Startups wie Smart Hydro Power setzen auf Strombojen und Mini-Kraftwerke
Die Energiewende in Deutschland und der Welt verlangt innovative Ideen und Ansätze. Innovationen wie sie oft von jungen Startups mit ganz interessanter Historie kommen. So zeigt sich derzeit gerade, dass es einige neuartige Technologien gibt, bei denen die Wasserkraft (Wasserenergie) für Mikro-Kraftwerke genutzt wird. Von Strombojen und 300-kg-Turbinen für Bayern und Peru.
Smart Hydro Power: Pionier für Mini-Wasserkraftwerke
Die Smart Hydro Power GmbH ist ein kleines Startup aus Bayer, das eine Anschubfinanzierung vom High-Tech-Gründerfonds sowie dem bayerischen Wirtschaftsministerium von ca. 880.000 Euro erhielt. Im April hat Smart Hydro Power das eigene Mini-Kraftwerk für Flüsse mit einer Fließ-Geschwindigkeit von 3 m/s der Öffentlichkeit präsentiert. 12.000 Euro kostet ein derartiges Minikraftwerk, das dafür drei Haushalte komplett energieautark machen soll – Amortisationszeit? Maximal fünf Jahre.
Die Vorteile des Propellers für Flüsse liegen auf der Hand: Ohne Getriebe und so konstruiert, dass auch technische Laien es in Betrieb nehmen können, sorgt das Mini-Kraftwerk für saubere Energie an Flüssen. Insbesondere in Regionen, etwa in Peru oder Brasilien, in denen die Menschen noch keine Versorgung mit Energie haben, kann Smart Hydro Power einen wichtigen Beitrag leisten: Kein Wunder also, dass der Erstkunde des Startups, Rafael Castillo, der Energieminister des Föderal-Staates San Martin aus Peru ist.
Seine Idee hatte Karl Kolmsee, der Erfinder von Smart Hydro Power, der zuvor Biogasanlagen baute, als er bei einer Geschäftsreise in Peru auf die Idee kam, dass für einige Gegenden Mini-Wasserkraftwerke sinnvoller sein könnten als Biogasanlagen. Inzwischen bekommt sein Unternehmen viele Anfragen – auch aus Deutschland. In wenigen Monaten soll die Serienfertigung der Mini-Wasserturbinen beginnen.
Die Strom-Boje von Aqua Libre
Eine ähnliche Idee etwas größerer Dimension setzt derzeit das österreichische Startup Aqua Libre um: Mit der Strom-Boje, die aktuell im dritten Prototyp existiert, könnten in Reihe geschaltete Wasserkraftwerke gebaut werden. Bei der Strom-Boje handelt es sich um ein Kraftwerk mit Horizontalachs-Rotor, der in einem trichterförmigen Strömungskanal an Seilen befestigt in Fließgewässern frei schwebt.
Die genaue Funktionsweise der Strom-Boje erkennt man im Video:
Die Strom-Boje ist nach Angaben der Entwickler derzeit das einzige Strömungswasserkraftwerk, das ein großes Hochwasser unbeschadet und ohne Verklausung überstanden hat und das bei Hochwasser auch dann noch Strom liefert, wenn die klassischen Wasserkraftwerke abgeschaltet werden müssen. Die Strom-Boje kann – anders als herkömmliche Wasserkraftwerke – von Fischen in beiden Richtungen passiert werden. Mit vierfach vergrößerter Querschnittsfläche liefert die Turbine nach Angaben der Tüftler (2010) bei 2 m/s immerhin 6,5 kW, bei 3,5 m/s bis zu 30 kW ins Netz.
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Die Stromboje ist sicher eine funktionstüchtige Innovation, die sich als Produkt am Markt nur in ihrer Wirtschaftlichkeit, die bisher über die Verbrauchersubvention angestrebt wird, behaupten dürfte.
Der Hersteller gibt bei einem 2,5 m-Rotor eine Leistung P von 70 kW bei einer Fließgeschwindigkeit v von 3,50 m/s an. Diese lässt sich hydromechanisch nach der Formel P = 1/2 *A*cp*v³*ρ*η = 0,4*4,91*0,59*1,0*0,9 = 55,88 kW nicht nachweisen.
Der Leistungsbeiwert cp beträgt maximal 0,59 und dürfte schwer zu erreichen sein. Ebenso der Wirkungsgrad η von 0,9, der nur bei einer Zwangsführung des Triebwassers wie z.B. bei der Rohrturbine möglich wird.
Der Diffusor ergibt nach der Fachliteratur etwa eine Leistungssteigerung von 10 %.
Eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit dürfte dieser ausschließen, da das Venturi-Prinzip mit Verengung des Fließquerschnitts nur in geschlossenen Systemen wirksam wird.
Die Verankerungsstelle setzt eine Mindestwassertiefe von > 3,00 m auch bei Niedrigwasser sowie eine Mindestfließgeschwindigkeit von etwa 1,50 m/s für eine Leistung von 5 kW voraus. Die meisten Flüsse dürften an den wenigsten Stellen Strömungen von 3,50 m/s und wenn, dann nur bei Hochwasser aufweisen.
Dazu, da sich in bisherigen Veröffentlichungen keine Wirtschaftlichkeitsaussagen finden, einige Anmerkungen. Bei einer wahrscheinlichen Durchschnittsleistung von 15 kW beträgt bei einem geplanten Absatzpreis von 250.000 € die Investitions-Kennzahl 16.700 €/kW. Bei dieser errechnet sich ein möglicher Umsatz von 0,12*15*8760*0,9 = 14.191 €, dem bei Bewirtschaftungskosten von z.B. 10 % (AfA- und Kapitalkosten ohne Verwaltungs- und Betriebskosten) 25.000 € gegenüberstehen.
Hele