Stegmühle
Ein Beispiel für regenerative Stromerzeugung aus Wasser
Geschichte
Der Name rührt wohl daher, dass der Weg zur Mühle über einen Steg der Glonn führte. Sie wurde erstmals im Jahr 1501 namentlich als Eigentum der Pienzenauer Fugger erwähnt. Etwa 100 Jahre später nahmen die damaligen Besitzer zusätzlich zur Getreidemühle eine durch Wasserkraft angetriebene Säge in Betrieb. Baron Büsing aus Zinneberg kaufte die Mühle 1903. Er legte Mahlstühle und Sägewerk still und baute die Mühle für die Elektrifizierung und Wasserversorgung von Kloster Zinneberg um. Seit 1956 betreibt die Elektrizitätsgenossenschaft Frauenreuth die Anlage, die später in Stegmühlengenossenschaft umbenannt wurde.
Technik
Bei nutzbarem Wassergefälle von 4,1 m bildet die Francis-Turbine, Baujahr 1906 , das Herzstück der Anlage. Sie treibt über eine Transmission einen Generator und Pumpen an, die den Zinneberger Weiher mit Wasser versorgen. Der Strom wird in das öffentliche Netz gespeist.
Ertrag
Der Generator mit einer Nennleistung von 7,5 kW erzeugt 52.000 kWh elektrische Energie pro Jahr für ca. 15 Haushalte.
Diese effziente Anlagentechnologie verbindet handwerkliche Qualitätsarbeit mit zeitloser Ästhetik.
Weitere Informationen
Wasser – eine natürliche Energiequelle (Teil 3)
Wasser und Arbeit = Energie
Wie kann Wasser Arbeit leisten? Welche Eigenschaften des Wassers sind für diese Aufgabe nutzbar?
- Volumen
Ein gefüllter großer Wassertank wiegt mehr als ein kleiner. Ein großes Volumen enthält ein großes Gewichtspotential. - Höhe
Mit jedem Höhenmeter gewinnt ein Wassertank einen Zuwachs der Lageenergie (potentielle Energie). - Strömungsquerschnitt
Bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit verursacht ein großer Querschnitt einen großen Massenstrom, ein kleiner Querschnitt nur einen kleinen Massenstrom. - Fließgeschwindigkeiten
Bei konstantem Strömungsquerschnitt ändert sich der Massenstrom proportional zur Fließgeschwindigkeit, d.h. je höher die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers ist, desto größer ist der Massenstrom.
Zusammengefasst bedeutet das: Das Arbeitsvermögen von Wasser wächst mit der zur Verfügung stehenden Flüssigkeitshöhe (Fallhöhe), dem Strömungsquerschnitt und der Strömungsgeschwindigkeit. Die Abbildung links zeigt ein Wasservolumen im Ruhezustand. Die Flüssigkeitssäule der Höhe h drückt senkrecht auf die Bodenfläche des Behälters. Eine Wassersäule von 1 m Höhe übt auf die Bodenfläche einen Druck von 10 Newton pro Quadratzentimeter aus (10 N/cm²). Physikalisch ist die verrichtete Arbeit gleich Null.
Zusammengefasst bedeutet das: Das Arbeitsvermögen von Wasser wächst mit der zur Verfügung stehenden Flüssigkeitshöhe (Fallhöhe), dem Strömungsquerschnitt und der Strömungsgeschwindigkeit. Die Abbildung unten zeigt ein Wasservolumen im Ruhezustand. Die Flüssigkeitssäule der Höhe h drückt senkrecht auf die Bodenfläche des Behälters. Eine Wassersäule von 1 m Höhe übt auf die Bodenfläche einen Druck von 10 Newton pro Quadratzentimeter aus (10 N/cm²). Physikalisch ist die verrichtete Arbeit gleich Null.
In der folgenden Abbildung ist eine Öffnung am Behälterboden. In der Folge strömt Wasser aus, getrieben durch den Druck der Flüssigkeitssäule. Die Strömungsgeschwindigkeit v ist proportional zur Füllhöhe h. Nimmt die Füllhöhe ab, sinkt der Druck und damit die Stömungsgeschwindigkeit. Soll der Wasserdurchsatz konstant sein, muss die Wassersäule immer das gleiche Niveau haben. Das wird erreicht, indem die auslaufende Wassermenge oberhalb ständig ersetzt wird: das Prinzip aller fließenden Gewässer.
Für die Nutzung der Wasserkraft ist eine weitere Eigenschaft des Wassers von Bedeutung: Wasser lässt sich nicht verdichten. Die Abbildung zeigt, was geschieht, wenn ein Wasserstrahl senkrecht auf ein Schaufelrad trifft. Die Kraft, durch die das Schaufelrad bewegt wird, ergibt sich aus dem Produkt von Massenstrom und Geschwindigkeit.
In der Physik ist Energie die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten:
Energie = Arbeit = Kraft x Wegstrecke
Die Einheit für Arbeit und Energie (also auch Wärmemenge) ist das Joule. Ein Joule entspricht einem Newtonmeter bzw. einer Wattsekunde: 1 Nm = 1 Ws = 1 J.