Durch die Erfindung der vatn.tech® Schwerkraftfilterung inspiriert, ist der Schwerkrafthubkolben entstanden.
In diesem Fall wird die konstant vorhandene Kraft ohne Filterleistung genutzt, um einen oder mehrere Hubkolben zu betreiben.
Da im Gegensatz zu herkömmlichen Turbinen weniger die Fallhöhe, sondern das Volumen des Sogtanks ausschlaggebend ist, sind deutlich geringere Höhenunterschiede ausreichend.
Höhe Sogtank: 4,0 m
Durchmesser Sogtank: 4,0 m
Hebellänge: 0,5 m
Wasserbedarf pro Hub:
Formel: Radius Sogtank² x Pi x Hebellänge x 2
2m x 2m x 3,14159 x 0,5m x 2
Ergebnis: 12,57 m³
Mittleres Sogvolumen:
Formel: Radius Sogtank ² x Pi x (Sogtankhöhe - Hebellänge)
2m x 2m 3,14159 x (4,0m – 0,5m)
Ergbnis: 43,98 m³ = 43.982 kg
Formel: Drehmoment (Nm) x 2 x Pi x Drehzahl (1/s) / 1.000
138.021 Nm x 2 x 3,14159 x 1 / 1.000
Ergebnis: 867 kWh ; dies entspricht einer Jahresproduktion von 7.594.920 kWh
Anmerkung: Die Leistung auf der Generatorenwelle ist abhängig von der Drehzahl, vom Generator und vom Drehmoment, welches auf die Welle aufgebracht wird.
Nicht berücksichtigt sind Reibungsverluste, sowie die Steuerung der Anlage und Ventile. Daher wird sich die Leistung in der Realität noch reduzieren. In den Rechenbeispielen soll nur das Potenzial aufgezeigt werden.
Um einen ungefähren Vergleich des Leistungspotenzial zu verdeutlichen, nachfolgend die Daten einer Schleuse an der Mosel:
Turbinen: 4 Rohrturbinen
Fallhöhe insgesamt: 7 m
Wasserdruchfluss: 400 m³ / sek
Stromproduktion: 75.000.000 kWh/Jahr
Daraus ergibt sich folgende Annahme:
Wenn sich aus 12,6 m³ Wassermenge mit dem Schwerkrafthubkolben ca. 7.600.000 kWh/Jahr generieren lassen, dann würde die Stromproduktion bei 400 m³ (Vergleich Mosel-Schleuse 75.000.000 kWh/Jahr) 241.000.000 kWH/Jahr betragen.
Es ist sehr unrealistisch, dass die Anlage pro Sekunde einen Hub macht. Werden aber zeitgleich mehrere Schwerkrafthubkolben betrieben, kann der zeitliche Aspekt ausgeglichen werden. Die Anlage sollte auch imstande sein, Wasser in die höhergelegene Ebene zu pumpen. Statt durch die Generatoren Strom zu produzieren, können diese vermutlich auch als Motor zum Antrieb der Anlage in umgekehrter Richtung genutzt werden. Gerade bei Pumpspeicherkraftwerken ist die Topografie von besonderer Bedeutung. Die Vorteile der neuen Technologie: Sie benötigt eine deutlich geringere Fallhöhe. Darüber hinaus ist es auch denkbar, je nach Geschwindigkeit der Intervalle, dass auch Fische die Anlage passieren können.
