DE4322980C2 - Kraftwerk, vorgefertigte Einheit des Kraftwerks sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gezeitenkraftwerk zur Nutzung von Wasserkraft und gegebenenfalls Windkraft und Sonnenenergie.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung eines solchen Kraftwerks.

Gezeitenkraftwerke zur Umwandlung eines Teiles der Energie eines Gezeitenstroms in elektrische Energie sind bekannt. Sie sind in Ufernähe auf dem Meeresgrund errichtet und weisen Durchlässe für einen Gezeitenstrom bzw. Teilstrom des Gezei­ tenstroms auf, in deren Verlauf eine oder mehrere Turbinen angeordnet sind, die mit elektrischen Generatoren gekuppelt sind. In der nachfolgenden Beschreibung wird ohne besondere weitere Erwähnung vorausgesetzt, daß den Turbinen gekuppelte Turbogeneratoren zugeordnet sind.

Es kann davon ausgegangen werden, daß Gezeitenkraftwerke nor­ malerweise vor Ort, d. h. im Uferbereich auf See errichtet wer­ den, indem zwar eventuell in Fertigbauweise vorgefertigte Elemente verwendet werden, die aber im einzelnen vor Ort zu­ sammenzusetzen sind. Anschließend sind noch die Turbinen mit den Generatoren zu montieren. Diese Bauweise bedingt vor Ort ferner einen zunächst gegenüber der umgebenden See abzuschot­ tenden Bereich, innerhalb dessen das Gebäude des Gezeiten­ kraftwerks errichtet wird. Somit ist diese Bauweise u. a. in­ folge der notwendigen Abschottung umständlich und kosteninten­ siv.

Eine bekannte Vorrichtung zur Umwandlung der Energie einer Meeresströmung in eine andere Energieform beinhaltet einen Umwandlerbehälter in Gestalt eines rechteckförmigen Kastens, der eine Vielzahl rechteckförmiger Umwandlereinheiten umfaßt (DE-OS 29 00 602). Jede Einheit besteht aus einem Gehäuse mit einem Paar gegenüberliegend angeordneter offener Enden, zwi­ schen denen sich ein Kanal erstreckt. Durch den Kanal kann die Meereswasserströmung hindurchgehen. In jedem Gehäuse ist ein Propeller mit Schaufeln angeordnet, die mit einem Luftspei­ cherraum in Verbindung stehen. Die gesamte Anordnung schwimmt unter Wasser und ist dort an Auftriebskörper gekuppelt. Die gesamte bekannte Umwandleranordnung weist aber kein Fundament auf, auf dem selbständig zu der Baustelle geschwommene Ein­ heiten stapelbar sind. Vielmehr ist bei der bekannten Umwand­ leranordnung der Umwandlerbehälter wesentlich, der eine Viel­ zahl der Einheiten aufnimmt. Wegen der Kupplung mit Auftriebs­ körpern, damit die Gesamtanordnung unter Wasser schwimmt, kommt es auf ein tragendes Fundament nicht an. Damit entfällt aber auch eine definierte Drehmöglichkeit bezüglich des Fun­ daments, die eine präzise Ausrichtung zu der Meeresströmung gestattet, deren Energie umzuwandeln ist.

Ein anderes zum Stand der Technik gehörendes Wellenkraftwerk umfaßt zwar mehrere übereinander angeordnete Einheiten mit jeweils einem Propellerturbinen- und -generatorteil, wobei jedoch ein solches Wellenkraftwerk mit Schwimmkörpern versehen ist (DE-OS 39 22 724). Die Schwimmkörper sind durch lange Stelzen mit dem Kraftwerk verbunden und befinden sich in grö­ ßerer Wassertiefe, um dem Kraftwerk eine ruhige Schwimmlage zu geben. Der energiewandelnde Teil des Wellenkraftwerks ist dagegen im wesentlichen über dem ruhenden Wasserspiegel an­ geordnet. Es existiert kein festes Fundament, welches eine Basis für eine Drehvorrichtung bzw. die Drehbarkeit der gesta­ pelten Einheiten bilden könnte. Die Propellerturbinen- und - generatorteile sind keine in sich tragfähige Gebildet, die als solche zu der Baustelle schwimmen können und die dann an der Baustelle ohne integrierendes Gehäuse übereinander stapelbar sind.

Ein weiterer bekannter Apparat zur Erzeugung elektrischer Energie aus Meereswellen umfaßt ebenfalls kein Fundament, auf dem einzelne Einheiten stapelbar sind, sondern lediglich ein Gewicht, an dem über eine schwenkbare Stange ein schwimmender Tank angelenkt, aber nicht drehbar ist. In dem Tank sind Plattformen angeordnet, die den Tank in Kammern unterteilen. Es werden jedoch keine selbständigen Kammern gebildet, die als solche zu dem Aufstellungsort des Tanks schwimmen können (US- PS 42 66 143).

Ferner sind aus Betonfertigteilen bestehende, vorgefertigte Gehäuse bekannt, die zur Aufstellung von Kleinkraftwerken als solche zum Einsatzort transportiert und dort auf ein vorgefer­ tigtes Fundament in betriebsbereiter Lage abgestellt werden können (AT-PS 380 079). Nicht bekannt ist jedoch eine überein­ ander stapelbare Ausbildung dieser Gehäuse, um ein mehrstöcki­ ges Gezeitenkraftwerk zu bilden und eine Drehbarkeit zwischen dem Fundament und den gestapelten Einheiten. Nicht bekannt ist speziell eine selbständig schwimmfähige Ausbildung der vor­ gefertigten Gehäuse, um den Transport über Wasser zu erleich­ tern.

Zum Stand der Technik gehört auch eine schwimmende, im Off­ shore-Bereich verankerbare und auf die jeweilige Windrichtung hin ausrichtbare Windenergiekonvertiereinheit, die aus mehre­ ren, einzeln auf Schwimmkörpern positionierten Windenergie­ konvertern zusammengesetzt ist (DE-PS 38 03 370). Ein Kraft­ werk mit solchen Windenergiekonvertern ist noch zu umständlich zu erstellen.

Ferner bekannte Speicher-Reservoirkraftwerkseinheiten werden nur nebeneinander angeordnet und erscheinen zum Stapeln über­ einander nicht geeignet (CH-PS 655 529).

Der vorliegenden Anmeldung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Errichtung eines Kraftwerks, insbesondere Gezeitenkraft­ werks auf See, technisch weniger umständlich und effektiver zu gestalten, indem insbesondere auf eine Abschottung eines Bau­ raums gegenüber umgebenden Wassermassen bei Errichtung des Kraftwerks weitgehend verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Gezeitenkraftwerk mit den im den Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit einer solchen Bauweise des Kraftwerks werden nicht nur die üblichen Vorteile erreicht, die durch das Bauen mit Fertigtei­ len generell erzielt werden, indem die Herstellung der Bauele­ mente an einem dafür gut geeigneten Ort der Baustelle erfolgt. Vielmehr wird hier darüber hinaus die Aufstellung der vorge­ fertigten Einheiten im Wasser erheblich vereinfacht, weil sie vor Ort ohne größere Vorbereitung abgesenkt werden können. Insbesondere werden an der Baustelle mehrere Einheiten über­ einander abgesenkt, so daß sie einen Turm bzw. einen Block auf einem zuvor errichteten Fundament bilden. Arbeiten innerhalb der Einheiten können ohne eine zusätzliche Abschottung eines gesonderten Raums durch das Bedienungspersonal erfolgen. Zu den Vorteilen dieser Bauweise gehört es, daß den jeweiligen Bedingungen angepaßte Varianten des Kraftwerks fertigungsgün­ stig errichtet werden können, indem nur wenige Typen der sta­ pelbaren Einheiten vorbereitet, d. h. vorgefertigt zu sein brauchen.

Ein wesentliches Merkmal besteht darin, daß der Turm der Ein­ heiten ganz oder teilweise durch eine Dreheinrichtung auf dem Fundament gedreht werden kann, um die Strömungsrichtung des Stroms oder Winds zu einer guten Energieumsetzung zu berück­ sichtigen.

Zu der Erfindung ist vorgesehen:
Anders als üblich werden kleine Kraftwerke errichtet, die an den Ufern von Flüssen und den Stränden von Gezeitenströmen stehen und sich harmonisch in die Landschaft einfügen.

Es kann dies ein Einzelbauwerk sein, oder gruppenweise in einer Reihe.

Es werden, wenn die besonderen Verhältnisse es erfordern, nicht nur Wasserkräfte genutzt, sondern auch die Naturkräfte von Sonne und Wind.

Die Bauwerke eines Kraftwerks werden einheitlich, d. h. unter­ einander gleich, ausgeführt:

Die Stockwerke werden aus Containern zusammengesetzt, die je nach Zweck in den Fabriken der Hersteller von Turbinen, Strom­ erzeugern, Hebezeugen, Aufzügen sowie Treppen betriebsfertig ausgestattet sind.

Die Fundamente werden in Stahl, insbesondere als Doppel-T- Profil oder in Beton ausgeführt. Die Stützen der Fundament­ platte stehen unter den Längswänden. Die Fundamentplatte er­ hält eine Drehvorrichtung für das gesamte Bauwerk.

Die Wände der Container bestehen aus rostfreiem Stahl oder aus Kunststoff. Um den Wasserdruck auf die Turbinen zu steigern, sind an den Ecken der Container Leitplanken schräg angebracht; außerdem werden die Zuleitungsrohre zu den Turbinen trichter­ förmig ausgebildet.

Der Strömungswechsel durch die Gezeiten macht es erforderlich, daß zwei Turbinen gekoppelt werden, die entgegengesetzt lau­ fen; desgleichen werden die Rohre entgegengesetzt ausgebildet.

Der obere Teil des Gebäudes, der über die Wasserflutung hin­ ausragt, hat schräge Seitenwände und eine Plattform für die Bedienung des Windrades und der Solarplatten der Seitenwände.

In dem Raum befinden sich Prüfinstrumente für die Überwachung des Kraftwerks durch einen Wächter, der auch das Tor öffnet, durch welches vom Ufer über eine Rampe das Kraftwerk bedient werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im einzelnen können die Einheiten des Gezeitenkraftwerks nach Anspruch 5 vorteilhaft so ausgestattet sein, daß über je einer Bodenfläche der Einheiten Rohre oder Kanäle nebeneinander angeordnet sind, deren Öffnungen in zwei voneinander abgewand­ ten Seiten liegen und in die jeweils mindestens eine Turbine eingefügt ist, und daß sich über den Rohren bzw. Kanälen und Turbinen ein Fußboden befindet. Diese Einheiten sind von ande­ ren Einheiten weitgehend unabhängig funktionsfähig. Sie sind durch Lastkraftwagen zu Lande und Boote oder Flöße auf dem Wasser zur Baustelle transportierbar.

Die Decke der Einheit kann, um diese relativ leicht zu gestal­ ten, aus einer Stahlplatte bestehen, welche die Einheit oben dicht verschließt.

In den Einheiten sind die Rohre oder Kanäle vorteilhaft neben­ einanderliegend paarweise dergestalt ausgelegt, daß die Strö­ mungsrichtung jeweils innerhalb eines Paars oder paarweise entgegengesetzt ist. Damit lassen sich beide Richtungen des Gezeitenstroms optimal nutzen, indem die Rohre oder Kanäle abwechselnd Wasser von einer der beiden Stirnseiten aufnehmen und an der jeweils entgegegesetzten Stirnseite abgeben.

Als Turbinen eignen sich insbesondere Rohrturbinen, die in die Rohre eingefügt sind. Die Rohre sind vorzugsweise Stahlrohre.

Besonders zweckmäßig weisen die Einheiten vorgeformte Durchbruchstellen, insbesondere in der Bodenfläche auf, durch welche die übereinander gestapelten Einheiten - nach Durchbruch - begehbar oder befahrbar sind. Durch die Durchbruchsteilen der übereinander gestapelten Einheiten können Treppen oder Leitern führen oder es kann ein Aufzug durch die Durchbruchstellen hindurch montiert werden.

Besonders vorteilhaft schließt jede Einheit mehrere nebeneinanderliegende Kammern und einen nebenher angeord­ neten Vorraum ein, wobei sich in der Bodenfläche des Vorraums mindestens eine der vorgeformten Durchbruch­ stellen befindet. Durch die Kammern wird die Statik der Einheiten verbessert. Es besteht die Möglichkeit, bei einer eventuellen Undichtigkeit einer Kammern diese gegenüber den übrigen Kammern abzuschotten. Das gleiche gilt für den Vorraum, der zur Begehung der Kammern und der durch die übereinander gestapelten Einheiten ge­ bildeten Stockwerke vorgesehen ist. In jeder der Kammern können zweckmäßig vier Rohre verlegt sein, von denen jeweils zwei für eine Richtung des Gezeitenstroms ausge­ legt sind. Die Länge der Rohre kann entsprechend der Breite der Einheiten zweckmäßig 6 bis 8 m betragen.

Oben kann das Gezeitenkraftwerk durch eine besondere Einheit abgeschlossen werden, die als Windgenerator und Wärterraum ausgebildet ist und auf die oberste der ge­ schilderten Einheiten aufsetztbar ist. Während die nor­ malen Einheiten kubisch ausgebildet sind, kann die oberste Einheit oben pyramidenstumpfförmig zulaufen, um eine kleine Windangriffsfläche zu bilden. Diese Formgebung ist auch ästhetisch besonders ansprechend. Eine leichte Bauweise ist aus Stahlblech möglich. Die durch den Wind erzeugte elektrische Energie kann die aus dem Ge­ zeitenstrom hergestellte elektrische Energie ergänzen, so daß die Stromerzeugung auch in der Umkehrphase des Gezeiten­ stroms nicht ganz ausfällt. Zu diesem Zweck kann die oberste Einheit auch vorteilhaft mit Platten belegt sein, welche aus Sonnenenergie elektrische Energie herstellen.

Im einzelnen kann in jeder Kammer bzw. Einheit in jedem Rohr bzw. Kanal eine Turbine etwa mittig angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, in jedem Rohr bzw. Kanal zwei Turbinen hintereinander anzuordnen, womit beide Richtungen des Gezeitenstroms mit je einer dieser Turbinen genutzt werden kann. Im einzelnen kann für den letztgenannten Fall in jedem Rohr bzw. Kanal je eine Turbine an jeder der beiden Stirnseiten der Einheit vorgesehen sein. Öffnungen an den beiden Stirnseiten stellen dann wechselweise Eingang und Ausgang für beide Gezeitenstromrichtungen da. Zulauf und Ablauf der Rohre können wahlweise mit Stahl­ platten verschlossen werden. Zulauf und Ablauf können nach außen trichterförmig erweitert sein.

Alternative Lösungen der Aufgabe, die auf dem gleichen Prinzip wie Anspruch 1 beruhen, sind in Anspruch 15 bzw. Anspruch 16 angegeben.

Gemäß Anspruch 16 bilden also die einzelnen Kammern eine grö­ ßere, zusammengesetzte Einheit. Die Kammern zeichnen sich infolge ihrer Abmessungen durch leichtere Transportierbarkeit und allgemein Handhabbarkeit aus.

Dabei zeichnet sich die Ausführung des Containers gemäß An­ spruch 15 bzw. 16 aus Kunststoff dadurch aus, daß sie nicht rostet und gegebenenfalls wirtschaftlicher herstellbar ist als ein Stahlcontainer. Darüber hinaus kann der Container aus Kunststoff für Anschauungszwecke zumindest stellenweise durch­ sichtig ausgebildet sein.

Um einen zusätzlichen Schutz der Container gegen Beschä­ digungen insbesondere durch schwimmende größere Gegen­ stände zu bilden, sind vorzugsweise an den Außenseiten der aus Stahl oder Kunststoff bestehenden Wände der Einheiten bzw. der Kammern des Vorraums Betonplatten angebracht.

Die Verbindung der Einheiten bzw. Kammern miteinander sowie der gegebenenfalls vorhandenen Betonplatten an deren Außenseiten erfolgt vorzugsweise durch Dübelverbin­ dungen.

Zur Steigerung des Wirkungsgrads des Kraftwerks, soweit es als Kraftwerk zur Umwandlung von Wasser-, insbesondere Gezeitenenergie, mit Turbinen ausgebildet ist, sind Rohre oder Kanäle innerhalb der Einheiten bzw. Kammern, wobei die Turbinen in den Rohren oder Kanälen eingefügt sind, zumindest auf den Einlaßseiten der Turbinen zu diesen hin geneigt und verjüngt.

Vor allem zum Transport dieser Einheiten bzw. Kammern auf dem Wasserweg schwimmend, sind die Rohr- bzw. Kanalöff­ nungen in den Wänden der Einheiten oder Kammern mittels Schiebern verschließbar.

Um das Kraftwerk in der Ausbildung als Gezeitenkraftwerk noch effektiver zu gestalten, sind nach Anspruch 21 die Einheiten an ihren vertikalen Außenseiten mit Seiten­ flügeln dergestalt versehen, daß diese sich paarweise von außen zu der Wand mit den Rohr- bzw. Kanalöffnungen hin trichterförmig verengende Auffangräume bilden. Die Auffangräume sind also zur Seeseite hin offen, so daß sie einen größeren Bereich des strömenden Wassers erfassen und verjüngen sich zu der Wand der Einheit und den darin ausgeformten Einlaßöffnungen hin.

Vorzugsweise bestehen die Seitenflügel aus dem gleichen Material, insbesondere Stahl, wie die Wände der Einheit, an denen sie angebracht sind. Dies vereinfacht die Montage der Seitenflügel an aus Stahl bestehenden Con­ tainern oder eine Ausformung in dem Fall, in dem Kunststoff zur Herstellung verwendet wird.

Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des Kraft­ werks in der speziellen Ausführung, in der auf den Außen­ seiten Betonplatten angebracht sind, ist in Anspruch 23 angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine grundsätzliche Darstellung eines Gezeiten­ kraftwerks aus der Vogelschau,

Fig. 2 einen Block oder Turm des Gezeitenkraftwerks, der auch in der Beschreibung und Ansprüchen selbst als Gezeitenkraftwerk bezeichnet ist, in einem Längsschnitt,

Fig. 3 einen Grundriß des Blocks bzw. Gezeitenkraftwerks in Fig. 2.

Fig. 4 eine Variante des Gezeitenkraftwerks aus der Vogelschau,

Fig. 5 einen Block oder Turm der Variante des Gezeiten­ kraftwerks in einem Längsschnitt und

Fig. 6 einen Grundriß der Variante des Blocks bzw. Gezeitenkraftwerks nach Fig. 5.

In Fig. 1 sind mehrere Blöcke (1-4) in einem Abstand von etwa 50 m zu einem Ufer 44 und in einem gegenseitigen Abstand von etwa 60 m in einer Reihe liegend neben­ einander angeordnet. Die beiden einander entgegengesetzten Strömungsrichtungen des Gezeitenstroms, der mit diesem Gezeitenkraftwerk genutzt werden soll, sind mit den Doppelpfeilen 5, 6 bzw. 7, 8 bezeichnet. Jeder Block des Gezeitenkraftwerks ist, wie im Längsschnitt in Fig. 2 dargestellt, aufgebaut. Er ruht auf einem Fundament, welches aus Betonpfeilern, von denen die Betonpfeiler 9, 10 sichtbar sind, bzw. entsprechenden Stahlstützen, auch T-Trägern, die in den Boden 11 eingelassen sind, besteht. Darüber sind die zur Baustelle transportierten vorge­ fertigten Einheiten (12-16) übereinander abgesenkt, die zur Nutzung des Gezeitenstroms eingerichtet sind. Oben wird der Block durch eine besondere Einheit (17) abge­ schlossen, die als Windgenerator ausgebildet ist.

Der Aufbau einer vorgefertigten Einheit (z. B. 12) des Gezeitenkraftwerks ist aus dem Grundriß in Fig. 3 ersicht­ lich. Die Einheit bildet einen im wesentlichen quader­ förmigen Körper aus Beton mit Seiten (18, 19), in denen die Rohröffnungen sind, die annähernd senkrecht zu dem Gezeitenstrom fest ausgerichtet werden oder in die Position mit einer Dreheinrichtung 46 geführt werden. Innen ist der Block in Kammern (20, 21) und einen Vorraum (22) durch Trennwände (23, 24) aufgeteilt. Die Trennwände stehen durch Türöffnungen, die nicht bezeichnet sind, miteinander in Verbindung.

In jeder Kammer sind vier durchgehende Stahlrohre neben­ einanderliegend angeordnet, die in Öffnungen der Stirn­ seiten (18, 19) reichen. Die Rohre der Kammer (20) sind mit 25 bis 28 bezeichnet. Jeweils etwa in der Mitte jedes Rohres ist eine Turbine, insbesondere Rohrturbine (29-32) eingefügt. Die Turbinen treiben einzeln oder paarweise oder gruppenweise zugeordnete Generatoren an. Die Rohre sind mit den Turbinen so ausgelegt, daß sie die beiden Strömungsrichtungen (5, 6 bzw. 7, 8) des Gezeitenstroms, der in Fig. 1 dargestellt ist, nutzen. Die entsprechenden Pfeile in Fig. 3 sind nicht bezeichnet. Die z. Z. nicht nutzbaren Öffnungen der Rohre können mit in der Zeichnung nicht dargestellten Stahlplatten verschlossen werden.

Oberhalb der Rohre und Turbinen ist ein Fußboden (33) verlegt, siehe Fig. 2, über welchen die Kammern von dem Vorraum (22) her begehbar sind.

Der Vorraum weist eine vorgefertigte Bodenöffnung (34) auf, die zunächst beim Transport der Einheiten zu der Baustelle verschlossen ist und erst durchbrochen wird, wenn die Einheiten übereinander gestapelt sind. Durch die damit übereinanderliegenden Bodenöffnungen kann ein Aufzug (35) errichtet sein, der in Fig. 2 mit einer strichpunktierten Linie angedeutet ist. Stattdessen kann die Verbindung zwischen den einzelnen Stockwerke der Einheiten auch durch Treppen oder Leitern realisiert sein.

Die oberste Einheit für den Windgenerator (17) ist, wie in Fig. 2 angedeutet, in ihrem oberen Teil pyramiden­ stumpfförmig geformt. Aus deren obersten Abschlußseite ragt ein Propeller (36) eines nicht dargestellten Wind­ generators.

Der Block bzw. Turm des Gezeitenkraftwerks ist durch eine Tür zugänglich, die in einem Abstand von beispielsweise einem Meter über einem Flutpegel (37) liegt. Hierin kann sich jeweils ein Steg (38 bis 41) aus einer Holz- oder Stahlkonstruktion anschließen, der jeden der Türme mit dem Ufer verbindet. Damit sind die Türme des Gezeitenkraft­ werks ohne Wasser- oder Luftfahrzeuge erreichbar.

Mit den Blöcken des Gezeitenkraftwerks, das ±n dem Beispiel fünf Blöcke zur Nutzung des Gezeitenstroms umfaßt, kann bei geringem Bauaufwand eine verhält­ nismäßig große elektrische Energieleistung erzeugt werden.

Der voranstehend genannte Vorteil gilt in verstärktem Maße für die Variante des Gezeitenkraftwerks nach den Fig. 4 bis 6. In diesen Figuren werden für gleiche Teile wie in den Fig. 1 bis 3 übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.

In der Variante der Blöcke 47 bis 59 gemäß Fig. 4 sind diese bzw. die Einheiten, aus denen die Blöcke gebildet sind, an ihren vertikalen Außenkanten mit Seitenflügeln z. B. 51 bis 54 versehen. Die Seitenflügel laufen paar­ weise zu dem zugehörigen Block 48 zusammen und bilden dadurch trichterförmige Auffangräume 55, 56.

Wie im einzelnen in Fig. 6 dargestellt, verjüngen sich die trichterförmigen Auffangräume zu der Wand 57 bzw. 58 hin, in denen sich Rohröffnungen 59 bis 62 bzw. 63 bis 66 befinden. Damit wird die Gezeitenströmung besser genutzt, da die Strömung daran gehindert wird, seitlich an dem Kraftwerksblock 12 in dem Maße wie in Fig. 1 vorbeizu­ strömen. Vielmehr wird der Wasserdruck im Bereich der Wände 57 und 58 erhöht, die durch die Stirnseiten der Kammern bzw. Einheiten zusammen gebildet werden.

Ebenfalls zur Verbesserung der Umwandlung der Wasser-, ins­ besondere Gezeitenenergie in der Turbine dient die Ausbildung der Rohre, wie sie zu den Rohren 67 bis 71 in den Fig. 5 und - ohne diese Bezugszeichen - in Fig. 6 dargestellt sind, nämlich durch eine Neigung dieser Rohre zu der jeweili­ gen Einlaßseite der Turbine hin, beispielsweise des Rohrs 67 zu der Turbine 29. In dieser Richtung verjüngen sich die Rohre 67 bis 71 auch trichterförmig von ihrer Öffnung, z. B. 59 in Fig. 6, zu der Turbine 29 hin. In Fig. 6 wechseln die trichterförmigen Ausbildungen der Rohre an den Einlaßseiten mit den normalen zylindrischen Ausbildungen der Rohre ab, während in der vertikalen Schnittebene nach Fig. 5 alle trichterförmig ausgebildeten Rohre auf der Einlaßseite der Turbinen auf der gleichen Seite des Turms liegen und die ausgangsseitigen Rohrabschnitte auf der entgegengesetzten Turmseite.

Wesentlich ist die Ausbildung der Einheiten 12' bis 17' bzw. der Kammern 20', 22' in der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Variante des Kraftwerks: Danach umfassen die genannten Kammern und der Vorraum, welche in nebeneinander­ liegender Anordnung gemäß Fig. 6 eine so bezeichnete Einheit 12' bilden, einen containerförmigen, im wesentlichen geschlossenen Kern aus Stahl oder Kunststoff, in dem die Aus­ rüstungsgegenstände, insbesondere die Turbinen, z. B. 29, und die Rohre, z. B. 67, bereits vor dem Transport zur Baustelle fest montiert sind. Die Wände aus Stahl oder Kunststoff der Einheiten 12' bis 17' bzw. der Kammern 20, 21 und des Vor­ raumes 22 stellen somit transportable Container dar, welche insbesondere als solche schwimmend auf dem Wasserweg trans­ portiert werden können.

An der Baustelle werden sie über den Betonpfeilern 9 und 10 und einer darauf aufgelegten Platte 75, die aus Beton bestehen kann, nebeneinander und übereinander aufgelegt. Im einzelnen werden die Kammern 20', 21' und der Vorraum 22' gemäß Fig. 6 nebeneinander angeordnet. Über die damit gebil­ dete Einheit 12' wird die nächste Einheit 13' in gleicher Weise aufgebaut.

Es sei an dieser Stelle vermerkt, daß die Schnittebenen in den Darstellungen gemäß den Fig. 5 und 6 anders liegen können als in den Fig. 2 und 3.

Nach Aufbau des Turms als Kern bzw. Skelett aus Stahl oder Kunststoff werden auf Außenseiten, z. B. 73 in Fig. 5, der Wände der Einheiten, z. B. 16', Platten aus Beten angebracht. Die Anbringung erfolgt über die gesamte zu schützende Außen­ seite eines Turms.

Die Verbindung der Platten 74 aus Beton an den Außenseiten der Wände sowie schon zuvor das Aneinanderfügen der Kammern, des Vorraums und der damit gebildeten Einheiten, erfolgt zweckmäßig mittels Dübeln, die in der Zeichnung nicht darge­ stellt sind.

Zu dem Transport der containerförmigen Einheiten bzw. Kammern und Vorräume zu der Baustelle wird noch ergänzend bemerkt, daß während des Transports, vor allem dann, wenn dieser auf dem Wasserwege erfolgt, die Rohröffnungen 59 bis 66 zweck­ mäßig mit Schiebern verschlossen sind, die ebenfalls in der Darstellung des fertigen Turms gemäß den Fig. 5 und 6 nicht gezeigt sind.

Claims (23)

1. Gezeitenkraftwerk zur Nutzung von Wasserkraft und gegebe­ nenfalls Windkraft und Sonnenenergie, umfassend minde­ stens zwei im wesentlichen aus Beton vorgefertigte und zumindest bis auf eine Decke (4) dicht geschlossen zu einer auf See gelegenen Baustelle transportierbare Ein­ heiten (12-16), in denen jeweils mindestens ein Rohr (25-28) oder ein Kanal enthalten ist, in dem wenigstens eine Turbine (29-32) eingefügt ist, und die an der Baustelle über einem Fundament als Turm ohne zusätzliches Gehäuse gestapelt sind, wobei das aus den gestapelten Einheiten gebildete Bauwerk auf dem Fundament drehbar ist.

2. Gezeitenkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament im wesentlichen aus einer Fundament­ platte auf Stützen (9, 10) besteht, daß die Stützen der Fundamentplatte unter Längswänden des Bauwerks über der Fundamentplatte, das die gestapelten Einheiten umfaßt, stehen und daß die Fundamentplatte (75) eine Drehvor­ richtung (46) für das Bauwerk aufweist.

3. Gezeitenkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Baustelle transportierbaren Einheiten (12-16) zum Transport schwimmfähig sind.

4. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Wände und Boden (11) der Einheit (12-16) aus Beton bestehen und daß die Einheit (12-16) mit einer Decke (45) aus Stahlblech dicht verschlossen ist.

5. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über je einer Bodenfläche (43) der Einheit die Rohre (25-28) oder die Kanäle nebeneinander angeordnet sind, deren Öffnungen in zwei voneinander abgewandten Seiten (18, 19) liegen, und daß sich über den Rohren bzw. Kanälen und den Turbinen (29-32), die in die Rohre bzw. Kanäle eingefügt sind, ein Fußboden (33) befindet.

6. Kraftwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinanderliegenden Rohre (25-28) oder Kanäle paarweise dergestalt ausgelegt sind, daß die nutzbaren Strömungsrichtungen jeweils innerhalb eines Paars oder paarweise zueinander entgegengesetzt sind.

7. Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (12-16) vorgeformte Durchbruchstellen, insbesondere in einer Bodenfläche (43) als vorbereitete Bodenöffnung (34) aufweist, durch welche die Einheit (12-16 in mit anderen Einheiten übereinander gestapeltem Zustand begehbar oder befahrbar ist.

8. Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (12-16) mehrere nebeneinanderliegende Kammern (20, 21) und einen daneben angeordneten Vorraum (22) einschließt und daß sich in der Bodenfläche (43) in dem Vorraum mindestens eine der vorgeformten Durchbruch­ stellen (34) befindet.

9. Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit (17), die als Windgenerator und Wärter­ raum ausgebildet ist, als oberste Einheit auf die gesta­ pelten Einheiten (12-16), welche die Rohre (25-28) bzw. Kanäle beinhalten, aufsetzbar ist.

10. Kraftwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Einheit alternativ oder zusätzlich zu dem Windgenerator mit Sonnenenergie in elektrische Energie wandelnden Platten belegt ist.

11. Kraftwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Einheit (17) im wesentlichen aus Stahl besteht.

12. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (29-32) etwa mittig über der Länge des Rohrs (12-18) bzw. Kanals angeordnet ist.

13. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Rohr bzw. Kanal zwei Turbinen hintereinander angeordnet sind.

14. Kraftwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Rohr bzw. Kanal je eine Turbine innen an jeder der beiden Stirnseiten (18, 19) der Einheit (12) vorgesehen ist.

15. Gezeitenkraftwerk zur Nutzung von Wasserkraft und gegebe­ nenfalls Windkraft und Sonnenenergie, umfassend minde­ stens zwei aus Containern aus Stahl oder Kunststoff ge­ bildete und zumindest bis auf eine Decke dicht geschlos­ sen zu einer auf See gelegenen Baustelle transportierbare Einheiten, in denen jeweils mindestens ein Rohr oder ein Kanal enthalten ist, in dem wenigstens eine Turbine ein­ gefügt ist, und die an der Baustelle über ein Fundament als Turm ohne zusätzliches Gehäuse gestapelt sind, wobei das aus den gestapelten Einheiten gebildete Bauwerk auf dem Fundament drehbar ist.

16. Gezeitenkraftwerk zur Nutzung von Wasserkraft und gegebe­ nenfalls Windkraft und Sonnenenergie, umfassend minde­ stens zwei zusammengesetzte Einheiten, in denen jeweils mindestens ein Rohr (67-71) oder ein Kanal angeordnet ist, in dem wenigstens eine Turbine eingefügt ist und die an der Baustelle über einem Fundament als Turm ohne zu­ sätzliches Gehäuse gestapelt sind, wobei das aus den gestapelten zusammengesetzten Einheiten gebildete Bauwerk auf dem Fundament drehbar ist und wobei jede zusammen­ gesetzte Einheit (12') mehrere nebeneinanderliegende Kammern (20', 21') und gegebenenfalls einen daneben an­ geordneten Vorraum (23') einschließt, jede Kammer (21', 22') und der Vorraum (23') jeweils als einzeln zu der Baustelle transportierbarer Container aus Stahl oder Kunststoff gefertigt ist, in dem die Ausrüstungsgegen­ stände montiert sind.

17. Kraftwerk nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenseiten (73) der aus Stahl oder Kunststoff bestehenden Wände der Einheiten bzw. zusammengesetzten Einheiten (12'-17') bzw. der Kammern (20', 21') und des Vorraums (22') Betonplatten (74) angebracht sind.

18. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 15-17, gekennzeichnet durch Dübelverbindungen der Einheiten bzw. zusammengesetzten Einheiten (12'-17') bzw. Kammern (20'-21') sowie des Vorraums (22') untereinander und zur Anbringung der Be­ tonplatten (74) an die Außenseiten (73) deren Wände.

19. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß Rohre (67-71) oder Kanäle, in welchen die Turbinen (29) eingefügt sind, zumindest auf der Einlaßseite der Turbinen (29) zu dieser hingeneigt und verjüngt sind.

20. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß Rohr- bzw. Kanalöffnungen (59-66) in den Wänden der Einheiten bzw. zusammengesetzten Einheiten (12'-16') oder Kammern (20'-21') mittels Schiebern verschließbar sind.

21. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten bzw. zusammengesetzten Einheiten (12'-16') an ihren vertikalen Außenkanten mit Seitenflügeln (51-54) dergestalt versehen sind, daß diese paarweise von außen zu der Wand (57, 58) mit den Rohr- bzw. Kanalöff­ nungen (59-66) hin sich trichterförmig verjüngende Auf­ fangräume (55, 56) bilden.

22. Kraftwerk nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflügel (51-54) aus dem gleichen Material, insbesondere Stahl, wie die Wände (55, 56) der Einheiten bzw. zusammengesetzten Einheiten bestehen, an denen sie angebracht sind.

23. Verfahren zur Herstellung eines Kraftwerks nach den An­ sprüchen 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Betonplatten (74) sowie deren Anbringung an den Außenseiten (73) der Wände der Einhei­ ten bzw. zusammengesetzten Einheiten (12'-17') bzw. Kam­ mern (20', 21') und des Vorraums (22') an der Baustelle erfolgt und daß die Betonplatten (74) an den als Turm übereinandergestapelten Einheiten bzw. zusammengesetzten Einheiten (12'-17') angebracht werden.