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Wasserturbine selber bauen - so entsteht ein Wasserkraftwerk

Im Jungenalter hat sicher der eine oder andere von Ihnen einen nahen Bach gestaut und ein kleines Wasserrad montiert. Strom wurde damit zwar nicht produziert, doch ist das mit einem entsprechenden Generator, einer kleinen Wasserturbine und einem Umformer realisierbar. Wollen Sie ein privates Wasserkraftwerk selber bauen und nutzen, bedarf es einer Genehmigung gemäß Wasserecht.

Turbinenrad für Wasserkraftwerk
Turbinenrad für Wasserkraftwerk © Paul-Georg Meister / Pixelio

Was Sie benötigen:

  • ein fließendes Gewässer
  • eine wasserechtliche Genehmigung
  • eine Wasserturbine (Wasserrad mit Blechschaufeln)
  • einen Gleichstrom- oder Wechselstromgenerator
  • eine Verbindungswelle Wasserrad-Generator
  • Stromspeicher (Batterien) oder
  • eine Synchronisationsschaltung
  • Kleinmaterial (Elektrokabel, Schrauben, etc.)

Mini-Wasserkraftwerke gibt es in unterschiedlichen Varianten. Dazu zählen auch sogenannte Inselanwendungen, die zum Einsatz kommen können, wenn die öffentliche Stromversorgung nicht möglich ist. Ob es sich lohnt, eine Wasserturbine beziehungsweise ein ganzes Kraftwerk zu bauen, hängt von den wasserrechtlichen und örtlichen Gegebenheiten ab.

Wasserräder als die einfachste Form einer Wasserturbine

  • Die einfachste Wasserturbine ist das Wasserrad. Sie kennen Wasserräder an Wassermühlen. Sie werden schon seit mehr als 7000 Jahren zum Schöpfen von Wasser eingesetzt.
  • Später benutzte man sie zum Antrieb von Getreidemühlen. Wasserräder können Sie unterteilen in unterschlächtig (große Räder) und oberschlächtig (Räder der mitteleuropäischen Mühlen).
  • Heute wird die Wassermühle als Kleinkraftwerk interessant, sie benötigen lediglich einen entsprechenden Generator zur Stromerzeugung. Als Besitzer einer Wassermühle müssen Sie sich allerdings mit aufwendigen Genehmigungsverfahren herumschlagen. Die dezentrale Stromgewinnung wird von der EU hingegen gefördert.
  • Ein Wasserrad zur Stromerzeugung können Sie als Stoßrad, Schaufel- und Zellenrad bauen. Die jeweilige Konstruktion ist davon abhängig, wie viel Wasser und mit welchem Gefälle es zur Verfügung steht.

Wassermühle für eine dezentrale Stromerzeugung umbauen

  • Zunächst müssen Sie ein Wasserrad bauen. Sollen die Schaufeln des Rades horizontal in den Fluss oder Kanal eintauchen, brauchen Sie ein Stoßrad. Damit nutzen Sie die Bewegungsenergie des Wassers, eine schon seit Jahrhunderten bekannte Technik.
  • Einfache Räder können Sie mit speziell gebogenen Blechschaufeln fertigen, da diese einen besseren Wirkungsgrad erzielen als die früher gebräuchlichen Holzbretter.
  • Führen Sie das Wasser in Nabenhöhe oder von oben zu, bauen Sie ein Zellenrad oder Schaufelrad. Ausreichend Wasser und ein bestimmtes Gefälle müssen vorhanden sein, wenn Sie das Wasser von oben zuführen wollen. 
  • Ihr Wasserrad wird durch die Kraft des Wassergewichts in Bewegung versetzt. Damit Ihre Wasserturbine stillstehen kann, müssen Sie das Wasser am Rad vorbeileiten können.
  • Damit sich die Wasserkraft in Energie beziehungsweise Strom umwandeln kann, verbinden Sie die Antriebswelle Ihrer Wasserturbine mit der Welle am Generator. Ein Getriebe kann unter Umständen die Umdrehungszahl beim Generator erhöhen.
  • Als Generator können Sie den Gleichstromgenerator (liefert Gleichstrom), den Synchrongenerator oder Asynchrongenerator (liefern Wechselspannung) einsetzen.

Besteht kein Anschluss an das öffentliche Stromnetz, ist die Zwischenspeicherung in Batterien möglich. Für die Einspeisung ins öffentliche Netz wird eine Synchronisationsschaltung notwendig. 

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