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Forschendes Lernen an neuem innovativen Kleinwasserkraftwerk

Forschendes Lernen und Experimentieren für Kinder im Grund- und Vorschulalter anhand der Stromerzeugung mit einem innovativen Kleinwasserkraftwerk.

Am neu zu errichtenden Kleinwasserkraftwerk Binzen-Eimeldingen in innovativer Kompaktbauweise soll ein Bildungsstandort integriert werden, um Kindern die Erzeugung regenerativer Energie durch Wasserkraft im Einklang mit den ökologischen Erfordernissen nahezubringen. Im Gegensatz zu Wasserkraftstandorten am Rhein gibt es bis jetzt keine Angebote an der Kander bzw. im Markgräflerland. Diese Lücke soll mit dem Projekt geschlossen werden. Die Kinder sollen durch eigenes Experimentieren vor Ort die Kraft des Wassers erfahren und die Grundlagen der Stromerzeugung kennenlernen. Der Fokus wird auf Kinder im Vor- und Grundschulalter gelegt. Entsprechend werden für jede Altersgruppe spezifische Schulungseinheiten entwickelt, um dem Alter entsprechend passende Schwerpunkte zur Thematik zu vermitteln. Das resultierende „Forscher“-Angebot wird dann vor Ort von geschulten und erfahrenen Personen durchgeführt. Es kann von Kindergärten und Schulen im Landkreis kostenlos genutzt werden. Es sollen ganz explizit bereits Kinder in so jungem Alter erreicht werden, da der Drang, die Welt zu verstehen, in diesem Alter sehr hoch ist. Daher ist dieses Alter ein idealer Zeitpunkt, um bei der jungen Generation über das Verständnis ein Interesse an regenerativer Energiegewinnung zu erzeugen und sie so letztendlich zu einem nachhaltigen Umgang mit ihrer Umwelt zu erziehen. Die innovative Kompaktbauweise des Kleinwasserkraftwerks „Powergate“ hat die Besonderheit, dass das Powergate mittels Spülklappe sowohl überspült als auch durch minimales Anheben unterspült werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die bodennahen Sedimente samt Mikroorganismen einfach weitertransportiert werden können, was den neuesten ökologischen Vorgaben entspricht. Zudem kann das Powergate im Hochwasserfall einfach aus dem Kanal gehoben werden, um zum einen den Hochwasserabfluss zu vergrößern und zum anderen die Anlage vor Schäden zu schützen.

Projektdaten

Projektnummer 2020-03
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger Bürgerenergie Dreiländereck eG
Laufzeit 01.01.2020 - 31.12.2022
Zuschuss 46.900€

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Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Forschendes Lernen an neuem innovativen Kleinwasserkraftwerk
Binzen

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Entwicklung und Bau einer Wasserkraftmaschine mit hohem Nutzungsgrad für bestehende Bauwerke im Abwasserbereich
Waldshut-Tiengen

Innovative Wasserkraft für Kläranlagen

Abwasser zu reinigen ist energieintensiv und damit relativ teuer. Gleichzeitig bieten die rund 10.000 deutschen Kläranlagen mit ihrem komplexen Kanal- und Röhrennetz ein ungenutztes Wasserkraftpotential. Dieses blieb aber bisher aus technischen Gründen weitgehend ungenutzt, denn herkömmliche Wasserkraftanlagen eignen sich kaum für die besonderen Gegebenheiten einer Kläranlage. Dazu zählen unter anderem schwankende Abwassermengen und hohe Fallhöhen in engen Röhren von oftmals nur anderthalb Metern Durchmesser. Aufbauend auf zwei erfolgreichen Prototypen entwickelt die Ühlinger Firma Karl Kraus Maschinenbau - Umwelttechnik eine Wasserkraftanlage, die - an diese speziellen Erfordernisse angepasst - ohne bauliche Veränderungen eingebaut werden kann. Mehrere hintereinander geschaltete, oberschlächtige Wasserräder nutzen in den engen Röhren, Schächte und Kanälen die Wasserkraft optimal. Dabei ist besonders der ungestörte Wasserstrom in und zwischen den Wasserrädern ein Kernpunkt der Entwicklungen. Hergestellt aus rostfreiem Stahl, eignen sich die Wasserräder sowohl für gereinigtes als auch für Schmutzwasser. Sie sind mit besonderen Stauschildern ausgestattet, die unabhängig vom Wasserfluss immer die gleiche Staumenge halten. Kraus Maschinenbau testete ein solches System bereits auf kleinem Versuchsmaßstab und erprobt nun eine Pilotanlage in der Kläranlage Waldshut-Tiengen. Das Projekt analysierte, wie wirtschaftlich diese Anlage arbeitet und vergleichte Herstellungskosten mit den eingesparten Stromkosten, um möglichst kurze Amortisationszeiten zu erzielen. Kraus Maschinenbau rechnete mit einer Durchschnittsleistung von 2 kW pro Anlage oder einer jährlichen Stromerzeugung von ca. 16.000 kWh, da das Wasser konstant Tag und Nacht fließt. Für die ca. 10.000 deutschen Abwasserreinigungsanlagen mit ihrem etwa 540.000 Kilometer Kanalnetz bieten innovative Wasserkraftanlagen ein großes Potential, um den eigenen Strombedarf teilweise zu decken und so die Abwasserreinigung klimafreundlicher und wirtschaftlicher zu gestalten. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Das oberschlächtige Wasserrad ist bei stark schwankenden Wassermengen zwischen 1l/s und 200l/s und Fallhöhen über 1 Meter wohl die beste Lösung zur Stromerzeugung aus Abwasser. Trotz Konstruktionshilfen in Form von Formeln, Skizzen und Fachliteratur sind die praktischen Versuche insbesondere zur Verkleinerung der Geometrie der Raddurchmesser unverzichtbar. Der Innovationsfonds ist besonders für kleine Unternehmen ein einzigartiges Instrument , damit eine zukunftsweisende Idee in ein reales Projekt umgesetzt werden kann.

Sanierung auf Passivhaushniveau mit innovativer Wärmedämmung und Monitoring
Schopfheim

Kindergarten im Passivhausstandard

Um mehr Kinder betreuen zu können, sanierte und erweiterte die Stadt Schopfheim den Kindergarten Hintermatt, ursprünglich ein Flachbau mit hohem Energieverbrauch. Die Stadt kombinierte hierfür Erdwärme mit einer sogenannten transluzenten Wärmedämmung. Diese noch recht wenig genutzte Technik verkleidet die Außenwände mit einer Schicht aus transparentem Polykarbonat. Mit nur 10 cm ist die Schicht wesentlich dünner als eine herkömmliche Wärmedämmung und ist durch ihre Luftschächte Teil des Lüftungssystems. Nachdem die Sonne die Luft erwärmt hat, fließt diese in Räume und spart so Heizenergie. Eine Wärmepumpe mit vier Erdsonden ersetzt den ölbefeuerten Heizkessel und kühlt die Räume im Sommer. Thermische Solarkollektoren unterstützen die Heizung und erwärmen das Brauchwasser. Das isolierte Dach lässt auch im Winter viel Tageslicht in die Räume. Eine ausgeklügelte Regelungstechnik steuert und überwacht das Lüft- und Heizsystem, das dadurch mit weniger Luftvolumen auskommt und kostengünstiger ist. Durch die Maßnahmen verringerte sich der Verbrauch von 65 kWh pro Jahr und Quadratmeter auf etwa 12-15 und entspricht damit dem Passivhausstandard. Die Kombination von effizientem Lüftungssystem, innovativer Dämmung und Monitoring macht Kindern, Eltern und Anwohnern tagtäglich energieeffizentes Bauen begreifbar. Weitere Informationen zur Gebäudetechnik liefert die Projektbeschreibung des Architekten Kuri (PDF, 20KB) sowie im Abschlussbericht zum Projekt.