ÖKOLOGIE
Eine Gravitationswasserwirbelkraftanlage (GWVPP) ist ein neuartiger Bio-Reaktor, welcher gewässerspezifische Wasserpflanzen, Kleinlebewesen und Fische generiert. Folgende Abbildung zeigt die Funktionsweise dieses Bio-Reaktors.
Der Gravitationswasserwirbel im Rotationsbecken bildet eine Wasser belüftende Zone samt Turbine in seinem Zentrum und eine hoch bioaktive Zone im Außenbereich. Die hier eingefügten Fotos zeigen die Boden- und Wandflächen des Rotationsbeckens,
die dicht mit Wasserpflanzen bewachsen
und mit Kleinlebewesen
und Fischen besiedelt sind.
Eine GWVPP bietet in Bezug auf eine nachhaltige Wasserkraftnutzung folgende wesentlichen Vorteile.
(A) Wasserreinigung mit Wasserpflanzen, die ihrerseits ein selbstregenerierendes biologische Filter bilden.
(B) Generierung von Kleinlebewesen und Fischen im dichten Bewuchs der Wasserpflanzen.
(C) Fischwanderung durch die GWVPP - der intensive Pflanzenbewuchs und die niedrige Strömungsgeschwindigkeit auf dem Weg durch die GWVPP ermöglichen einer Vielfalt von Fischen ein gefahrloses Wandern ohne besondere Kraftanstrengung. Fische können die Turbine wegen der geringen Turbinendrehzahl stromauf- und stromabwärts passieren. Als Bemessungsgrundlage einer GWVPP bezüglich Ermöglichung einer ungefährdeten Fischdurchwanderbarkeit dienen die für Vertical-Slot-Fischaufstiegshilfen gültigen wesentlichen Parameter Mindest-Slot-Breite und Maximale-Leistungsdichte.
Die Fischdurchgängigkeit kann mit Hilfe eines feinmaschigen fischdichten Gitters (bzw. einer Reuse), das flussaufwärts vor dem Rotationsbecken im Zuflusskanal eingesetzt wird, gezeigt werden. Jene Fische, die sich im Zuflusskanal zwischen Rotationsbecken und Gitter ansammeln, werden durch das Gitter am weiteren flussaufwärts Wandern gehindert und haben die GWVPP eindeutig flussaufwärts passiert. Die Vorteile einer GWVPP als Fischwanderhilfe im Gegensatz zu einer Vertical-Slot-Fischaufstiegshilfe sind im Folgenden aufgelistet:
(1) Fische finden die Aufstiegsmöglichkeit in eine GWVPP problemlos, weil die Lockströmung unterhalb einer GWVPP wesentlich größer ist, als jene einer Vertical-Slot-Fischaufstiegshilfe.
(2) Im einer GWVPP (Bio-Reaktor) vermehren sich Kleinlebewesen (z.B. Bachflohkrebse), die die Nahrungsgrundlage für Fische darstellen und locken dadurch Fische in die GWVPP, die im Rotationsbecken schon auf dem Sohlenniveau des Oberwassers sind und damit den Aufstieg durch das GWVPP geschafft haben.
(3) Die maximale Strömungsgeschwindigkeit beim Durchwandern einer GWVPP liegt je nach Dimensionierung unter 2m/s. Dies kann auch rechnerisch sehr einfach belegt werden. Die zulässige maximale Strömungsgeschwindigkeit für eine herkömmliche Fischaufstiegshilfe je nach Größe der Fischaufstiegshilfe beträgt ebenfalls 2m/s.
(4) Die Leistungsdichte, die im Gravitationswasserwirbel einer GWVPP enthalten ist, liegt je nach Dimensionierung unter 120W/m³. Für die behördliche Genehmigung gibt es von unserer Seite diesbezüglich detaillierte Berechnungsunterlagen, die jeder Sachverständige für herkömmliche Fischwanderhilfen nachvollziehen kann. Hingegen beträgt die zulässige maximale Leistungsdichte für eine Vertical-Slot-Fischaufstiegshilfe (je nach Leit- bzw. Begleitfischart des Fließgewässers) 120 bis 150W/m³.
(5) Die Wassereintrittsgeschwindigkeit in die rotierende Turbine liegt unter 2m/s. Ein Fischgefährdung ist damit ausgeschlossen.
(6) Fische können eine GWVPP in beiden Richtungen also stromaufwärts und stromabwärts passieren, während herkömmliche Fischaufstiegshilfen nur stromaufwärts funktionieren.
(7) Fische müssen bei einer GWVPP nur in ein einziges Becken eintauchen, während bei einer Vertical-Slot-Fischaufstiegshilfe eine große Anzahl von oft 20 und mehr Becken samt Vertical-Slot berwunden werden müssen.
(8) Bei der Fischwanderung durch eine GWVPP wird eine zusätzliche Verbauung von Uferzonen des Fließgewässers mit einer herkömmlichen Fischaufstiegshilfe unnötig (kein zusätzlicher ökologischer Fußabdruck).
(9) Beim Einsatz einer GWVPP als Fischwanderhilfe kann der finanzielle Aufwand für die Errichtung durch Ökostromerträge wieder erwirtschaftet werden.
Für die von uns geplanten GWVPPs garantieren wir Ihnen eine ökologische Durchgängigkeit für Fische - sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts!
Resümee: Mit all den angeführten positiven ökologischen Eigenschaften entsprechen GWVPPs den Zielsetzungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie. Im Besonderen sind GWVPP dafür geeignet, bestehende künstliche Barrieren (Querbauwerke) in Fließgewässern wieder ökologisch durchgängig zu machen und dabei Ökostrom zu gewinnen.
GRAVITATIONSWASSERWIRBEL
Ist eine elementare Wirbelströmung mit senkrechter, zum Erdmittelpunkt weisender Drehachse. Wesentliche Ursache für diesen rotationssymmetrischen Wasserwirbel ist die Gravitation, wovon sich auch die vollständige Bezeichnung Gravitationswasserwirbel ableitet.
Ist rein technisch gesehen der eingeschwungene Zustand einer rotierenden und schwingungsfähigen hochdynamischen Wasserströmung.
Vergrößert die Wasseroberfläche.
Maximiert die Strömungsgeschwindigkeit an der Wasseroberfläche.
Verteilt Fremdstoffe homogen im Wasser.
Vergrößert mit der homogenen Verteilung von Fremdstoffen die Angriffsfläche für Mikroorganismen und Wasserpflanzen auf diese Fremdstoffe (Schadstoffe).
Ermöglicht eine natürlichen Wasserbelüftung, die den Schadstoffabbau im Wasser durch Mikroorganismen und Wasserpflanzen beschleunigt.
Ermöglicht eine erhöhte Abgabe von Verdunstungswärme, wodurch sich das Wasser bei steigenden Temperaturen selbst abkühlen kann.
Bildet im Winter an der äußeren Randzone des Wirbels eine Eisschicht, die als Isolierschicht nach außen wirkt und ein Abkühlen des Wassers im Wirbelzentrum längstmöglich hinauszögert.
Unterstützt den Temperaturregulierungsmechanismus des Wirbels durch die Anomalie des Wassers. Der Gravitationswasserwirbel konzentriert Wasser mit der höchsten Dichte in seinem Zentrum. Auf Grund der Anomalie des Wassers strebt das Wirbelzentrum daher immer gegen 4 Grad Celsius. In den Wirbel zufließendes Wasser über 4 Grad wird abgekühlt, während zufließendes Wasser unter 4 Grad erwärmt wird. Ein derart wohltemperiertes Gewässer kann längstmöglich den Artenreichtum an Wasserpflanzen und Lebewesen sichern.
Verzögert den Wasserabfluss und ermöglicht den Einsatz eines Rotationsbeckens als aktives Rückhaltebecken - im Gegensatz zu herkömmlichen Rückhaltebecken ist das Wasser ständig in Bewegung und das Wasser wird durchmischt und belüftet..
Konzentriert in seinem Zentrum die Rotationsenergie des Wassers und ermöglich damit eine völlig neuartige Form der Wasserkraftnutzung.
Erzeugt in seinem lufterfüllten Zentrum ein Magnetfeld in Richtung der Drehachse.