] In Fig. 5 ist jeweils die seitliche Abflusskante einer Staueinrichtung 2 in drei Beispielen etwas genauer dargestellt. Es hat sich gezeigt, dass die Qualität und Dynamik einer Wasserflanke nicht nur von Wassermenge, Gefalle und von der vorhandenen Strömungsgeschwindigkeit des Flusses abhängig ist, sondern auch durch eine geschickte formliche Ausbildung der seitlichen Kanten an der Staueinrichtung und durch weitere subtile Regulierungsmöglichkeiten nachhaltig beeinflusst werden kann. Im Allgemeinen eignen sich schmale, spitze Kanten besser, als beispielsweise breite, rundliche Mauerköpfe ohne eigentliche Abrisskante für die Strömung. In Fig. 5.1 ist ein Beispiel eines Mauerkopfes (3) mit einem spitzwinkligen Stahlkopf 21 dargestellt. In den Fig. 5.2 und 5.3 sind nun noch zwei grundsätzliche Möglichkeiten von verstellbaren Einrichtungen im Bereich der seitlichen Mauerköpfe vereinfacht dargelegt. In Fig. 5.2 erkennt man eine Staueinrichtung 3 deren Gesamtbreite durch einen ausfahrbaren Kantenabweiser 22 (meist als Wandstück ausgebildet) den veränderten Bedingungen bezüglich Wasseraufkommen oder den jeweiligen Erfordernissen des Kraftwerksbetriebs leicht angepasst werden kann. Wird dieser Kantenabweiser als ausfahrbares Wandstück ausgebildet, lässt sich damit die Breite der Staueinrichtung an sich vergrössern oder verkleinern. Dies kann auch nützlich sein, wenn beispielsweise ein ausserordentliches Hochwasser eintritt und die Turbine zu zerstören droht. So kann damit auch die Turbine indirekt aus dem Bereich der Wasserflanke entfernt und in eine sichere Warteposition gebracht werden. Eine weitere Möglichkeit eine Turbine aus einer gefährlichen Strömung zu nehmen besteht darin, sie in den darüber liegenden Luftraum anzuheben. In Fig. 5.3 ist nun die Abrisskante selbst in ihrer Lage und ihrem Winkel verstellbar, was vor allem zur Feinabstimmung im Zusammenspiel mit Wasserturbinen von grossem Nutzen sein kann. So erübrigen sich unter Umständen eine weitere Verstellmöglichkeiten im Bereich der Halteeinrichtung 17 der Turbine. Drehbare Wasserabweiser können auf die Wasserflanke 5 sehr subtil Einfluss nehmen, sind technisch relativ einfach realisierbar und wenig störungsanfällig. Wie in den Patentansprüchen dargelegt, gibt es noch weitere Möglichkeiten die Flankenausbildung durch geeignete Massnahmen günstig zu beeinflussen. In Fig. 5, the lateral discharge edge of a storage device 2 in each case is shown somewhat more precisely in three examples. It has been shown that the quality and dynamics of a water flank is not only dependent on the amount of water, the gradient and the flow velocity of the river, but can also be sustainably influenced by skillful formal formation of the lateral edges on the stowage facility and by further subtle regulation possibilities , In general, narrow, sharp edges are better suited than, for example, broad, roundish wall heads without any actual spoiler lip for the flow. In Fig. 5.1 an example of a wall head (3) with an acute-angled steel head 21 is shown. In FIGS. 5.2 and 5.3, two basic possibilities of adjustable devices in the region of the lateral wall heads are now simplified. In Fig. 5.2 can be seen a stowage device 3 whose overall width can be easily adapted by an extendable Kantenabweiser 22 (usually designed as a wall piece) the changed conditions with respect to water or the respective requirements of the power plant operation. If this edge deflector is designed as an extendable wall piece, the width of the stowage device can thereby be increased or reduced in size. This can also be useful if, for example, an extraordinary flood occurs and threatens to destroy the turbine. This also allows the turbine to be removed indirectly from the area of the water flank and brought to a safe standby position. Another way to take a turbine out of a dangerous current is to lift it into the overlying airspace. In Fig. 5.3, the trailing edge is now adjustable in its position and its angle, which can be of great use especially for fine tuning in interaction with water turbines. Thus, under certain circumstances, a further adjustment in the area of the holding device 17 of the turbine is unnecessary. Rotatable water deflectors can influence the water flank 5 very subtly, are technically relatively easy to implement and little susceptible to interference. As stated in the claims, there are other ways to influence the flank formation by appropriate measures favorable.

LegendeLegend

[0013] <tb>1<SEP>Fluss, Flussbreite <tb>2<SEP>Strömung, Strömungsrichtung <tb>3<SEP>Staueinrichtung (Staumauer) <tb>4<SEP>Staueinrichtung gekrümmt <tb>5<SEP>Wasserflanke <tb>6<SEP>Kurve im Fluss <tb>7<SEP>Flussbegrenzung (Flussgrund, Ufer) <tb>8<SEP>Wasserstand im Mittel (ohne Eingriffe im Fluss) <tb>9<SEP>örtliche Wassererhebung («Wasserbuckel») <tb>10<SEP>Sogwasser Bereich (abgetieft) <tb>11<SEP>nutzbare Höhe der Wasserflanke <tb>12<SEP>Wasserturbine (schematisch) <tb>13<SEP>Gehäuse für Getriebe, Generator und Kraftwerkzusatzeinrichtungen <tb>14<SEP>...alternative Lage <tb>15<SEP>Drehpunkt <tb>16<SEP>Wasserabweiser fest montiert <tb>17<SEP>Halteeinrichtung für Wasserturbine <tb>18<SEP>Halteeinrichtung verstellbar <tb>19<SEP>Pfeifer im Flussgrund verankert <tb>20<SEP>Wasserabweiser für Pfeiler <tb>21<SEP>Wasserabweiser spitzwinklig (auch als Kantenschutz) <tb>22<SEP>Wasserabweiser ausfahrbar <tb>23<SEP>Wasserabweiser drehbar[0013] <tb> 1 <SEP> River, river width <tb> 2 <SEP> flow, flow direction <tb> 3 <SEP> Stowage facility (dam) <tb> 4 <SEP> Stowage device curved <Tb> 5 <September> Water edge <tb> 6 <SEP> Curve in the river <tb> 7 <SEP> River boundary (river bottom, shore) <tb> 8 <SEP> Mean water level (without river intervention) <tb> 9 <SEP> local water elevation («water hump») <tb> 10 <SEP> suction water area (depressed) <tb> 11 <SEP> usable height of the water flank <tb> 12 <SEP> Hydro Turbine (schematic) <tb> 13 <SEP> Enclosures for transmission, generator and power plant ancillary equipment <tb> 14 <SEP> ... alternative location <Tb> 15 <September> pivot <tb> 16 <SEP> Water deflector firmly mounted <tb> 17 <SEP> Holding device for water turbine <tb> 18 <SEP> Adjustable holding device <tb> 19 <SEP> Whistler anchored in the river bottom <tb> 20 <SEP> Water deflector for pillars <tb> 21 <SEP> Water deflector acute-angled (also as edge protection) <tb> 22 <SEP> Water deflector extendable <tb> 23 <SEP> Rotatable water deflector

Claims (10)

1. System zur Wasserkraftnutzung primär zur Gewinnung von elektrischer Energie in eher breiteren Flüssen mit grösserem Wasseraufkommen oder anderer geeigneter Fliessströmung, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Betriebssystem aus dem Zusammenspiel folgender Parameter ergibt: einer in Fliessrichtung der Strömung (2) nur partiell angelegten Stauung (3), dem eher vertikalen seitlichen Abfluss aus dieser Stauzone in Form einer sich mehrheitlich natürlich ausbildenden Wasserflanke (5), dessen Druck- und Strömungsenergie durch eine in diese Flanke eingreifende Wasserturbine (12) direkt abgenommen wird. Dieses Gesamtsystem zur Wasserkraftnutzung wird nachfolgend Wasserflanken-Kraftwerk genannt.1. System for the use of hydropower primarily for the production of electrical energy in rather wider rivers with greater water flow or other suitable flow, characterized in that the operating system results from the interaction of the following parameters: a in the direction of flow of the flow (2) only partially applied stowage ( 3), the more vertical lateral outflow from this congestion zone in the form of a majority naturally forming water flank (5), the pressure and flow energy is removed directly by an engaging in this flank water turbine (12). This total system for hydropower utilization is called water flank power plant below. 2. Wasserflanken-Kraftwerk gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtsystem auch aus mehreren Wasserflanken und/oder direkt eingreifenden Wasserturbinen bestehen kann, wobei die Achsen der Wasserturbinen im Normalfall im Luftraum neben den Wasserflankenwänden angeordnet werden und das Schaufelsystem der Turbinen (12) nur einseitig in die Wasserflanke (5) eingreift.2. Water flare power plant according to claim 1, characterized in that the entire system may also consist of several water flanks and / or directly intervening water turbines, the axes of the water turbines are normally arranged in the air space next to the water flank walls and the blade system of the turbines (12). only one side into the water flank (5) engages. 3. Wasserflanken-Kraftwerk gemäss Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Gesamtsystem auch bei Anströmung aus der entgegengesetzten Richtung funktionsfähig bleibt, das bedingt, dass gleichartige Wasserturbinen mit ihren Steuer- und Hilfseinrichtungen entsprechend beidseits der Staueinrichtung wahlweise in Betrieb genommen werden können (z.B. für Gezeitenkraftwerk).3. Water-flank power plant according to claims 1 or 2, characterized in that the entire system remains functional even when it flows from the opposite direction, which requires that similar water turbines with their control and auxiliary equipment corresponding to both sides of the storage device can be selectively put into operation ( eg for tidal power plant). 4. Wasserflanken-Kraftwerk gemäss Anspruch 1 und eventuell weiterer der vorgängig angeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Staueinrichtung von oben betrachtet zur Anströmrichtung (2) rechtwinklig (Fig. 1.1 ) oder schräg (1.2) angeordnet wird und nebst einer geraden, auch eine leicht gekrümmte (Fig. 1.4 ) oder wellenartige Grundform aufweisen kann.4. Water-flank power plant according to claim 1 and possibly further of the preceding claims, characterized in that the stowage device viewed from above to the direction of flow (2) at right angles (Fig. 1.1) or obliquely (1.2) is arranged and in addition to a straight, also a may have slightly curved (Fig. 1.4) or wave-like basic shape. 5. Wasserflanken-Kraftwerk gemäss Anspruch 1 und eventuell weiterer der vorgängig angeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Wasserturbinen mit lotrechter oder leicht geneigter Achse zur Oberfläche der Wasserflanke mittels automatischer Steuereinrichtungen (Fig. 3 ) in zweckdienlicher und an sich bekannter Weise ziemlich konstant gehalten wird.5. Water-flare power plant according to claim 1 and possibly further of the preceding claims, characterized in that the distance of the water turbines with vertical or slightly inclined axis to the surface of the water flank by means of automatic control devices (Fig. 3) in a convenient and well-known manner pretty much is kept constant. 6. Wasserflanken-Kraftwerk gemäss Anspruch 1 und eventuell weiterer der angeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale, flankenbildende Kante der Staueinrichtung mit oder ohne Profilierung verstellbar (Fig. 5.2 ,18) ausgebildet wird, um so die Wasserflanken Ausbildung subtil zu steuern, um nebst betrieblichen Erfordernissen die Hochwassersicherheit der Wasserturbine zu gewährleisten und/oder allenfalls auch einer Teilmassnahme zur Flussregulierung zu dienen.6. Water-flank power plant according to claim 1 and possibly further of the cited claims, characterized in that the vertical, flank-forming edge of the stowage device with or without profiling adjustable (Fig 5.2, 18) is formed so as to control the water flanks training subtle in order to ensure the flood protection of the water turbine in addition to operational requirements and / or at most to also serve as a partial measure for regulating the flow. 7. Wasserflanken-Kraftwerk gemäss Anspruch 1 und eventuell weiterer der vorgängig angeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Staueinrichtung als Ganzes ähnlich einem Schleusentor schwenkbar ausgebildet ist, um so dem unterschiedlichen Wasseraufkommen und /oder den Erfordernissen einer Flussregulierung vorteilhaft gerecht zu werden.7. Water-flank power plant according to claim 1 and possibly further of the preceding claims, characterized in that the accumulation device is designed as a whole similar to a floodgate pivotally, so as to meet the different water supply and / or the requirements of flow regulation advantageous. 8. Wasserflanken-Kraftwerk gemäss Anspruch 1 und eventuell weiterer der vorgängig angeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flankenbildende Stauelement primär aus einem oder mehreren vorhandenen (z.B. Brückenpfeilern) oder neu in den Flussgrund eingesetzten und in der Strömung (2) stehenden Pfeilern (19) besteht.8. Water flare power plant according to claim 1 and possibly further of the preceding claims, characterized in that the flank-forming storage element primarily from one or more existing (eg bridge piers) or newly inserted into the river bottom and in the flow (2) standing pillars (19 ) consists. 9. Wasserflanken-Kraftwerk gemäss Anspruch 1 und eventuell weiterer der vorgängig angeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Staueinrichtung aus einem oder mehreren verankerten, aber in der Gewässerströmung schwimmenden flossartigen Teilen besteht, dessen Staubereich unten zum Flussgrund normalerweise einen Abstand aufweist.9. Water-flank power plant according to claim 1 and possibly further of the above-cited claims, characterized in that the storage device consists of one or more anchored, but floating in the water flow flow-like parts, the storage area below the river bottom usually has a distance. 10. Wasserflankenkraftwerk gemäss Anspruch 1 und eventuell weiterer der vorgängig angeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung primär oberhalb der Wasserturbine (12) zusätzliche feststehende oder bewegliche Leiteinrichtungen (z.B. Leitbleche, Kanäle, usw. angebracht werden, welche in Strömungsrichtung den Zufluss zur Wasserflanke und zur Wasserturbine zusätzlich vorteilhaft beeinflussen können.10. Water flank power plant according to claim 1 and possibly further of the preceding claims, characterized in that in the flow direction primarily above the water turbine (12) additional fixed or movable guide devices (eg baffles, channels, etc. are attached, which in the flow direction the inflow to the water flank and can additionally advantageously influence the water turbine.