WPOT

Das vorgestellte Verfahren WPOT dient der Quantifizierung und Lokalisierung von
Wasserkraftpotenzialen. Ursprünglich wurde es entwickelt zur Quantifizierung der Potenziale von Kleinwasserkraft. Es ist einfach in der Benutzung sowie für verschiedene Regionen und für verschiedene Stufen der Skalierung anwendbar. In drei Anwendungsbeispielen konnte eine gute Übereinstimmung mit
Bestandsdaten und Angaben aus der Literatur erzielt werden (vgl. Veröffentlichung Broich 2011). Es lassen sich zahlreiche Größen ermitteln wie zum Beispiel potentielle Leistung, potentielle Stromerzeugung, nutzbare Leistung, nutzbare Stromerzeugung, Anzahl der Kraftwerkseinheiten, mittlere Leistung pro Kraftwerkseinheit sowie der Anteil der Kleinwasserkraft < 1MW. Viele der Ergebnisse sind ordnungsbezogen, d.h. sie lassen sich einer Gewässerordnung zuweisen. Hierdurch ist eine grobe Lokalisierung möglich.

Der Rechengang ist bewusst einfach gestaltet. Die Topologie des betrachteten Flussgebiets wird idealisiert. Ausgehend vom Hauptgewässer mit der Ordnung 0 verzweigen symmetrisch weitere Flussarme, welche wiederum von kleineren Nebengewässern gespeist werden können. In nebenstehender Abbildung ist beispielhaft eine Flusstopologie mit den Ordnungszahlen 0, 1 und 2 und den jeweiligen Teilungen n(0)= 2, n(1)= 2 und n(2)= 1 dargestellt. Eine Verzweigung über die Ordnungszahl 3 hinaus ist i.d.R. nicht sinnvoll, weil die Abflüsse auf der untersten Ebene (Ordnungszahl>3), dann zu
gering werden um eine wirtschaftliche Wasserkraftnutzung zu erlauben (Q < ca. 0,2 m³/s). Die Flusstopologie wird über die Ordnungszahlen i, die zugeordneten Teilungszahlen n(i) und die zugeordneten Flusssegmentlängen l(i) definiert. Am Wurzelpunkt ist der mittlere Jahresabfluss MQ vorzugeben. Wenn ein Flussabschnitt betrachtet wird ist auch am Kopfpunkt des Hauptgewässers
der mittlere Abfluss vorzugeben. Das Flussniveau an Wurzelpunkt und Kopfpunkt legt über wählbare Ansatzfunktionen die Sohlenhöhen im gesamten Gebiet fest. Derzeit ist eine exponentiell ansteigende und eine lineare Ansatzfunktion wählbar. Sprunghafte Anstiege sind nicht vorgesehen. Die Anwendbarkeit des Verfahrens beschränkt sich daher auf den Talraum. Die Abflussverteilung
geschieht durch segmentweise Rückrechnung unter Verwendung der Einflussbreite bE. Die Einflussbreite ergibt sich aus dem Zusammenhang bE= ltot / AE . Wobei AE die Fläche des Einzugsgebiets und ltot die Summe aller Flusssegmentlängen ist. Zur Kontrolle kann der mittlere Jahresniederschlag eingegeben werden. Der Abflussbeiwert kann in diesem Fall unter Berücksichtigung der Einzugsgebietsfläche und dem mittleren Abfluss MQ berechnet werden. Die Berechnungsnahmen sind richtig gewählt, wenn der Abflussbeiwert übliche Werte annimmt. Die potentielle Leistung kann nun mit Hilfe der vorliegenden Abfluss- und Sohlenhöhenverteilung berechnet werden. Die Werte werden ordnungsweise akkumuliert und ausgegeben. Die potentielle
Leistung kann wegen Verlusten und anderer allgemeiner Einschränkungen nie vollständig erzielt werden. Die tatsächlich nutzbare Leistung lässt sich näherungsweise ermitteln, wenn die Verluste aus Reibung, die mögliche Ausbaudichte und der Dauernutzungsgrad in die Berechnung einbezogen
werden. Der Dauernutzungsgrad wird aus einem Leistungsplan für das jeweilige Kraftwerk ermittelt. Es empfiehlt sich einheitliche Werte zu verwenden, die sich an Angaben zu vorhandenen Anlagen orientieren.

Web-Master Letze Änderung am : 31/10/14