Die Erfindung betrifft ein Stauwehr mit einer darin angeordneten Turbinenanlage, wobei die Turbinenanlage als eine Einheit in einer Ausnehmung des Stauwehrs angeordnet ist und das Stauwehr mit einem Fischweg ausgestattet ist.

Vorrichtungen zur Stromerzeugung in gestauten Wasserläufen sind in einer Vielzahl bekannt. Die Einrichtungen stellen jedoch einerseits einen Eingriff in das Ökosystem der Gewässer dar, da Staumauern oder Wehre ein unuberwindbares Hindernis für wandernde Fische bilden. Der Bau eines Maschinenhauses zur Aufnahme und Instandhaltung der Turbine bedeutet einen weiteren Aufwand und Eingriff sowohl in das Ökosystem der Gewässer als auch ins Landschaftsbild.

In der DE 195 10 347 C1 , die ein Stauwehr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt, ist eine Aufstieghilfe für aquatische Organismen an Stauanlagen in Fließgewässern beschrieben, bei der die Fische über eine Wendeltreppe die Höhe der Staumauer überwinden können. Nachteilig ist hierbei der erhebliche bauliche Aufwand, zusätzlich zu der im Verhältnis kleinen Wehranlage ist ein wesentlich größeres Kanalsystem erforderlich. Die DE 100 17 598 C2 beschreibt einen Bypass, der die Fische an der Turbine vorbei leitet. Auch hier besteht der Nachteil eines erheblichen baulichen Aufwandes. Da der Bypass unterhalb der Turbinenanlage angelegt ist, ist der Landschaftsschutz zwar berücksichtigt, die unterirdische Bauweise verteuert jedoch die gesamten Gestehungskosten und erschwert eine Wartung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Stromerzeugung an einem Stauwehr in einem Gewässerlauf zu schaffen, wobei diese Vorrichtung die oben genannten Nachteile bei der Anlage von Fischwegen überwinden soll. Des Weiteren soll die vorliegende Erfindung auf ein Maschinenhaus und die damit verbundenen Aufwendungen sowie Eingriffe ins Ökosystem verzichten. Die Lösung der Aufgabe sieht ausgehend von der DE 195 10 347 C1 vor, dass die Turbinenanlage einen kleineren Montagequerschnitt aufweist als ein entsprechender Aufnahmequerschnitt der Ausnehmung und dass eine Differenz der Querschnitte als Fischweg ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der bauliche Aufwand bei der Einrichtung der Turbinenanlage gering gehalten wird. Die Turbinenanlage wird als eine Einheit in nur eine Ausnehmung des Stauwehrs angeordnet. Somit sind keine die Landschaft schädigenden Bauwerke, wie beispielsweise ein Maschinenhaus oder ein separater Fischweg notwendig, da letzterer in die Ausnehmung mit integriert ist.

In einer Ausführungsform ist die Turbinenanlage mit einem geschlossenen und durchströmten Diffusor versehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Energie des strömenden Wassers optimal genutzt und der abströmseitige Auslass der Turbinenanlage entfernt vom Stauwehr angeordnet werden kann. Auskolkungen im Bereich des Stauwehrs werden dadurch reduziert. In einer weiteren Ausführungsform ist die Ausnehmung im Bereich zwischen Wasseroberfläche und Gewässergrund angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass auch Wassertiere, die grundnah leben, das durch das Stauwehr gebildete Hindernis überwinden können. Zur Vermeidung von Auskolkungen ist im grundnahen Bereich für eine Stabilisierung des Grundes zu sorgen. In einer weiteren Ausführungsform ist ein abströmseitiger Ausgang zum Fischweg quer zur Fließrichtung des Gewässers angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Ausgang in einem Bereich liegt, in dem die Strömung beruhigt ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Anströmbereich des Stauwehrs eine Ablenkvorrichtung für Fische vorgesehen. Diese verhindert, dass die Wassertiere in den Sog der Turbinenanlage geraten und durch diese Ablenkvorrichtung direkt in den Fischweg gelenkt werden. Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein anströmseitiger Zugang zum Fischweg im Abströmbereich der Ablenkvorrichtung angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Fische durch die Ablenkvorrichtung direkt zum Zugang des Fischweges geleitet werden. Ist die Ablenkvorrichtung als enger Rechen ausgebildet, so werden die Fische entlang des Rechens zum Fischweg geführt und können damit das Stauwehr überwinden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Fließweg des Wassers entlang des Fischweges mäandrierend ausgeformt. Von Vorteil ist dabei, dass die Strömung im Fischweg gebremst und der Durchfluss verringert wird. Ist der Fischweg ausreichend groß dimensioniert und sind in den einzelnen Schleifen der Mäander Bereiche niedriger Strömung ausgebildet, so bietet diese Ausformung den Fischen bei der Überwindung des Hindernisses den geringsten Widerstand.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Fischweg als raue Rampe ausgeführt. Auch Ausführungen als Fischleiter oder Fischtreppe sind möglich. Von Vorteil ist dabei, dass die Strömung auf natürliche Weise gebremst wird und den Wassertieren eine bekannte Umgebung zur Überwindung des bestehenden Hindernisses geboten wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus der Kombination der Ansprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Flusskraftwerk und die Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch ein Flusskraftwerk.

Die Figur 1 zeigt in einer Draufsicht ein, zwischen den beiden Ufern 1 eines Flusses liegendes, Stauwehr 2. In diesem Stauwehr 2 ist eine Ausnehmung 3 vorgesehen, worin eine Vorrichtung zur Stromerzeugung, insbesondere eine Turbine 4, angeordnet ist. Diese verfügt anströmseitig über einen Rechen 5, der gleichzeitig als Ablenkvorrichtung für Fische dient. Abströmseitig ist in Verlängerung zur Turbine 4 ein Diffusor 6 dargestellt, der deren Wirkungsgrad erheblich verbessert. Die Ausnehmung 3 ist breiter als der Einlaufbereich der Vorrichtung zur Stromerzeugung. Links und/oder rechts davon, im dargestellten Ausführungsbeispiel beidseitig, ist jeweils ein Freiraum erkennbar, an den Fischwege 7, 8 angeschlossen sind. Die Ablenkwirkung des Rechens 5 ist so ausgelegt, das die Fische mit der Strömung zum anströmseitigen Zugang der Fischwege 7, 8 geleitet werden. Als Fischwege 7, 8 können alle bekannten Fischtreppen oder Fischleitern zum Einsatz kommen. In der Darstellung erkennbar ist die Lage der abstromseitigen Ausgänge 9 der Fischwege 7, 8, die senkrecht zur Fließrichtung des Flusses angelegt sind. Eine Mäander 10 links und rechts der Vorrichtung zur Stromerzeugung begrenzt die Strömung durch die Ausnehmung 3.

Mittels einer Hebevorrichtung 1 1 lässt sich die gesamte Vorrichtung zur Stromerzeugung aus dem Stauwehr heben. Die Hebevorrichtung 1 1 besteht hierzu beispielsweise aus zwei Schienen, zwischen denen die Turbinenanlage geführt ist. Das Heben erfolgt beispielsweise durch einen Kran oder ein ähnliches Gerät.

Die Vorrichtung zur Stromerzeugung ist im günstigsten Fall als Tauchturbine ausgeführt. Die Tauchturbine bildet eine kompakte Einheit aus Turbine 4, Generator und bedarfsweise Steuer- und Leistungselektronik. Durch diese Anordnung wird ein Krafthaus, wie es bei Turbinenanlagen üblich ist, eingespart. Im Idealfall wird an die Tauchturbine direkt ein Kabel zur Weiterleitung der erzeugten elektrischen Energie angeschlossen. Ist die Tauchturbine außerdem an einer Hebevorrichtung 1 1 gelagert, so hat dies den Vorteil, dass die Turbine 4 auf einfache Weise für Wartungszwecke zugänglich ist.

Die Figur 2 zeigt einen horizontalen Schnitt durch das Stauwehr 2. Der Anströmbereich mit einer aufgestauten Wasseroberfläche 1 1 ist links des Stauwehrs 2 dargestellt. In einer Ausnehmung 3 des Stauwehrs 2 ist die Vorrichtung zur Stromerzeugung bestehend aus dem Rechen 5, der Turbine 4, dem Diffusor 8 und der Hebevorrichtung 9 integriert. Vom Fischweg 6 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur der Bereich mit der Mäander 10 dargestellt. Im Abströmbereich, in der Figur rechts dargestellt, ist die Wasseroberfläche 1 1 niedriger als im Anströmbereich.

Bezugszeichenliste 1 Ufer

2 Stauwehr

3 Ausnehmung

4 Turbine

5 Rechen

6 Diffusor

7 Fisch weg

8 Fisch weg

9 abströmseitiger Ausgang

10 Mäander

1 1 Hebevorrichtung

12 Wasseroberfläche

13 Gewässergrund