Wasserrad – ein uralte Erfindung neu entdeckt

Freie Energie durch kinetische Energie und Schwerkraft

Wasserrad

Ein Wasserrad, oft auch Mühlrad genannt, ist eine Wasserkraftmaschine die die potenzielle oder kinetische Energie des Wassers nutzt um Wassermühlen aller Art, Generatoren von kleinen Wasserkraftwerken oder Wasserschöpfwerke anzutreiben. Immerhin ist es freie Energie und damit die erste Freie Energie Maschine seiner Art. Die Erfindung des Wasserrades durch griechische Ingenieure im vierten Jahrhundert vor Christus, stellte einen Meilenstein in der Entwicklung der Technik dar, da durch die Nutzung der Wasserkraft mechanische Energie nutzbar gemacht werden konnte.

Ist Wasserkraft eine saubere Energiequelle?

StaudammHeute nutzt man die kinetische Energie des Wassers immer noch um elektrischen Strom zu erzeugen. Es werden nicht mehr die klassischen Wasserräder sondern Turbinen eingesetzt. Jedoch hat das heutige Wasserkraftwerk teilweise erhebliche negative Folgen für die Umwelt oder das Leben im Wasser. Staudämme vernichten große Lebensräume und greifen in das ökologische System des Flusses ein. Wir halten es dennoch für eine saubere Technologie um elektrische Energie zu erzeugen. Man muss das so nicht hinnehmen, wenn es Alternativen gäbe, doch gibt es die? Was wäre wenn das klassische Wasserrad wieder an Bedeutung gewänne? Was wäre wenn das Wasserrad in kleiner Form an jedem Haus stehen würde und einen Stromgenerator antriebe? Was wäre wenn das Wasser für den Antrieb nicht aus dem Fluss käme, sondern aus einem Wassertank? Aber schauen Sie sich erst einmal das Video an…

Das Wasserrad

Das Prinzip

Wasserrad mit PumpeDie Grundidee liegt darin mittels einer Pumpe so viel Wasser nach oben zu transportieren, dass das Gewicht ausreicht um das Wasserrad zu drehen. Dabei muss die Kraft auch noch ausreichen zusätzlich einen Stromgenerator anzutreiben. Grundsätzlich kann man sich hierbei überlegen, ob die Pumpe elektrisch oder mechanisch angetrieben werden soll. In beiden Fällen wirkt dabei eine bremsende Kraft dem Wasserrad entgegen. Entweder auf der Generatorseite, weil der Generator schwerer dreht, sobald man ihm Strom entnimmt, oder auf der Pumpenseite, weil ein Riemen- oder Kettenantrieb die Pumpe verbindet.

Die Anforderungen und der Aufbau.

Pumpe mit SteigrohrDer Film oben zeigt einen Elektromotor, der eine Pumpe antreibt. Es stellte sich jedoch heraus, dass der Elektromotor Schwerstarbeit mit der Pumpe hatte. Angetrieben wurde eine Flügelzellenpumpe, wo ein Kunststoffrohr als Steigleitung mit dem Durchmesser 100mm anmontiert wurde. Über ein Getriebe sollte die Pumpe auf höhere Umdrehung kommen um den nötigen Druck in dem zwei Meter langen Steigrohres zu erzeugen. Der Elektromotor war ein 3000 Watt Drehstrommotor, der über einen Frequenzumrichter angefahren wurde. Gespeist wurde der Elektromotor zunächst von 380V Drehstrom aus der Steckdose. Erst bei voller Drehzahl konnte so viel Wasser nach oben transportiert werden, dass das Wasserrad allmählich in Schwung kam und den Generator antrieb. Die Schaufeln wurden jedoch nicht annähernd voll, sondern allenfalls zu einem Viertel.

Die nüchterne Wahrheit – haben wir Fehler gemacht?

Flügelzellenpumpe 100Nun musste der Generator aber seine Leistung zeigen. Der 380 Volt Ausgang wurde mit dem Frequenzumrichter des Elektromotors verbunden. Leider brach nun das System zusammen. Die noch zur Verfügung stehende Kraft für den Generator war zu gering um Leistung aus dem Generator herauszuholen. Das Wasserrad wurde bis zum Stillstand ausgebremst. Selbst weitere Optimierungsversuche auf der mechanischen Seite blieben erfolglos, denn die Pumpe lieferte einfach nicht genug Wasser. Im niedrigen Drehzahlbereich mag es so aussehen, als ob viel Wasser gefördert wird. Sobald jedoch der atmosphärische Druck der zwei Meter hohen Wassersäule entgegensteht, nimmt die Pumpleistung dieser Pumpe erheblich ab.

Die Pumpen.

Flügelzellenpumpe mit AkkuschrauberAuch hohe Drehzahlen vermochten das nicht auszugleichen, weil das Wasser ein hohes Trägheitsmoment hat. Eine größere Flügelzellenpumpe mit einem Durchmesser von 200mm im Steigrohr schließlich überforderte den Elektromotor völlig, so dass seine Wicklungen zu schmoren anfingen. Ein Test mit Handbetrieb, wobei eine Handkurbel an die Pumpe montiert wurde, zeigte das Problem: Der Wasserdruck ist zu hoch. Als Fazit muss ehrlich gesagt werden, dass es mit diesen Pumpen nicht möglich ist mit einem Wasserrad elektrische Energie zu gewinnen. Zusätzlich unterliegen diese Pumpen einem hohen Verschleiß. Die Drehschieber haben eine starke Reibung an der Innenseite der Pumpe und in ihren Schlitzen. Im Kurzbetrieb kann sie viele Jahre halten, aber nicht im Dauerbetrieb. Sie ist deshalb ungeeignet. Es muss ein anderer Weg gefunden werden. Die Forschung geht weiter.

Weiteres Video zur Grundlagenforschung hier:

Über gehtanders 10 Artikel
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1 Kommentar

  1. Hallo, habt ihr schon mal an ein Schneckenrad gedacht (wie die Archimedischen schrauben) um das Wasser nach oben zu befördern. Dabei gibt es mehr Fläche die das Wasser trägt und das lager nimmt einen großen teil des Gewichts auf. Und wen die Schnecke die das Wasser nach oben bring auch über eine Schnecke angetrieben wird, gibt es keinen druck, der sich auf den Antrieb legt. Man könnte auch überlegen anstelle von Wasser ein sehr Viskoses Öl zu benutzen, was trotzdem noch ein ähnliches Gewicht wie Wasser hat. Und ich würde das Öl, nicht ganz oben auf das Rad laufen lassen sondern weiter vorn so, das es zusätzlich Fallbeschleunigung bekommt.

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