Difference between revisions of "Steffturbine - Hydropower Turbine"

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==== '''Nutzung von Wasserkraft in kleinräumigem Gelände'''<br/> ====
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= Harnessing Water Power in Small-scale Topographic Settings<br/> =
  
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Im Zusammenhang mit der Suche nach neuen Energieerzeugungsformen gewinnt die Nutzung von Wasserkraft an Bedeutung. Von besonderem Interesse sind Lösungen für die Anwendung im Kleinstbereich mit niedrigen Fallhöhen und geringen Durchflussmengen. Solche Kleinkraftwerke erlauben es, Wasserressourcen auch in kleinräumigem Gelände zu nutzen und in elektrische Energie umzuwandeln.
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In the search for methods of power generation that are as eco-friendly as possible, the harnessing of water power is becoming increasingly important. Of particular interest are solutions in the smallest application area, with low heads and limited throughflow. These micro power plants allow water resources in small-scale topographic settings to be harnessed and converted into electrical energy.
  
 
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==== '''Technisches Konzept'''<br/> ====
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= Engineering Concept<br/> =
  
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Aus diesem Bedürfnis heraus ist die Steffturbine entstanden. Die Kleinturbine beruht auf dem Prinzip des [http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserrad oberschlächtigen Wasserrads] und nutzt im Wesentlichen die potenzielle Energie von Wasser. Ihre hauptsächlichen Komponenten sind ein doppelter, über zwei Umlenkräder geführter Kettenrundlauf sowie aus Edelstahl gefertigte Schaufeln (Fig. 1). Ein integrierter Permanent-Magnet-Generator wandelt die mechanische in elektrische Leistung mit Wechselstromerzeugung um.<br/>Die Steffturbine ist modular konzipiert. Sie kann in ihrer Länge variiert und an die topografischen Gegebenheiten angepasst werden. Sofern es das Gelände zulässt, ist es möglich, für das Erreichen einer höheren Gesamtleistung mehrere Steffturbinen im Parallelbetrieb einzusetzen (Fig. 2).
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The Steffturbine has been developed in response to this requirement. The small turbine is based on the principle of the [http://en.wikipedia.org/wiki/Overshot_waterwheel overshot waterwheel] and essentially exploits the potential energy of water. Its main components are a continuous double chain running around two guide wheels and supporting stainless-steel paddles (Fig. 1). An integrated permanent magnet generator converts mechanical output into AC electrical power. 
The design of the Steffturbine is modular; its length can be varied and adjusted to suit the local topography. Depending on the terrain, it is possible to operate several Steffturbines side-by-side in order to achieve a higher total output (Fig. 2).
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| [[File:Steffturbine Parallel 800 Px.png|thumb|center|285px|Fig. 2: The Steffturbine is based on a modular concept]]
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[[File:Steffturb Komp E 200 Px.png|frame|left|180px|Fig. 1: The components of the Steffturbine]][[File:Steffturbine Parallel 200 Px.png|frame|left|180px|Fig. 2: The Steffturbine is based on a modular concept]]
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= Output and Efficiency<br/> =
  
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==== '''Leistung und Wirkungsgrad'''<br/> ====
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A head of 3 to 5 metres will create the ideal operating conditions for the Steffturbine, when the small-scale system will achieve an output of 12 kW. At its current stage of technical development, measurements show that [http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_efficiency efficiency] peaks at 92 percent (Fig. 3).
  
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Ihre idealen Bedingungen findet die Steffturbine bei einer Fallhöhe des Wassers zwischen 3 und 5 Metern. Dabei bringt es die Kleinturbine auf eine Leistung von 12 kW. Der messtechnisch erfasste Wirkungsgrad erreicht nach dem heutigen technischen Stand ein Maximum von 92 Prozent (Fig. 3).
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[[File:Steffturb Wirkungsgrad 800 Px.png|thumb|center|300px|Fig. 3: Efficiency in relation to inclination and water throughflow]]
  
 
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[[File:Steffturb Wirkungsgrad 200 Px.png|frame|left|180px|Fig. 3: Efficiency factor dependant on angle of inclination and flow volume]]<br/>
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= Applications<br/> =
  
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==== '''Einsatzgebiete'''<br/> ====
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The compact Steffturbine has a diverse range of applications. Rivers and streams, dam outlets, water treatment plants, irrigation systems, power station outflow channels and industrial process water are all suitable for power generation, along with locations by old mills or wiers in need of revitalization. The inclination of the Steffturbine can be adjusted to suit the local topography. In extreme cases, it is possible to generate electricity from the kinetic energy of water flowing horizontally (Fig. 4 and Fig. 5).<br/>
  
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Die kompakt gebaute Steffturbine ist vielseitig einsetzbar. Für die Energienutzung eignen sich Fliess- und Staugewässer, Kläranlagen, Bewässerungseinrichtungen, Auslaufkanäle bestehender Kraftwerke, das Prozesswasser in Industriebetrieben, Standorte alter Mühlen oder Staustufen, die einer Revitalisierung bedürfen. Der Neigungswinkel der Steffturbine lässt sich dem jeweiligen Gelände anpassen. Im Extremfall ist die Energiegewinnung durch den horizontalen Wasserdurchfluss unter Nutzung der kinetischen Energie möglich (Fig. 4 und Fig. 5).<br/>Die von der Steffturbine erzeugte Elektrizität kann in das öffentliche Netz eingespeist, im Rahmen einer Insellösung genutzt oder in Kombination mit anderen Energieerzeugern (Erdwärme, Sonne, Wind) in ein Verbundnetz eingebracht werden. Durch ihre Anpassungsfähigkeit ist der Einbau der Steffturbine ohne Eingriffe in bestehende Ökosysteme möglich.
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The electricity generated by the Steffturbine can be fed to the grid, used as part of an isolated solution, or integrated into a combined network with other power generating systems (geothermal, solar, wind). Thanks to the adaptability of the Steffturbine, it is possible to install it without disturbing the ecosystem.
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| style="border-color: rgb(255, 255, 255);" | [[File:Steffturb Neigung 200 Px.png|frame|left|235px|Fig. 4: The inclination of the Steffturbine can be adjusted to the topography]]
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| style="background-color: rgb(255, 255, 255); border-color: rgb(255, 255, 255);" | [[File:Steffturb Laengenvar 200 Px.png|frame|right|200px|Fig. 5: The length of the Steffturbine can be varied]]
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[[File:Steffturb Neigung 200 Px.png|frame|left|180px|Fig. 4: Steffturbine with different angles of inclination]][[File:Steffturb Laengenvar 200 Px.png|frame|left|180px|Fig. 5: The length of the Steffturbine can vary dependent on the surrounding conditions]]
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= A Swiss Development<br/> =
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==== '''Eine Schweizer Entwicklung'''<br/> ====
 
  
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Die Steffturbine ist eine Entwicklung der WRH Walter Reist Holding AG, in Zusammenarbeit mit der Universität der Bundeswehr München. Die WRH Walter Reist Holding AG mit Sitz in Hinwil (Schweiz) ist ein international tätiges Unternehmen in Familienbesitz und auf die Entwicklung innovativer Förder- und Verarbeitungssysteme spezialisiert. Deren Anwendung bewährt sich unter anderem in der Druckindustrie, in der Nahrungsmittel- und Pharmabranche sowie im Automobilbau. Die Fördertechnik bildet ebenso die Grundlage der Steffturbine, welche die WRH Walter Reist Holding AG seit 2012 über die eigene weltweit aktive Vertriebsorganisation vermarktet.
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The Steffturbine is a development of WRH Walter Reist Holding AG working together with the University of Munich. WRH Walter Reist Holding AG, with headquarters in Hinwil (Switzerland), is an international, family-owned company specialized in the development of innovative conveyor and processing systems with proven and successful applications in the printing, food and pharmaceutical industries, as well as in automobile manufacturing. The conveyor technology also forms the basis for the Steffturbine, which has been marketed by WRH Walter Reist Holding AG since 2012 through its own worldwide sales and distribution organization.
  
 
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==== '''Projekte in Italien und Tanzania'''<br/> ====
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= Projects in Italy and Tanzania<br/> =
  
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Erste Projekte mit der Steffturbine sind in Arbeit. Unter anderem ist in Nyangao, in der Region Lindi in Tanzania der Einsatz eines Kleinwasserkraftwerks geplant. Im Rahmen eines autarken Systems wird eine Steffturbine eine Schule und die umliegenden Häuser mit Elektrizität versorgen. Als Wasserkraft soll der Überlauf eines kleinen Stausees genutzt werden.
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Initial projects with the Steffturbine are underway. In Nyangao, in the Lindi region of Tanzania, a small-scale hydroelectric power plant is planned. A Steffturbine will supply electricity to a school and adjacent houses as part of a self-sufficient system, with the dam outlet from a small reservoir being harnessed as a source of hydro power.
  
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Die Realisierung eines weiteren Steffturbinenprojekts ist in der Region Parma (Italien) vorgesehen. Als Energiequelle dienen Bewässerungssysteme, die Flusswasser zu landwirtschaftlichen Anbaugebieten leiten. Die erzeugte Elektrizität soll in das öffentliche Verbrauchernetz eingespeist werden.
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The realization of a further Steffturbine project is scheduled for the region around Parma (Italy). Two irrigation systems bringing water to arable land will serve as the energy source, and the power thus generated will be fed into the grid.
  
 
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Hinweis: Dieser Text wird demnächst in englischer Sprache veröffentlicht.
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= Further Information =
  
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<br/>----------------------------------------<br/>Weitergehende Informationen:<br/>[http://www.steffturbine.com www.steffturbine.com]<br/>[http://www.walter-reist-holding.com www.walter-reist-holding.com]
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*[http://www.steffturbine.com/en/ steffturbine.com]
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*[http://www.walter-reist-holding.com/en/ walter-reist-holding.com]
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*[[Portal:Hydro|Portal:Hydro]]
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*[[Hydro_Power_-_Civil_Engineering|Hydro Power - Civil Engineering]]<br/>
  
 
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Quellennachweis:<br/>[https://www.baufachinformation.de/zeitschrift/Die-Steffturbine-eine-auf-einem-Umlaufband-beruhende-Kleinwasserkraftanlage/2011109014900 [1]] Malcherek A., Kulisch H., Maerker C.: Die Steffturbine – eine auf einem Umlaufband beruhende Kleinwasserkraftanlage. WasserWirtschaft 10 | 2011, Seiten 30–33.
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= References =
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<references /><br/>
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[https://www.baufachinformation.de/zeitschrift/Die-Steffturbine-eine-auf-einem-Umlaufband-beruhende-Kleinwasserkraftanlage/2011109014900 [1]] Malcherek A., Kulisch H., Maerker C.: Die Steffturbine – eine auf einem Umlaufband beruhende Kleinwasserkraftanlage. WasserWirtschaft 10 | 2011, pp. 30–33.
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[http://www.vms-detmold.de/index.php/wtw-informationen-vorschau-archiv?aus=1&jahrgang=2012&heft=12&s_sw_url=steffturbine [2]] Maerker C., Trachsler M., Widmer F.: Ein Jahr Steffturbine in Rüti/Schweiz – Erfahrungen aus dem laufenden Betrieb einer Pilotanlage in der Schweiz. Wassertriebwerk 12 | 2012, pp. 232–237.<br/>
  
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[2] Maerker C., Trachsler M., Widmer F.: Ein Jahr Steffturbine in Rüti/Schweiz – Erfahrungen aus dem laufenden Betrieb einer Pilotanlage in der Schweiz. Wassertriebwerk 12 | 2012, Seiten 232–237.
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[[Category:Micro_Hydro]]
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[[Category:Tanzania]]
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[[Category:Italy]]
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[[Category:Hydro]]

Latest revision as of 14:03, 21 July 2014

Harnessing Water Power in Small-scale Topographic Settings

In the search for methods of power generation that are as eco-friendly as possible, the harnessing of water power is becoming increasingly important. Of particular interest are solutions in the smallest application area, with low heads and limited throughflow. These micro power plants allow water resources in small-scale topographic settings to be harnessed and converted into electrical energy.


Engineering Concept

The Steffturbine has been developed in response to this requirement. The small turbine is based on the principle of the overshot waterwheel and essentially exploits the potential energy of water. Its main components are a continuous double chain running around two guide wheels and supporting stainless-steel paddles (Fig. 1). An integrated permanent magnet generator converts mechanical output into AC electrical power. 
The design of the Steffturbine is modular; its length can be varied and adjusted to suit the local topography. Depending on the terrain, it is possible to operate several Steffturbines side-by-side in order to achieve a higher total output (Fig. 2).

Fig. 1: The components of the Steffturbine
Fig. 2: The Steffturbine is based on a modular concept


Output and Efficiency

A head of 3 to 5 metres will create the ideal operating conditions for the Steffturbine, when the small-scale system will achieve an output of 12 kW. At its current stage of technical development, measurements show that efficiency peaks at 92 percent (Fig. 3).

Fig. 3: Efficiency in relation to inclination and water throughflow


Applications

The compact Steffturbine has a diverse range of applications. Rivers and streams, dam outlets, water treatment plants, irrigation systems, power station outflow channels and industrial process water are all suitable for power generation, along with locations by old mills or wiers in need of revitalization. The inclination of the Steffturbine can be adjusted to suit the local topography. In extreme cases, it is possible to generate electricity from the kinetic energy of water flowing horizontally (Fig. 4 and Fig. 5).

The electricity generated by the Steffturbine can be fed to the grid, used as part of an isolated solution, or integrated into a combined network with other power generating systems (geothermal, solar, wind). Thanks to the adaptability of the Steffturbine, it is possible to install it without disturbing the ecosystem.

Fig. 4: The inclination of the Steffturbine can be adjusted to the topography
Fig. 5: The length of the Steffturbine can be varied


A Swiss Development

The Steffturbine is a development of WRH Walter Reist Holding AG working together with the University of Munich. WRH Walter Reist Holding AG, with headquarters in Hinwil (Switzerland), is an international, family-owned company specialized in the development of innovative conveyor and processing systems with proven and successful applications in the printing, food and pharmaceutical industries, as well as in automobile manufacturing. The conveyor technology also forms the basis for the Steffturbine, which has been marketed by WRH Walter Reist Holding AG since 2012 through its own worldwide sales and distribution organization.


Projects in Italy and Tanzania

Initial projects with the Steffturbine are underway. In Nyangao, in the Lindi region of Tanzania, a small-scale hydroelectric power plant is planned. A Steffturbine will supply electricity to a school and adjacent houses as part of a self-sufficient system, with the dam outlet from a small reservoir being harnessed as a source of hydro power.

The realization of a further Steffturbine project is scheduled for the region around Parma (Italy). Two irrigation systems bringing water to arable land will serve as the energy source, and the power thus generated will be fed into the grid.


Further Information


References


[1] Malcherek A., Kulisch H., Maerker C.: Die Steffturbine – eine auf einem Umlaufband beruhende Kleinwasserkraftanlage. WasserWirtschaft 10 | 2011, pp. 30–33.

[2] Maerker C., Trachsler M., Widmer F.: Ein Jahr Steffturbine in Rüti/Schweiz – Erfahrungen aus dem laufenden Betrieb einer Pilotanlage in der Schweiz. Wassertriebwerk 12 | 2012, pp. 232–237.

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