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T. Mayr:
"Bauliche und konstruktive Gestaltung von Buchtenkraftwerken";
Supervisor: P. Tschernutter, M. Pucher; Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie, 2008; final examination: 2008.

For thousands of years hydroelectric power plants have already been used for envi-ronmental friendly energy production. In order to reach an optimal energy output a careful design and usually also model tests are necessary.
This work is concerned with the structural design of bay power plants. Bay power plants belong to the low head power plants and form a special type of run-of-river power plants where the power house is arranged beside the weir in a lateral bay.
In the first part the different components of bay power stations are described. In par-ticular, their effects on the emergence of losses at kaplan turbines with a horizontal axis is investigated. The optimal flow to and from the turbines is here of great impor-tance. Because of the lateral arrangement of the power house, the current flow must be redirected toward the turbine inlet. In order to achive the flow around the separa-tion pier as loss free as possible great attention is laid on its design.
The main part of the thesis focuses on the full model tests of a projected bay power plant. Emphasis is put on the improvement of the power station inflow conditions, in particular by variations of the separation pier geometry. The original design showed unfavourable inflow conditions of the turbine next to the weir. In a set of model tests the separation pier geometry was changed. The resulting inflow conditions were documented with photos and measured speed distributions. The width of the separa-tion pier could not be increased; therefore only slight improvements could be ob-tained with standard pier geometries. Only a special solution of the separation pier with an additional guidance wall in front of a separation pier resulted finally in accept-able inflow conditions to the turbines. Further improvements could be obtained by the change of the intake structure and discharge geometry.
Experimental results are documented and evaluated in detail and the different alter-natives compared. By using different criteria´s it was possible to order the alternatives according to the quality of the inflow conditions.

Wasserkraftanlagen dienen schon seit Jahrtausenden der umweltverträglichen Energieerzeugung. Zur optimalen Energieausbeute sind sorgfältige Planungen und meist auch Modellversuche notwendig.
In dieser Arbeit wird auf die bauliche und konstruktive Gestaltung von Buchtenkraftwerken eingegangen. Buchtenkraftwerke gehören zu den Niederdruckanlagen und bilden eine Sonderform der Flusskraftwerke bei der das Krafthaus neben dem Wehr in einer seitlichen Bucht angeordnet ist. Im allgemeinen Teil werden die verschiedenen Bauteile von Buchtenkraftwerken kurz beschrieben. Insbesondere wird auf deren Auswirkungen auf die Entstehung von Verlusten bei Rohrturbinen eingegangen. Hier spielen die An- und Abströmungsbedingungen eine wichtige Rolle. Durch die seitliche Anordnung des Krafthauses muss die Strömung in Richtung Turbineneinlauf umgeleitet werden. Um diese Strömungsumlenkung möglichst verlustfrei zu gestalten wird der Ausbildung des Kraftwerkstrennpfeilers in dieser Arbeit große Aufmerksamkeit geschenkt. Der Hauptteil der Diplomarbeit beschäftigt sich mit den Vollmodellversuchen eines geplanten Buchtenkraftwerks. Der Schwerpunkt der Versuche lag in der Verbesserung der Kraftwerkanströmung insbesondere durch Variationen in der Trennpfeilergestaltung. Die Ausgangskonfiguration zeigte eine schlechte Anströmung der wehrseitigen Turbine. In einer Reihe von Versuchen wurde die Trennpfeilergeometrie verändert und die daraus resultierenden Anströmungen mit Fotos und Geschwindigkeitsverteilungen dokumentiert. Da die Pfeilerbreite nicht vergrößert werden durfte, konnte mit den gängigen Trennpfeilergeometrien nur geringfügige Verbesserungen erzielt werden. Erst die Sonderlösung eines Trennpfeilers mit vorgesetzter Leitwand brachte schließlich eine annehmbare Anströmung an die Turbinen. Weitere Verbesserungen ergaben sich durch die Änderung der Vorboden und Auslaufgeometrie. Die Ergebnisse aus den Modellversuchen werden in der Zusammenfassung dargestellt. Die verschiedenen Trennpfeilervarianten werden nach der Güte der Anströmung geordnet und verglichen.

Wasserkraft, Niederdruckanlage