Archimedes von Syrakus (287-212 v. Chr.), der wohl größte Mathematiker und Wissenschaftler des Altertums, beschreibt um 250 v. Chr. die nach ihm benannte
Archimedische Schraube. Durch die Drehung einer Spirale/Schnecke in einem Rohr wird
Wasser nach oben gehoben. Allerdings floss immer eine Menge
Wasser zurück, da noch keine gute Abdichtung bekannt war. So entstand eine Abhängigkeit zwischen der
Schraubenneigung und dem
Förderstrom. Im Betrieb konnte zwischen einer größerer Menge oder größerer
Förderhöhe gewählt werden. Je steiler die Schraube gestellt wurde, umso höher förderte sie bei abnehmender Liefermenge.
Da mit menschlicher oder tierischer Kraft die Förderleistungen nicht ausreichten, wurden die
Archimedischen Schrauben (Schneckentrogpumpen) mit der
Energie des Windes angetrieben. Hier war z. B. die
Fluttermühle („Tjasker“ in den Niederlanden) der kleinste Typ der
Schöpfmühle (
Schöpfwerk). Die archimedische Schraube direkt auf der Mühlenachse und das
Wasser konnte in den oberen Graben gehoben werden. Von dort wurde es über einen Steg weitergeleitet.
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Durch die
energetische Umkehrung der
Arbeitsweise wird die
Archimedische Schraube (
Schneckentrogpumpe) zu einer
Kraftmaschine (
Wasserkraftschnecke) zur
Energiegewinnung.
Die
Wasserkraftschnecke hat
minimale Umgebungsstörungen, ist
umweltfreundlich (keine Flussbettveränderung, hohe Fischverträglichkeit) und hat eine
lange Lebensdauer. Bei
Schluckvermögen von
0,1 bis zu
5,5 m3/s und einer
Fallhöhe von bis zu
10 m wird sie für die Nutzung von Wasserkräften eingesetzt, für die Turbinen aus Kostengründen ausscheiden. Außerdem kann bei dem Einbau in einen Flusslauf meistens auf eine Veränderung des natürlichen Flussbettes verzichtet werden. Durch die Anordnung des Generatorbereiches oberhalb des Zulauf-
Wasserniveaus ist kein wasserdichtes Generatorhaus notwendig.
Vorteile von Wasserkraftschnecken: - Robust, verschleißfest, störungsfrei
- Keine Reinigung, wenig Wartung
- Fischfreundlich
- Keine Regelung bei unterschiedlichem Wasserzulauf
- kein Frequenzumrichter, kein SPS erforderlich
- Die Treibgutproblematikals und ein schadloser Fischabstieg sind gleichzeitig gelöst
- Der Wirkungsgrad ist höher als bei vergleichbaren Wasserrädern und liegt auf dem Niveau von Niederdruckturbinen
- Wasserkraftschneckenanlagen zeichnen sich durch Einfachheit und Robustheit aus, ohne jedoch auf die guten Wirkungsgrade und somit auf einen hohen Jahresertrag verzichten zu müssen
Diese
Archimedische Schraube und die
Schwengelpumpe wurde am Strand von Tönning aufgebaut.
Mit dieser Anlage können Kinder (aber auch Erwachsene) die Funktion der Pumpe und einer Archimedischen Schraube spielend kennenlernen.