Energie sparen beim Bewässern: Rohrdicke muss passen

Alte Bewässerungspumpen sollten durch geregelte ersetzt werden. Zudem lohnt sich oft die Anschaffung einer neuen Beregnungsmaschine.

Die Bewässerungssaison ist bereits seit ein paar Wochen voll im Gang. Einzelne Regionen haben einen überdurchschnittlich trockenen Winter hinter sich. Experten gehen davon aus, dass Trockenheitsphasen künftig eher zur Norm werden. Die Bedeutung der Bewässerungsanlage als Kostenfaktor nimmt entsprechend zu. Deshalb lohnt sich der Blick auf ein paar potentielle Sparmassnahmen sowohl beim Energieverbrauch wie auch bei der verwendeten Wassermenge. 

Marode Pumpen auswechseln

Der mit Abstand grösste Teil der Betriebskosten von einer Pumpanlage geht für die Energie drauf. Der Kaufpreis für die Pumpe macht einen Bruchteil davon aus. Wo geht also am meisten Energie verloren? Viele Pumpen sind schlicht verschlissen mit undichten Stellen und funktionieren nicht mehr optimal und verlieren Wasser. Oft sind Pumpen zu gross ausgelegt oder sie laufen mit fester Drehzahl bei variablen Fördermengen. Eine etwas teurere frequenzgesteuerte Pumpe, die bedarfsgerecht fördert, lohnt sich in diesem Fall. Zudem muss die Pumpe respektive der Betriebsdruck zum entsprechenden Bewässerungssystem passen. Der Leistungsbedarf ist abhängig von Förderstrom, der Förderhöhe (respektive dem Druck) und dem Wirkungsgrad der Pumpe. Eine Tropfbewässerung kommt mit 0,5 bis 3 bar Druck und entsprechend geringerer Leistung aus. Eine Rohrtrommelmaschine hingegen braucht mindestens 6 bar. Ist eine Pumpe nicht geregelt und zu stark für eine Tropfbewässerung muss ein Druckminderer her, der die überschüssige Energie wieder «vernichtet», was aber eine reine Energieverschwendung darstellt. In solchen Fällen rät Jürgen Kleber von der Hochschule Geisenheim ebenfalls zur Anschaffung einer frequenzgerichteten Pumpe oder wenigstens zum Einsatz von zwei verschiedenen Pumpen, die zum jeweiligen Bewässerungssystem passen. 

Optimale Rohrleitungen 

Eine zu hohe Fliessgeschwindigkeit in der Rohrleitung nützt diese ab und verbraucht unnötig Energie. Der Rohrleitungsinnendurchmesser muss zum Volumenstrom passen, weil sonst die Strömungsgeschwindigkeit zu gross wird. «Widerstände steigen im Quadrat zur Geschwindigkeit», beschreibt Kleber eine Grundregel der Bewässerung. Bei 100 mm Durchmesser ist sie also um den Faktor vier höher als bei 200 mm. Optimal seien Strömungsgeschwindigkeiten von weniger als 1,5 Meter pro Sekunde. Ist es mehr, entstehen unnötig Kosten. Der Druckverlust in den Rohren und die Kosten können bei einem Rohr mit zu geringem Durchmesser um etwa das 40-fache steigen (siehe Kasten). 

Verbesserungsmöglichkeiten zur Senkung der Strömungsgeschwindigkeit sind die Erzeugung eines Ringschlusses oder das Legen von Parallelleitungen. Könnten die zusätzlichen Rohre in Eigenleistung verlegt werden, zahle sich das durch die eingesparten Energiekosten aus. Ist die Innenfläche im Rohr rau, steige die Rohrreibungszahl. Der Experte rät deshalb, wenn möglich zur Verwendung von PVC-Rohren mit ihren glatten Oberflächen. In Stahlrohren besteht die Gefahr von Verkrustungen, welche die Rohrreibungszahl in die Höhe treiben und so Kosten verursachen. Wird mit oberflächlich verlegten Flachschläuchen gearbeitet, muss darauf geachtet werden, dass keine Knicke bestehen, welche den Durchfluss hemmen und den Schlauch schädigen. 

Alte Beregnungsmaschinen ersetzen

Bei der Verwendung einer alten Beregnungsmaschine mit üblicherweise einem PE-Rohrdurchmesser von 90 x 7 mm lohnt sich möglicherweise eine Neuinvestition mit Schläuchen mit dem Durchmesser 125  x 9,3 mm. Die Fliessgeschwindigkeit und damit auch der Druckverlust sinken dadurch. Der Energieverbrauch einer neuen Beregnungsmaschine liegt im Vergleich zur alten bei weniger als einem Viertel.

Kosten einsparen: Praxisbeispiel mit verlegten Bewässerungsrohren

  • Volumenstrom: 55m3/h
  • PVC-Druckrohre nach EN 1452-2 PN101000 m Rohrstrecke
  • 72% Wirkungsgrad der Elektromotor-Pumpe
  • 1000 Betriebsstunden /Jahr
  • 20 Rp/kWh

Rohrdimension
DN200 0,46 m/s (0,09 bar Druckverlust) = Kosten 40 CHF / Jahr
DN150 0,98 m/s (0.48 bar Druckverlust) = Kosten 226 CHF / Jahr
DN125 1,46 m/s (1.92 bar Druckverlust) = Kosten 880 CHF/ Jahr
DN100 1,80 m/s (3, 68 bar Druckverlust) = Kosten 1680 CHF / Jahr

Ersparnis Energiekosten durch Verwendung DN200 anstatt DN100:
1640 Franken /Jahr

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