zek Hydro - Ausgabe 1 - 2018

FEBRUAR 2018

Verlagspostamt: 4820 Bad Ischl · P.b.b. „03Z035382 M“ – 15. Jahrgang

Fachmagazin für Wasserkraft

HYDRO Rellswerk hat Betrieb aufgenommen Grünes Licht für neues Schachtkraftwerk IT-Sicherheitslücken bei Wasserkraftwerken Engadiner Kraftwerk runderneuert in Betrieb

Kompakte Wasserkraft Komplettlösungen für die Automatisierung von Kleinwasserkraftwerken Automatisierungslösungen von Rittmeyer sind modular aufgebaut und höchst funktional. Standardisierte Prozesse von der Planung bis zur Inbetriebnahme garantieren grösste Effizienz und Wirtschaftlichkeit.

Rittmeyer Ges.m.b.H. Walkürengasse 11/2/1 AT-1150 Wien

News & Abo zek

Rittmeyer AG Inwilerriedstrasse 57 CH-6341 Baar www.rittmeyer.com

www.zek.at

Überraschend nachhaltig.

GFK-ROHRSYSTEME SEHR GERINGES METERGEWICHT AUCH BEI ROHREN GROSSER NENNWEITE HOHE STATISCHE BELASTBARKEIT HOHE INNENDRUCKFESTIGKEIT (DRUCKSTUFEN PN 1 BIS PN 32) SCHNELLE BAUABWICKLUNG DURCH EINFACHE VERLEGUNG GERINGE OBERFLÄCHENRAUHIGKEIT FLEXIBILITÄT BEI EINBINDUNGEN, VERSCHLEISSARM UND WARTUNGSARM LANGE LEBENSDAUER, FLEXIBLE BAULÄNGEN UMFASSENDES SERVICEPAKET IN ALLEN PROJEKTPHASEN www.amiblu.com

Troyer steht für Spitzenqualität in der Herstellung von Wasserturbinen und Kraftwerksanlagen.

Seit Generationen garantieren wir dank maßgeschneiderter Lösungen die optimale Nutzung der Wasserkraft für eine sichere, wirtschaftliche und ressourcenschonende Energiegewinnung.

Troyer AG info@troyer.it Tel. +39 0472 765 195

HYDRO

Zur Sache

DIE WEICHEN WERDEN JETZT GESTELLT

E

s verspricht durchaus spannend zu werden in 2018. Eine zentrale Frage, um die man nicht herumkommen wird, lautet: Wie kann die EU den längst fälligen Umbau hin zu einer modernen Energieunion bewerkstelligen? Ein erster Entwurf, wie es gehen könnte, liegt bereits seit fast zwei Jahren in Form des EU-Winterpakets „Clean Energy for all Europeans“ vor. Ein großer Wurf?

Nicht unbedingt, auch wenn hier auf 4.500 Seiten ein Rechtsrahmen geschaffen wurde, der einen nachhaltigen Umbau des europäischen Energiesystems für den Zeitraum 2020 bis 2030 ermöglichen sollte. Weg vom fossil geprägten und hin zu einem stärker von erneuerbaren Energien durchdrungenen Energiemarkt, zumindest die Intention wirkt bedingt glaubhaft. Die Realisierbarkeit scheint allerdings wenig plausibel, wenn man die einzelnen Positionen ein wenig beleuchtet: Was von Expertenseite vor allen Dingen kritisiert wird, dass in dem Papier durchaus strenge Richtlinien für die Erneuerbaren vorgesehen sind. Weit weniger strikt wird darin allerdings mit den Stromerzeugern aus Kohle verfahren, und gegenüber der Kernkraft wird nicht einmal der Eindruck erweckt, dass man ihr Grenzen setzen wollte. Vor diesem Hintergrund wird es wohl alles andere als einfach, die europäischen Klimaziele auf jene der Pariser Klimarahmenkonvention auszurichten und dahingehend anzupassen. Konkret wird im vielzitierten EU-Winterpaket der Kommission 27 Prozent Strom aus erneuerbaren Energien bis 2030 als Ziel vorgegeben. Ein Wert, dem sich im Übrigen auch der Rat der Europäischen Union verpflichtet fühlt, wie noch vor kurzem betont wurde. Ganz im Gegensatz zum EU-Parlament, das zur Überraschung vieler nun eine Erhöhung der Ausbauziele auf 35 Prozent propagiert. Die EU-Parlamentarier fordern offen mehr Ambitionen vom EU-Energieminister-Rat. Und finden damit wenig Anklang im Kreis der Wirtschaftsvertreter, die diese Ziele als zu ehrgeizig und für viele Mitgliedsländer als einfach unrealistisch bewerten. In Kürze sollen die ersten Verhandlungen zwischen Kommission und EU-Parlament über die Neuorientierung von Europas Energiezukunft starten. Noch 2018 sollen definitive Entscheidungen fallen. Wobei wir bei der nächsten spannenden Frage wären: Wie wird sich Österreich dabei positionieren? Durch den EU-Ratsvorsitz in der zweiten Jahreshälfte kommt der Alpenrepublik eine tragende und zugleich exponierte Rolle zu. Wie sie diese zu nutzen gedenkt, ist derzeit wohl eher Kaffesudleserei. Ja, die neue österreichische Bundesregierung hat sich offiziell zum Ausbau der erneuerbaren Energien bekannt. Ja, es gab ein klares Bekenntnis zum Ausbau der heimischen Wasserkraft. Und ja, man weiß natürlich auch, wie man einer nuklearund kohlestromskeptischen Bevölkerung nach dem Mund redet. Leider weiß man aber auch, dass die meisten vollmundigen Ankündigungen hinsichtlich Ökostrom-Ausbau in den letzten Jahren am Ende nicht viel mehr waren als heiße Luft.

Ich möchte mich wieder bei allen bedanken, die am Entstehen der vorliegenden Ausgabe mitgeholfen haben. Ich darf Ihnen, liebe(r) Leser(in), eine gute Zeit mit der neuen zek HYDRO wünschen.

Ihr Mag. Roland Gruber (Chefredakteur)

Wild Metal GmbH • Stahlwasserbau • Patentiertes Coanda-System GRIZZLY • Rechenreinigungsmaschinen • Schütze • Rohrbrucheinrichtungen • Einlaufrechen • Komplette Wasserfassungssysteme aus Stahl Wild Metal GmbH Handwerkerzone Mareit Nr. 6 • I-39040 Ratschings (BZ)

Tel. +39 0472 759023 Fax +39 0472 759263

www.wild-metal.com info@wild-metal.com

We clean water Februar 2018

03

ideas4you

Maximieren Sie Ihre Anlagenverfügbarkeit mit IT-Security von Schubert: Von der professionellen Risiko-Analyse bis hin zum bestmöglichen Schutz Ihrer Anlage: Den Profis unserer IT-Security-Abteilung ist keine Herausforderung zu groß. Erleben Sie maßgeschneiderte Sicherheitslösungen und maximieren Sie Ihre Anlagenverfügbarkeit aus einer Hand: www.schubert.tech

www.schubert.tech

ideas4you

Maximieren Sie Ihre Anlagenverfügbarkeit mit IT-Security von Schubert: Von der professionellen Risiko-Analyse bis hin zum bestmöglichen Schutz Ihrer Anlage: Den Profis unserer IT-Security-Abteilung ist keine Herausforderung zu groß. Erleben Sie maßgeschneiderte Sicherheitslösungen und maximieren Sie Ihre Anlagenverfügbarkeit aus einer Hand: www.schubert.tech

www.schubert.tech

HYDRO

Inhalt

17 RELLSWERK

28 KW MORTERATSCH

31 KW EIXENDORF II

40 KW FRIEDRICH

Aktuell

Veranstaltung

Projekte

08 Interessantes & Wissenswertes SHORT CUTS

16 26. ICOLD Weltkongress im Austria Center Vienna KONGRESS WIEN

40 Leistungsverdoppelung für Lungauer Pionier-Kraftwerk KW FRIEDRICH

Projekte

Veranstaltung

17 Montafoner Rellswerk bewährt sich in den ersten Monaten KW RELLSWERK

44 Graz: Pumpen in der Verfahrens und Abwassertechnik PRAKTIKERKONFERENZ

28 Engadiner Kraftwerk in 3.

Generation rundum erneuert KW MORTERATSCH

Projekte

31 Bewegliches Wasserkraftwerk geht in Bayern ans Netz KW EIXENDORF II 03 Editorial 06 Inhalt 08 Impressum

06

Februar 2018

36 Zum 100er ein Technik-Upgrade für Genossenschafts-Kraftwerk KW SCHLECHING

45 Gemeinde kombiniert Hoch wasserschutz mit Wasserkraft KW KIRCHBERG 48 Osttiroler Turbinenbauer knackt die 100er-Marke KW BRETTERWANDBACH

KW B

HYDRO

Inhalt

KW BRETTERWANDBACH

48

IT-SICHERHEIT

58

KW KLIMATIA

60 Anzeigen

Technik

Schwerpunkt

51 Weltpremiere - Arbeiten am Schachtkraftwerk starten SCHACHTKRAFTWERK

66 Umfassendes Technik-Upgrade für Siebenbürger Kraftwerk KW BISTRITA

56 Dive-Turbine setzt neue Maß stäbe bei Fischverträglichkeit TURBINENTECHNIK

68 Traditionsanlage aus dem Dornröschenschlaf geweckt KW KRANZBERG

58 Wenn Hackern alle Schleusen offenstehen IT-SICHERHEIT

70 Capacity-Building in Afrika Voith vermittelt Fachwissen KNOW-HOW-TRANSFER

Schwerpunkt

Veranstaltung

60 Niederösterreicher liefern Kompetenzbeweis in Griechenland KW KLIMATIA

72 Energiewende ist ohne Wasserkraft nicht möglich RENEXPO INTERHYDRO

KW BISTRITA

66

zek HYDRO 1/2018

Schubert Opener Amiblu U2 Troyer U3 Rittmeyer U4 Adams AG 23 ARGE Rellswerk 18 BHM Ing. 20 Bosch Rexroth 11 Braun 16 Dive 57 dlp - ZT GmbH 41 electrify Europe 12 Elin 25 EME 39 EN-CO 14 Etertec 47 F.EE 33 FHCE Floegl 20 Fritsch ZT 47 GeoTrade 9 Geppert 55 Gufler Metall 19 Gugler Water Turbines 65 H & W Control 47 HPWE 47 HSI 35 ICOLD 14 Innovationsforum Energie 12 KYMA Control 39 Lahmeyer Int. 34 Max Streicher 21 Ossberger 9 PGH Geoservice 50 Renexpo Water & Energie 9 S.K.M. 47 Sarner Turbinen 39 Siemens 27 TRM-Tiroler Rohre 43 Unterlercher 48 Vienna Hydro 10 Voith Hydro 24 Wild Metal 3 WKV - Volk 13

63 Turbinenbauer realisiert erstes Kraftwerk in England KW KNOTTINGLEY

Februar 2018

07

HYDRO

Impressum HERAUSGEBER

Mag. Roland Gruber und Günter Seefried

Foto: ÖBf

VERLAG

Gruber-Seefried-Zek Verlags OG Lindaustraße 10, 4820 Bad Ischl Tel. & Fax +43 (0)6247-84 726 office@zekmagazin.at www.zek.at ­­CHEFREDAKTION

Mag. Roland Gruber, rg@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-115 05 70

2017 erzeugten die Kleinwasserkraftwerke der ÖBf rund 65 Mio. kWh Strom sauberen Strom. Damit konnte die Erzeugung gegenüber dem Vorjahr (62 Mio. kWh) um 6,1 % gesteigert werden. Im Bild das Maschinenhaus des neuen Kraftwerks Taurach im Salzburger Pongau, das bereits in der ersten Jahreshälfte 2018 seinen Betrieb aufnehmen soll.

REDAKTION

Mag. Andreas Pointinger, ap@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-22 82 323 Mario Kogler, BA, mk@zekmagazin.at Mobil+43 (0)664- 240 67 74 MARKETING

Günter Seefried, gs@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-3000 393 ORGANISATION

Erika Gallent, office@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-2426 222 Grafik: ÖBf

BUNDESFORSTE STEIGERN STROMPRODUKTION AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN 2017 war ein gutes Energiejahr für die Österreichischen Bundesforste (ÖBf ). „Die Produktion von Strom und Wärme aus erneuerbaren Energiequellen ist sehr gut gelaufen“, zieht Georg Schöppl, Vorstand für Finanzen, Immobilien und Erneuerbare Energie, über das letzte Energiejahr Bilanz. „Mit einer Jahresleistung von rund 338 Mio. Kilowattstunden (kWh) wurde ein neuer Höchstwert erzielt, das entspricht einer Steigerung von 43 % gegenüber dem Vorjahr (2016: 236 Mio. kWh)“, zeigt sich Schöppl zufrieden. „Als Naturunternehmen unterstützen wir die Energiegewinnung aus erneuerbaren Energiequellen – wie Wind, Wasser, Photovoltaik oder Waldbiomasse – und leisten unseren Beitrag zur Energiewende“, so Schöppl. Für heuer ist die Inbetriebnahme zweier neuer Kleinwasserkraftwerke in Salzburg geplant. „Im Frühsommer werden mit dem KW Luggauerbach und dem KW Taurach zwei neue Werke ans Netz gehen.“ Die Bauarbeiten für das KW Taurach sind größtenteils abgeschlossen, Baubeginn war bereits im November 2016. Auch die Fertigstellung für das KW Luggauerbach ist noch im Frühjahr 2018 geplant. Beide Kleinkraftwerke werden rund 3.000 weitere Haushalte mit regional erzeugtem Strom aus erneuerbaren Energiequellen versorgen. Damit kann die jährliche Stromproduktion aus Kleinwasserkraft um rund 16 % gesteigert werden.

Aktuell

Auch das neue Kraftwerk Luggauerbach der Bundesforste im Gasteinertal soll in den nächsten Monaten ans Netz genommen werden.

GESTALTUNG

Gruber-Seefried-Zek Verlags OG Lindaustraße 10, 4820 Bad Ischl Tel. & Fax +43 (0)6247-84 726 office@zekmagazin.at www.zek.at

08

Februar 2018

EnergieSchweiz liefert mit der neuen "Gesamtdokumentation Kleinwasserkraft" eine Übersicht zum gesammelten Kleinwasserkraft-Wissen.

MEDIA DESIGN: RIZNER.AT Stabauergasse 5, A-5020 Salzburg Tel.: +43 (0)662/8746 74 E-Mail: m.maier@rizner.at DRUCK

Druckerei Roser Mayrwiesstraße 23, 5300 Hallwang Telefon +43 (0)662-6617 37 VERLAGSPOSTAMT

A-4820 Bad Ischl GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN

zek Zukunftsenergie und Kommunaltechnik ist eine parteiunabhängige Fachzeitschrift für erneuerbare Energien und zukunftsorientierte Technologien sowie Management im kommunalen Bereich.

ABOPREIS

Österreich: Euro 68,00, Ausland: Euro 78,00 inklusive Mehrwertsteuer zek HYDRO erscheint 6x im Jahr.

Auflage: 12.000 Stück Foto: zek

ENERGIESCHWEIZ PUBLIZIERT NEUE DOKUMENTATION KLEINWASSERKRAFT Die „Gesamtdokumentation Kleinwasserkraft“ macht das Wissen zum Thema Kleinwasserkraft einfacher und übersichtlicher zugänglich. Dies ermöglicht eine regelmässige Nachführung des Wissenstands, was aufgrund des hohen Alters einzelner Publikationen erforderlich geworden war. In den sechs Modulen der Gesamtdokumentation werden dabei nicht sämtliche Details beschrieben: Sie bieten vielmehr eine Übersicht mit sinnvollem Detailierungsgrad und Verweisen auf vertiefende Literatur. So kann die Gesamtdokumentation auch als Wegweiser zur vorhandenen Dokumentation verstanden werden.

Die Gesamtdokumentation gliedert sich in folgende Hauptthemenblöcke bzw. folgende sechs Module: I. Überblick Kleinwasserkraft und Akteure II. Technische Aspekte III. Wirtschaftliche Aspekte IV. Rechtliche & politisch-strategische Aspekte V. Umwelt- und sozioökonomische Aspekte VI. Fallbeispiele Die sechs Module stehen auf EnergieSchweiz.ch zum Download bereit.

Foto: zek

GRAFIK-SUPPORT

Die neue Gesamtdokumentation kann auf der Homepage von EnergieSchweiz heruntergeladen werden.

Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet

HYDRO

Aktuell

Foto: ZVB AG

ZILLERTALBAHN FÄHRT MIT WASSERSTOFF AUS WASSERKRAFT Als erste Schmalspurbahn der Welt soll die Zillertalbahn in Zukunft mit Wasserstoff fahren. Diese Entscheidung hat der Aufsichtsrat der Zillertaler Verkehrsbetriebe (ZVB) nach eingehender Variantenprüfung getroffen. Geht alles nach Plan, soll der Regelbetrieb bereits im Jahr 2022 aufgenommen werden. Vom Test eines Prototyps bis hin zur Ausschreibung der Triebwagen und dem Aufbau der Wasserstoff-Produktionsanlage muss noch viel passieren. 800.000 Liter Diesel verbraucht die Zillertalbahn pro Jahr. Zudem emittiert sie 2.160 Tonnen CO2. Für die Erzeugung des Wasserstoffs will man regionale Wasserkraftressourcen nutzen, immerhin kommen 30 Prozent der in Tirol erzeugten Wasserkraftenergie aus dem Zillertal. Wasserstoff wird mittels Elektrolyse aus Wasser sowie Strom aus Wasserkraft hergestellt. Die für die Wasserstoff-Herstellung benötigte Energie könnte zu Schwachlastzeiten von den neun Wasserkraftwerken günstig bereitgestellt werden.

RENEXPO WATER & ENERGY

®

WESTERN BALKANS erence 5th International trade fair and conf participants ce eren conf 600 100 exhibitors, 2.500 visitors,

24th - 26th April 2018 Belexpocentar Belgrade www.renexpo-belgrade.com

Foto: EKZ

Rohrsysteme für Wasserkraftwerke Im neuen Im Dotierkraftwerk Dietikon wird eine fischfreundliche Kaplan-Rohrturbine mit horizontaler Achse eingebaut.

GFK-Rohre DN300 - DN4000

BAUSTART FÜR DAS NEUE DOTIERKRAFTWERK DIETIKON Im Rahmen der Konzessionserneuerung Kraftwerk Dietikon erstellen die EKZ (Elektrizitätswerke des Kantons Zürich) beim Wehr ein zusätzliches Dotierkraftwerk. Erst kürzlich startete die Baustelleneinrichtung. Ab der zweiten Februarhälfte wurde mit dem eigentlichen Bau begonnen. Die Anlage wird unmittelbar unterhalb des Wehrs auf der EKZ Insel erstellt und führt dem Limmatabschnitt zwischen Wehr und Kanalmündung künftig mehr Wasser zu, ohne die wertvolle Stromproduktion zu reduzieren. Die EKZ haben die Konzession für die Nutzung der Wasserkraft der Limmat beim KW Dietikon für weitere 60 Jahre erhalten. Rund 37 Mio. CHF investieren die EKZ in den Weiterbetrieb. Dazu werden nebst dem Neubau des Dotierkraftwerks das bestehende Hauptkraftwerk im Kanal saniert und die alten Turbinen durch neue ersetzt. Die Renaturierung der Limmat im Konzessionsgebiet, Maßnahmen für den Hochwasserschutz und zusätzliche Erholungsräume für die Bevölkerung runden die Arbeiten ab.

Foto: Hydro-Solar

Foto: zek

Foto: zek

Ab 2022 soll die Zillertalbahn mit Wasserstoff angetrieben werden.

• • • •

und

GUSS-Rohre DN80 - DN2000

hohe Bruchfestigkeit geringes Gewicht hoher Abriebwiderstand sehr gute chemische Beständigkeit • hohe statische Belastbarkeit • werden sowohl im Schleuderals auch im Wickelverfahren hergestellt

• hohe Druckbeständigkeit • leichte Verlegung • für schwierigste Einbaubedingungen geeignet • rasche und sichere Montage • werden im Schleuderverfahren hergestellt • längskraftschlüssig

• ÖNORM geprüft

• ÖNORM geprüft

(zugfest)

Vertriebspartner für Österreich, Schweiz und Deutschland -

Handelsges.m.b.H • Hochstraß 84 • 4312 Ried in der Riedmark • TEL +43 (0) 7236 31 402 • EMAIL office@geotrade.at

Februar 2018

09

HYDRO

Ein neues Modell könnte der Schweizer Wasserkraft wieder Aufwind verleihen.

Foto: Voith

Foto: zek

Das Kleinwasserkraftwerk Mucomir in Schottland wurde von Voith erfolgreich modernisiert.

Foto: zek

Aktuell

SCHOTTISCHES WASSERKRAFTWERK MUCOMIR WIEDER AM NETZ Der Technologiekonzern Voith hat die Modernisierung des schottischen Kleinwasserkraftwerks Mucomir erfolgreich abgeschlossen. Die Anlage ist nach Inbetriebnahme im Herbst 2017 wieder am Netz. Neben der gesteigerten Wirtschaftlichkeit erfüllt sie nun auch höchste Umweltstandards. Betreiber ist SSE, einer der größten Energieproduzenten aus erneuerbaren Quellen in GB. Voith war bei diesem Projekt für die Neukonstruktion, Installation und Inbetriebnahme der Turbineneinheit, die Installation eines Kontrollsystems, Leistungsschalters und Hydraulikaggregats sowie die Rehabilitierung des Generators verantwortlich. Nach der Modernisierung erfüllt das Kleinwasserkraftwerk Mucomir nun hohe Umweltstandards. Durch das spezielle Design des neuen Turbinenlaufrads werden negative Auswirkungen auf Fische vermindert und so das Durchqueren der Turbine erleichtert. Das Kleinwasserkraftwerk Mucomir ist bereits seit 1962 in Betrieb. Es gehört zur Kraftwerksgruppe Great Glen.

SCHWEIZ: PER CROWDFUNDING ZUM WASSERKRAFTSTROM Garantierten Strom aus Wasserkraft zum Fixpreis für Genossenschaftsmitglieder: Das hat sich die neu gegründete Schweizer Energiegenossenschaft e-can suisse zum Ziel gesetzt. Man will damit ein völlig neues und zukunftsträchtiges Geschäftsmodell in der Schweiz etablieren, das es den Stromkunden ermöglicht, ihren Strom direkt bei einem von ihnen gewählten Kraftwerk zu ordern. Konkret sieht das Konzept vor, dass die Kunden weiterhin zwar den Strom von ihrem jeweiligen lokalen Energieversorger beziehen, aber durch die Mitgliedschaft bei e-can wird garantiert, dass der Stromverbrauch vom gewählten Wasserkraftwerk auch ganz real ans Netz geliefert wird. e-can stellt sicher, dass der Strom zu 100 Prozent aus Schweizer Wasserkraft kommt, was wiederum zur Stärkung der zuletzt etwas in Bedrängnis geratenen Wasserkraft beiträgt. Sowohl Private als auch Unternehmen können Mitglied werden. Damit die Initiative tatsächlich umgesetzt wird, sind bis Ende März 2018 mehr als 10.000 Unterstützer erforderlich.

20th International Conference on Hydropower Plants „Celebrating 40 Years of Industry – Academic Engagement“ 14 – 16 November 2018 | Vienna, Austria Topics: Flexible hydropower plants Hydraulic systems and transient behaviour Intelligent control and monitoring systems Big data at hydropower plants Pumped storage and hybrid approaches Maintenance, rehabilitation and modernization Numerical calculations of hydraulic components

Design rules, experimental techniques and physical modeling Small hydro including very low head and hydrokinetic turbines Legal aspects Sustainability aspects

For more details referring to the topcis please visit our webpage: http://www.viennahydro.com INSTITUT FÜR ENERGIETECHNIK UND THERMODYNAMIK

Ins tute for Energy Systems and Thermodynamics

line ract: d a De abst e 018 r th

3.2 ent 0 . m 31 nce pers u o nn or Pa com A t f .

Firs d Call ahydro an .vienn fo

ww

10

Februar 2018

w

HYDRO

Aktuell

Foto: TIWAG

HOCHBETRIEB AUF KRAFTWERKSBAUSTELLE KIRCHBICHL IN TIROL Bis Ende 2020 plant der Tiroler Energieversorger TIWAG die Erweiterung des Kraftwerks Kirchbichl am Inn abzuschließen. Das Großprojekt umfasst die Errichtung eines zweiten Krafthauses sowie eines Dotierkraftwerks. Rund 35 GWh Strom können dadurch zusätzlich erzeugt werden. Dies entspricht einer Steigerung von rund 25 Prozent. „Wir investieren im Rahmen dieses Projekts rund 110 Millionen Euro.

Davon profitiert insbesondere die regionale Wirtschaft. Neben der effizienteren Stromerzeugung bewirkt dieses Vorhaben auch eine ökologische Sanierung der Innschleife. Das betrifft auch die zu errichtende, neue Fischwanderhilfe“, betont TIWAG-Vorstandsdirektor Johann Herdina. Anfang Februar wurde nach einer Bauzeit von vier Monaten die neue Baubehelfsbrücke über den Inn in Betrieb genommen. Aktuell wird der niedrige Wasserstand des Inn genutzt, um die Arbeiten für die neue Fischwanderhilfe und das Dotierkraftwerk voranzutreiben. Die Inbetriebnahme der Dotieranlage ist für den Dezember 2018 geplant.

Foto: NLK/REINBERGER

Lokalaugenschein auf der Kraftwerksbaustelle Kirchbichl: TIWAG-Vorstandsdirektor Johann Herdina (r.) begutachtet mit den Bürgermeistern Josef Haaser (2.v.l.) und Herbert Rieder sowie Projektleiter Johann Neuner die neue Baubehelfsbrücke.

Bürgermeister Otto Jäger, die Hafnertec-Geschäftsführer Leopold und Markus Bicker sowie LH-Stellvertreter Stephan Pernkopf beim Spatenstich der neuen Anlage (.v.l.)

KACHELOFENSPEZIALIST ERRICHTET EIGENES WASSERKRAFTWERK Das Familienunternehmen Hafnertec setzt fünf Jahre nach dem Bezug seines neuen Kompetenzzentrums für Hafnerhandwerk und innovative Heizungstechnik im niederösterreichischen Waasen den nächsten Meilenstein: Es baut sein eigenes Wasserkraftwerk. Der nachhaltig erzeugte Strom soll noch heuer, pünktlich zum Tag des Kachelofens am 19. Oktober fließen. „Wir mussten erst das Wasserrecht beantragen und haben Ende letzten Jahres den positiven Bescheid erhalten. Im Frühjahr starten die Bauarbeiten. Das Kraftwerk wird eine Leistung von rund 66 Kilowatt haben und uns sauberen Strom für unsere Produktion liefern“, erklärt Hafnertec-Geschäftsführer Markus Bicker und führt noch weiter aus: „Das Kleinwasserkraftwerk soll in mehrfacher Hinsicht eine ‚Turbine‘ für den Unternehmenserfolg sein. Es sichert nicht nur die Stromversorgung, sondern schafft auch Arbeitsplätze in der Region und setzt ein klares Zeichen: Wir glauben an den Standort in Neumarkt an der Ybbs und investieren deshalb laufend und umfangreich.“

Lösungen von Rexroth: langlebig, robust und sicher Your move?

We’re in.

Quelle:Salzburg AG

Österreich ist Wasserkraftland Nummer eins. In der Branche stehen hohen Konstruktionskosten Ertragsaussichten über Jahrzehnte gegenüber – wenn die Automatisierung den Wasserfluss zuverlässig reguliert. Genau das garantiert Bosch Rexroth. Mit sicheren Automatisierungskomponenten für Turbinensteuerungen und Systemlösungen für den Abfluss- und Überlaufschutz behalten Wasserkraftanlagen den Wasserfluss zuverlässig unter Kontrolle.

Bosch Rexroth GmbH www.boschrexroth.at

1801_22_REX_Wasser_186x125_DE.indd 1

Februar 22.01.18 2018

11

11:08

HYDRO

Foto: Städtische Werke Lauf

Aktuell

Wehranlage des Pegnitzkraftwerks der Stadt Lauf in Mittelfranken.

Foto: VSE/electrosuisse

Foto: Uwe Kunze/pixelio.de

Als europaweit größte Produzent von Strom aus Wasserkraft bietet Norwegen hervorragende wirtschaftliche Konditionen für internationale Unternehmen mit hohem Energiebedarf.

Der Eindruck der noch leeren Sitzreihen vor dem Beginn des Schweizer Stromkongress 2018 im Kursaal Bern kann täuschen. Zahlreiche Vertreter aus Politik, Wirtschaft und Medien nutzten das Forum zum gegenseitigen Austausch und machten die alljährlich stattfindende Veranstaltung erneut zu einem vollen Erfolg.

15. und 16. März 2018

Digitalisierung Sytemintegration E-Mobility

12

Februar 2018

Dezentralisierung Smart Technologies

TURBINENSANIERUNG AN PEGNITZKRAFTWERK ABGESCHLOSSEN Die Turbine des 1943 in Betrieb genommenen Kraftwerks am Pegnitzwehr in der mittelfränkischen Stadt Lauf ging Anfang Februar nach umfassender Revitalisierung wieder ans Netz. Wegen eines Dichtungsschadens im Sommer 2017musste die Turbine ihren Betrieb vorübergehend einstellen. Aus diesem Anlass entschlossen sich die betriebsführenden Städtischen Werke Lauf zu einer umfangreichen Generalüberholung der Kaplan-Turbine. Durchgeführt wurde die Revitalisierung direkt beim Hersteller ANDRITZ Hydro in Ravensburg.

Laufrad und Turbinenkomponenten wurden demontiert und zur „Revitalisierungskur“ in den Süden der Bundesrepublik transportiert. Am 10. Januar, fast genau ein halbes Jahr nach der Betriebseinstellung, wurde die rundum erneuerte Maschine mit schwerem Gerät wieder zum Kraftwerk in die Sichartstraße geliefert. Anfang Februar konnte die Stromproduktion schließlich wieder aufgenommen werden.

WASSERKRAFT WICHTIGE STÜTZE DES WIRTSCHAFTSSTANDORTS NORWEGEN „Innovation Norway“ ist das wichtigste Instrument der norwegischen Regierung für die Innovation und Entwicklung von heimischen Unternehmen und Industrie. In einer aktuellen Pressemitteilung betont Innovation Norway einmal mehr die ausgezeichneten wirtschaftlichen Perspektiven, die das skandinavische Land Unternehmen mit hohem Energiebedarf bietet. Dies zeigen aktuell mehr als 6.000 nicht-norwegische Firmen, die für 25% der gesamt Wertschöpfung im gesamten Land sorgen, berichtet „businessportal-norwegen.com“. Vor allem energieintensive Industrien profitieren enorm von den überaus günstigen Strompreisen. Im September 2017 lag der Preis für die industrielle Nutzung im Schnitt bei 3 Cent pro kWh. Zu verdanken sind diese günstigen Konditionen vor allem der Stromgewinnung aus Wasserkraft. Mit einer Gesamtleistung von rund 31,5 GW, die von insgesamt 1.550 Anlagen erbracht wird, ist Norwegen der größte Wasserkraftproduzent in Europa.

SCHWEIZER PSKW SOLLEN EUROPAWEITE ENERGIEWENDE REALISIEREN Die Organisation der europäischen Stromversorger sieht in der Energiewende neue Geschäftsmöglichkeiten, berichtet „srf.ch“ Mitte Januar im Hinblick auf den Schweizer Stromkongress in Bern. Bewährten Energiespeichern in Form von Schweizer Pumpspeicherkraftwerken könne durch den Boom der volatilen Energieträger Wind und Sonne zukünftig eine wichtige Rolle zukommen, meint Kristian Ruby, Generalsekretär von „Eurelectric“, der Organisation der europäischen Stromversorger. „Wir brauchen mehr Strom, um die Energiewende durchzuführen im Transportbereich, im Wärmebereich und auch in der Industrie.“ Bezug nehmend auf den hohen Nutzen von Schweizer Pumpspeicheranlagen sagte Ruby: „Wir brauchen die Schweizer Wasserkraft, um die Energiewende europaweit zu realisieren.“

HYDRO

Aktuell

Der Einsatz der Indurstrietaucher ermöglicht neben den Leitschaufeln auch die Prüfung der elektrischen Teile der neuen Maschine.

Foto: Verbund

Foto: Stadtwerke Bochum

Dr. Dirk Waider (r.), Vorstand der Gelsenwasser AG und Stadtwerke-Geschäftsführer Frank Thiel (l.) nehmen mit dem symbolischen Knopfdruck das aufwendig modernisierte Wasserkraftwerk in Betrieb.

FROSTIGER TAUCHEINSATZ IN YBBS-PERSENBEUG Das neue Jahr beginnt in Ybbs mit einem Taucheinsatz. Trotz klirrender Kälte steigen die VERBUND-Industrietaucher beim Kraftwerk Ybbs-Persenbeug in die Donau, um Inspektionsarbeiten an der Turbine vorzubereiten. Die Taucher säubern den Boden vor dem Einlaufrechen.

Mit dem Portalkran stapeln danach die VERBUND-Mitarbeiter tonnenschwere Dammbalken vor den Rechen. Damit ist die Turbine abgedichtet und kann in den kommenden Tagen ausgepumpt werden. Turbinenüberprüfung findet bei Wasserkraftwerken üblicherweise im Winter statt. Die geringere Wasserführung ermöglicht es, Erzeugungsverluste zu vermeiden. Die übrigen Maschinen können das Wasser der Donau abarbeiten. Die Maschine Nr. 5, die derzeit abgestellt ist, wurde 2016 im Zuge des Projektes Ybbs2020 getauscht. Die Leitschaufeln werden nun nach dem ersten Jahr Vollbetrieb inspiziert. Bis Ostern sollen die Arbeiten voraussichtlich beendet sein.

ÖKOSTROMPRODUKTION AN DER RUHR GESTARTET Die Wasserbeschaffung und Energieerzeugung Mittlere Ruhr GmbH (WMR), eine Tochtergesellschaft der Gelsenwasser AG und der Stadtwerke Bochum, hat im vergangenen Jahr das Trinkwasserwerk in Stiepel zu einem reinen Wasserkraftwerk umgebaut. Dazu wurde neben dem Triebwasserkanal auch ein Fischaufstieg integriert. In die Modernisierung der Stromerzeugung haben Stadtwerke Bochum und Gelsenwasser 2,6 Mio. Euro investiert. Im Zuge der Umbaumaßnahmen wurden statt bisher zwei nun vier der vorhandenen Kaplanturbinen mit Generatoren ausgestattet. Des Weiteren wurden die Generatoren modifiziert, die Rechenreinigungsanlage erneuert, ein neuer Transformator installiert, sowie Anlagenteile für die ehemalige Trinkwasserförderung zurückgebaut. „Mit den 5,4 Mio. kWh Ökostrom können dann umgerechnet mindestens 2.000 Haushalte ein Jahr lang versorgt werden“, erklärt Frank Thiel, Geschäftsführer der Stadtwerke Bochum.

Februar 2018

13

HYDRO

Foto: Lidl

Aktuell

Foto: Energiedienst

Lidl Österreich bietet seinen Kunden Strom aus 100 Prozent österreichischer Wasserkraft sowie umweltfreundliches Erdgas und kümmert sich um den gesamten Wechselprozess beim Umstieg.

LIDL ÖSTERREICH IST JETZT AUCH GRÜNSTROMANBIETER Nach Lidl Deutschland, über den man seit letzten Juli Strom beziehen kann, gesellt sich jetzt auch Lidl Österreich mit dem Produkt Lidl-Energie zu den Stromanbietern. Lidl-Energie ist eine Kooperation von Lidl Österreich und der easy green energy GmbH & Co KG, die wiederum eine Kooperation zwischen der easybank AG und der Energie Steiermark AG ist. Der Strom stammt laut Anbieter zu 100 Prozent aus österreichischer Wasserkraft und ist frei von CO2 und Atomstrom. Ein Wechsel zu Lidl-Energie dauert nur wenige Minuten und soll Geld sparen, erklärt das Unternehmen in einer Pressemeldung. Der Energiepreis für den sauberen Strom liegt bei 4,66 Cent/kwh (brutto) inkl. Preisgarantie bis 31. Dezember 2019. Ein schneller Umstieg ist per Formular auf der Website rund um die Uhr möglich. Den Rest übernimmt das Unternehmen. Nach dem Umstieg können Kunden ihr Energieleben jederzeit und unbürokratisch über das Online-Kundenportal verwalten.

Der vor Ort im Wasserkraftwerk produzierte Ökostrom erzeugt durch Elektro­ lyse Wasserstoff, der mit CO2 aus biogenen Anlagen zusammengebracht und im ­Fischer-Tropsch-Verfahren zu Kohlenwasserstoffen synthetisiert wird.

POWER-TO-LIQUID - SYNTHETISCHER DIESEL AUS ÖKOSTROM Energiedienst plant gemeinsam mit der Audi AG und der Ineratec GmbH eine Pilotanlage zur Erzeugung von klimaneutralen Kraftstoffen am Wasserkraftwerk Laufenburg in der Schweiz. Der Bau soll jetzt im Frühjahr unmittelbar bevorstehen. Es ist vorgesehen, bereits in diesem Jahr die ersten Liter synthetischen Diesels in Laufenburg zu produzieren. Gemeinsam werden die drei Unternehmen rund 3,5 Millionen Euro in den Aufbau der innovativen Pilotanlage investieren. Die Power-­to-Liquid-Anlage soll auf dem Kraftwerksgelände Strom aus Wasserkraft zu synthetischem Treibstoff und Wachsen transformieren.

Sie besteht aus drei Containern und einem Trafohaus. Die Anlage hat eine Kapazität von rund 400.000 Litern pro Jahr. Das Karlsruher Unternehmen INERATEC GmbH, eine Ausgründung des Karlsruher ­Instituts für Technologie (KIT), stellt die mobile und dezentral einsetzbare Pilotanlage her.

energy-control.it

14

Februar 2018

HYDRO

HÖHERE JAHRESKOSTEN – HÖHERE ENERGIEERZEUGUNG Der Verwaltungsrat der Kraftwerke Linth-Limmern AG (KLL) genehmigte zuhanden der Generalversammlung vom 28. März 2018 die Jahresrechnung 2016/17. Die KLL wies im Geschäftsjahr 2016/17, vom 1. Oktober 2016 bis zum 30. September 2017, Jahreskosten in der Höhe von 97.441 Mio. CHF (Vorjahr 78.484 Mio. CHF) aus. Die Energieerzeugung zuhanden der Partner erhöhte sich aufgrund des Probebetriebs des Pumpspeicherwerks Limmern sowie der anschliessenden Übergabe der ersten Maschinengruppen vom Hersteller an die KLL um 237.7 Mio. kWh auf 903.8 Mio. kWh (Vorjahr 666.1 Mio. kWh). Trotz gestiegener Jahreskosten sind die Produktionskosten infolge der höheren Jahresproduktion – erstmalig wurde mit allen vier Maschinengruppen produziert – um 1.00 Rappen (1,16 Cent) pro kWh auf 10.78 Rappen (12,50 Euro) pro kWh gesunken.

DIE PLANUNG DES RUDOLF-FETTWEIS-WERKS IN FORBACH SCHREITET VORAN Die Energie Baden-Württemberg AG (EnBW ) hat jetzt beim Regierungspräsidium Karlsruhe den Zulassungsantrag für den Bau einer neuen Unterstufe eingereicht. Damit wurde ein wichtiger Schritt zum Ausbau des Rudolf-Fettweis-Werks zu einem modernen und leistungsfähigen Pumpspeicherkraftwerk gesetzt. Für die neue Unterstufe soll das bestehende Ausgleichsbecken als Unterbecken genutzt und um ­einen neuen unterirdischen Kavernenspeicher im angrenzenden Berg erweitert werden. Die Anlage wird derzeit sowohl als Laufwasser- als auch als Speicherkraftwerk genutzt und kann dann als reines Pumpspeicherkraftwerk betrieben werden. „Eine abschließende Investitionsentscheidung für dieses Projekt kann erst auf Basis eines vorliegenden positiven Planfeststellungsbeschlusses und Prüfung der energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen getroffen werden“, so EnBW-­ Projektleiter Ulrich Gommel.

Foto: RMD Die Rhein-Main-Donau AG und die E.ON Kraftwerke GmbH investieren für das Erweiterungsprojekt der Main-Staustufe Rothenfels rund 13 Mio. Euro.

Foto: KLL

KW-ROTHENFELS STEHT KURZ VOR DER FERTIGSTELLUNG Die Baumaßnahmen im Zuge der Erweiterung des Mainkraftwerks ­Rothenfels bewegen sich ihrem Abschluss entgegen. Die Inbetrieb­ nahme ist noch in diesem Frühling geplant. Mit Hilfe eines Schubboot-Ponton-Verbandes der Reederei Domarin wurde unlängst die letzte der neun Spundbohlen aus dem Oberwasserbereich gezogen. Sie gehörte zum sogenannten Fangedamm, der die Baugrube vom Main trennte. Knapp zwei Monate dauerten die Arbeiten zum Rückbau der Sicherheitseinrichtungen und Abdichtungen für die Baugrube im Ober- und Unterwasserbereich. Nach den Montagearbeiten an dem unterirdischen Maschinensatz folgt noch der Innenausbau des Maschinenhauses. Künftig wird am Kraftwerksstandort Rothenfels mittels der hochmodernen Kaplan-Rohrturbine rund 7,4 Mio. kWh zusätzlicher Strom erzeugt.

Die Projektbeteiligten von FGB – Thorsten Steinbach (2. v. l.), Dieter Bauch-Panetzky (4. v. l.) und Klaus Gabel (r.) freuen sich zusammen mit Professor Dietz von der TH Nürnberg (l.), über den Start des vielversprechenden Wasserkraft-Vorhabens „BlauPower“.

Hauptgrund für höhere Kosten waren die zusätzlichen Kosten von 7.579 Mio. CHF für den gegenüber dem Vorjahr erhöhten Pumpbetrieb sowie die ersten Aktivierungen des PSW Limmern um 8.416 Mio. CHF gestiegenen Abschreibungen.

Das Rudolf-Fettweis-Werk setzt sich aus vier Einzelkraftwerke zusammen und liefert seit 100 Jahren rund 68 MWh CO2-freie Energie. Damit werden circa 30.000 durchschnittliche Haushalte versorgt.

Foto: EnBW

FGB ENTWICKELT HOCHLEISTUNGSGENERATOR Unter dem Titel „BlauPower“ entwickelt die Fertigungsgerätebau Adolf Steinbach GmbH (FGB) aus Unterfranken seit Kurzem einen hoch­ effizienten Generator für kleine Wasserkraftanlagen. Hierzu entsteht im Zusammenspiel mit dem Projektpartner, der Technischen Hochschule in Nürnberg, ein abgestimmtes neuartiges Komplettsystem für Kleinwasserkraftanlagen. Basis des Gesamtsystems ist ein intelligenter Antriebsregler, der zusammen mit einem leistungsfähigen Generator im Vergleich zu konventionellen Klein(st)anlagen, nach Angaben der Erfinder den Energieertrag um 20 Prozent steigern soll. Bei dem Projekt handelt es sich um ein Vorhaben im Rahmen des bayerischen Energieforschungsprogramms. Ziel ist die Erforschung, Entwicklung und Anwendung neuer ressourcenschonender Technologien, eine Effizienzsteigerung von technischen Komponenten und die verstärkte Nutzung von erneuerbaren Energien.

Foto: Thorsten Steinbach

Aktuell

Februar 2018

15

HYDRO

Foto: ICOLD

Veranstaltung

In der ersten Juli-Woche 2018 geht der 26. ICOLD Weltkongress in Wien über die Bühne.

ATCOLD IST GASTGEBER DES ICOLD WELTKONGRESSES 2018 Das Österreichische Nationalkomitee für Talsperren ATCOLD (Austrian National Committee On Large Dams) veranstaltet vom 1. bis 7. Juli 2018 den 26. ICOLD Weltkongress im Austria Center Vienna. ICOLD (International Commission On Large Dams) ist die weltumspannende Internationale Talsperren Kommission, der weltweit an die hundert Nationalkomitees angehören, so auch ATCOLD. Der Weltkongress wird alle drei Jahre durchgeführt.

Die zentralen Inhalte der Veranstaltung: • Q100 - reservoir sedimentation and sustainable development • Q101 - safety and risk analysis • Q102 - geology and dams • Q103 - small dams and levees In dieser ersten Juliwoche findet ebenfalls das 86. ICOLD Annual Meeting und das ATCOLD Symposium Hydro Engineering statt. Die Symposium Topics werden sein: • Climate Changes Reservoir Operation (Catchment, permafrost, glacier melting, erosion and sedimentation) • permission and safety assessment (Construc-

tion and operation of hydraulic structures, inspection & assessment of operating devices) • Dam and foundation sealing (Long term behaviour and assessment of uplift distribution) • Caverns and power water ways (Design, construction and monitoring, power water way and lining with high strength steel) • stability of reservoir slopes (Reservoir operation, avalanches, impulse waves, dam breach) • High Strength Steels in Hydropower Plants Die Veranstaltung wendet sich an Unternehmen und Fachleute, die an der Umsetzung von Talsperre-Projekten zur Energiegewinnung aus erneuerbaren Quellen, Wasserver-

Innovations for waterpower all over the world.

sorgung und wasserbaulichen Schutzbauten beteiligt sind. Dies sind insbesondere Ingenieurbüros und Berater, Bauunternehmungen, Ausrüster im baulichen und maschinellen Bereich, Universitäten, Behörden und Ausbildungseinrichtungen. Im Mittelpunkt der fachlichen Diskussion steht der Austausch und die Vertiefung des Wissens um Talsperren sowie die Erhaltung des hohen Niveaus an praktischer und wissenschaftlicher Kompetenz in den jeweiligen Fachdisziplinen.

Alle Informationen für eine Teilnahme sind auf der offiziellen Website zu finden: www.icoldaustria2018.com

Trash Rack Cleaning Systems Hydro Mechanical Equipment BRAUN Maschinenfabrik Ges.m.b.H. Gmundner Str. 76 4840 Vöcklabruck / AUSTRIA E-Mail:office@braun.at

MASCHINENFABRIK

16

Februar 2018

www.braun.at

HYDRO

Projekte

Foto: VIW

Für das neue Rellswerk im Vorarlberger Montafon wurde ein Speichersee mit 44.000 m3 Nutzinhalt errichtet.

MONTAFONER RELLSWERK BEWÄHRT SICH IN DEN ERSTEN MONATEN Seit Mitte letzten Jahres ist das neueste Pumpspeicherkraftwerk der Vorarlberger Illwerke AG, das Rellswerk in Vandans, am Netz. Die Anlage stellt einen wichtigen Puzzleteil in der Werksgruppe Obere Ill-Lünersee dar, indem sie eine beträchtliche Er­ höhung der Spitzen- und Regelenergieproduktion im Lünerseewerk ermöglicht. Rund 38 Millionen Euro investierten die Betreiber in das Projekt, das baulich in den letzten drei Jahren mit durchaus erheblichem Aufwand realisiert wurde. Ausgerüstet ist das Rellswerk mit einer modernen reversiblen Pumpturbine, die im Pumpbetrieb auf eine Leistung von 15 MW und im Turbinenbetrieb auf 12 MW ausgelegt ist. Das Kraftwerk fördert rund 17 Millionen Kubikmeter pro Jahr in den Lünersee.

D

Grafik: VIW

ie Idee war keineswegs neu: Seit den 1980er Jahren verfolgten die Ingenieure der Vorarlberger Illwerke den Plan, das Gefälle des oberen Rellsbaches für das Lünerseewerk zu nutzen. Zur Umsetzung kam es in der Folge aber ebenso wenig wie rund 20 Jahre später, als eine Gruppe Privatunternehmer an gleicher Stelle ein Kleinwasserkraftwek geplant und 2006 zur wasserrechtlichen Vorprüfung eingereicht hatte. Bei einer Nominalleistung von 1 MW hätte die Anlage im Regeljahr rund 3 GWh Strom erzeugt. Der Initiative war kein Erfolg beschieden. So traten erneut die Vorarlberger Illwerke auf den

Plan. Am 8. Juli 2009 reichten sie beim Amt der Vorarlberger Landesregierung den Antrag für die Errichtung und den Betrieb des Rellswerks im Montafoner Vandans ein – ein Projekt, das dem Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz 2000 unterworfen war. „Die UVP ist sehr zügig verlaufen. Unter bestimmten Auflagen wurde dem Projekt bereits im Mai 2010 ein positiver Bescheid erteilt. Dass es dann nicht unmittelbar zur Umsetzung kam, hatte einen speziellen Grund: Im Rodundwerk II, dem bei seiner Errichtung leistungsstärksten Pumpspeicherwerk Europas, war zu dieser Zeit ein Schaden aufgetreten. Da desÜbersicht Lünserseewerk und Rellswerk

Bislang wurde auf etwa 1000 m.ü.A. durch einen Überleitungstollen der bestehenden unteren Rellsbachfassung Wasser in das Staubecken Latschau eingeleitet. Zukünftig wird dieses Wasser überwiegend von der oberen Rellsbachfassung vom Lünersee über die Triebwasserführung des Lünersees in das Staubecken Latschau abgearbeitet.

sen Behebung absolute Priorität hatte, stellte man die Realisierung des Rellswerks vorerst noch hintan“, erzählt der Projektleiter des Rellswerks Dipl.-Ing. Florian Sollerer. 2014 war es schließlich soweit: Nach umfangreichen Planungsarbeiten im Vorfeld konnten die Bauarbeiten am Rellswerk beginnen.

Letztlich sollten sie plangemäß drei Jahre in Anspruch nehmen.

MODERNES KLEINES PUMPSPEICHERWERK Um sich das Projekt in seinem vollen Umfang vorstellen zu können, ist eine Funktionsbeschreibung unumgänglich. Schließlich war nicht nur dessen Umsetzung komplex, sondern auch dessen Konzept. Florian Sollerer skizziert das Prinzip: „Grundsätzlich handelt es sich beim Rellswerk um ein modernes Pumpspeicherkraftwerk, dessen Hauptfunktion darin besteht, Wasser aus dem Vilifau- und dem Zaluandabach - den Zuläufen des oberen Rellsbachs - dem Triebwassersystem des Lünerseewerks zuzuführen, um dessen Wasserressourcen zu erhöhen. Das Wasser aus diesen beiden Bächen wird in einem Ausgleichsbecken zwischengespeichert, im Pumpbetrieb über eine Druckrohrleitung in die Triebwasserführung Lünersee-Latschau geführt und weiter in den Lünersee gepumpt. Auf diese Weise kann die Gefällstufe des Rellsbaches von der Rellskapelle bis auf Höhe Latschau genutzt werden, wodurch sich ein Fallhöhenzugewinn von fast 450 Metern ergibt. AußerFebruar 2018

17

Projekte

Foto: zek

Foto: VOITH

HYDRO

Das Herz des Rellswerks besteht aus einer modernen, 3-stufigen Pumpturbine aus dem Hause Voith Hydro.

Die Maschine wurde fast ausschließlich aus rostfreien Teilen gefertigt. Im Pumpbetrieb ist sie auf 14,5 MW, im Erzeugungsbetrieb auf 11,4 MW Leistung ausgelegt.

dem kann das neue Rellswerk auch im Turbinenbetrieb und dadurch zur Wälzpumpspeicherung eingesetzt werden. Dabei kommt eben das Wasser vom Lünersee über die Druckleitung und gelangt am Ende in das Ausgleichsbecken. Die primäre Funktion liegt allerdings darin, dieses Becken als Retentionsvolumen zu nutzen, und – sobald die wirtschaftlichen Gegebenheiten entsprechend vorliegen – das Wasser in den Lünersee zu pumpen.“ BAUMATERIAL MIT ANFÄNGLICHEN SCHWÄCHEN Zu diesem Zweck wurde nach den Plänen der VIW nun unterhalb der Rellskapelle auf fast 1.450 m ein Ausgleichsbecken mit einem Nutzvolumen von 44.000 m3 angelegt. Dabei erfolgte die Ausformung des Beckens sowie die Gestaltung der Uferbereiche in naturnaher Ausführung.

Die Umsetzung entpuppte sich allerdings als nicht gerade einfach. „Speziell die Errichtung des Ausgleichsbeckens brachte die eine oder andere Herausforderung mit sich. Vor allem die Aufschließung des Untergrunds hatte für uns Überraschungen parat. Anfänglich war geplant,

das Material für den Dammbau, das aus dem angrenzenden Böschungsbereich gewonnen werden sollte, aufzubereiten und unmittelbar wieder einzubauen. Doch im Zuge der Umlagerung stellte sich heraus, dass der Feuchtegehalt deutlich höher war als angenommen. Das bedeutete, dass das Material so nicht verdichtbar war“, erklärt Florian Solllerer die Problematik. „Nach intensiven Beprobungen und Versuchen sind wir schließlich auf ein bewährtes Mittel zur Stabilisierung gekommen – den Einsatz von ungelöschtem Kalk. Dank der stark hygroskopischen Wirkung erwies sich dieser als die optimale Lösung für unser Problem.

Der Damm wurde schließlich von der beauftragten Baufirma in Schichten von 30 bis 40 cm aufgebaut, um diese dann durch den Eintrag von ungelöschtem Kalk zu verdichten.“ Mit den Bauarbeiten am Ausgleichsbecken wurde die ARGE Rellswerk Vandans, bestehend aus Wilhelm+Mayer Bau GmbH / Nägele Hoch- und Tiefbau GmbH / Gebr, Haider Bauunternehmung GmbH / Max Streicher Österreich GmbH, beauftragt. Die übergeordnete Bau- und Montageleitung unterstand dem Engineering Team der Vorarlberger Illwerke.

BAUAUSFÜHRENDE FIRMEN RELLSWERK VANDANS Wilhelm+Mayer Bau GmbH – Nägele Hoch- und Tiefbau GmbH – Gebr. Haider Bauunternehmung GmbH

18

Februar 2018

HYDRO

Foto: zek

Projekte

sicher ausgeführt. Er ist heute auf ein 5000-jährliches Hochwasserereignis ausgelegt“, so der Projektleiter. Die maximale statische Dammhöhe liegt bei etwa 14 m. An seiner größten Breite misst das Becken 90 m, in der Längsausdehnung rund 140 m. Aufgrund dieser nicht allzu großen Abmessungen fällt das Staubecken Rells nicht in den Verantwortungsbereich der staatlichen Staubeckenkommission.

photo: zek

ROBUSTER STAHLWASSERBAU Unmittelbar oberhalb des neuen Staubeckens wurden die beiden Wasserfassungen für den Vilifau- und den Zaluandabach errichtet, beide annähernd baugleich in Form eines klassischen Tirolerwehrs. Realisiert wurden die dafür erforderlichen Stahlbauarbeiten vom bekannten Südtiroler Spezialisten für Stahl-

wasserbau Gufler Metall, der nebst den beiden 4 m x 1,4 m großen Einlaufrechen in Edelstahlausführung auch die vollautomatischen Einlaufschützen sowie die stählerne Wehrrückenpanzerung lieferte. Letztere soll dem Schutz vor Abrasion dienen.

Am unteren Ende der Entsanderkammer wurde von den Stahlbauspezialisten aus dem Passeiertal eine Spülschütze installiert, die vollautomatisch geöffnet werden kann, wenn das Sediment wieder in das Bett des Rellsbachs zurückgeführt werden soll. Generell erfolgt die Steuerung der Einlauf- und Spülschütze über eine Ölhydraulik. Was den Grundablass betrifft, so besteht dieser im Bereich der Absperrorgane, wo zwei Absperrschieber montiert sind, aus einer Stahlrohrleitung der Dimension DN400 bzw. DN600. Der Antrieb der Absperrorgane wird elektrisch bewerkstelligt.

Foto: zek

20.000 WASSERBAUSTEINE VERBAUT Grundsätzlich weist die Auskleidung des Ausgleichsbeckens einen sehr massiven, rund 1,50 m hohen Aufbau auf. Ganz unten befinden sich die Drainage-Horizonte für die Leckwassermessungen, darauf folgt ein Aufbau aus Vlies, Folie, Vlies und Geogitter mit einer Bekiesung als 40 cm dicke Schutzschicht. Den Abschluss dieser Schichtenabfolge bilden rund 20.000 Wasserbausteine, jeder einzelne mit einem Gewicht von bis zu 2 Tonnen. In Summe erreicht der Aufbau eine Kubatur von etwa 32.000 m3. „Ursprünglich ist der Rellsbach genau durch den Bereich des heutigen Ausgleichsbeckens geflossen. Er wurde im Zuge der Bauarbeiten umgeleitet und läuft nun entlang des Dammfußes. Unter diesem Gesichtspunkt wurde der Bachlauf natürlich auch hochwasser­

Foto: EWA

Auf rd. 1.450 m Seehöhe wurden die beiden Bachfassungen Vilifau und Zaluanda als klassische Tirolerwehre neu angelegt. Das hier eingezogene Wasser wird im neuen Ausgleichsbecken zwischengespeichert. Die stahlwasserbauliche Ausrüstung wurde vom Südtiroler Branchenspezialisten Gufler Metall umgesetzt.

Februar 2018

19

HYDRO

Grafik: VIW

Projekte

GeneralPlaner & f a c h i n G e n i e u r e

Verkehr

L=2.270 m DN1000

Kraftwerke Industrie

Spezialthemen Öffentliche Auftraggeber Rellswerk im Detailschema

Wasserkraft

EINE PIPELINE IM GEBIRGE Ganz neue Wege beschritten die Verantwortlichen bei der Errichtung der Druckrohrleitung, die eine Verbindung zum bestehenden Taldüker des Kraftabstiegs des Lünerseewerks auf knapp 1.700 m Seehöhe zum neuen Kraftwerk herstellen sollte. Das Besondere daran: Die Errichtung der Stahl-Druckrohrleitung orientierte sich dabei am Pipeline-Bau, schließlich war in der ARGE der deutsche Pipeline-Bauer MAX STREICHER GmbH & Co. KG aA vertreten. Zu diesem Zweck waren die Leitungsbauspezialisten mit einer eigenen Rohrbiegemaschine angerückt, die in Vandans aufgestellt wurde. Diese diente dazu, die 13 m langen Rohrschüsse DN1000 so zu biegen, dass sie sich optimal an die Geländegegebenheiten anpassten. „Es handelt sich um spiralgeschweißte Stahlrohre mit einer Wanddicke von 17 mm. Trotz des hohen Stückgewichtes haben die Pipeline-Spezialisten gezeigt, dass

Wärmekraft Biomasse

ein effizientes Handling möglich ist. Überraschend hoch war die Verlegeleistung: Bis zu 3 Rohre pro Tag wurden großteils parallel dem Straßenverlauf verlegt. Dank der Rohrbiegemaschine wurde jedes Rohr nach Bedarf gekrümmt, sodass die Leitung perfekt den zahlreichen Richtungsänderungen und der Topographie des Geländes folgen konnte. Sie ist faktisch maßgeschneidert“, erinnert sich Florian Sollerer. Um Frostsicherheit zu garantieren, beträgt die Überdeckung der neuen Druckrohrleitung mind. 1,2 m. Dass man sie vollständig unterirdisch verlegte, ist Teil einer konsequenten Strategie, die eine harmonische Eingliederung in die Landschaft vorsah.

VERLEGUNG UNTER ERSCHWERTEN BEDINGUNGEN Für die Spezialisten von MAX STREICHER stellte der Auftrag durchaus eine besondere Herausforderung dar, schließlich sei – so der Projektleiter von MAX STREICHER, Wolf-

FHCE

Dr. Floegl Hydro Consulting Engineers

FHCE - Ingenieurbüro Dr. Flögl Ziviltechniker GmbH

Sonderprojekte

für Wasserbau, Infrastruktur und Umwelttechnik Haus der Technik, Stockhofstraße 32, 4020 Linz

0732/66 48 32, floegl.linz@fhce.at, www.fhce.at BHM INGENIEURE Engineering & Consulting GmbH Europaplatz 4, 4020 Linz, Austria Telefon +43 732 34 55 44-0 office.linz@bhm-ing.com

KRAFTWERK RELLSWERK der VIW feldkirch • linz • Graz wien • schaan • PraG

20

Februar 2018

ZEK_D+E_58x262_4C.indd 1

05.02.2018 11:06:51

Detailplanung, Ausschreibung Druckrohrleitung Detailplanung, stat. konstr. Bearbeitung Bachbeileitungen

HYDRO

Die Druckrohrleitung DN1000 wurde im Pipelinebau-Verfahren hergestellt.

Foto: VIW

Foto: VIW

Projekte

Die Verlegung der stählernen Rohre bis auf 1.700 m Seehöhe gestaltete sich nicht zuletzt aufgrund der alpinen Witterungsbedingungen als sehr anspruchsvoll.

gang Paukner – dieses Projekt „über den normalen Pipeline-Bau hinausgegangen“. Nicht nur die Tatsache, dass die Trasse nur über eine sieben Kilometer lange, steile Schotterstraße im Einbahnverkehr erreichbar war, sondern auch Hangneigungen von über 20 Grad verlangten dem Team viel Erfahrung und Knowhow ab. Auch der Biegeanteil von 70 Prozent, wie für die Rohrleitung des Rellswerks, sei bei herkömmlichen Pipeline-Projekten nicht üblich, so der Projektleiter. Hinzu kamen die Witterungsbedingungen auf über 1.500 m Seehöhe, die so manche Herausforderung parat hielten. So wurde das Verlegeteam im September 2015 von 10 Zentimeter Neuschnee überrascht. Daneben spielten in die Verlegearbeiten auch die Jagdsaison sowie der Alm­ abtrieb hinein. Projektplanung und Koordination waren somit ebenso voll gefordert.

Foto: VIW

MASCHINENGEBÄUDE TIEF IM UNTERGRUND Noch ein wenig aufwändiger als der Bau des Ausgleichsbeckens und die Verlegung der

Druckrohrleitung sollte sich jedoch der Bau des Maschinenhauses gestalten, das gemäß den Plänen der beauftragten Planungs-ARGE im oberen Bereich des künstlichen Damms des Speicherbeckens Rells integriert werden sollte. Die Planung von Krafthaus, Wasserfassungen und Druckrohrleitung erfolgte durch die Planungsgemeinschaft von BHM INGENIEURE und dem FHCE-Ingenieurbüro Dr. Flögl Ziviltechniker GmbH. Rund 20 m reichte der Schacht in die Tiefe, um die Kubatur für ein Kraftwerksgebäude mit 4 Tiefgeschossen, Erd- und Obergeschoss in den Untergrund zu bauen. „Wir hatten bei Baugrunderkundungen relativ hohes Grundwasser festgestellt. Das führte uns zu der Frage, ob eine konventionelle Baugrube mit Grundwasserabsenkung oder der Einsatz überschnittener Bohrpfähle die bessere statische Variante ergab. Wir haben uns für das Bohrpfahlsystem entschieden, nicht zuletzt, weil es selbst auch in das statische Konzept eingebunden werden konnte. In der Folge

wurde eine kreisrunde Bohrpfahlwand aufgebaut, die bis in die anstehende Grundmoräne hinunterreichte“, erklärt Florian Sollerer, der einräumt, dass am Maschinenhaus am längsten gebaut wurde: „Zur Sicherung mussten wir im Frühling 2014 noch eine Spritzbeton­ ankerwand herstellen, bevor der Schachtbau im Herbst desselben Jahres starten konnte. Im Sommer 2016 konnten letztlich die Betonbauarbeiten an dem Gebäude abgeschlossen werden, während zeitgleich bereits die ebenfalls sehr aufwändigen Installationsarbeiten im Gebäude durchgeführt wurden.“ Rund 5.500 m3 Beton sind am Ende in den Bau des Maschinengebäudes geflossen.

TECHNIK IN 4 GESCHOSSEN Entsprechend der Intention der Betreiber, wonach von der gesamten Anlage möglichst wenig zu erkennen bleiben sollte, ist nach Fertigstellung des Maschinenhauses von außen lediglich das Zugangsportal sichtbar. Das Gros der Wasserkrafttechnik befindet sich, aufge-

Start der Bauarbeiten im Frühling 2014: Zuerst wurde eine Spritzbetonankerwand errichtet, in deren Schutz der Schacht für das Maschinengebäude aufgebaut wurde.

Ihr Spezialist im Pipelinebau!

Referenzprojekt: Wasserleitung für Kraftwerk Rellswerk/ Österreich, DN 1000, 2,3 km Länge, 240 m Höhendifferenz zwischen talseitigem Startpunkt und bergseitiger Anbindung

MAX STREICHER GmbH & Co. KG aA · Schwaigerbreite 17 · 94469 Deggendorf · Deutschland T +49 (0) 991 330-231 · E info@streicher.de · www streicher.de

zek-Hydro_Fachmagazin-Österreich_Rellswerke_Jan-2018.indd 2

Februar 2018 21 01.02.2018 16:14:40

HYDRO

Foto: Grimmer

Projekte

Fassungsbauwerk in der Bauphase im Frühling 2017.

Fotos: VIW

Foto: zek

Foto: zek

Neue Wasserfassung mit Stauklappe und Stahlgleitschütz von GMT.

Das aufwändigste und langwierigste Baulos stellte die Errichtung des 5-geschossigen Maschinenhauses dar. Es erstreckte sich über drei Bausaisonen. Dabei wurde der 20 m tiefe Schacht mithilfe einer kreisrunden Bohrpfahlwand, bestehend aus überschnittenen Bohrpfählen, errichtet. Die Bohrpfahlwand wurde in das statische Konzept des Gebäudes eingebunden. Insgesamt flossen 5.500 m3 Beton in das Gebäude. Eine der zentralen Intentionen bestand darin, dass vom Gebäude oberflächlich kaum etwas zu sehen ist.

in Diensten des Anfahrvorgangs: Das heißt, dass für den Anfahrvorgang aus der Pumpe ein relativ großes Volumen kommt, welches in einem Schacht gesammelt wird. Es handelt sich also über ein komplett geschlossenes System, aus dem dieses Wasser wieder ins Ausgleichsbecken hinaufgepumpt wird. Außerdem besitzt das Rellswerk überdies noch eine Not-Lenzanlage.“ HOCHWERTIGE ABSPERRORGANE Um die Druckbelastungen kontrollieren zu können, die durch die Wassersäule auftreten können, sind natürlich auch spezielle, hochentwickelte Absperrmöglichkeiten im Triebwasserweg unerlässlich. Sie stellen mit ihrer Notschlussfunktion eine maßgebliche Sicherheitsinstitution im Kraftwerkskonzept dar.

Im Falle des neuen Rellswerk setzten die Betreiber im Maschinenhaus auf einen Pump-

Aushubarbeiten für das neue Ausgleichsbecken.

Es wurde in naturnaher Ausführung realisiert.

22

Februar 2018

turbinen-Kugelschieber sowie des Weiteren auf eine Pumpensicherungsklappe, beides inklusive der Öl-Wasser-/Wassersteuerung konstruiert, designt, geliefert, montiert und in Betrieb gesetzt von dem bekannten Schweizer Branchenspezialisten ADAMS Schweiz AG aus Serneus. Darüber hinaus lieferte das Unternehmen für die Sperrkammer Salonien, wo die neue Druckrohrleitung an den bestehenden Taldüker Salonien angeschlossen wurde, die notschlusstauglichen Betriebs- und Revisionskugelschieber. Eine Konzession an die hohen Druckbedingungen, schließlich würden in herkömmlichen Kraftwerken bei geringeren Drücken hier Sperrklappen eingesetzt. Außerdem zeichnete die ADAMS AG in diesem Bereich auch für den Rohrkrümmer zwischen Kugelschieber und Lünerseeleitung inklusive der Ausbaurohre verantwortlich.

Wasserseitig wurde eine Folie als Oberflächendichtung aufgetragen. Das Becken ist rd. 90 m breit und 140 m lang.

Foto: zek

Foto: VIW

Foto: VIW

teilt auf 4 Tiefgeschosse, unter der Erde. Während die Montagehalle, die 20 kV-Anlage, sowie Büro- und Sozialräume im überschütteten Erdgeschoß untergebracht sind, befinden sich im ersten Tiefgeschoss die Eigenbedarfsanlage, die Erregereinheit des Motorgenerators, sowie der Gleich- und Wechselrichter. Das zweite Tiefgeschoss ist dem Motorgenerator samt Steuerungstechnik, sowie der Leittechnik und dem Maschinenleitstand vorbehalten. Im dritten Tiefgeschoss sind die Pumpspirale, der Pumpen-Kugelschieber, die Steuerungsanlage, sowie das Hydraulikaggregat und noch Anderes installiert. Im vierten Tiefgeschoss befinden sich die Zulaufleitung, die Absperrklappe sowie die Lenzpumpen. „Wir verfügen hier über zwei Lenzanlagen. Eine dient der Ausleitung von Oberflächenwässern, die über einen Ölabscheider wieder in den Bach zurückgeführt werden. Die andere steht quasi

HYDRO

Projekte

Pumpturbinen-Kugelschieber im Rellswerk: Bewährte Absperr-Technik von ADAMS Schweiz AG.

nen aufgestellt, sodass man diese im Bedarfsfall ausbauen kann, ohne den Motorgenerator entfernen zu müssen. Für den Motorgenerator gibt es ebenso eine spezielle Revisionsöffnung wie für den Kugelschieber“, verweist Florian Sollerer auf ausgeklügelte Aspekte der Wartungsfreundlichkeit.

PUMPEN ALS PRIMÄRFUNKTION Bei der installierten Pumpturbine handelt es sich um ein absolutes Wasserkraft-­High-EndProdukt von Voith Hydro, das sowohl Stärken

im Pump- als auch im Turbinenbetrieb aufweist. Konkret wurde eine ungeregelte, vertikalachsige, 3-stufige Pumpturbine implementiert, die auf eine maximale Pumpleistung von 14,5 MW und eine Nennleistung im Turbinenbetrieb von 11,4 MW ausgelegt ist. Eine absolute Besonderheit der Pumpturbine besteht darin, dass sie fast ausschließlich aus rostfreien Teilen gefertigt ist. Beim Anfahrvorgang in den Pumpbetrieb wird zuvor das Wasser in der Pumpturbine über Schwerkraftwirkung entleert. Das Anfahren kann sodann mit ei-

Foto: zek

MASCHINEN AUS DER SCHWERGEWICHTSLIGA Das Herz der Anlage stellt zweifellos das leistungsstarke Maschinengespann, bestehend aus dem Pumpturbinensatz von Voith Hydro und dem Motorgenerator aus dem Hause ELIN Motoren GmbH, dar. Der Einbau der beiden Maschinen gestaltete sich aufgrund der hohen Tonnagen als durchaus nicht einfach. „Sowohl der Motorgenerator als auch die Pumpturbine, die über eine vertikale Welle verbunden sind, wurden über einen speziellen Montageschacht eingehoben. Die Pumpturbine ist auf Schie-

Foto: ADAMS

Foto: ADAMS

Fotos: Grimmer

Die neue Sperrkammer Salonien: Die beiden neuen Kugelschieber in der Sperrkammer trennen die Rellsleitung von der Lünerseeleitung.

Februar 2018

23

HYDRO

Projekte keit, die Anlage als Wälzpumpenspeicherwerk zu betreiben, trägt sie dazu bei, hochwertigen Spitzen- und Regelstrom ans Netz zu liefern.

Der erzeugte Strom wird über ein bestehendes, 8 km langes Erdkabel auf 20 kV-Niveau vom Rodundwerk I in Vandans und weiter über ­einen 20 MVA-Netzkuppeltrafo bis zur Trafo­ station im Rellstal eingespeist.

Foto: VIW

Speziell die Anlieferung von schweren Bauteilen, wie der Pumpturbine über die mehr als 7 km lange Bergstraße war nicht einfach.

nem kleineren Anfahr-Frequenzumrichter erfolgen. Diese Funktionalität ist bei einstufigen Pumpturbinen üblich, im mehrstufigen Design jedoch stellt sie eine technische Besonderheit dar.

Bei einer Nenndrehzahl von 1.000 Upm kann die Pumpturbine eine Wassermenge zwischen 2,3 und 2,7 m3/s verarbeiten, und pro Tag werden rd. 130.000 m3 vom Speicherbecken Richtung Lünersee befördert. Während die Füllung des Speicherbeckens bei ausschließlich natürlichem Zulauf rund 8 Stunden dauert, kann sie

im Zusammenwirken mit dem Turbinen­ betrieb in etwa 3 Stunden erfolgen. Das Ent­ leeren des Ausgleichsbeckens über die Pumpe wäre theoretisch in rund 5 Stunden möglich. „80 bis 90 Prozent wird der Maschinensatz im Pumpbetrieb arbeiten“, sagt Florian Sollerer.

Auch wenn die Anlage voraussichtlich nur 10 bis 20% ihrer Einsatzzeit im Turbinenbetrieb laufen wird, lohnen sich die hierfür erforderlichen Zusatzinvestitionen. Mit circa 3 GWh/a an elektrischer Erzeugungsenergie wird seitens illwerke vkw kalkuliert. Durch die Möglich-

Technologie mit Zukunft.

24

Als einer der führenden Komplettanbieter für Wasserkrafttechnologie rüsten wir seit fast 150 Jahren große und kleine Wasserkraftwerke aus. Weltweit. Dabei verbinden wir unsere Erfahrungen und unser Know-how mit den aktuellsten technischen Entwicklungen zur Energieerzeugung aus Wasser.

Für das Pumpspeicherkraftwerk Rellswerk in Österreich haben wir eine reversible, dreistufige Pumpturbine geliefert. Durch den Einsatz innovativer Pumpenhydraulik wird die Jahresenergieerzeugung des Wasserkraftwerkes maximiert.

voith.com

A Voith and Siemens Company

Februar 2018

BEWÄHRTE TECHNIK IM SPANNUNGSWANDLER Sowohl im Pump- als auch im Erzeugungsbetrieb kommt natürlich auch dem eingesetzten Motorgenerator eine gewichtige Rolle zu. Die Maschine muss dabei nicht nur auf hohe Leistungsreserven in beide Drehrichtungen ausgelegt sein, sondern darüber hinaus auch auf rasche Umschaltzeiten zwischen den beiden Betriebsmodi, wie es heute gefordert wird. „Die Maschine reagiert relativ schnell. Ein Moduswechsel erfolgt innerhalb weniger Minuten“, sagt Florian Sollerer. Die 68,5 Tonnen schwere Maschine ist auf eine Nennleistung von 16 MVA ausgelegt. Sie wurde von den Ingenieuren aus dem Hause ELIN Motoren GmbH maßgeschneidert für diesen Einsatz konzipiert und gefertigt. Zur Vermeidung von Druckstößen bei der Umschaltung vom Turbinen- auf den Pumpbetrieb war es erforderlich, an der Antriebsseite des Motorgenerators eine Schwungmasse mit einem verhältnismäßig

HYDRO

Projekte

gen parat: Aufgrund der schwierigen Zufahrtsmöglichkeiten wurde die Maschine in Einzelteilen angeliefert, die danach erst im Kraft­ werksschacht über zwei Tiefgeschosse montiert wurden.

Foto: ELIN

Der Motorgenerator von ELIN Motoren GmbH mit einer Leistung von 16 MVA ist optimal auf die Anforderungen des oftmaligen Betriebswechsels ausgelegt.

großen Gewicht von 12 t zu integrieren. Aufgrund der hohen Nenndrehzahl von 1.000 U/ min und der hohen Durchgangsdrehzahl der Pumpturbine von 1.423 U/min musste das Schwungrad mittels eines komplexen Spannsatzsystems gefertigt und montiert werden.

Die Ingenieure von ELIN mussten beim En-

gineering am Motorgeneratordesign auch auf äußere Gegebenheiten des Krafthauses hinsichtlich Höhe, Breite und Masse Rücksicht nehmen – und eine möglichst kompakte Bauweise anstreben. Besonders die Montage des Motorgenerators hatte für das Team von ELIN Motoren GmbH erhebliche Herausforderun-

WÄRTERLOSER BETRIEB AUF 1.450 M Ein weiterer zentraler Aspekt in der Umsetzung des Projektes entfiel auf die Implementierung der Elektrotechnik. Während die Leittechnik von Andritz Hydro realisiert wurde, war für die gesamte E-Technik das Salzburger Wasserkraft-Kompetenzzentrum von Siemens verantwortlich. Das Aufgabenpaket umfasste dabei sowohl den Motorgenerator und die statische Erregung, als auch den Anfahrumrichter, den Maschinentransformator, sowie die weiteren Eigenbedarfs-Trafos. Hinzu kamen weiters eine 21 kV und 6 kV-Schaltanlage im Zuge der Generatorausleitung, diverse Schaltanlagen, Gleichrichter, sowie die Leit- und Schutztechnik, um nur die wichtigsten Punkte zu nennen. Damit steuerte das Kleinwasserkraft-Kompetenzzentrum von Siemens Österreich einmal mehr zentrale Komponenten für ein modernes Pumpspeicherkraftwerk bei, um es an die komplexen Regelerfordernisse der heutigen Zeit anzupassen. Da die Anlage im Winter ja nicht zugänglich ist, ist sie für einen

Wer Anlagen langfristig betreiben will, sollte über Schnittstellen hinaus denken.

Lifecycle-Partnerschaft heißt für uns, Produkte über den gesamten Produktlebenszyklus zu betreuen und dabei einen hohen Mehrwert für unsere Kunden zu generieren: von der Beratung, über die Entwicklung und die Fertigung bis zum Service vor Ort. Wir sind der Lifecycle-Partner für rotierende elektrische Maschinen und Lösungen, der für die besten Unternehmen weltweit arbeitet.

MOTOREN, DIE DIE WELT BEWEGEN. www.elinmotoren.at

Anzeige_lay_A5quer_201113.pdf

20.11.13

Februar 2018

25

HYDRO

Projekte

Foto: VIW

Um den guten Gewässerzustand des Rellsbaches zu erhalten, wird in den ersten Betriebsjahren ein entsprechendes Monitoring durchgeführt und die Dotierwassermenge optimiert.

Foto: VIW

Einbringen des Motorgenerators über eine spezielle Montageöffnung.

komplett wärterlosen Betrieb ausgelegt. Sie wird über die Zentralwarte ICC in Rodund komplett ferngesteuert betrieben.

MEHRWERT IN ANDERER ANLAGE LUKRIERT Nach umfangreichen Inbetriebsetzungsarbeiten und ersten Betriebstests konnte das neue Rellswerk im Juni letzten Jahres den Probebetrieb aufnehmen, um im Juli bereits in den Regelbetrieb überzugehen.

Rund 38 Millionen Euro haben die Betreiber in die neue Anlage investiert, die sich nicht nur baulich optimal in die Landschaft des Montafons, sondern auch perfekt in das hydraulische Konzept der Erzeugungsanlagen der Vorarlberger Illwerke AG einfügt. „Die Rentabilität dieser Anlage ist nicht so einfach zu berechnen wie bei anderen Kraftwerken, da sie den Mehrwert vorrangig in einem anderen Kraftwerk lukriert.

Vorrangig kommt sie dem Lünerseewerk zugute“, erklärt Florian Sollerer. Konkret fördert das Rellswerk nun rund 17 Millionen m3 pro Jahr in den Lünersee. Durch die Nutzung des Wassers ab der Rellskapelle auf 1.450 m Seehöhe, anstatt wie bisher ab der bestehenden Rellsfassung auf rund 1.000 m Seehöhe, beträgt der Primärenergiezuwachs im Lünerseewerk 18 GWh pro Jahr. Gleichzeitig erhöht sich die Erzeugung von hochwertiger Spitzen- und Regelenergie im Lünerseewerk in der Größenordnung von etwa 37 GWh im Regeljahr. Damit stellt das neue Rellswerk einen wichtigen Baustein im bestehenden hydraulischen SysAbgesehen vom Zufahrtstor, sowie der Beund Entlüftung deutet äußerlich nichts mehr daraufhin, dass hier ein modernes, leistungsstarkes Pumpspeicherkraftwerk integriert ist.

PERFEKTE HYDRAULISCHE ERGÄNZUNG Dem Rellswerk kommt nicht nur eine bedeutende Rolle in der Vorarlberger Energiewirtschaft zu, darüber hinaus hatte das Bauprojekt, das sich letztlich über die warmen Jahreszeiten von drei Jahren erstreckte, einen wesentlichen Impuls im Hinblick auf die regionale Wertschöpfung. Schließlich konnte ein Großteil der Aufträge an heimische Unternehmen vergeben werden, wie von Seiten der Verantwortlichen betont wird.

Die Pumpspeicherung gilt noch immer als die effizienteste und sauberste Form der Energiespeicherung mit einem Wirkungsgrad von über 80 Prozent. Die Bedeutung von Kraftwerken wie dem Kopswerk II, oder dem in Bau befindlichen Obervermuntwerk II ist nach wie vor nicht hoch genug einzuschätzen. Aber auch Anlagen wie das Lünerseewerk leisten einen wichtigen Beitrag, um die Schwankungen, die aus der Volatilität von Wind- und Sonnenergie im Netz resultieren, zu dämpfen und auszugleichen. Und genau dies gilt auch für das Rellswerk, der perfekten hydraulischen Ergänzung der leistungsstarken Traditionsanlage.

Technische Daten

Foto: VIW

26

tem der Werksgruppe Obere Ill-Lünersee dar. Das bestehende Lünerseewerk ist seit 1958 in Betrieb und verfügt mit fünf Maschinensätzen über eine Engpassleistung von 280 MW. Die aufgenommene Motorleistung im Pumpbetrieb liegt bei 224 MW.

• Ausgleichsbecken Rells: V: 44.000 m3

l

Länge: ca. 140 m x Breite: ca. 90 m

• max. Dammhöhe: 14,40 m

l

Oberfläche b. Stauziel: 9.880 m2

• Maschinelle Ausrüstung: Pumpturbine

l

Fabrikat: VOITH Hydro

• Pump-Nennleistung: 14,5 MW

l

Turbinen-Nennleistung: 11,4 MW

• Netto-Förderhöhe: 527,70 m

l

Netto-Nutzfallhöhe: 454,50 m

• Generator: Motorgenerator

l

Fabrikat: ELIN Motoren

• Nennleistung: 16 MVA

l

Nenndrehzahl: 1.000 Upm

• Wasserfassung: 2 x Tirolerwehr

l

Stahlwasserbau: Gufler Metall

• Absperrorgane: Kugelschieber

l

Fabrikat: ADAMS Schweiz AG

• Druckrohrleitung: Stahl-Pipeline

l

Verlegung: Max Streicher

• Länge: 2.270 m

l

Durchmesser: DN1000 / WD: 17 mm

• Planung 1: VIW

l

Planung 2: BHM / FHCE

• Kapazitätserhöhung Lünerseewerk: 17 Mio. m3

l

Inbetriebnahme: 2017

Februar 2018

Small_H

Projekte

HYDRO

Kleine Wasserkraftwerke.

Große Wirkung.

Wir bringen Ihre Hydro-Anlagen voran.

Nehmen Sie Ihre Energieversorgung selbst in die Hand: Machen Sie sich weitgehend unabhängig von den Kostenschwankungen fossiler Rohstoffe und nutzen Sie die Kraft des Wassers! Wir sind dabei Ihr verlässlicher Partner. Siemens hat bereits hunderte Kleinwasserkraftwerke auf der ganzen Welt installiert. Als umfassender Systemanbieter übernehmen wir die komplette Verantwortung für Ihr Projekt: von der maßgeschneiderten Planung und Errichtung über die Modernisierung bestehender Anlagen bis hin zum Einbau von Turbinen unterschiedlicher Hersteller und der Betreuung sowie Instandhaltung vor Ort. Eine Investition, die sich nachhaltig rechnet: als Betreiber profitieren Sie von hoher Profitabilität und Anlagenverfügbarkeit bei geringen Betriebskosten.

Kontaktieren Sie uns: Wir beraten Sie gerne vor Ort! Telefonisch unter +43(0) 51707 44266 oder per E-mail an energy.smallhydro.at@siemens.com

siemens.com/hydro

Small_Hydro_ Inserat_deutsch_216x297abf.indd 1

21.03.2017 19:10:28

HYDRO

Projekte

S

tromgewinnung aus Wasserkraft hat in der Graubündner Gemeinde Pontresina, unweit des bekannten Nobel­skiorts St. Moritz im Oberengadin gelegen, eine fast 130-jährige Tradition. Bereits um das Jahr 1890 wurde auf Initiative von Hoteliers und Gewerbetreibenden, die ihre Gaststätten und Betriebe mit elektrischem Strom versorgen wollten, das Kraftwerk Morteratsch errichtet.

Seinen Namen hat das Kraftwerk aufgrund seiner Lage in der Nähe des Morteratschgletscher erhalten, einem imposanten Schneeund Eisriesen der Berninagruppe. Von der Wehranlage eröffnet sich ein beeindruckendes Bergpanorama aus Drei- und Viertausendern wie dem Piz Palü (3.900 m), Munt Pers (3.206 m) oder Piz Bernina (4.049 m) BETREIBER AUF PARTNERSUCHE „Das ursprüngliche Kraftwerk hatte bereits in den 1960er Jahren eine umfassende Modernisierung erhalten und sollte nun im Zuge der 2013 abgelaufenen Konzession völlig neu errichtet werden. Um darüber hinaus noch weiter Strom produzieren zu kön-

28

Februar 2018

Mit dem Ersatzneubau des 1891 erstmals in Betrieb genommenen Kraftwerks Morteratsch konnte die durchschnittliche Jahresarbeit von vormals 3,6 GWh auf 7 GWh fast verdoppelt werden.

nen, schloss die Betreibergesellschaft Re­ power AG mit dem Kanton Graubünden eine Übergangsregelung“, berichtet Gian Paolo Lardi, Leiter Asset Management Produktion bei der Repower AG. Zur kooperativen Umsetzung eines geplanten Neubauprojekts begab sich die Repower AG, die sich als Energieversorger auf die Produktion und den Vertrieb von Ökostrom etabliert hat, auf Partnersuche. Da im Zuge des Konzessionsverfahrens eine fast-Verdreifachung der Ausbauwassermenge gewährt wurde, war eine komplette Erneuerung aller wesentlichen Kraftwerkskomponenten die wirtschaftlich beste Variante.

Basierend auf der staatlichen Tarifförderung für Ökostrom im Rahmen der kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV) entwickelte die Repower AG ein innovatives Finanzierungs- und Betriebskonzept. Dieses

Konzept überzeugte schließlich die Reichmuth Infrastruktur Schweiz AG, einen wesentlichen Teil der Finanzierung zu übernehmen und eine Mehrheit der Gesellschaft zu halten. Das Modell sah vor, die Errichtung sowie die Betriebsführung der Anlage weiterhin der Repower AG zu überantworten. Der rechtliche Rahmen des Beteiligungsmodells wurde 2016 mit der Gründung der Kraftwerk Morteratsch AG mit Sitz in Pontresina geschaffen.

GFK ERSETZT ETERNITLEITUNG Nach dem Erhalt der endgültigen Konzessions- und Projektgenehmigung im Herbst 2015 starteten noch im Oktober die ersten Vorarbeiten. Der eigentliche Baustart erfolgte mit der Verlegung der neuen Druckrohrleitung im April 2016. „Die alte, für die ­aktuellen Bedingungen zu gering dimensioFoto: Repower AG

Bereits in seiner 3. Generation produziert das Oberengadiner Wasserkraftwerk Morteratsch in der Graubündner Gemeinde Pontresina sauberen Strom.

Nach der 2016 durchgeführten Kompletterneuerung von Wasserfassung, Druckrohrleitung und Zentrale konnten Leistung und Energieertrag um ein Mehrfaches erhöht werden. Zu verdanken ist diese enorme Steigerung vor allem einer Verdreifachung der Ausbauwassermenge, die im Zuge der Neukonzessionierung gewährt wurde.

Den Zuschlag für die Lieferung der elektromechanischen Ausrüstung in Form einer hocheffizienten 6-düsigen Pelton-Turbine konnte sich der international bewährte Branchenführer ANDRITZ Hydro AG sichern. Rund 10 Millionen CHF wurden in das aufwändige Neubauprojekt investiert. Errichtet wurde die Anlage von der betriebsführenden Repower AG, die das Projekt auf Basis eines langfristig ausgelegten Finanzierungs- und Betriebskonzepts gemeinsam mit der Reichmuth Infrastruktur Schweiz AG realisieren konnte.

Foto: zek

OBERENGADINGER KRAFTWERK MORTERATSCH IN 3. GENERATION RUNDUM ERNEUERT AM NETZ

Alte Kraftwerkszentrale vor dem Neubau im Winter 2011.

HYDRO

Projekte

WASSERFASSUNG KOMPLETT NEU Auch die alte Wasserfassung musste aufgrund der knapp verdreifachten Ausbauwassermenge von 530 l/s auf 1.500 l/s komplett erneuert werden. Zusätzlich wurde den Betreibern die Verpflichtung auferlegt, mit dem Neubau eine kontinuierliche Restwasserabgabe zu gewährleisten. Dies war beim Altbestand nicht der Fall gewesen. Die Dotationsmenge beträgt nun im Sommer jeweils 30% des jeweiligen Wasserdargebots.

In den Wintermonaten wird ein konstanter Sockelbetrag von 140 l/s dotiert. Die Restwassermenge wird rund um die Uhr „live“ über ein digitales Display an der Fassade der Kraftwerkszentrale mitgeteilt. Der gesamte Stahlwasserbau an der Wehranlage wurde von einem Schweizer Unternehmen bereitgestellt und in Zusammenarbeit mit Monteuren der Repower AG fachgerecht instal-

Gian Paolo Lardi, Repower AG-Leiter Asset Management Produktion (r.) neben den Servicetechnikern bei der Jahreswartung. Die elektromechanische Ausrüstung in Form einer 6-düsigen Pelton-Turbine mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator lieferte ANDRITZ Hydro.

Foto: zek

nierte Leitung aus Eternit DN500 wurde zur Gänze gegen GFK-Rohre DN800 getauscht.

Im Gegensatz zur alten Ausführung verlegte man die neue, rund 760 m lange Kraftwerksleitung komplett unterirdisch. Das durchwegs felsige Gelände machte den Einsatz von schwerem Gerät und Sprengmitteln unumgänglich“, erklärt Produktionsleiter Lardi.

Kurz vor dem Übergang in die Kraftwerkszentrale quert die Druckleitung die Bahn­ trasse der historischen Berninabahn. Die Gebirgsbahn verbindet St. Moritz über den Berninapass mit der italienischen Stadt Tirano und steht seit 2008 auf der Liste des UNESCO-Weltkulturerbes. „Im Bereich der Unterquerung der einspurigen Bahntrasse, die knapp 20 Jahre nach dem Kraftwerksbau ihren Betrieb aufnahm, musste eine hochmassive Betonummantelung für die GFK-­ Leitung hergestellt werden, die im Extremfall sogar einem Bahn­ unfall standhalten kann“, führt Lardi weiter aus.

liert. Zum Aufstauen des Gebirgsbachs kommt eine Wehrklappe mit hydraulischem Antrieb zum Einsatz. Die Klappenkonstruktion wurde basierend auf der Erfahrung mit Sommergewittern, die den Morteratschbach im Nu in ein reißendes Gewässer verwandeln können, äußerst robust ausgeführt. Ein jeweils vertikaler Grob- und nachgeschalteter Feinrechen halten größeres und kleineres Schwemmgut vom unterirdischen Entsanderbecken fern. Weil das klare Alpingewässer über das Jahr gesehen nur sehr wenig Geschwemmsel mit sich führt, ersparte man sich eine ansonsten obligatorische Rechenreinigungsmaschine. Gemäß Produktionsleiter Lardi hält sich auch der Anteil an mitgeführten Feinsedimenten in Grenzen. Die angeschwemmten Sedimente werden vor dem Beginn der Druckleitung im Entsander gesammelt und kontinuierlich über einen Spülschütz wieder in den natürlichen Gewässerverlauf abgegeben. Gleichzeitig fun-

giert das Entsanderbecken als Wasserschloss im hydraulischen Konzept der Anlage.

LEISTUNG FAST VERDREIFACHT Wie schon bei der ersten und zweiten Kraftwerksgeneration kommt auch bei der neuen Anlage eine Pelton-Turbine zum Einsatz.

Den Zuschlag zur Lieferung der elektromechanischen Ausstattung erhielt der weltweit im Hydro-Sektor bewährte Wasserkraftspezialist ANDRITZ Hydro AG. Im Gegensatz zum Altbestand steht der in Jonschwil im Kanton St. Gallen gefertigten Turbine mit 1.500 l/s ein Vielfaches an Ausbauwassermenge zur Verfügung. Die Bruttofallhöhe blieb mit 125,7 m unverändert. Bei optimalen Gegebenheiten erreicht die vertikale Pelton-Maschine nun eine Maximalleistung von 1,5 MW (alt: 570 kW). Die Hauptsaison der Stromerzeugung findet auf rund 1.800 m ü. M. während der Schneeschmelze in den Monaten Mai, Juni und Juli statt. Mit Aufgrund der fast-Verdreifachung der Ausbauwassermenge wurde die Wasserfassung komplett neu gebaut.

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 1,5 m3/s • Bruttofallhöhe: 125,7 m • Druckleitung DN800: 760 m GFK • Turbine: 6-düsige Pelton • Engpassleistung: 1,5 MW • Drehzahl: 500 U/min • Hersteller: ANDRITZ Hydro AG • Generator: Synchron • Nennscheinleistung: 2 MVA

Foto: zek

• Drehzahl: 500 U/min • Jahresarbeit: ca. 7 GWh

Februar 2018

29

HYDRO

Die Jahreswartung ermöglichte einen Blick auf das Pelton-Laufrad.

Foto: zek

Bei vollem Wasserdargebot erreicht die Turbine eine Maximalleistung von 1,5 MW.

Foto:zek

Projekte

ihren insgesamt 6 innenliegenden Düsen kommt die Maschine auch mit wechselhaften Zuflussbedingungen bestens zurecht und erzielt dadurch hervorragende Ergebnisse im Teillastbereich. Der minimal benötigte Zufluss zur Stromproduktion liegt mit 75 l/s bei lediglich 5 Prozent der maximalen Ausbauwassermenge. Turbine und Generator drehen jeweils mit 500 U/min, der Energiewandler wurde zur Kühlung mit einem kombinierten Luft-Wasser-Kühlsystem ausgestattet. Die gewählte Bauform als frei stehende Turbine mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator ermöglichte zudem eine rasche Montage im Herbst 2016. Weiters bietet die rundum zugängliche Ausführung optimale Bedingungen für Wartungs- und Kontrollarbeiten. Davon konnte sich zek Hydro bei der Anlagenbeschau Ende Jänner während der Jahreswartung vor Ort überzeugen. Beim Interview mit den Repower AG-Vertretern ergab sich die nicht alltägliche Gelegenheit, einen Blick auf das montierte Pelton-Laufrad im Inneren des Gehäuses zu werfen.

ELEKTRO- UND LEITTECHNIK AUS EIGENER HAND Bei der Installation von Elektro- und Leittechnik für Energieableitung und Anlagensteuerung nutzte die Repower AG ihre eigenen Fachabteilungen. Die Schaltschränke der E-Technik fertigte man in den eigenen Werkstätten. Das Thema Energieableitung stellte dank des gleich gebliebenen Zentralenstandorts und vorhandener Infrastruktur keinen großen Aufwand dar. Die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz erfolgt in unmittelbarer Nähe zur Kraftwerkszentrale. Besitzer von Elektroautos können sogar direkt vor dem Kraftwerksgebäude ihre Akkus an einer Repower AG-Ladestation mit zu 100 Prozent nachhaltig erzeugter Energie aufladen. Die Steuerung der Anlage erfolgt dem Stand der Technik entsprechend natürlich vollautomatisch. Über eine eigene Lichtwellenleitung ist das Kraftwerk mit dem zentralen Leitsystem der Repower AG in Poschiavo verbunden. Von der Leitwarte erfolgt die Überwachung und Regelung sämtlicher von der Repower AG betriebenen Anlagen. Gian Paolo Lardi betont in diesem Zusammenhang, dass aus Gründen

Foto:zek

Die Bahntrasse der seit 2008 auf der Liste der UNESCO-Weltkulturbe stehenden Berninabahn wird von der Druckleitung unterquert. Im Hintergrund grüßt der namensgebende Morteratschgletscher.

30

Februar 2018

der IT-Sicherheit bewusst keine fixe Internetverbindung zwischen dem zentralen Leitsystem und der Kraftwerkssteuerung besteht.

1. BETRIEBSJAHR ERFOLGREICH VERLAUFEN Nach intensiver 8-monatiger Bauphase konnte am 16. Dezember 2016 die Gesamtanlage zum ersten Mal in Betrieb gesetzt werden.

Produktionsleiter Lardi spricht der eigenen Mannschaft und den an der erfolgreichen Projektumsetzung beteiligten Unternehmen ein großes Lob aus: „Bei einem straffen Terminplan und eisigen Witterungsbedingungen von bis zu minus 17 Grad während des Winters haben alle Beteiligten einen sehr guten Job erledigt.“ Weiters bestätigt Lardi, dass das Kraftwerk in seinem ersten Betriebsjahr trotz nicht optimaler Niederschlagsverhältnisse eine zufriedenstellende Produktion erwirtschaftet hat. Im Durchschnitt rechnen die Betreiber mit einer Jahresarbeit von rund 7 GWh, womit sich der jährlich erzeugte Strom von vormals 3,6 GWh nahezu verdoppelt hat.

Michaela Leuenberger von der Repower AG Medienstelle merkt noch an, dass durch den Neubau des Kraftwerks auch eine direkte Aufwertung des nahe gelegenen Campingplatzes erreicht wurde. Dieser Campingplatz liegt an einem Bach, welcher durch das turbinierte Triebwasser des Kraftwerks Morteratsch gebildet wird. Wenn in der Vergangenheit die Anlage stillstand, war dies auch gleichbedeutend mit einem Versiegen des sogenannten Campingbachs. Im Zuge des Neubaus wurde die Versorgung des Gewässers durch den Bau von zwei eigenen Wasserfassungen vom Kraftwerksbetrieb entkoppelt, wodurch der Bach nun völlig unabhängig gespeist wird.

In Summe wurden rund 10 Millionen CHF in den Anlagenneubau investiert. „Die Umsetzung des Projekts im Rahmen des Partnermodells ist ein deutliches Zeichen für den hohen Stellenwert, den die Stromgewinnung aus Wasserkraft für die Repower AG besitzt und auch weiter in der Zukunft genießen wird“, sagt Leuenberger.

HYDRO

Foto: Bayerische Landeskraftwerke

Projekte

Die Bayerische Landeskraftwerke GmbH verfolgt das Ziel vorhandene Leistungspotentiale besser auszuschöpfen. Unter diesem Gesichtspunkt wurde das bewegliche Wasserkraftwerk in die bestehende Betonvorsperre integriert.

IN REKORDZEIT GEBAUT – BEWEGLICHES ÖKO-KRAFTWERK EIXENDORF II GEHT ANS NETZ Die Bayerische Landeskraftwerke GmbH nahm kürzlich das Vorzeigeprojekt Eixendorf II, westlich der Stadt Rötz im Landkreis Cham in der Oberpfalz in Bayern, in Betrieb. Dabei wurde zum bestehenden Kraftwerk Eixendorfertalsperre, an der bestehenden Beton-Vorsperre des Eixendorfer Sees, der bewegliche Kraftwerkstyp vom deutschen Wasserkraftspezialisten HSI mit fischfreundlicher Kraftwerkstechnik verbaut. Nach einer Planungs- und Vorprojektierungsphase von etwa fünf Jahren konnte das teilweise umstrittene Öko-Kraftwerk in nur fünf Monaten Bauzeit im Jänner letzten Jahres fertig montiert und im März seinen Probebetrieb aufnehmen. Es versorgt nun rund 800 Personen mit grünem Strom. Die Kosten dieses Projektes beliefen sich auf circa 1,8 Mio. Euro.

Da die Stauwurzel des Eixendorfer Sees bei Niedrigwasser regelmäßig freigelegt wurde, sorgte der schlammige Seeboden für eine erhebliche Geruchsbelästigung in der näheren Umgebung. Der Erholungswert des Sees wurde dadurch stark eingeschränkt. Deshalb

wurde 1987 ein 60 Meter langes Betonwehr als regulierende Vorsperre errichtet, wodurch sich ein Pegelunterschied von 5 m zwischen Vorsperre und Talsperre ergab. Auf diese Weise hält sich der Wasserstand ganzjährig auf demselben Niveau und die schlammigen Foto: www.oberpfalz-luftbild.de/

D

er Eixendorfer See liegt sanft eingebettet im schönen Schwarzachtal und ist ein beliebtes Ausflugsziel für Angler und Naturliebhaber. Der Stausee ist weit über die Region hinaus für seinen reichhaltigen Raubfischbestand bekannt und darüber hinaus beliebt bei Radfahrern und Campern.

Seit 1975 wird die Schwarzach dort aufgestaut. Im entstandenen Stausee versanken damals die angrenzenden Dörfer Eixendorf, Höllmühle, Obermühle, Seebarnhammer und sogar eine Teilstrecke der ehemaligen Bahnlinie Bodenwöhr-Rötz in den Fluten.

Notwendig wurde die Talsperre aus Gründen des Hochwasserschutzes und der Wasserregulierung. Dabei wollte man auch die hydro­ energetische Kraft nutzbar machen und realisierte in diesem Rahmen das Kraft­ werksprojekt Eixendorfertalsperre. Nach einer Revision vor knapp 5 Jahren leistet es heute ein Regelarbeitsvermögen von 3,8 Mio. kWh pro Jahr.

Das Erholungsgebiet Eixendorfertalsperre aus der Vogelperspektive.

Februar 2018

31

HYDRO

Projekte

Grafiken: Bayerische Landeskraftwerke

DAS KONZEPT DER BEWEGLICHEN WASSERKRAFTANLAGE:

Die Anlage wird zwischen Ober- und Unterwasser eingesetzt und an der Oberseite überströmt. Durch die Lagerung an einem Drehpunkt ist die Anlage schwenkbar. Sie dient damit bei Hochwasser als Wehröffnung. Geschiebe und Sedimente können unter der Anlage hindurch gespühlt werden. Ein weiteres Kriterium ist die fischfreundliche Konstruktion, wobei der Rundbogenrechen mit einem Stababstand von 18 mm eine sichere Barriere für Fische und andere Wasserlebewesen darstellt.

Sedimente der nährstoffreichen Schwarzach lagern sich oberhalb der Vorsperre ab.

NEUES KRAFTWERKSSKONZEPT „Bei der Wahl der richtigen Technik kamen nicht viele Hersteller in Frage. Beim Typ der beweglichen Wasserkraftanlage von HSI ­Hydro Engineering GmbH ist die Technik auf unsere Standortsituation ausgelegt. Das heißt, das Konzept an sich ist für eine Nachrüstung an bestehenden Querbauten bestens geeignet“, erklärt Zehender. Die bewegliche

Wasserkraftanlage wurde vom Wasserkraft­ spezialisten HSI Hydro Engineering GmbH in Zusammenarbeit mit dem Experten für elektrische Sondermaschinen Krebs & Aulich GmbH speziell für Standorte mit geringen Fallhöhen und schwankendem Wasserpegel entwickelt und ist seit 2002 patentiert. Als Bestandteil des Konzeptes wird auf Komponenten wie Getriebe oder Umrichter verzichtet, um jegliche negativen Auswirkungen auf den Wirkungsgrad zu vermeiden. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad sowohl im Teillastbereich als auch im Volllastbereich, sowie bei stark schwankenden Wasserständen hochgehalten werden. Die doppeltregulierte Kaplan-Rohrturbine mit 1 m Durchmesser wurde in der Bauform „Bulb“ konzipiert. Der direkt gekoppelte Synchrongenerator ist permanent-magnetisch erregt. Bei einer Ausbauwassermenge von 4,5 m³/s und der Fallhöhe von 5 m erreicht die Anlage eine Leistung von circa 190 kW. Unter diesen Voraussetzungen kommt die Anlage auf eine Jahresregelarbeit von rund 0,8 Mio. kWh.

Fotos: Bayerische Landeskraftwerke

ALTES WEHR ALS NEUER ENERGIETRÄGER Mit dem Geschäftsbereich „ökologische ­Wasserkraft“ hat sich die Bayerische Landeskraftwerke GmbH einer nachhaltigen und öko­logischen Wasserkraftnutzung verschrieben. Unter der Prämisse, vorhandene Leis­­tungspotentiale besser auszuschöpfen, wurde nun in die Vorsperre eine neue, spezielle Wasserkraftanlage integriert. Die örtliche Betreuung erfolgt durch das Wasserwirtschaftsamt Weiden. „Jetzt können die 5 Meter Höhenunterschied mit dem neuen Öko-Kraftwerk Eixendorf II energiewirtschaftlich genützt werden“, erklärt Dipl.-Ing. (FH) Jochen Zehender, Projektleiter bei der Bayerische Landeskraftwerke GmbH – einer 100-prozentigen Tochter des Freistaates Bayern mit Sitz in Nürnberg.

Hintergrund dazu ist der 10-Punkte-Plan der Bayerischen Staats­ regierung anlässlich der Energiewende, der die Bayerische Landes-

kraftwerke GmbH beauftragt hat, besonders umweltverträgliche Wasserkraftanlagen zu realisieren. „Bei uns steht ganz klar der ökologische Aspekt im Fokus unserer Projekte, und wir sind sehr bemüht, dabei die besten Lösungen für alle Beteiligten zu finden“, so Zehender. Wie schon beim Kraftwerk Eixendorfertalsperre liegt die Priorität bei Eixendorf II auf dem Hochwasserschutz und dem Naturschutz. Das heißt: Die Energiegewinnung des Öko-Kraftwerks orientiert sich an den Wasserregulierungsmaßnahmen bzw. richtet sich nach dem Wasserdargebot der Schwarzach.

32

Februar 2018

HYDRO

Grafik: Kössler

Fotos: Bayerische Landeskraftwerke

Projekte

Die Vorsperre wurde über den bestehenden Grundablass komplett geleert und daraufhin konnte mit dem Eingriff an der Beton-Vorsperre begonnen werden. Für die Auflagerung der Hubzylinder wurde durch den Planer (Lahmeyer Hydroprojekt GmbH) gemeinsam mit der HSI Hydro Engineering GmbH ein neues Konzept entwickelt.

reicht dies jedoch nicht aus. Die Lösung stellt zugleich die besondere Qualität einer beweglichen Wasserkraftanlage dar: Gelagert auf ­einem fixen Drehpunkt auf Höhe des Generators, kann die gesamte Kraftwerkseinheit hydraulisch angehoben werden. Auf diese Weise können Sedimente und Geschiebe selbst bei starkem Hochwasser unter der Anlage hindurch weiterbefördert werden, was sich bei geschiebeführenden Flüssen als großer Vorteil erweist.

AUF ÖKOLOGISCHE SITUATION BEDACHT Was das bauliche Konzept des beweglichen Kraftwerks so besonders macht, ist der Umstand, dass die Anlage – im Gegensatz zu fast allen konventionellen Wasserkraftanlagen – direkt in eine bestehende Wehranlage integriert werden kann. Separate Ein- und Ausleitungsstrecken, Umgehungsgerinne sowie Bauwerke im Umfeld, wie Kiesschütze, Rechen oder Maschinenhäuser entfallen. Damit wird der Eingriff in das bestehende System Foto: zek

KRAFTWERK MIT HEBEFUNKTION Die Kraftwerkskomponenten wurden bereits werkseitig von HSI in den Stahlrahmen montiert und auf Herz und Nieren getestet. Auf der Baustelle wurde das betriebsfertig gelieferte All-In-One-Kraftwerksmodul mit stattlichen 22,5 t Gewicht per Autokran an seinen Bestimmungsort gehoben. Die Montage war via Plug & Play in rund zwei Tagen abgeschlossen. Um ein Aufschwimmen des Moduls zu vehindern, befüllte die österrei­ chische Baufirma HABAU anschließend dessen Hohlräume mit 15 m³ Spezialbeton.

Auf diese Weise kommt das Kraftwerksmodul auf ein Gesamtgewicht von circa 66 t. Dabei handelt es sich bei dem Modul für Eixendorf II mit einer Länge von 10 m und 2,5 m in Höhe und Breite um das aktuell kleinste aller 19, die bisher ihren Betrieb aufnahmen.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt der beweg­ lichen Wasserkraftanlage von HSI liegt im speziell dafür entwickelten Rechensystem: Ein Rundbogenrechen mit einer Spaltbreite von nur 18 mm, der oberwasserseitig vor dem Generator-Gehäuse die Turbine in einem Halbbogen abschirmt, stellt den Schutz für Fische und andere Wasserlebewesen sicher. Der automatisch verfahrende Rechenreiniger setzt sich zwei Mal pro Tag in Bewegung und sichert im Zusammenspiel mit­ der regulierenden Wehrklappe die optimale ­Weitergabe von Geschwemmsel vom Oberins Unterwasser. Bei Hochwasserereignissen

Umfeld-Wehr auf ein Minimum beschränkt und eine deutliche Verbesserung der ökologischen Gesamtsituation erreicht. Die Kraftwerkskomponenten werden bei dieser Bauweise permanent überströmt. In Hinblick auf die Hochwassergefahren am Standort eines der wichtigsten Kriterien. Dieser Gesichtspunkt wurde spätestens beim jüngsten Jahrhunderthochwasser 2015 deutlich, als der Pegel circa 5 m über den Wasserstand der Vorsperre anstieg. Nicht zuletzt deshalb wurde das Kraftwerksgebäude mit sämtlichen Steuereinheiten von F.EE GmbH auf einer nahen Anhöhe – also auf sicherem Terrain – positioniert. Der Spezialist für unter anderem Energie- und Automatisierungstechnik mit Sitz im benachbarten Neuburg v. W. hat das neue

Technische Daten: • Betreiber: Bayerische Landeskraftwerke GmbH • Örtliche Betreuung: Wasserwirtschaftsamt Weiden • Technik: Bewegliches Wasserkraftwerk • Turbine: Kaplan-Rohrturbine • Generator: Permanentmagnet-Generator • Ausbauwassermenge: 4,5 m³/s • Bruttofallhöhe: 5 m • Leistung: 190 kW

Der Rechenreiniger sichert im Zusammenspiel mit der regulierenden Wehrklappe die optimale Weitergabe von Geschwemmsel vom Ober- ins Unterwasser.

• Regelarbeit/Regeljahr: 0,8 Mio. kWh • Investitionsvolumen: 1,8 Mio. Euro • Inbetriebnahme: 2017

Februar 2018

33

HYDRO

Foto: Bayerische Landeskraftwerke

Fotos: zek

Projekte

Das Betriebsgebäude inklusive Steuerungseinheit von F.EE wurde unweit dem Betonwehr auf hochwassersicherem Terrain errichtet. Mit Eixendorf II konnte eine optimale Lösung für diesen Standort gefunden und umgesetzt werden. Das ökologische Wasserkraftwerk nahm fünf Jahre nach Projektbeginn den Betrieb auf.

Kraftwerksleitsystem in das bestehende integ­ riert und sorgt so für ein optimales Zusam­ menspiel von Wasserregulierung und Energie­ gewinnung.

DIE UMSETZUNG Nach dem mehrjährigen Genehmigungsver­ fahren, in denen man sich auch mit Protesten von Seiten des Naturschutzes konfrontiert sah, standen im Herbst 2016 alle Ampeln auf Grün. Im Rahmen einer Revision der beste­ henden Schützenanlage wurde die Vorsperre über den Grundablass komplett geleert und der Pegel des Eixendorfer Stausees abgesenkt.

Danach konnten im September die ersten Ar­ beiten mit dem Durchbruch des bestehenden Wehres in Angriff genommen werden. Als nächster Schritt wurden die Betonarbeiten an der neuen Rampe durchgeführt – beginnend mit der Sohle, danach die Wände. Im weiteren Verlauf wurden die Grabungsarbeiten für die frostsichere Ableitung vorgenommen, sodass das Bauteam noch kurz vor Weihnachten die Fertigstellung des Kraftwerksgebäudes ver­ melden konnte. Dabei gestalteten sich ge­rade die Arbeiten in der kalten Jahreszeit nicht gerade einfach, wie Jochen Zehender nä­ her erläutert: „Wegen der 3-monatigen Frost­ phase im Winter waren zusätzliche Maßnah­

34

Februar 2018

men wie beispielsweise beheizte Einhausungen notwendig. Auch musste die Montage für die Turbine vorsorglich verschoben werden, da sich die Aushärtung der Stahlbetonkonsolen für die Hubzylinderauflagerung bei diesen tie­ fen Temperaturen verzögerte. Aber trotz der winterlichen Verhältnisse mit teilweise -19°C konnten alle Bauabschnitte in Rekordzeit rea­ lisiert werden.“ Der Projektleiter lobte in diesem Zusammenhang die hervorragende ­ Zusammenarbeit der beteiligten Unterneh­ men und unterstrich dabei auch die Koopera­ tion mit dem beauftragten Planungsunterneh­ men. In Sachen Planung hatte die Bayerische Landeskraftwerke GmbH den Planungs- und Beratungsdienstleister Lahmeyer Hydropro­ jekt GmbH aus München betraut. Mit der hervorragenden Objektplanung sowie der elektrotechnischen Ausrüstungsplanung konn­ ten die meisten Schwierigkeiten und Heraus­ forderungen bereits im Vorfeld gelöst werden.

In Summe erstreckten sich die Bauarbeiten über rund vier Monate. Im Frühling 2017 konnte die Anlage den Probebetrieb aufneh­ men.

FISCHVERTRÄGLICHE TURBINENTECHNIK Bei der Entscheidung für die bestmögliche Turbinentechnik im Sinne eines ökologischen

Wasserkraftwerks gilt die Fischfreundlichkeit als das zentrale Kriterium. Die Bayerische Lan­ deskraftwerke GmbH hat sich bewusst für die fischverträgliche Turbinentechnik von HSI Hydro Engeneering GmbH entschieden. „Für uns waren Kriterien wie Turbine, der eng­ maschige Einlaufrechen, der permanente Fischabstieg über einen Schlitz in der Stau­ klappe des Kraftwerksmoduls, aber auch der baulich geringe Eingriff in die Natur auschlag­ gebend“, erklärt Jochen Zehender abschlie­ ßend. Das Fischmonitoring zur Evaluierung der fischfreundlichen Maßnahmen ist bereits im vollen Gange. Dabei werden von rund 30 angehenden Wissenschaftlern um die 30.000 Fische, acht Fischarten pro Kraftwerk, an unterschiedlichen Terminen untersucht.

Das Monitoring wurde auf insgesamt drei Jah­ re anberaumt. Was sich aus den bisherigen Un­ tersuchungen ableiten lässt: Der Fischabstieg, der sich seitlich in der Stauklappe befindet, soll in die Mitte verlagert und somit umgebaut werden. Darüber hinaus prüft derzeit der Stauanlagenbetreiber verschiedene Möglichkeiten für einen künftigen Fischaufstieg in Form eines Schlitzpasses. Dafür läuft im Moment noch das Planfeststellungsverfah­ ren beim Landratsamt Schwandorf. Im Aus­ laufbereich der Turbine wurde ein großräumig

HYDRO

Fotos: Bayerische Landeskraftwerke

Projekte

Neben der fischfreundlichen Turbinentechnik wurden auch andere Maßnahmen zur ökologische Verbesserung des Eixendorfer Sees umgesetzt. Wie beispielsweise der direkt am Auslaufbereich der Anlage angelegte Ersatzlaichplatz, oder das für drei Jahre anberaumte Fischmonitoring.

angelegter Ersatzlaichplatz aufgeschüttet. Dabei wurde für die verschiedenen Fischarten ein unterschiedlich gekörntes Sohlesubstrat eingebracht. „Der Laichplatz ist ein Glücksfall für die Fische“, erklärt Projektleiter Zehender.

Der Ersatzlaichplatz ist im Prinzip eine Sandbank, die sich exakt im Ausleitungsbereich der Turbine befindet. Auf diese Weise wird der Laichplatz freigespült und langfristig für die Fische verfügbar sein.

BETREIBER IM ZEICHEN DER ENERGIEWENDE Mit der Inbetriebnahme des Öko-Kraftwerks Eixendorf II betreibt die Bayerische Landes-

kraftwerke GmbH mittlerweile 23 Wasserkraftanlagen und erzeugt im Mittel jährlich 55,8 Mio. kWh. Mit dieser Strommenge werden etwa 55.000 Personen mit CO2freier Energie versorgt. Die örtliche Betreuung erfolgt durch die bayerischen Wasserwirtschaftsämter, die auch die staatlichen Stauanlagen betreiben.

Bereits 2016 und 2017 gingen drei ÖkoKraftwerksprojekte mit entsprechender Technik in Betrieb – zwei davon mit regionalen Partnern. An drei weiteren Kraftwerksprojekten am Regen, der Saalach und der Amper läuft derzeit das Wasserrechtsverfahren,

beim Kraftwerk an der Wertach befindet man sich noch in der Planungsphase. Neben dem Neubau von Wasserkraftwerken stellt die Bayerische Landeskraftwerke GmbH auch mit umfangreichen Revisionen der vorhandenen Kraftwerke ihr Engagement bei der Ausschöpfung vorhandener Leistungspotentiale unter Beweis.

Die Bayerische Landeskraftwerke GmbH wurde im Oktober 2014 vom Bayerischen Wirtschaftsministerium für ihre innovativen ­Lösungsansätze in der ökologischen Wasser­ kraftnutzung als „Gestalter der Energiewende 2014“ ausgezeichnet.

Ihr verlässlicher Partner für

Komplettlösungen im Bereich Wasserkraft ökologisch – ökonomisch – nachhaltig

KAPLAN-ROHRTURBINEN Laufraddurchmesser Leistungen Leistungen Fallhöhen

www.comcept.tv

Durchflüsse

KAPLAN-SCHACHTTURBINEN

von 0,63 bis 2,4 m von 50 bis 1000 kW als Riementriebvariante bis zu 5000 kW als Getriebevariante/Bulb von 1 bis 12 m von 1,5 bis 50 m³/s

Laufraddurchmesser Leistungen Fallhöhen Durchflüsse

von 0,50 bis 3,0 m von 100 bis 5000 kW von 1 bis 25 m von 0,5 bis 40 m³/s

WIR BEWEGEN WASSER.

LÖSUNGEN MIT HOHEM WIRKUNGSGRAD HSI steht für die Entwicklung, Konstruktion und Herstellung der weltweit ersten beweglichen über- und unterströmbaren Wasserkraftanlage.

HSI Hydro Engineering GmbH, Schiffstraße 3, 54293 Trier / Germany, Tel: +49 651 995620-0, www.hsihydro.de

WIR BEWEGEN WASSER. Februar 2018

35

HYDRO

Foto: zek

Projekte

Elektrizitätswerk Schleching eG Vorstandsvorsitzender Jakob Riedlsperger, Sarner Turbinenbau Geschäftsführer Roman Aster und Vorstandsmitglied Jakob Wimmer (v.l.) in der komplett modernisierten Zentrale der Anlage Alpbachwerk.

TECHNIK-UPDATE FÜR ELEKTRIZITÄTSGENOSSENSCHAFT SCHLECHING ZUM 100-JÄHRIGEN JUBILÄUM Ganz im Süden von Deutschland, nur wenige Kilometer von der Grenze zu Tirol entfernt, liegt an den Ausläufern des Achentals die oberbayerische Gemeinde Schleching. In der rund 1.760 Einwohner zählenden Gemeinde hat die Stromgewinnung aus Wasserkraft eine lange Tradition. Davon zeugt das im kommenden Jahr anstehende 100-jährige Jubiläum der 1919 gegründeten Elektrizitätswerk Schleching eG. Beide Wasserkraftwerke der Genossenschaft wurden in der jüngeren Vergangenheit einer großangelegten maschinellen sowie elektro- und steuerungstechnischen Modernisierung unterzogen. Die Neu-Inbetriebnahme der jüngeren Anlage Alpbachwerk liegt nach einer im Vorjahr durchgeführten umfangreichen Sanierung nur wenige Monate zurück. Für die Modernisierung des 1954 in Betrieb genommenen Kraftwerks kamen die gleichen Unternehmen aus Südtirol und Deutschland zum Zug, die sich schon bei der Komplettsanierung des „Gründungskraftwerks“ Mühlau im Jahr 2012 bewährt hatten.

36

Februar 2018

Eindruck von den händisch ausgeführten Grabungsarbeiten für die Verlegung der Druckleitung des Alpbachwerks in den 1950er Jahren.

Foto: Archiv E-Werk Schleching

A

nlässlich des 85-jährigen Gründungsjubiläums der Elektrizitätswerk Schleching eG gestalteten die Mitglieder bereits 2004 eine akribisch recherchierte Festschrift. Die Lektüre der aufwändig gestalteten Publikation zum Doppeljubiläum – die Anlage Alpbachwerk war in jenem Jahr ebenfalls bereits 50 Jahre in Betrieb – beschreibt unter anderem, welch schweißtreibender Aufwand mit der Errichtung der Kraftwerke in früheren Zeiten verbunden war: Anstelle von Baggern und schweren Baumaschinen kamen zum Ausheben der kilometerlangen Ausleitungsstrecken Schaufeln und Spitzhacken zum Einsatz. Für den Transport und den Einbau der Stahlrohre musste eine eigene, durch reine Muskelkraft betriebene Lastseilbahn errichtet werden. Der Autor der Festschrift

J­akob Riedlsperger, seines Zeichens Vorstandsvorsitzender der Elektrizitätswerk Schlech­ing eG, hat mit der Verwendung von historischen Fotos den Text bildlich eindrucksvoll illustriert.

ANLAGE MÜHLAU BEGRÜNDET GENOSSENSCHAFT Die erste Anlage der 1919 gegründeten Genossenschaft ist das bereits vor rund sechs Jahren weitreichend modernisierte Kraftwerk Mühlau. Einer der Hauptinitiatoren der Genossenschaftsgründung war Jakob Wimmer, welcher am Standort eine mechanische Getreide- und Ölmühle betrieben hatte. Mit dem Wasserkraftwerk sollte einerseits die Mühle elektrifiziert und andererseits der Betrieb um ein Sägewerk erweitert werden. Zusätzlich sollte das neue Kraftwerk eine Strom-

HYDRO

Projekte

Foto: zek

Jakob Wimmer, der Enkel des gleichnamigen Genossenschafts-Mitbegründers, führte vor rund sechs Jahren ebenfalls eine umfassende Modernisierung seiner im Eigenbesitz stehenden Anlage durch. Die neue Turbine mit einer Engpassleistung von 38 kW steht unmittelbar neben der Genossenschaftsturbine im gemeinsam genutzten Krafthaus der Anlage Mühlau.

Das 1920 in Betrieb genommene „Gründungskraftwerk“ Mühlau wurde bereits 2012 umfassend modernisiert.

Am Bild die von der Genossenschaft betriebene Turbine mit einer maximalen Leistung von 76 kW.

versorgung für das Schlechinger Tal und die angrenzende Gemeinde Marquartstein ermöglichen. Zur finanziellen Umsetzung des aufwändigen Bauvorhabens wurde die bis zum heutigen Tage bestehende Elektrizitätsgenossenschaft gegründet. Als Energieträger des Kraftwerks Mühlau dient nach wie vor der Dalsenbach, durch dessen Ausleitungsstrecke eine Fallhöhe von 118 m erreicht wird. Die maximale Ausbauwassermenge der 1920 fertig gestellten Anlage liegt bei 105 l/s, wodurch die mittlerweile ausgedienten Pelton-Turbinen eine Leistung von 25 kW sowie 50 kW erreichten.

STEIGENDER STROMBEDARF Nach dem 2. Weltkrieg stieg der regionale Strombedarf mit zunehmender Elektrifizierung und der regen Bautätigkeiten in der Landgemeinde immer weiter an. Um den Energiebedarf zu decken, entschied sich die Genossenschaft zum Bau der neuen Anlage „Alpbachwerk“. Das Anlagenkonzept sah vor, den Alpbach mittels Einlaufbauwerk zu

einem 2.660 m³ fassenden Tagesspeicher auszuleiten und das Triebwasser durch eine 2.162 m lange Druckleitung seiner Turbinierung zuzuführen. Nach rund dreijähriger Bauzeit konnte das Kraftwerk schließlich 1953 seinen Betrieb aufnehmen. „Leider war der Herbst 1953 sehr trocken und der Winter 1954 sehr kalt. Es gab erste Enttäuschungen, dass sich die eingebaute Turbine unter diesen Bedingungen als zu groß erweisen könnte. Nur bei längeren Regenfällen konnte Strom erzeugt werden und der Weiher war noch nicht dicht“, beschreibt Riedlsperger die unerfreuliche Situation nach der Fertigstellung des ambitionierten Projekts. Um den regionalen Energiebedarf trotzdem abdecken zu können, kam es schließlich zum zwischenzeitlichen Einsatz eines mit Diesel betriebenen Stromaggregats. „Nach Rücksprache mit verschiedenen Experten kam auf Dauer nur die Investition für eine zweite kleinere Turbine in Frage, die in den Planungen nie berücksichtigt wurde“, hält Riedlsperger fest. Der Einbau der Zusatzturbine mit einem

Schluckvermögen von 28 l/s und einer ­ echanischen Leistung von knapp 97 kW m erfolgte schließlich im Jahr 1955 und erm­ öglichte somit eine ganzjährige Stromproduktion.

ZEIT FÜR MODERNISIERUNG GEKOMMEN Mitte der 1990er Jahre wurde bei beiden Kraftwerken eine Modernisierung der Elektrotechnik durchgeführt, wodurch unter anderem ein Parallelbetrieb der Turbinen erfolgen konnte. Außerdem stattete man den Einlaufrechen der Anlage Alpbachwerk mit einem pegelgeregelten Rechenreiniger aus und sorgte somit für eine wesentliche Arbeitserleichterung. Trotz dieser technischen Maßnahmen war aufgrund von Materialermüdung und immer wiederkehrender kleinerer und größerer technischer Gebrechen rund 20 Jahre später die Zeit für eine grundlegende Revitalisierung beider Kraftwerke gekommen. Den Anfang machte die Genossenschaft mit der Generalsanierung des Kraftwerks Mühlau im Jahr 2012. Dabei

2017 wurde die Zentrale des Alpbachwerks von Grund auf modernisiert.

Februar 2018

Foto: zek

Foto: Jakob Wimmer

Rund 2.660 m3 fasst der Tagesspeicher des Alpbachwerks.

37

HYDRO

Die kleinere der beiden neuen Pelton-Turbinen des Alpbachwerks kommt in den trockenen Monaten zum Einsatz, ihre Engpassleistung liegt bei 125 kW.

wurde sowohl die im gemeinsamen Genossenschaftsbesitz stehende als auch die im Eigenbesitz von Vorstandsmitglied Jakob Wimmer stehende Maschine, beide im Dauereinsatz seit 1920, gegen moderne Pelton-Turbinen getauscht. Bei gleichbleibender Ausbauwassermenge und Fallhöhe brachte die Erneuerung von Turbinen, Elektrotechnik und Steuerung ein Leistungsplus von bis zu 40 Prozent.

Foto: zek

BEWÄHRTE UNTERNEHMEN ERNEUT AM ZUG Verantwortlich für die enorme Leistungssteigerung war die vom Südtiroler Kleinwasserkraftspezialisten Sarner Turbinenbau als Komplettpaket gelieferte elektromechanische Ausstattung. Der erste Kontakt zu Roman Aster, dem Geschäftsführer des Familienbetriebs aus dem hinteren Sarnertal, hatte sich um das Jahr 2010 auf der Wasserkraftfachmesse RENEXPO in Salzburg ergeben. Das Konzept der leistungsstarken und komplett aus einer Hand gefertigten Turbinen überzeugte die Mitglieder auf Anhieb. Nachdem man sich auch finanziell einig werden konnte, ging es 2012 an den Komplettumbau der Anlage Mühlau. Dazu lieferten die Südtiroler

Exakte Düsenregelung mit elektrischen Stellmotoren.

38

Februar 2018

Foto: zek

Foto: zek

Projekte

Bei vollem Wasserdargebot erreicht die größere Turbine eine Engpassleistung von 300 kW. Wie schon beim Kraftwerk Mühlau kommen als Energiewandler hochwertige Generatoren der EME Elektromaschinenbau Ettlingen GmbH zum Einsatz.

zwei jeweils horizontalachsige Pelton-Turbinen mit direkt gekoppelten Synchron-Generatoren. Die Energiewandler wurden als innenbelüftete Ausführung vom deutschen Generatoren-Spezialisten EME Elektromaschinenbau Ettlingen GmbH bereitgestellt.

Die elektro- und leittechnische Ausstattung für die Anlage Mühlau lieferte das aus dem Landkreis Rosenheim stammende Ingenieurbüro für Industrieelektronik „IIE-Rotter“.

Beim Folgeauftrag für die wenige Jahre später durchgeführte Komplettsanierung des Kraftwerks Alpbachwerk stellten erneut Sarner Turbinenbau und EME die Maschinensätze zur Verfügung. Die gesamte Elektro- und Leittechnik wurde vom Südtiroler Unternehmen KYMA Controls ausgeführt.

ALPBACHWERK 2017 KOMPLETT MODERNISIERT Das umfangreiche Kraftwerks-Update für das Alpbachwerk beinhaltete im Grunde dieselben Maßnahmen wie bei der Anlage Mühlau.

Obwohl dem Alpbachwerk nur 112 l/s (Mühlau: 105 l/s) zur Stromproduktion zur Verfügung stehen, können die Maschinen aufgrund des weitaus größeren Gefälles von 443,7 m (Mühlau: ca. 118 m) ein Vielfaches

KW Mühlau

an Leistung erreichen. Für eine möglichst effiziente Energieerzeugung fertigte Sarner Turbinenbau zwei jeweils 1- und 2-düsige horizontale Pelton-Turbinen. Die von den Laufrädern bis zum Gehäuse zur Gänze aus Edelstahl gefertigten und mit elektrischer Düsenregelung ausgestatten Maschinen erzielen unter Volllast jeweils eine Engpasslei s­­tung von 300 kW und 125 kW. Als Energiewandler kommen erneut direkt mit den Turbinenwellen verbundene Generatoren von EME zum Einsatz. Beide bürstenlosen Synchron-Generatoren stammen aus der SDB-Baureihe und sind mit innenliegenden Lüftern ausgestattet. Diese drehen wie die Turbinen mit exakt 1000 U/min und verfügen über eine Anschlussspannung von 400 V. Der kleinere Generator ist auf eine Nennscheinleistung von 140 kVA ausgelegt, sein größeres Gegenstück kann 380 kVA erreichen. „Durch die stabile Schweißkonstruktion eignen sich die Geräte sowohl bestens für stationäre Anwendungen, als auch für die mobile Verwendung. Beim Einsatz in Wasserkraftwerken werden sie mit Pelton-, Francis- oder Kaplanturbinen gekoppelt. Alle Wicklungskomponenten sind sorgfältig aus-

Technische Daten

• Ausbauwassermenge gesamt: 105 l/s • Bruttofallhöhe: 95 m • Turbinen: 2 x Pelton • max. Leistung Turbine Genossenschaft: 76 kW • max. Leistung Turbine J. Wimmer: 38 kW • Hersteller: Sarner Turbinenbau • Generatoren: 1 x Synchron (Genoss.), 1 x Asynchron • Nennscheinleistung Generator Genoss.: 100 kVA • Nennscheinleistung Generator J. Wimmer: 55 kVA • Hersteller: EME Elektromaschinenbau • Elektrotechnik: IIE-Rotter • Jahresarbeit Regeljahr: ca. 800.000 kWh

KW Alpbachwerk • Ausbauwassermenge gesamt: 112 l/s • Bruttofallhöhe: 443,7 m • Turbinen: 2 x Pelton • Drehzahl: 2 x 1.000 U/min • max. Leistung Turbine 1: 300 kW • max. Leistung Turbine 2: 125 kW • Hersteller: Sarner Turbinenbau • Nennscheinleistung Generator 1: 380 kVA • Nennscheinleistung Generator 2: 140 kVA • Hersteller: EME Maschinenbau • Elektrotechnik: KYMA Controls • Jahresarbeit/Regeljahr: ca. 2.000.000 kWh

HYDRO

Foto: zek

Projekte

Der Südtiroler Automatisierungsspezialist KYMA Controls stellte die gesamte Elektro- und Leittechnik für das Kraftwerk Alpbachwerk bereit.

gelegt und entsprechen der Wärmeklasse „H“ nach DIN EN 60034.

Die sorgfältige Auswahl von Materialien, eine fachgerechte Abstimmung auf den jeweiligen Einsatzbereich und eine auf höchste Qualität ausgelegte Fertigung garantieren eine hohe und dauerhafte Zuverlässigkeit unserer Generatoren - auch unter extremen Bedingungen. Alle bekannten Schutz-, Kühlarten und Bauformen sind möglich“, beschreibt Verkaufsleiter Bernd Moser die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Generatoren von EME. OPTIMALE VORAUSSETZUNGEN FÜR JUBILÄUM 2019 „Für die Anlagensteuerung haben wir die modernste Prozessleittechnik eingesetzt. Vom Grundkonzept besteht die Schaltanlage aus 3x2 Feldern: Gemeinsamer Teil, Maschinensatz 1 und Maschinensatz 2, mit jeweils einem Leistungs- und einen Steuerungsteil. Sowohl der Leistungs- als auch der Steuerungsteil beider Maschinensätze wurden identisch und unabhängig voneinander aufgebaut“, erklärt KYMA Controls-Geschäftsführer Elio Clara und führt noch detaillierter aus: „Ein Batterieladegerät stellt eine permanente unterbrechungsfreie Stromversorgung sicher und ermöglicht im Falle eines kompletten Spannungsausfalls die Aufrechterhaltung der Stromzufuhr für die Steuerungsanlage. Mit dieser Maßnahme wird die „Schwarzstartfähigkeit“ des Kraftwerks sichergestellt. Die Steuerung der Anlage übernimmt ein ‚CX5020‘-Gerät der Marke Beckhoff, womit alle Prozesssignale über EtherCAT verarbeitet werden. Die Bedienung der Steuerung erfolgt im Krafthaus durch zwei identische 15 Zoll Touch-Panels, aus der Ferne kann wahlweise via PC oder Smartphone zugegriffen werden. Für den Generatorschutz, die Spannungs- und Cosphi-Regelung sowie zur Synchronisierung wurden die ‚easYgen‘-Geräte der letzten Generation von Woodward eingesetzt, die mit der übergeordneten Steuerung den Datenaustausch über Modbus-TCP abwickeln. Für die Erfassung der Prozesssignale in beiden Maschinenräumen (Leitungsdruck, Temperaturen, Vibrationen, Brandmelder, usw.) wurden Feldbusgeräte mit IO-Link-Technologie eingesetzt, welche bei hoher Funktionszuverlässigkeit eine platzsparende, vereinfachte und saubere Verkabelung der Sensoren ermöglichen.“ Kurz vor Weihnachten zeigten sich die Betreiber Jakob Riedlsperger und Jakob Wimmer beim Vor-Ort-Termin von zek Hydro hoch zufrieden mit der erfolgreichen Modernisierung des Alpbachwerks. Wie bei der Sanierung des Kraftwerks Mühlau vor wenigen Jahren konnte auch bei der jüngeren Anlage durch den Komplettumbau eine deutliche Leistungssteigerung erzielt werden. Seit Anfang Oktober ist das Kraftwerk wieder am Netz, die Betreiber rechnen mit einer durchschnittlichen Jahresarbeit von rund 2.000.000 kWh im Regeljahr. Beste Voraussetzungen also für ein erfolgreiches 100-jähriges Genossenschaftsjubiläum 2019.

KYMA Controls enjoy technology automation electrical green engineering energy

smart home

www.kymacontrols.com I-39030 St. Martin in Thurn (BZ) Bozen - Südtirol - Italien

Energie aus Wasser › Generatoren für Dauerbetrieb in Wasserkraftwerken › Entwicklung und Fertigung individueller Generatoren › Sonderausführungen und kundenspezifische Anpassungen EME Elektromaschinenbau Ettlingen GmbH Nobelstraße 16 · 76275 Ettlingen Telefon +49 7243 3206-0 Telefax +49 7243 3206-11 eme@eme-generatoren.de

www.eme-generatoren.de

Februar 2018

39

HYDRO

Projekte

Foto: zek

40

nach Inbetriebnahme der Beschneiungsanlage, 1987, konnte er das neue Kleinwasserkraftwerk in Betrieb nehmen. „Leider hatte das Kraftwerk von Anfang an ein kleines Manko: Die Druckrohrleitung war deutlich zu gering dimensioniert, sodass die Leistung massiv durch die leitungsbedingten Fallhöhenverluste gedämpft wurde“, erklärt Christian Aigner, der das Kraftwerk für die Familie Friedrich in den letzten Jahren umsichtig betreut hatte. Dank seiner beruflichen Vergangenheit beim Salzburger Energieversorger Salzburg AG, vormals SAFE, war der gelernte Maschinenbauer der optimale Vertrauensmann für Ulrike Schilcher, die heute als Tochter des Erbauers die Anlage betreibt.

Warum das Werk mit einer derartigen Unzulänglichkeit betrieben wurde, darüber ist Christian Aigner natürlich im Bilde: „Man darf nicht vergessen: Mitte der 1980er Jahre war das Zinsniveau sehr hoch. Es wäre sehr teuer gekommen, eine fast neuwertige Stahlrohrleitung nach einem Jahr durch eine größere Leitung zu ersetzen. Daher hat man auch das Kraftwerk weiter mit der bestehenden 150er Leitung betrieben, obwohl eine Konzessionswassermenge von 50 l/s bestand.“ SUBOPTIMALER ERZEUGUNGSBETRIEB Aufgrund dieses Defizits erreichte das Kleinwasserkraftwerk Friedrich zu Beginn seiner Betriebszeit nur rund 70 kW Leistung, später waren es noch 60 kW, zuletzt kam es allerdings kaum mehr über 50 kW hinaus. Bei einer Fallhöhe von 256 m und 50 l/s Ausbauwassermenge zweifellos zu wenig. Dessen war sich auch Christian Aigner bewusst, der 2012 bereits zu diesem Thema das Gespräch mit Ulrike Schilcher und ihrem Vater Karl Friedrich gesucht hatte. „Natürlich war uns klar, dass die Anlage suboptimal unterwegs war und die Voraussetzungen hier deutlich mehr hergäben. Aber die ersten Kostenvoranschläge für eine Revitalisierung waren sehr ernüchternd, weil einfach zu teuer“, erzählt Christian Aigner. Allerdings, räumt der mittlerweile pensionierte Techniker ein, gab es Handlungsbedarf. Denn abgesehen vom schwächelnden Kraftwerksbetrieb bereitete den Bephoto: zek

Das Maschinenhaus befindet sich am Fuße des Petersbründl-Skilifts.

Im Jahr 1987 wurde das Kraftwerk Friedrich im Salzburger Lungau mit einem 1-düsigen Maschinensatz aus dem Hause Troyer AG in Betrieb genommen. Seitdem war die Anlage aufgrund einer unterdimensionierten Druckrohrleitung suboptimal gelaufen. Nach dem nun erfolgten Tausch der Rohrleitung und der Sanierung der Maschine liefert die Anlage heute rund doppelt so viel Leistung wie zuvor.

Foto: zek

M

it seinen Ideen war Karl Friedrich oft seiner Zeit voraus. Der findige Lungauer bewies speziell in den 1980er Jahren Pioniergeist, als er die erste Beschneiungsanlage für einen Skilift – den Petersbründllift in St. Michael – errichten ließ.

Vor allen anderen hatte er erkannt, dass eine gesicherte Nutzung des Skigebietes über die ganze Saison hinweg nur über eine künstliche Beschneiung sicherzustellen war. Es war die erste Beschneiungsanlage im Land Salzburg.

Um die neu installierte Leitung und das Wasserdargebot auch die restliche Zeit des Jahres sinnvoll nutzen zu können, beschloss Karl Friedrich, am Fuße des Skilifts ein kleines Wasserkraftwerk zu bauen. Schon ein Jahr

Foto: zek

Seinen zweiten Frühling erlebt das im Jahr 1987 in Betrieb genommene Kraftwerk Friedrich in der Lungauer Gemeinde St. Michael. In gerade einmal drei Monaten wurde die Anlage 2017 revitalisiert und die seit Anbeginn bestandenen Defizite ausgemerzt.

Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Dank eines rundum sanierten Maschinenequipments durch die Fa. Troyer AG und einer komplett neuen, deutlich größer dimensionierten Druckrohrleitung aus Gussrohren von TRM gelang es den findigen Projektbetreibern, die Leistung des Kleinkraftwerks in etwa zu verdoppeln. Gleiches gilt für die durchschnittliche Jahreserzeugung, die nun auf rund 700.000 kWh hinaufgeschraubt wurde.

Foto: EWA

Foto: zek

LEISTUNGSVERDOPPELUNG FÜR LUNGAUER PIONIER-KRAFTWERK

Februar 2018

Rohrverlegun HYDRO

Projekte

WIRTSCHAFTLICHE ÜBERLEGUNGEN Was das Projektvorhaben letztlich ins Rollen bringen sollte, war das Zusammentreffen von Christian Aigner mit Dipl.-Ing. Peter Santner, dem Planungsingenieur und Teilhaber des Salzburger Planungsbüros Dienesch-Laner-Prax Ziviltechniker GmbH im Jahr 2014. „Dass wir uns getroffen haben, war ein glücklicher Zufall. Nicht nur, dass es menschlich auf Anhieb sehr gut funktionierte. Mit Peter Santner als Planer eröffnete sich uns auch wieder eine neue Perspektive für das Sanierungsprojekt“, so Christian Aigner. Und Peter Santner ergänzt: „Wir haben uns zusammengesetzt, alles noch einmal überschlagen und sind auf deutlich niedrigere Summen gekommen, als ursprünglich bei den ersten Sondierungen veranschlagt. Auf dieser Basis war das Projekt wirtschaftlich umsetzbar.“ Nachdem von Dienesch-Laner-Prax ein solider Ausführungsplan erarbeitet wurde und die erforderliche behördliche Genehmigung vorlag, stand im Juni 2017 dem Start der Bauarbeiten nichts mehr im Wege. Im Wesentlichen umfassten die Sanierungsarbeiten den Umbau der Wasserfassung und deren Anpassung an den Stand der Technik, der Austausch der Druckrohrleitung mit der Verlegung von Strom- und Steuerkabel, sowie die Revitalisierung der elektromaschinellen Ausrüstung inklusive der e-technischen Steuerung. In Summe sollten die Arbeiten rund ein halbes Jahr bis zur Wiederinbetriebnahme in Anspruch nehmen.

FASSUNG NUN STAND DER TECHNIK „An der Wasserfassung haben wir eine neue Rohrbruchsicherung installiert, außerdem wurde sie mit modernen Durchflussmessgeräten für die Druckrohrleitung und die Restwasserabgabe ausgerüstet. Auf den Sandfang haben wir ein Schieberhäuschen in Holzbauweise errichtet.

Hier sind nun alle Mess- und Steuerungseinrichtungen sicher untergebracht“, erklärt Peter Santner. Gemäß den Plänen von Dienesch-Laner-Prax wurde die Wasserfassung nun auch mit einer 400V-Stromversorgung und einem Lichtwellenleiter ausgeführt. Für eine moderne Steuerung aller Funktionen an der Fassung waren die Verlegung von

Foto: dlp Nachdem die alte Druckrohrleitung DN125 rückgebaut war, wurde vergangenen Sommer eine neue, 1.460 m lange Rohrleitung aus duktilem Guss vom Tiroler Hersteller TRM verlegt. Größtenteils kam eine Rohrdimension DN250 zum Einsatz, im Bereich der Piste allerdings DN150 (Bild).

Strom- und Steuerkabel unerlässlich. Sie wurden in zwei Leerrohren in der Künette der neuen Druckrohrleitung mitverlegt.

Insgesamt erstreckt sich die Länge der Druckrohrleitungstrasse über 1.460 m den Katschberg hinauf, wobei großteils die Trasse der alten Rohrleitung wiederverwendet wurde. „In dem kritischen Bereich, in dem die alte Leitung schon rutschgefährdet war, haben wir die neue Leitung nun in eine andere Trasse, und zwar direkt in der Katschbergbundesstraße verlegt. Damit liegt sie nun gut verlegt und mit sicherer Überdeckung“, erzählt Peter Santner, der in diesem Zusammenhang auch einräumt: „Gerade die Verlegung in diesem Bereich zählte zu den Herausforderungen des Projektes, da es logistisch nicht immer einfach war, zeitgleich zu den Verlegearbeiten den Verkehr aufrecht zu erhalten.“ GUSSROHRE – SICHERHEIT FÜR GENERATIONEN Konkret kamen für die Verlegung der Druckrohrleitung nun duktile Gussrohre GGG DN250 vom Tiroler Traditionshersteller TRM zum Einsatz. Ganz bewusst hatten sich die Betreiber für die bewährte Rohrtechnik aus Hall entschieden. „Für uns kam nur eine hochwertige und langfristige Lösung in Frage. Das Gussrohr von TRM ist ein tolles Produkt, das einen sicheren Betrieb über Jahrzehnte garantiert. Das war für

Das Verlegeteam wird vor dem Einsatz eingehend auf die Rohrtechnik von TRM eingeschult.

ZIVILTECHNIKER FÜR KULTURTECHNIK UND WASSERWIRTSCHAFT, FORST- UND HOLZWIRTSCHAFT

ATTNANG-PUCHHEIM UND SALZBURG

www.dlp.at BERATUNG - PLANUNG - BAULEITUNG - GUTACHTEN

WASSERBAU, WEHRANLAGEN, Einsatz der VortriebsmaschineWASSERKRAFTANLAGEN, im Bohr- und Sicherungsbetrieb.

Foto: dlp

Fotos: Porr

treibern vor allen Dingen die bestehende Druckrohrleitung, beziehungsweise Abschnitte davon, Kopfzerbrechen. „In einem Bereich unter der Katschbergbundesstraße war die Leitung damals nicht tief genug verlegt worden. Mit der Zeit wurde sie freigelegt und wirkte statisch nicht mehr sicher. Das große Problem dabei: Direkt daneben verläuft eine Schwarzwasserleitung der Gemeinde – und das alles befindet sich im Quellschutzgebiet. Wäre die Druckrohrleitung abgerutscht, hätte sie vermutlich die Schwarzwasserleitung mit sich gerissen – mit dramatischen Folgen für das Quellschutzgebiet, wie man sich unschwer vorstellen kann. Somit war auch ein wenig Gefahr im Verzug.“

ORGANISMENAUFSTIEGSHILFEN, GESCHIEBEGUTACHTEN

Februar 2018

41

HYDRO

Foto: dlp Löblich erwähnt wurde von Betreiberseite auch die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit der Fa. Ehrenreich BaugmbH aus Tamsweg, mit der die Bauarbeiten außergewöhnlich friktionsfrei abgelaufen seien.

ebenso wie die hydraulische Ausführung von Zulauf und Saugrohr, bereits an die Konzessionswassermenge ausgelegt – und bedurfte keiner Erneuerung. Sehr wohl stand allerdings ein umfassendes Retrofitprogramm für Turbine und Generator auf dem Programm, sowie eine Erneuerung der Steuerungstechnik. Wie vor 30 Jahren vertrauten die Betreiber in dieser Angelegenheit den Südtiroler Wasserkraftspezialisten von der Firma Troyer AG. „Die Maschine hat immer tadellos gearbeitet. Dass der Wirkungsgrad bis dato derart schlecht war, lag ja nicht an der Turbine, sondern an der unterdimensionierten Druckleitung“, erzählt Christian Aigner. Was ihn im Zuge der Revitalisierung besonders freute, war ein Wiedersehen mit alten Bekannten. „Als wir damals das Kraftwerk bauten, war ein junger engagierter Monteur vor Ort, der uns in Erinnerung geblieben ist. Wir haben damals sogar ein gemeinsames Foto mit ihm

Foto: AF-Iteco

Technische Daten • Turbine: 1-düsige horizontale Peltonturbine • Fabrikat: Troyer AG (Baujahr: 1987) • Netto-Fallhöhe vor Sanierung: 170,04 m • Netto-Fallhöhe nach Sanierung: 247,80 m • Ausbauwassermenge: 50 l/s • Leistung vor Sanierung: 53 kW • Leistung nach Sanierung: 101,5 kW • Drehzahl: 1.500 Upm • Generator: 3-phasiger Synchrongenerator • Fabrikat: Hitzinger • Maschinensanierung: Troyer AG • E-Technik: Troyer AG • Druckrohrleitung neu: GGG duktiler Guss • Fabrikat: TRM I DN250 I L=1.460 m • Gesamtwirkungsgrad vor Sanierung: 63,55 % • Gesamtwirkungsgrad nach Sanierung: 84,50 % • Regelarbeitsvermögen: ca. 700.000 kWh

42

Februar 2018

Ein Teil der neuen Druckrohrleitung wurde entlang der Katschberg-Bundesstraße verlegt. Dank der Abwinkelbarkeit in den Muffen kann die Leitung problemlos an den Kurvenradius angepasst werden.

gemacht. Umso erstaunter war ich, dass derselbe Mann, nun als leitender Projektmanager unser Ansprechpartner war und wir mit ihm die geschäftlichen und organisatorischen Agenden des Projektes abwickeln konnten.“ Gemeinsam mit dem erfahrenen Projektmanager Martin Windisch von der Firma Troyer AG wurde in der Folge ein umfassendes Sanierungsprojekt für den Maschinensatz in die Wege geleitet.

NEUES LAUFRADDESIGN ÜBERZEUGT Neben den herkömmlichen Sanierungsarbeiten wollte man auch in Hinblick auf das Laufraddesign den Entwicklungen der letzten Jahre und Jahrzehnte Rechnung tragen. „Das Laufrad wurde durch ein um 5 cm größeres ersetzt, das auch ein neues, leistungsfähigeres Design aufweist. Außerdem hat man nun den Düseneinlaufwinkel etwas optimiert“, erklärt Maschinenbauer Aigner. Im Hinblick auf die Foto: dlp

WIEDERSEHEN MIT ALTEN BEKANNTEN Während also die bestehende Rohrleitung komplett ausgetauscht wurde, durfte der Maschinensatz aus den 1980er Jahren bleiben.

Die maschinelle Ausrüstung war damals,

Foto: Kössler

uns entscheidend“, sagt Christian Aigner und hebt auch die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit dem Team von TRM hervor: „Von Anfang an hat sich Igor Roblek mit seinem Team von TRM sehr um uns bemüht. Wenn wir etwas gebraucht haben, war es einen Tag später auf der Baustelle. Auch die Einschulung für die Bauarbeiter war sehr ordentlich.“ Was die Verlegung natürlich vereinfacht, ist der Umstand, dass die Rohrverbindungen bis zu 5 Grad abwinkelbar sind und sich die Leitung daher einfach ans Gelände anpassen lässt. Bei der Verlegung entfallen Transporte für Bettungsmaterial, sowie aufwändige Schweißarbeiten und anschließende Prüfverfahren, sodass ein zügiger und somit wirtschaftlicher Baufortschritt gewährleistet ist.

Zudem sind duktile Gussrohre von TRM aufgrund ihrer hohen Scheiteldruckfestigkeit hervorragend für den Einbau im schwierigen Gelände, oder auch in Straßen und Wegen geeignet. Im Fall der neuen Druckrohrleitung am Katschberg setzten die Verantwortlichen auf durchgehend längskraftschlüssige Verbindungen vom Typ VRS -Tiroflex®, die für sich alleine eine hohe Standsicherheit garantieren.

Dieses weltweit einzigartige Verbindungspatent verleiht der Leitung eine extreme Flexibilität, mit der sie sogar Hangrutschungen, oder Muren überstehen kann. Ein leistungsfähiges Beschichtungssystem an der Außenoberfläche sorgt darüber hinaus dafür, dass die Korrosion hintangehalten wird. Das Rohrsystem ist eben für maximale Langlebigkeit konzipiert.

Projekte

Für eine maximale Standsicherheit der Druckrohrleitung wurde diese durchgehend mit schub- und zuggesicherten Rohrverbindungen ausgeführt.

HYDRO

Projekte Betriebssicherheit bei einem eventuellen Netzausfall wurde die Düsensteuerung der 1-düsigen Maschine von Drehstrom auf Gleichstrom umgestellt. Sie ist damit auch bei einem Blackout funktionsfähig.

Mit dem neuen Laufraddesign und den wesentlich geringeren Verlusten in der neuen Druckrohrleitung kann das Kraftwerk Friedrich nun erstmalig in seiner Geschichte zeigen, was wirklich in ihm steckt. „Wir haben bei den ersten über IDM ermittelten Wirkungsgradtests gesehen, dass der Gesamtwirkungsgrad von zuvor 63 auf nun über 84 Prozent angestiegen ist. Die Engpassleistung von zuletzt 54 kW bei Volllast hat sich auf 101,5 kW nahezu verdoppelt. Damit haben wir unser Sanierungsziel ganz klar erreicht“, freut sich auch Peter Santner von DieneschLaner-Prax.

DOPPELTER STROMERTRAG Neu installiert wurde auch die komplette Steuerung der Anlage, die heute erstmalig eine Einbindung der Wasserfassung möglich macht.

Auf diese Weise kann nicht nur die vorgegebene Restwasserdotierung vollautomatisch geregelt werden, sondern auch die Versorgung der fünf Schneekanonen, deren Betrieb im Winter prioritär gegenüber dem Kraftwerksbetrieb ist. „Grundsätzlich hat die Beschneiung durch die Lungauer Bergbahnen wirtschaftlich nichts

Foto: dlp

Auch die Wasserfassung wurde an den Stand der Technik angepasst.

mehr miteinander zu tun. Wir haben diese Trennung nun auch durch ein eigenes wasserrechtliches Gesuch auf eine juristisch ordentliche Basis gestellt“, erklärt Peter Santner und Christian Aigner ergänzt schmunzelnd: „Gerade die Beschneiung am Katschberg ist prinzipiell ja eine gute Sache für das Kraftwerk Friedrich. Schließlich muss das ganze Wasser, das dafür aus der Lieser kommt, auch wieder hier runter – und erhöht damit auch ein wenig die Jahresleistung.“ Diese liegt heute bei rund 700.000 kWh und hat sich damit auch annä-

hernd verdoppelt. Dank der erfolgreichen Revitalisierung kann das neue Kraftwerk Friedrich nun auf einen erhöhten, gesicherten Einspeisetarif über die nächsten 13 Jahre rechnen. „Schön, dass das Projekt derart erfolgreich umgesetzt werden konnte. Ich kann den beteiligten Projektpartnern, der Bauherrin und unserem Planer nur den größten Respekt zollen. Alle haben hier an einem Strang gezogen.

Mit diesen Beteiligten würde ich jederzeit wieder ein Kraftwerksprojekt realisieren“, resümiert Christian Aigner.

Ihr Spezialist für

Turbinenleitungen

Tradition auf neuen Wegen Qualität mit Bestand www.trm.at

TRM_Anzeige_Turbine_180x120_050214.indd 1

43

07.02.14 12:00

Februar 2018

Visualis

HYDRO

Foto: Uni Graz

Veranstaltung

In der steirischen Hauptstadt Graz findet die 22. Praktikerkonferenz zum Thema "Pumpen in der Verfahrens- und Abwassertechnik" statt. Im Bild die große Teilnehmerrunde von 2016.

22. PRAKTIKERKONFERENZ GRAZ

PUMPEN IN DER VERFAHRENS- UND ABWASSERTECHNIK Die 22. Praktikerkonferenz „Pumpen in der Verfahrens- und Abwassertechnik“ findet von Montag, 9. bis Mittwoch 11.

April 2018, traditionell in der Woche nach Ostern, am Grazer Schlossberg statt. Wie von der etablierten Grazer Konferenz gewohnt, berichten ausgewiesene Fachleute aus ihrem Erfahrungsschatz über innovative Lösungen und zukunftsweisende Entwicklungen beim Einsatz oder troubleshooting von Pumpen.

E

ine Veranstaltung an der Schnittstelle zwischen Betreibern und Herstellern: „Wichtig und ausschlaggebend ist sicher auch, dass erstrangige Referenten von der Betreiberseite bei unserer Konferenz vortragen: Dieses Jahr 2018 kommt ein Drittel von der Betreiberseite – und alle mit hervorragendem Erfahrungsschatz“, freut sich der Veranstalter, Professor Dr.-Ing. Helmut Jaberg. „Und auch von der Herstellerseite halten herausragende Fachleute praktisch relevante Vorträge.“

PUMPEN WIRKEN IM VERBORGENEN Jeder Fachmann und jede Fachfrau wissen, dass Pumpen aus verfahrentstechnischen Prozessen nicht wegzudenken sind: Wie anders sollten sonst die verschiedensten, teils hochkorrosiven und abrasiven, teils hochexplosiven oder giftigen Flüssigkeiten transportiert werden? Andererseits sind Pumpen in der Verfahrenstechnik nur Mittel zum Zweck: Solange sie laufen, wird ihnen oft wenig Aufmerksamkeit geschenkt – außer von der Servicemannschaft, die für das ordnungsgemäße Funktionieren der ganzen Anlage verantwortlich zeichnet. Pumpen wirken im Verborgenen und sind – gerade deshalb – von besonderer Bedeutung.

Foto: Uni Graz

FOLGENDE THEMEN STEHEN AUF DER 22. PRAKTIKERKONFERENZ IM FOKUS: • Neue ATEX • Energieersparnis • Industrie 4.0 • Praxiserfahrungen • Abwasser

• Verdrängerpumpen • Dichtungstechnik

Bei der Veranstaltung kommt traditionell das gemütliche Miteinander nicht zu kurz.

44

Februar 2018

IN GRAZ WURDE DIE DISKUSSION NOCH NIE ABGEBROCHEN Auch im 3. Jahrzehnt steht man in Graz zur traditionellen Pflege des offenen Wortes. Auf ausdrücklichen Wunsch der Teilnehmer/innen wird das offene Wort gepflegt. Dem Erfahrungsaustausch und der Diskussion werden breiter Raum und genügend Zeit eingeräumt. Die Vortragszeit beträgt 45 Minuten, sodass auch wirklich fundierte, erstklassige Information vermittelt werden kann – Faktoren, welche die Praktikerkonferenz über die Jahre sehr erfolgreich werden ließen.

DAS GESELLSCHAFTLICHE LEBEN Das gesellschaftliche Leben kommt nicht zu kurz, wie sollte es in Österreich auch anders sein. Das Rahmenprogramm verspricht elegante Empfänge im Palais Attems sowie im Grazer Rathaus auf Einladung von Landeshauptmann Hermann Schützenhöfer und Bürgermeister Siegfried Nagl.

Als weitere Highlights gibt es Altstadt- und für Interessierte Führungen durch das Labor des Instituts für Hydraulische Strömungsmaschinen der Technischen Universität, wo es den 4-Quadranten-Großprüfstand zu bestaunen gilt. Graz, die facettenreiche Hauptstadt der Steiermark, ist Universitätsstadt, ist Kultur- und Kunststadt. Graz ist auch GenussHauptstadt. Graz und das Südsteirische Weinland sind immer eine Reise wert.

Alle Informationen für eine Teilnahme sind auf der offiziellen Website zu finden: www.praktiker-konferenz.com

HYDRO

Projekte

KIRCHBERG AN DER PIELACH KOMBINIERT HOCHWASSERSCHUTZ MIT WASSERKRAFTPROJEKT

Bau eines Rückhaltbeckens und mehrerer Uferverbauungen umgesetzt werden konnten, vergingen allerdings viele Jahre. Der Bürger­ meister schätzt, dass er für die Zustimmung aller von den baulichen Hochwasserschutz­ maßnahmen betroffenen Grundstücksbesit­ zer in Summe rund 400 Einzelgespräche füh­ ren musste.

HOCHWASSERSCHUTZMASSNAHMEN MIT WASSERKRAFTPROJEKT KOMBINIERT Im Rahmen des Hochwasserprojekts sollte ein um das Jahr 1854 errichtetes Holzwehr durch eine moderne Wehrklappe ersetzt wer­ den. Diese neue Wehrklappe, die im Anlass­ fall eine optimale Hochwasserabfuhr ge­ währleistet, sollte auch gleichzeitig für die Errichtung eines Gemeindekraftwerks einen doppelten Nutzen erhalten. Zur Generalpla­ nung für das Wasserkraftprojekt beauftragte man die im Kraftwerksbau vielfach bewährte ZT-Fritsch GmbH mit Sitz im oberösterrei­ chischen Steyr. Gemeinsam mit der Gemein­ de entwickelte das Ingenieurbüro ein Kon­ zept für das neue Kraftwerk. Wertvolle Beratungsleistungen lieferte zudem Paul Kropik, ein in Kirchberg lebender Wasser­ kraftbetreiber mit jahrzehntelanger Erfah­ rung. Die eigentlichen Bauarbeiten starteten

nach Abschluss des Ausschreibungsverfah­ rens im Februar 2017 und nahmen rund ein dreiviertel Jahr in Anspruch.

KOMPLEXE ROHRVERLEGUNG Das Ausleitungskonzept für das neue Kraft­ werk sah vor, die bis dato offene Ausleitung des Mühlbachs durch eine unterirdische Niederdruckleitung zu ersetzen. „Dies war vor allem bautechnisch eine Herausforde­ rung, weil man die Untergrundverhältnisse der vorgesehenen Trassenführung nicht ge­ kannt hat, vor allem im Hinblick auf beste­ hende Überbauungen und Fluddermauern.

Somit kam es auch zur Einbeziehung eines Geotechnikers. Bei der Rohrverlegung an Foto: zek

F

einschmeckern ist die rund 3.200 Ein­ wohner zählende Marktgemeinde Kirchberg an der Pielach als Mitglied der Mostviertler „Dirndlregion“ durchaus ein Begriff. Mit „Dirndl“ sind die Früchte der auch als Kornelkirsche bekannten Pflanze gemeint, die im Pielachtal kultiviert und ­ beispielsweise zu destillierten Spezialitäten ­ ­ver­edelt werden. Ein Begründer dieser nieder­ österreichischen Tourismusinitiative im Pielachtal ist der seit 1994 amtierende Kirch­ berger Bürgermeister Anton Gonaus. Durch seine mittlerweile fast 25-jährige Amtszeit ist Gonaus bestens mit der seit Jahrzehnten be­ stehenden Hochwasserproblematik in seiner Gemeinde vertraut. „Um die Mitte der 1990er Jahre haben wir konkrete Bestrebun­ gen zur Verbesserung des Hochwasserschutzes angestellt. Als eine der am stärksten von Überschwemmungen betroffenen Gemein­ den im Pielachtal – bis zu 100 Liegenschaften standen zuweilen unter Wasser – lag es auf der Hand, dass ein Hochwasserschutzprojekt dringend benötigt wird“, berichtet Gonaus.

Bis die entsprechenden Maßnahmen, wie der

Vizebürgermeister Franz Singer, Wasserkraftexperte Paul Kropik, ZT-Fritsch Bauleiter Thomas Reisinger, Bürgermeister Ök.Rat Anton Gonaus, H&W Control Geschäftsführer Christian Wieland und HPWE Projektleiter Franz Streimetweger (v.l.) im Krafthaus des neuen Gemeindekraftwerks.

Foto: zek

Im niederösterreichischen Kirchberg an der Pielach nahm rund einen Monat vor dem Jahreswechsel das neue Wasserkraftwerk der Gemeinde seinen Regelbetrieb auf. Durch den Bau der Anlage mit einer Generatorleistung von rund 170 kW kann die Gemeinde nun einen beträchtlichen Anteil des öffentlichen Strombedarfs aus eigener Produktion decken. Ein Großteil der elektromechanischen Kraftwerksausstattung wurde von Unternehmen aus der Region geliefert und installiert. Zu verdanken ist die Entstehung des Kraftwerks der Umsetzung von weitreichenden Hochwasserschutzmaßnahmen im Ortsgebiet der Mostviertler Gemeinde. Rund 15 Jahre Vorlaufzeit und aufwändige Verhandlungen waren erforderlich, um die bauliche Durchführung von Hochwasser- und Wasserkraftprojekt während des Vorjahres gemeinsam zu realisieren.

Anton Gonaus war in seiner Funktion als langjähriger Bürgermeister eine der treibenden Kräfte für die Umsetzung des Doppelprojekts und zeigt sich mit dem Endergebnis sehr zufrieden.

Restarbeiten wie das Anbringen der Fassadenverkleidung an der Anlagenzentrale werden in den kommenden Monaten erledigt.

Februar 2018

45

HYDRO

Projekte

Die horizontale Rechenreinigungsmaschine sowie die verschiedenen Absperr-, Spül- und Regulierschütze wurden von der steirischen S.K.M. GmbH geliefert.

Foto: zek

Foto: Gemeinde Kirchberg

Die HydroPower & Welding Experts GmbH (HPWE) aus St. Pölten lieferte die doppelt-regulierte Kaplan-Turbine mit einer Engpassleistung von 185 kW. Im Sinne der regionalen Wertschöpfungskette setzte HPWE bei der Fertigung und Montage auf lokale Unternehmen.

sich konnten immer nur sehr kleine Ab­ schnitte geöffnet werden, um die Standfes­ tigkeit der angrenzenden Gebäude nicht zu gefährden. Außerdem waren die Platzver­ hältnisse aufgrund des Trassenverlaufs durch das bebaute Ortsgebiet durchwegs stark ein­ geschränkt“, führt ZT-Fritsch Bauleiter Tho­ mas Reisinger aus. Bürgermeister und Planer loben ausdrücklich den für die Hoch- und Tiefbauarbeiten zuständigen Baumeister Ing. Karl Fürholzer. „Die Baufirma hat sich bei der wirklich komplexen Umsetzung her­ vorragend bewährt. Fürholzer betreibt ja sel­ ber mehrere Wasserkraftanlagen und ist so­ mit bestens mit den Anforderungen einer Kraftwerksbaustelle vertraut“, sagt Reisinger.

Insgesamt verlegte man 370 m GFK-Rohre in einer durchgängigen Dimension von DN1600. Bereitgestellt wurde das gesamte Rohrmaterial vom Vertriebsprofi ETERTEC Gmbh & Co KG aus der Nähe von Wien.

WEHRKLAPPE OPTIMIERT HOCHWASSERABFUHR Die neue Wehranlage inklusive dem als Be­ ckenpass ausgeführten Fischaufstieg wur­ den im Ortskern von Kirchberg errichtet.

Weil das für die Fertigung der Stahlwasser­ bauelemente beauftragte Unternehmen während der Bauphase unerwartet Konkurs

anmeldete, wurde die Wehrklappe schließ­ lich von der Bruckner Maschinenbau GmbH montiert. Der horizontale Schutz­ rechen inklusive automatischer Rechenrei­ nigungsanlage und der Grundablass sowie Grund- und Spülschütz hingegen wurden von der S.K.M. GmbH aus dem steirischen Kammern gefertigt. „Ausgeführt wurden die Detailplanungen des Stahlwasserbaus von S.K.M.-Geschäftsführer Sepp Köhl. Als Besitzer des KW Vordernbergerbach in der Steiermark konnte Köhl seine langjährige Betreibererfahrung für einen praxisnahen und sicheren Anlagenbetrieb einbringen.“ Sämtliche Schütze und die Wehrklappe werden via hydraulischen Antrieb bewegt.

Im Hochwasserfall wird die massive Klap­ penkonstruktion komplett geöffnet. Damit kann der Pegelstand um bis zu 2 m gesenkt werden und ermöglicht somit eine optimale Hochwasserabfuhr im Zentrum der Ge­ meinde.

KAPLAN-TURBINE LOKAL GEFERTIGT Insgesamt stehen dem Gemeindekraftwerk 4 m³/s an Ausbauwassermenge sowie eine Bruttofallhöhe von 5,7 m zur Verfügung.

Für dieses energetische Potential lieferte die HydroPower & Welding Experts GmbH

Die neue Wehrklappe im Ortszentrum ermöglicht eine optimale Hochwasserabfuhr. Gleichzeitig mit dem Hochwasserprojekt wurde ein vorbildlich umgesetztes Wasserkraftwerk realisiert.

(HPWE) aus St. Pölten die gesamte hydro­ mechanische Ausrüstung. Im Sinne der regi­ onalen Wertschöpfung engagierte HPWE für die Fertigung und Montage der Turbine mehrere regionale Betriebe. Die in Kirch­ berg ansässige Firma Rottegg KG etwa wur­ de im Rahmen des Auftrags von HPWE mit der Werks– und Baustellenmontage beauf­ tragt. „Für das Projekt wurde eine vertikale Kaplan-Turbine mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator von Hitzinger angefer­ tigt. Das Laufrad misst 900 mm im Durch­ messer und hat ein Design mit vier Flügeln erhalten. Aus Rücksicht auf den Gewässer­ schutz ist die Laufradnabe mit einem ölfrei­ en Gemisch aus Frostschutz und Wasser ge­ füllt. Der Leitapparat verfügt über 16 Leitschaufeln, die jeweils einzeln aus einem Stück gefräst und entsprechend bearbeitet wurden. Die Abdichtung der Turbinenwelle erfolgt über zwei Wellendichtringe, die an der Welle auf einer rostfreien und beschich­ teten Schonhülse laufen. Die Laufradflügel­ verstellung geschieht mittels einer durch die Generator-Hohlwelle geführte Steuerungs­ stange. Der Hydraulikzylinder für die Laufradverstellung mit der Drehdurchfüh­ rung wurde an der Oberseite des Generators platziert. Die Verstellung des Leitapparats

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 4 m3/s • Bruttofallhöhe: 5,7 m • Turbine: Kaplan, doppelt-reguliert • Drehzahl: 429 U/min • Engpassleistung: 185 kW • Hersteller: HydroPower & Welding Experts • Generator: Synchron • Nennscheinleistung: 190 kVA

Foto: zek

• Hersteller: Hitzinger

46

• Jahresarbeit: ca. 800.000 kWh

Februar 2018

HYDRO

Projekte

Visualisierung der Kraftwerkssteuerung. Ende Jänner hatte die Anlage nach etwas mehr als zwei Monaten Regelbetrieb bereits rund 185.000 kWh Strom produziert.

erfolgt über einen weiteren, doppelt wirkenden Hydraulikzylinder“, beschreibt HPWE-Projektleiter Franz Streimetweger die wichtigsten Eigenschaften der Kaplan-Turbine, die bei voller Wasserdargebot eine Engpassleistung von 185 kW erreichen kann. Generator und Turbine drehen beide mit exakt 429 U/min, wobei der Generator eine Nenn­ scheinleistung von 190 kVA erreicht.

ELEKTRO- UND TECHNIK VON NIEDERÖSTERREICHISCHEM UNTERNEHMEN Die Elektrotechnik und Automatisierungssoftware stammt ebenfalls von einem niederösterreichischen Wasserkraft-Spezialisten, der H&W Control GmbH aus Obergrafendorf. Der Auftrag umfasste die gesamte elektrische Ausstattung für das Kraftwerk, die Wehranlage und den Hochwasserschutz. Die Steuerung sorgt für einen vollauto­ matischen Betrieb mit Pegel- und dynamischer Restwasserregelung.

Im Falle eines großflächigen Netzausfalls setzt die Steuerung einen Inselbetrieb des Kraftwerks in Gang und ermöglicht somit die Auf­ rechterhaltung der Stromversorgung verschiedener öffentlicher Ein­ richtungen wie der Veranstaltungshalle, dem Feuerwehrhaus oder den Schulgebäuden. Via ‚VPN-Tunnel‘ ist die Steuerung rund um die Uhr aus der Ferne wahlweise via PC, Tablet oder Smartphone erreich­ bar. Die übersichtliche Visualisierung der Software zeigt auf einen Blick die wichtigsten Parameter des laufenden Betriebs und erlaubt Anwendern vielfältige Optionen“, erklärt H&W Control-Geschäfts­ führer Christian Wieland.

ANLAGE DECKT STROMBEDARF ÖFFENTLICHER EINRICHTUNGEN Bürgermeister Gonaus zieht nach der Aufnahme des Regelbetriebs am 24. November 2017– das erste Mal angedreht wurde die Turbine bereits am 10. November – ein überaus positives Fazit: „Etwa drei Wochen nach der Inbetriebnahme hatte die Anlage bereits 36.000 kWh Strom erzeugt – und dabei war ein Betrieb unter Volllast noch lange nicht erreicht. Somit können wir nun unter anderem den Ener­ giebedarf für die Flutlicht- und Bewässerungsanlage vom Fußball­ platz, des Freibads, der Veranstaltungshalle mit Sauna und Gastrono­ mie, Volks-, Haupt-, Sonder- und Musikschule sowie das Polytechnikum und einen Teil der Straßenbeleuchtung mit lokal er­ zeugtem Strom abdecken. Und ganz wichtig: Durch die Inselbetriebs­ fähigkeit des Kraftwerks laufen auch bei einem kompletten Ausfall der öffentlichen Netze die Pumpen der örtlichen Wasserversorgung weiter.“ Im Laufe der kommenden Monate stehen noch diverse ge­ ringfügige Restarbeiten wie die Fassadengestaltung des Krafthauses an. Zudem wird im Juni ein ausgedienter Düker bei der Einmündung des Mühlbachs in die Pielach, welcher für einen ungewollten Rückstau im Unterwasserbereich verantwortlich ist, entfernt. Im Regeljahr kann das neue Kraftwerk durchschnittlich rund 800.000 kWh Strom erzeugen.

HYDROPOWER & WELDING EXPERTS GMBH Linzer Straße 51/3 3100 St. Pölten 0043/676 641 36 31 office@hpwe.at

Banner HPWE 3000x1000_Druck_v2.indd 1

01.08.16 19:55

Februar 2018

47

HYDRO

Die Geschäftsführer Bernhard Unterlercher (li.) und Hansjörg Presslaber gründeten anlässlich des Anlagenneubaus in Matrei die KW Bretterwandbach GmbH.

Foto: zek

Projekte

OSTTIROLER TURBINENBAUER KNACKT MIT KRAFTWERK AM BRETTERWANDBACH DIE 100ER MARKE Mit der Inbetriebnahme des Osttiroler Kleinkraftwerks Bretterwandbach konnte Wasserkraft-Allrounder Bernhard Unter­ lercher ein besonderes Jubiläum technischer Natur feiern: Die Pelton-Turbine mit einer Maximalleistung von 328 kW, die im Herbst des Vorjahres zum ersten Mal Strom ans Netz lieferte, ist gleichzeitig die 100. Turbine, die von seiner Maschinenbau Unterlercher GmbH gefertigt wurde. Nach langjähriger Vorlaufzeit entstand die Neuanlage mit tatkräftiger Unterstützung von Co-Betreiber Hansjörg Presslaber in einer rund fünfmonatigen Bauphase unterhalb der namensgeben Bretterwandspitze in der Großglocknerregion. Dank eines auch in den kalten Monaten außergewöhnlich starken Wasserdargebots kann das Kraftwerk über das ganze Jahr hindurch effizient Strom erzeugen.

E

Kraftwerk Bretterwandbach entstehen sollte, erörterten die Anlagenbetreiber bei einem Gespräch mit zek Hydro Anfang Dezember im tief verschneiten Matrei. „Bernhard und ich sind miteinander ja schon seit 15 oder 20 Jahren bekannt. Nachdem ich bei ihm eine Anfrage für ein kleineres Projekt gestellt

Small Hydropower

igentlich hatte sich Hansjörg Presslaber vor etwa elf Jahren bei seinem Osttiroler Landsmann Bernhard Unterlercher wegen einem ganz anderen geplanten Wasserkraftprojekt erkundigt. Wie aus der unverbindlichen Anfrage schließlich mehr als ein Jahrzehnt später das gemeinsam errichtete

48

Februar 2018

habe, hat er mich gefragt, warum ich nicht ein größeres Projekt am Bretterwandbach in Betracht ziehe“, sagt Presslaber. „Der Bauaufwand für eine leistungsstärkere Anlage ist schließlich nicht viel größer“, bestätigt Unterlercher und führt noch weiter aus, dass ihm der Bretterwandbach als potentieller

Maschinenbau Unterlercher GmbH Plon 34 │ 9961 Hopfgarten i.D. │ AUSTRIA Tel.: 0043/ 4872 5638 Mail: unterlercher.b@maschinenbau-unterlercher.at www.wasserkra��unterlercher.at

Montagearbeiten an der Wehranlage während der Sommermonate 2017.

Foto: Presslaber

Rund 1.000 m duktile Gussrohre DN500 wurden zur Gänze unterirdisch verlegt.

Foto: Presslaber

HYDRO

Projekte

LANGWIERIGE VERHANDLUNGEN Trotz anfänglicher positiver Signale von den zuständigen Behörden sollten die notwenigen Verhandlungen einen langen Zeitraum in Anspruch nehmen. Bernhard Unterlercher lobt in diesem Zusammenhang die positive Hartnäckigkeit seines Geschäftspartners, „der während der aufwändigen Vorlaufzeit stets drangeblieben ist.“ Insgesamt wurden drei verschiedene Umsetzungsvarianten entwickelt. Unter anderem stand dabei auch eine Anlage mit noch höherer Leistung zur Diskussion. Diese Ausführung wurde allerdings nicht genehmigt, zudem musste auch der ursprünglich geplante Standort des Krafthauses an andere Stelle versetzt werden. Großen bürokratischen Aufwand verursachte zudem der Erwerb beziehungsweise der Tausch von Grundstücken

sowie der Zufahrtsstraße von Privateigentümern und der Republik Österreich. Nachdem im Jänner 2017 endlich die finale Genehmigung auf dem Tisch lag, konnte bereits zwei Monate später mit den Bauarbeiten an der Wehranlage begonnen werden. Die Kraftwerksbetreiber waren während der dank optimaler Vorplanung wunschgemäß verlaufenen Bauphase an allen Umsetzungsschritten wesentlich beteiligt. Während Unterlercher die Fertigung und Montage der maschinellen und elektrotechnischen Kraftwerksausstattung erledigte, übernahm Presslaber unter anderem die Umsetzung und Koordination der Tiefbauarbeiten. Dabei konnte Presslaber als Geschäftsführer der PGH Geoservice GmbH – das Unternehmen mit Sitz in Matrei hat sich auf hochwertige mobile Erd-, Fels- und Schneesicherungssysteme spezialisiert – sein Know-how voll unter Beweise stellen. Im Bereich der Wehranlage sorgen fix montierte Steinschlagsicherungen der PGH Geoservice GmbH für zuverlässigen und permanenten Schutz vor Felsabbrüchen

TIROLER RECHEN REINIGT SICH SELBST Aufgrund des äußert hohen Geschiebetriebs des Bretterwandbachs – rund 30 Höhenmeter unterhalb der Wehr befindet sich eine „selbstfüllende Schottergrube“ – setzt Unterlercher bei seinem Eigenkraftwerk auf ein speziell dafür entwickeltes Ausleitungskonzept für anspruchsvollste Bedingungen. Im Prinzip handelt es sich bei dem System um einen Tiroler Rechen mit inkludierter Reinigungsfunktion. Die Zwischenstäbe des massiv ausgeführten Prototyps können konstruktionsbedingt mittels hydraulischen Antriebs bewegt werden – durch das Anheben der Stäbe wird der Rechen zuverlässig vom obenauf liegenden Gestein und Geschiebe befreit. Gleichzeitig kann mit dieser Ausführung durch eine Verschlussfunktion der Zufluss um bis zu 80% gedrosselt werden. Dabei verringert sich beim Schließvorgang der Stababstand von 15 auf 2 mm. Geregelt wird der selbstreinigende Tiroler Rechen von einer unmittelbar über der Wehranlage montierten Radarsonde, welche den Schotter und Geschiebeanteil visuell Foto: zek

Energieträger für einen Kraftwerksneubau schon länger bekannt war. Schließlich konnte man einig werden, ein Konzept für ein gemeinsames Ausleitungskraftwerk am Bretterwandbach zu erarbeiten.

Technische Daten • Einzugsgebiet: 11 km2 • Ausbauwassermenge: 300 l/s • Nettofallhöhe: 123 m • DRL DN500: ca. 1.000 m • Material: duktiler Guss • Turbine: Pelton, 2 Düsen • Drehzahl: 750 U/min • Engpassleistung: 328 kW • Hersteller: Maschinenbau Unterlercher • Genertor: Synchron • Drehzahl: 750 U/min • Nennscheinleistung: 400 kVA • Elektrotechnik: SOWA-CONTROL • Jahresarbeit/Regeljahr: ca. 1.800.000kWh

Bei vollem Wasserdargebot erreicht die mit zwei elektrisch geregelten Düsen ausgestattete Pelton-Turbine eine Maximalleistung von 328 kW. Der erzeugte Strom wird zur Gänze ins öffentliche Netz eingespeist.

Februar 2018

49

HYDRO

Foto: zek

Das Krafthaus wurde in kompakter Bauweise am Ortsrand errichtet.

Foto: Presslaber

Aufgrund des massiven Geschiebeaufkommens – hunderte Staustufen und Wildbachverbauungen säumen den Verlauf des Bretterwandbach - kommt an der Wehranlage der innovative Prototyp eines selbstreinigenden Tiroler Rechens zum Einsatz.

Projekte

überwacht. Zusätzlich wird an der Wehranlage der ebenfalls im Projektgebiet verlaufende Goldriedbach mit einem klassisch ausgeführten Tiroler Rechen gefasst. Um auch das mitgeführte Laub und die feinen Sedimente der beiden Wildbäche vor dem Beginn der Druckleitung abzufangen, wurde mittels Sprengarbeiten ein unterirdisches, 12 m langes Entsanderbecken mit zwei separaten Kammern angelegt.

1.000 M DRUCKLEITUNG IN EIGENREGIE VERLEGT Bei der Ausführung der Druckrohrleitung setzten die Betreiber auf Gussrohre des Herstellers St. Gobain. Insgesamt verlegten Presslaber und seine beiden Söhne in Eigenregie rund 1.000 m duktile Gussrohre in der durchgängigen Dimension DN500. Die Rohrtasse verläuft zu weiten Teilen unmittelbar entlang des Gewässers sowie der Zu-

fahrtsstraße zur Wehranlage. Weil diese Straße auch gleichzeitig die einzige Zufahrt zum rund 70.000 m³ fassenden Kiesdepot unterhalb der Wehranlage darstellt, musste als logistischer Zusatzaufwand darauf geachtet werden, dass die Rohrverlegung den kontinuierlichen Schotterabtransport via Lkw möglichst wenig beeinträchtigt. Höchste Vorsicht war laut Presslaber zudem beim Aushub für das Krafthaus geboten. Hierbei musste bei den Baggerarbeiten unbedingt darauf geachtet werden, die in direkter Nähe verlaufende Trinkwasserleitung der Gemeinde mit einem Druck von fast 70 bar nicht zu beschädigen.

EFFEKTIVE STROMPRODUKTION IM WINTER Insgesamt stehen dem neuen Kraftwerk 123 m an Nettofallhöhe sowie eine maximale Ausbauwassermenge von 300 l/s zur Verfügung.

Dank einer in den Wintermonaten ungewöhnlich starken Schüttung kann die Anlage am Bretterwandbach - naturgemäß sehr zur Freude der Betreiber - auch während der kalten Jahreszeit mit hoher Effizienz Strom produzieren. Mitte Jänner lief die Anlage laut Turbinenbauer Unterlercher bei winterlichen Bedingungen im Schnitt mit 150 bis 160 kW. Zur Wasserkraft-Hauptsaison, während der Schneeschmelze in den Frühlingsmonaten, kann die mit zwei elektrisch geregelten Düsen ausgerüstete Pelton-Turbine eine Engpassleistung von 328 kW erreichen. Als Energiewandler kommt ein via horizontaler Generatorwelle direkt mit dem Laufrad verbundener Generator von Hitzinger zum Einsatz. Der Synchron-Generator dreht wie die Turbine mit exakt 750 U/min und erreicht eine Nennscheinleistung von 400 kVA. Die Energieableitung zur Einspeisung ins öffentliche Netz erfolgt bei einer nahe gelegenen Trafo-Station der Gemeinde.

SOWA-CONTROL LIEFERT E-TECHNIK UND STEUERUNG Die gesamte Elektrotechnik sowie die vollautomatische Anlagensteuerung wurden von der ebenfalls in Osttirol ansässigen SOWA-CONTROL GmbH bereitgestellt. Das ebenfalls von Bernhard Unterlercher sowie Geschäftsführer Andreas Jünemann geleitete Unternehmen hat sich auf die Automatisierung von Sondermaschinen und Wasserkraftanlagen spezialisiert und sorgt somit für eine optimale Stromproduktion beim neuen Kraftwerk. Mittels Onlineanbindung gewährleistet die intelligente Steuerung jederzeit Zugriff aus der Ferne.

Die nutzerfreundliche Visualisierung bietet vielfältige Funktionen zur Überwachung und Optimierung der Anlage. Nach einer halbjährigen Bauphase ging das Kraftwerk am 12. September 2017 schließlich erstmals ans Netz und schon kurz darauf in den Regelbetrieb über. In weniger als drei Monaten hatte das Kraftwerk Anfang Dezember bereits 490.000 kWh Ökostrom erzeugt. Im Durchschnitt rechnen die Betreiber mit einer Jahresarbeit von rund 1,8 GWh.

50

Februar 2018

HYDRO

Foto: Gemeindewerke Garmischh-Partenkirchen

Technik

Beste Stimmung beim Spatenstich für das neue Schachtkraftwerk im bayerischen Großweil: Großweils Bürgermeister Manfred Sporer, Prof. Dr. Peter Rutschmann (TU-M), Günther Rösch (Gemeindewerke Garmisch-Partenkirchen), Landrat Anton Speer, Staatsministerin Ilse Aigner, Wodan Lichtmeß (Gemeindewerke Garmisch-Partenkirchen) und Markus Poettinger (Kraftwerk Farchant) (v.l.)

WELTPREMIERE – DIE BAUARBEITEN AM ERSTEN SCHACHTKRAFTWERK STARTEN Mitte November letzten Jahres war es endlich soweit: Der langersehnte Spatenstich für das neue, höchst fischfreundliche Schachtkraftwerk in Großweil im bayerischen Landkreis Garmisch-Partenkirchen konnte gesetzt werden. Nach einer Vorlaufzeit von knapp acht Jahren und ernsten Befürchtungen, das Projekt könnte an äußeren Widerständen scheitern, können nun in Kürze endlich die Bauarbeiten aufgenommen werden. Das Schachtkraftwerk, das damit zum ersten Mal über den Status eines Prototypen hinausgeht, setzt nicht nur in Sachen Fischfreundlichkeit neue Maßstäbe, es nutzt zugleich auch die hydrologischen Gegebenheiten an der Loisach optimal. Im Regeljahr rechnen die Betreiber mit grünem Strom im Ausmaß von etwa 2,4 GWh. Das Investitionsvolumen liegt bei 5,4 Millionen Euro.

D

ie Bezeichnung „Pionierleistung“ war des Öfteren an diesem 17. November zu vernehmen, als sich Prominente aus Politik und Wirtschaft mit den Verantwortlichen zum gemeinsamen Spatenstich für das neuartige Schachtkraftwerk in Großweil im Landkreis Garmisch-Partenkirchen eingefunden hatten. Tatsächlich handelt es sich bei dem Projekt um eine durchaus wegweisende Wasserkraftinnovation der jüngsten Zeit, zugleich aber um eine ziemlich schwere Geburt.

Bereits 2010 gab es erste Kooperationsgespräche, um das Projekt auf Schiene zu bringen.

Die Partner dafür hatten sich schon gefunden: Die Gemeindewerke Garmisch-Partenkirchen, das Kraftwerk Farchant und die Gemeinde Großweil waren entschlossen, gemeinsam an der Loisach ein derartiges Schachtkraftwerk zu errichten, das in Sachen Umwelt- und Fischfreundlichkeit neue Maßstäbe setzen sollte. 2014 erteilte das Landratsamt die Genehmigung für das Bauvorhaben.

Die Freude darüber sollte allerdings nur von

kurzer Dauer sein. Denn nur wenig später schaltete die Ampel prompt wieder von Grün auf Rot. Der Bund Naturschutz sowie der Landesfischereiverband hatten dagegen beim Bayerischen Verfassungsgericht geklagt. Begründet wurde der Einspruch mit einer möglichen Schädigung des Fischbestands, dem Ausmaß des Eingriffs in die Natur, sowie mit der Lage im FFH-Naturschutzgebiet. „Die Enttäuschung war damals natürlich groß, vor allem weil der Bund Naturschutz und der Landesfischereiverband in der Folge auch die juristischen Fristen zur Gänze ausnutzten und damit unsere Geduld strapazierten“, erzählt Günther Rösch, Technischer Leiter der Gemeindewerke Garmisch-Partenkirchen und einer der beiden Geschäftsführer der neu gegründeten Wasserkraftwerk Großweil GmbH. „Allerdings waren wir zugleich gelassen und blickten dem Prozess sehr zuversichtlich entgegen, schließlich hatten wir im Rahmen unserer Planung sämtliche relevanten Vorgaben berücksichtigt und vollumfänglich erfüllt.“

MINISTERIN ÜBERREICHT FÖRDERSCHECK Aufatmen konnten die Projektbetreiber erst im Februar 2016 nach dem geschlossenen Vergleich am Münchner Verwaltungsgericht.

Auf Empfehlung des Gerichtes hatte man sich auf einen Vergleich geeinigt, in dem die Projektwerber gewisse Auflagen erfüllen müssen.

Faktisch bedeutet das, dass bauliche oder betriebliche Adaptionen vorzunehmen sind, sollte der Fischbestand, insbesondere Mühlkoppe und Huchen über die festgelegten Grenzen hinaus Schaden nehmen. Eine Auflage, der man schließlich auch leichten Herzens zustimmen konnte. Immerhin handelt es sich beim Schachtkraftwerk um eine Anlage, die in Sachen Fischfreundlichkeit neue Maßstäbe setzt.

Nach einem weiteren Jahr an Vorarbeiten, in dem die Vergleichsauflagen umgesetzt und Markterkundungen durchgeführt wurden, war es am 10. November letzten Jahres soweit: Der symbolische Spatenstich für den Bau des Kraftwerks konnte vorgenommen Februar 2018

51

HYDRO

Fischaufstiegsanlage links Anschlussschacht

Technikgebäude

Schachtkraftwerk

Wehrständer

Fischaufstiegsanlage rechts

werden. Als höchstrangige Vertreterin der bayrischen Politik nahm auch Wirtschafts­ ministerin Ilse Aigner (CSU) einen Spaten zur Hand und ergriff im Anschluss auch das Wort: Das innovative Konzept sei in dieser Form weltweit einmalig und es sei die optimale Verbindung von Ökologie und Ökonomie, so die Staatsministerin. Für die Projektbetreiber hatte sie ein besonderes Geschenk im Gepäck. Sie überreichte ihnen einen Förderungsscheck des Freistaats Bayern in der Höhe von 1,9 Millionen Euro. Dieser Förderungszuschuss gilt als wichtiger Baustein, um das Projekt wirtschaftlich realisieren zu können.

Schließlich soll es insgesamt rund 5,4 Mio. Euro kosten. „Ohne diesen Förderungszuschuss wäre das Projekt wirtschaftlich nicht darstellbar gewesen. Wenn wir heute von einer Amortisationsdauer von über 20 Jahren ausgehen, so war dies für uns ein wirtschaftlicher Klimmzug ohne große Renditeansprüche“, so Günther Rösch. Getragen wird es von den drei Projektpartnern Gemeindewerke Garmisch-Partenkirchen (55 Prozent), Kraftwerk Farchant (20 Prozent) und der Gemeinde Großweil, die 25 Prozent Anteile hält.

BAYERN FÖRDERT DIE WASSERKRAFT Dass dem Projekt ein durchaus nicht üblicher Förderzuschuss zuteilwird, hat einen politischen Hintergrund: In dem 2011 von der Bayerischen Staatsregierung beschlossenen Bayerischen Energiekonzept mit dem Titel „Energie Innovativ“ wurde festgeschrieben, dass bis 2021 die Wasserkraft 17 Prozent des Stromverbrauchs im Freistaat decken soll. In dem Dokument wurde dabei ausdrücklich der Förderwille betont, die Weiterentwicklung und den Einsatz des Schachtkraftwerks zu forcieren. Die Begründung lautete, dass mit dieser Technologie ein wirtschaftlicher

52

Februar 2018

Mühlbachbeschickung

Betrieb auf höchstem gewässerökologischen Niveau erreicht werden soll.

TU MÜNCHEN LIEFERT WELTNEUHEIT Wenig überraschend handelt es sich beim Wasserkraftkonzept Schachtkraftwerk um eine Entwicklung aus Bayern, genauer gesagt um ein Projekt der Technischen Universität München. Unter der Leitung von Prof. Peter Rutschmann, der den Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft an der TU München innehat, und seinem Assistenten Dipl.-Ing. Albert Sepp wurde das Schachtkraftwerk von der Idee bis zur Marktreife geführt. Das innovative Konzept sieht vor, die Einheit aus Turbine und Generator in einem Schacht mit einer horizontalen Einlaufebene zu installieren. Der Schacht selbst ist vor dem Wehrkörper in die Oberwassersohle zu integrieren. Der Zufluss zum Kraftwerk erfolgt durch den horizontal angeordneten Rechen mit abflussabhängiger Überdeckungshöhe.

Die horizontale Einlaufebene für die Turbinen macht einen liegenden Rechen einschließlich Reiniger in vollständiger Unterwasseranordnung erforderlich. Diese Spezialanfertigung der Firma MUHR hält Fische und Geschiebe von den Turbinen fern.

Über das Saugrohr wird das abgearbeitete Wasser schließlich durch den Wehrkörper hindurch ins Unterwasser geführt.

In der Wehrebene ist über die Einlaufbreite hinweg ein multifunktionaler Verschluss integriert. Er dient beim Kraftwerksbetrieb durch leichte Überströmung der Wirbelvermeidung, gibt bei der Rechenreinigung das Rechengut direkt ins Unterwasser ab und kann im Hochwasserfall vollständig abgesenkt werden, um somit einen großen Fließquerschnitt freizugeben und die vollständige Geschiebedurchgängigkeit herzustellen.

SPEZIELLER HORIZONTALRECHEN Am Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft von Prof. Rutschmann wurde Schritt für Schritt an der Praxistauglichkeit des Konzeptes getüftelt. Als einer der wichtigsten Entwicklungsschritte wurde ein physikalisches Vollmodell umgesetzt. Es wurde mit kompletter maschinentechnischer Ausstattung, also bereits mit einer installierten Turbine, an der Versuchsanstalt Obernach errichtet und dann auf seine Funktionalität hin untersucht.

Auf Basis diverser hydraulischer Messungen erfolgte eine stetige Weiterentwicklung, welche unter anderem die Einlaufhydraulik, die Rechenreinigung sowie die Geschiebedurchgängigkeit umfasste. Dabei wurde der Spezialrechen mit einem bayerischen Wasserkraftausrüster umgesetzt – dem Familienunternehmen MUHR aus Brannenburg, das neben den erforderlichen 4 Schachtrechenmodulen noch 2 Wehrklappen, sowie weitere Stahlwasserbaukomponenten, wie die Dammtafeln etc. liefert. Die Rechenmodule sind für eine Schachtbreite von je 6,5 m ausgelegt, und werden pro Schacht jeweils nebeneinander installiert.

Gerade im Bereich Rechen bzw. Rechenreinigungsmaschinen bringt die Firma MUHR

photo: zek

Ursprüngliches Grundkonzept für das Schachtkraftwerk an der Loisach

Grafik: GW-GP

Grafik: GW-GP

Technik

HYDRO

Foto: EWA

Grafik: MUHR

Vergleichbarer Schachtrechen während Montagearbeiten – ebenfalls entwickelt und gefertigt von der Firma MUHR.

Foto: MUHR

Technik

HERAUSFORDERUNGEN FÜR DAS BAUVORHABEN Dank dieser innovativen Kraftwerksarchitektur sollte sich das neue Schachtkraftwerk auch für den Standort am Loisachwehr im bayerischen Großweil wärmstens empfehlen. 2007 war bereits ein wasserrechtlicher Bewilligungsantrag für ein Buchtenkraftwerk in konventioneller Bauweise abgewiesen worden. Die ökologische Verträglichkeit wurde als nicht gegeben angesehen. Das neuartige Schachtkraftwerk dagegen bringt alle Voraussetzungen für eine effiziente Wasserkraftnutzung unter maximalem Schutz der Gewässerfauna mit, auch wenn die Standortverhältnisse sogar für

dieses Nutzungskonzept herausfordernde Aspekte bereithält. „Eine echte Herausforderung stellt die extreme Wehrgeometrie am Standort Loisachwehr dar. Eine andere ergibt sich durch die gegebenen Untergrundbedingungen. Der Bodenaufschluss ergab, dass wir am ursprünglich vorgesehenen Standort mit massivem Grundwasserdrang rechnen hätten müssen.

Aus diesem Grund haben wir nun den Standort auf die orographisch andere Seite der Loisach verlegt, wo sich im Zuge unserer Probebohrungen in 14 m tiefe eine dichte Tonschicht nachweisen ließ. Auf diese Weise können wir uns den Aufwand einer künstlich im Düsenstrahlverfahren herzustellenden Dichtschicht ersparen. Auch statische Aspekte stehen darüber hinaus derzeit noch zur Diskussion“, erklärt Günther Rösch. „Nicht zu vergessen, dass am Standort immer wieder extreme Hochwasser-, Geschiebe- und Treibholzfrachten zu beobachten waren. Auch dieser Punkt spielt eine Rolle in den Überlegungen für die anstehenden Bauarbeiten. Grundsätzlich orientiert sich aber das gesamte Anlagenkonzept am Prototyp-Kraftwerk in Obernach.“ Foto: U. Benz /TU-München

großes Know-how mit, ihre Produkte kommen heute auf der ganzen Welt zum Einsatz.

Diese Spezialanfertigung, die gemeinsam von MUHR und dem Team von Prof. Rutschmann entwickelt wurde, hält nun Fische und Geschiebe vom Eindringen in den Turbinenbereich ab. „Das Funktionieren des Horizontalrechens ist das A&O des Kraftwerkskonzeptes. Dementsprechend wichtig war dessen Entwicklung“, so Günther Rösch.

Foto: TU-München

Fotos: Porr

Die 3D-Grafik zeigt, wie die Rechenmodule nebeneinander auf der horizontalen Einlaufebene angeordnet werden. Einzeln haben sie jeweils Abmessungen von 6,5 m x 3,2 m. Sie werden vom Branchenspzialisten MUHR geliefert.

SCHACHTKRAFTWERK IST MODULAR Ein weiterer Vorteil des Konzeptes Schachtkraftwerk besteht in seiner Modularität. Um bei größeren Projekten etwaige Begrenzungen durch die Baugröße der Turbinen-Generator-Einheit sowie die hydraulischen Anforderungen zu berücksichtigen, können auch mehrere Schächte direkt nebeneinander angeordnet und aneinander gekoppelt werden.

Diese Möglichkeit macht man sich nun auch in Großweil zu Nutze, wo auf der orographisch linken Seite der Loisach ein Doppelschacht mit zwei Segmentschützen vorgesehen ist.

Baulich muss im Rahmen der bevorstehenden Arbeiten die gesamte Wehrkrone angepasst werden, um den vorgegebenen Mindestoberwasserstand zu gewährleisten. Für die Hochwassersicherheit wird die bestehende Spundwand abgeschnitten und mit einem umklappbaren Wehrständer erhöht. Die Dotierung des Mühlbachs erfolgt über eine Druckrohrleitung aus dem oberen Bereich des Wehrpfeilers, wodurch ein sedimentfreier Abfluss sichergestellt wird.

Prototyp des Schachtkraftwerks in der Versuchsanstalt der TUM: Nur das Wehr ist sichtbar, eine Öffnung lässt Fische passieren.

Fischverhaltensuntersuchungen am GroßEinsatz der Vortriebsmaschine versuchsstand der TU-München im belegten Bohrund Sicherungsbetrieb. die Funktionalität des Fischschutz

Februar 2018

53

HYDRO

Foto: EWA

Grafik: Geppert

Technik

und fischfreundliche Geometrie der Leit- und Laufschaufeln entwickelt. Wir setzen dabei ein 4-flügeliges Laufrad ein“, erklärt der Projektleiter aus dem Hause Geppert, Markus Ribis. Als absolute Besonderheit wurde die Turbine auch dahingehend entwickelt, dass ein Starten sogar dann möglich sein sollte, wenn der Turbinenschacht mit Feinkies gefüllt ist. Dass dies tatsächlich funktioniert, zeigte sich bereits an der Pilotanlage in der Versuchsanstalt Obernach, wo schon ein horizontales Kaplan-Aggregat der Firma Geppert installiert wurde. „Dort wurden auch diverse Versuche in Hinblick auf die Fischfreundlichkeit mit Barben, Äschen, Kleinforellen und anderen Tieren angestellt, die allesamt sehr vielversprechend verlaufen sind“, sagt Markus Ribis und räumt zugleich ein: „Wir haben Grafik: TU München

TURBINEN TROTZEN SEDIMENTEN Ökologische und landschaftsästhetische Kriterien erfordern es, dass ein Basisabfluss für die Dotation des Mühlbachs, die beiden Fischaufstiege, den Fischabstieg über die Segmentwehre sowie eine geringfügige Permanentüberströmung des gesamten Wehrkörpers gegeben sein muss. Das restliche Wasser steht der Stromproduktion zur Verfügung. Es strömt einen fünfeinhalb Meter tiefen Schacht hinunter, um dort auf zwei horizontalachsige Unterwasserturbinen zu treffen. Es handelt sich um doppeltregulierte Kaplan-Turbinen des Tiroler Turbinenspezialisten Geppert, die speziell für dieses Projekt designt und entwickelt wurden. „Im Hinblick auf Laufrad und Leitapparat haben wir unter erheblichem Aufwand eine spezielle strömungsoptimierte

Foto: zek

Im Schachtkraftwerk werden zwei baugleiche, horizontalachsige Kaplanturbinen installiert, die vom Tiroler Wasserkraftspezialisten Geppert für den Einsatz unter Wasser designt und entwickelt wurden. Im Hinblick auf Laufrad und Leitapparat wurde eine spezielle, strömungsoptimierte und fischfreundliche Geometrie von Leit- und Laufschaufeln entwickelt. Sie können jeweils 11 m3/s vearbeiten.

zwar schon einige Kaplan-Aggregate ausgeliefert, allerdings noch nie zuvor mit Umgebungsbedingungen, wie sie hier vorliegen.

Gerade durch die Ergebnisse der Messanalysen aus der Projektanlage ist es uns gelungen, die Turbine bis zur absoluten Praxistauglichkeit zu entwickeln.“ MASCHINENFERTIGUNG LÄUFT AN Für den Standort an der Loisach sind die beiden Turbinen auf eine Ausbauwassermenge von jeweils 11 m3/s und eine Ausbauleistung von jeweils 248 kW ausgelegt worden. Mit einer Nenndrehzahl von 150 Upm treiben sie – einmal in Betrieb – einen direkt gekoppelten Permanentmagnetgenerator an, der ebenfalls für den Unterwasserbetrieb konzipiert wurde. Die erwartete Engpassleistung des

Zahlen & Fakten Schachtkraftwerk • Ausbauwassermenge total: 22,0 m3/s • Fallhöhe: 2,5 m • Turbinen: horizontale Kaplanturbinen (2 St.) • Fabrikat: Geppert • Schluckvermögen: je 11,0 m3/s • Drehzahl: 150 Upm • Nennleistung pro Turbine: 248 kW • Engpassleistung: 430 kW • Generatoren: Permanentgeneratoren (2 St.) • Fabrikat: Oswald • Nennscheinleitung: je xxx kVA • Rechen: Horizontal - Spezialanfertigung • Rechen-Fabrikat: MUHR • Jahresproduktion: 2,4 GWh

Als erste Pilotanlage soll an der Loisach bei Großweil ein Schachtkraftwerk im Zweischachtdesign errichtet werden. Es sind umfangreiche wissenschaftliche Begleituntersuchungen zur Kraftwerkstechnik und Ökologie geplant.

54

Februar 2018

• Investitionssumme: 5,4 Mio. Euro

HYDRO

Technik

Foto: zek

STROM FÜR 600 HAUSHALTE Noch sind die Bagger in Großweil nicht aufgefahren. Im März, spätestens April soll es dann losgehen. „Das eigentliche Kraftwerk wird bei kalkulierbarem Hochwasserrisiko in den Sommermonaten bis Herbstmonaten gebaut werden. Dann folgt die Montage von Turbine und Stahlwasserbau sowie die Errichtung des Betriebsgebäudes, sodass wir hoffentlich noch vor Weihnachten dieses Jahres die Inbetriebnahme realisieren können“, sagt Günther Rösch.

Das neue, quasi unsichtbare Kraftwerk wird im Regeljahr rund 2,4 GWh sauberen Strom aus der Kraft der Loisach erzeugen. Das reicht aus, um rund 600 Durchschnittshaushalte zu

Grafik: Geppert

Maschinen-Duos im Doppelschacht wird mit 430 kW beziffert.

Aktuell sind die Arbeiten im Werk der Firma Geppert in Hall bereits angelaufen. „Die ersten Bauteile sind bereits in der Fertigung. Gegen Ende Juli dieses Jahres werden wir die beiden Saugrohre liefern. Knapp zwei Monate später folgen dann die Turbinen“, sagt Projektleiter Markus Ribis. Für das renommierte Turbinenbauunternehmen stellt der Auftrag durchaus eine besondere Herausforderung dar, die – wie Markus Ribis betont – sehr gerne angenommen wurde.

Die beiden Unterwasserturbinen drehen mit 150 Upm. Sie sind auf eine Leistung von je 248 kW ausgelegt. Die Engpassleistung soll bei 430 kW liegen.

versorgen. Die kleine Gemeinde Großweil wird damit im Sinne einer Jahresbilanz auf einen Schlag energieautark. Doch nicht das Leistungsvermögen hebt diese Anlage von vergleichbaren Kleinkraftwerken ab, vielmehr macht die außergewöhnliche Fischfreundlichkeit den großen Unterschied. Außerdem fällt das Schachtkraftwerk weder optisch noch akustisch auf. Das Kraftwerk wirkt sich dabei nicht störend auf die natürliche Dynamik des

Abflusses aus, das Geschiebe wird einfach über den Rechen weitergeleitet. Feinere Sedimente lassen sich bei einer Schachtspülung entfernen. Es kann sowohl in kleineren als auch in größeren Flüssen installiert werden. Dank dieser Vorzüge könnte dem Schachtkraftwerk tatsächlich noch eine bedeutende Rolle im zunehmend schwieriger werdender Ausbau der Wasserkraft zukommen. Das neue Projekt in Großweil gibt zu dieser Hoffnung Anlass.

www.geppert.at www.facebook.com/geppert.hydropower

MEHR ENERGIE AUS WASSERKRAFT KOMPLETTE ELEKTROMECHANISCHE AUSRÜSTUNG FÜR KLEINWASSERKRAFTWERKE Geppert GmbH Geppertstraße 6 6060 Hall in Tirol Austria

T +43 5223 57788 F +43 5223 57788 2 office@geppert.at www.geppert.at

AUSTRIA

Februar 2018

55

HYDRO

Foto: DIVE

Foto: EWA

Foto: Geppert

Foto: zek

Quasi wartungsfrei arbeiten DIVE-Turbinen unter Wasser.

Sie zeichnen sich einerseits durch Effizienz und anderseits durch ihre außergewöhnliche Fischfreundlichkeit aus.

Technik

DIVE-TURBINE - NEUE MASSSTÄBE IN SACHEN FISCHFREUNDLICHKEIT

Foto: zek

56

Februar 2018

erfüllt werden. Mehr noch, es werden damit neue Standards gesetzt. Ein Beispiel dafür: die jüngste im Kraftwerk Las Rives an der Ariége in Südfrankreich installierte DIVE-Turbine mit 110 kW Leistung. Es handelt sich dabei um bereits die zweite drehzahlfeste DIVE-Turbine, die in der Anlage eingebaut wurde. Bei ihrer Auslegung wurde ein neuartiges, besonders fischfreundliches Design gewählt, um ein schlüssiges ökologisches Konzept zu realisieren. Der für diese Fallhöhe und Durchflussmenge übliche Laufraddurchmesser von circa 800 mm wurde auf 1080 mm vergrößert und damit die maximale Betriebsdrehzahl um circa 35% verringert. Auch das Laufraddesign selbst ist mit lediglich drei Laufradschaufeln äußerst fischfreundlich ausgeführt.

SPALTE ALS KRITERIUM Vor diesem Hintergrund ist es auch nachvollziehbar, dass die DIVE-Turbine aus dem bayerischen Odenwald im Jahr 2009 maßgeblich in die Entwicklung des Schachtkraftwerks eingebunden war. Ihr fischfreundliches Design auf der einen und die wartungsfreie Betriebsführung auf der anderen Seite prädestinierten sie für das Schachtkraftwerk, das über die Jahre an der Technischen Universität München immer weiterentwickelt wurde – und heute als wohl eines der ökologisch verträglichsten Kraftwerkskonzepte der modernen Wasserkraft gilt. „Ein maßgebliches Kriterium für die Fischfreundlichkeit sind Spalte zwischen rotierenden und feststehenden Teilen. Doppelt regulierte Kaplanturbinen haben verstellbare photo: zek

D

ie Referenzen der vergangenen Monate sprechen eine eigene Sprache. Ob in Südfrankreich, oder in der Pyrenäen-Region, ob im Schwarzwald, oder in Sachsen-Anhalt: An Wasserkraftstandorten mit geringen Gefällestufen und hohen Ansprüchen in Sachen Ökologie und Fischfreundlichkeit setzen die Betreiber auf die Technologie der DIVE-Turbine. Gerade auch an Standorten, an denen durch die Erhöhung von Rest- bzw. Mindestwasserabgaben ein neues, nutzbares Energiepotential gegeben ist, kann dieses mittels DIVE-Turbine effizient und zuverlässig genutzt werden.

Gleichzeitig legen die Ingenieure der DIVE Turbinen GmbH & Co. KG großes Augenmerk darauf, dass an derartigen Anlagen die aktuellen Anforderungen an die Ökologie

Foto: Green City Energy

Der Ausbau möglicher Wasserkraftressourcen entscheidet sich heute immer öfter daran, wie fischverträglich die eingesetzte Wasserkrafttechnik arbeitet. Genehmigungen gibt es vielerorts nur mehr, wenn wasserwirtschaftlich effiziente Nutzung und Schonung der Gewässerfauna Hand in Hand gehen. Eine besonders fischfreundliche Wasserkraftturbine repräsentiert die in Bayern entwickelte und gefertigte DIVE-Turbine, eine drehzahlregulierte oder drehzahlfeste Propellerturbine, die sich zunehmend großen Zuspruchs erfreut. Ihre Qualitäten in Sachen Fischfreundlichkeit waren nicht zuletzt ein wesentlicher Grund, warum die DIVE-Turbine in die ersten Entwicklungsstadien des Schachtkraftwerks, eines wegweisenden, höchst fischfreundlichen Kraftwerksprototyps der TU München, eingebunden war.

HYDRO

Technik

Foto: Green City Energy

Laufradschaufeln bei konstanter Drehzahl. Daher gibt es Spalte zwischen der Laufradnabe und den Laufradschaufeln sowie zwischen den Schaufeln und dem Turbinenkessel“, erklärt Dipl.-Ing. Manuela Winbeck von DIVE Turbinen GmbH & Co. KG und zieht den Vergleich mit der DIVE-Turbine: „Die doppelt regulierte DIVE-Turbine, bzw. alle drehzahlregulierten Propellerturbinen haben fest mit der Nabe verbundene Laufradschaufeln. Somit liegt hier kein Spalt zwischen Laufradschaufeln und Nabe vor, sowie nur ein geringer Spalt zwischen Laufradschaufeln und Turbinenkessel. Bei drehzahlregulierten Propellerturbinen erfolgt die Regelung über den Leitapparat und die Anpassung der Drehzahl.“ Hinzu kommt, dass drehzahlvariable Propellerturbinen einen weiteren entscheidenden Vorteil in dieser Hinsicht mitbringen: Durch die Anpassung der Drehzahl vermindert sich in allen Teillast-Betriebspunkten die Kollisionsgeschwindigkeit – und damit das Risiko für Lebewesen, die in die Turbine gelangen.

Im Herbst letzten Jahres ging das Kraftwerk Öblitz in Sachsen-Anhalt mit drei neuen DIVE-Turbinen in Betrieb, es gilt als eines der fischfreundlichsten Kraftwerke Deutschlands.

Foto: Dive

Grafik: DIVE

Fotos: Porr

Gesamtsystem Schachtkraftwerk mit Turbine und Generator (magentafarben) dauerhaft überspült und wassergekühlt. Basis dieses Konzeptes ist das verschleißfreie Dichtsystem der DIVE-Turbine.

Wasserkraftwerk, das durchaus mit bislang kaum erreichten Gesamtmortalitäten am Kraftwerk von deutlich unter 1 Prozent aufwarten kann.

Damit und in Kombination mit dem wartungsfreien und verschleißfesten Anlagenbetrieb sowie einer Gewährleistung von 10 Jahren ist die DIVE-Turbine prädestiniert für den Einsatz im Schachtkraftwerk.

GERINGSTE FISCHMORTALITÄT Manuela Winbeck verweist in diesem Zusammenhang auch auf Freilanduntersuchungen an einer DIVE-Turbine, die 2016 in Frankreich durchgeführt wurden und die die außergewöhnliche Fischfreundlichkeit der Maschineneinheit bestätigten. Lagen hinsichtlich der Berechnung der turbinenbedingten Fisch-Mortalitätsrate bei doppeltregulierten Kaplanturbinen einschlägige Formeln vor, so konnte die Mortalität für drehzahlvariable Axialturbinen bislang nur geschätzt werden. Insofern lieferte der Praxistest im Juni 2016 an einem Kraftwerk an der Ariége am Fuß der Pyrenäen wichtige neue Erkenntnisse. Schon unter Volllastbedingungen zeigte sich, dass die Fisch-Mortalität für eine drehzahlvariable Propellerturbine deutlich unter jener einer Kaplanturbine lag. Darüber hinaus ergaben sich über den gesamten Betriebsbereich betrachtet nahezu gegensätzliche Verläufe zwischen Kaplan- und DIVE-Turbine. Das heißt, während bei der Kaplanturbine die Mortalitätsrate mit abnehmendem Durchfluss aus den genannten Gründen ansteigt, sinkt die Mortalitätsrate bei der DIVE-Turbine mit reduziertem Durchfluss erheblich. Die Untersuchungen lassen somit nur einen Schluss zu: Eine Kombination aus modernem Feinrechen mit geringer Neigung und der drehzahlvariablen DIVE-Turbine garantiert ein absolut fischfreundliches

Februar 2018

57

HYDRO

Fotomontage: zek

Technik

Eingeschleust: Hacker können massiven Schaden in Wasserkraftwerken verursachen.

Vor allem kleine und mittelgroße Anlagen sind oft nicht ausreichend geschützt.

IT-SICHERHEITSLÜCKEN BEI WASSERKRAFTWERKEN: WENN HACKERN ALLE SCHLEUSEN OFFEN STEHEN Dank der Errungenschaften der Technik ist vieles bequemer und zeiteffizienter geworden – auch der Betrieb von Wasserkraftwerken. Komplexe Leittechniksysteme öffnen mittels Fernwartung Schleusen und setzen Turbinen in Gang. Doch der durch die Digitalisierung komfortabler gestaltete Betrieb hat einen Haken: Die zunehmend mit dem Internet verbundenen Kraftwerke gewähren nur allzu oft digitale Schlupflöcher, die Hacker ausnutzen können. Von Betriebsspionage über die Implementierung von Viren bis hin zu Sabotage ist den Cyber-Kriminellen vieles möglich. Guter Schutz und eine umfangreiche Beratung zum Thema Online-Sicherheit von IT-Experten wie etwa dem niederösterreichischen Unternehmen Schubert Elektroanlagen sind für Anlagenbetreiber deswegen unabdingbar.

P

assender hätten seine Schöpfer ihn nicht taufen können: „WannaCry“ war tatsächlich ein Virus, der die Betroffenen letztes Jahr in Verzweiflung stürzen konnte. Am 12. Mai 2017 startete ein großer Cyberangriff mit dem Schadprogramm, bei dem über 230.000 Computer in 150 Ländern infiziert und jeweils Lösegeldzahlungen verlangt wurden. Unter den Geschädigten waren unter anderem Telekommunikationsanbieter aus Russland und Spanien, die Deutsche Bahn, das britische Gesundheitssystem und sogar russische und rumänische Ministerien. Der Angriff wurde von Europol hinsichtlich seines Ausmaßes als noch nie da gewesenes Ereignis beschrieben. Dass solch ein Angriff auch den Energiesektor betreffen

58

Februar 2018

kann, ist logisch. Wasserkraftwerke sind sogar ein besonders einfaches Ziel für Hacker, denn speziell kleine und mittelgroße Anlagen verwenden oft veraltete Systeme, mit denen die Fernwartung übernommen wird. Allein im letzten Jahr habe das russische Hackerkollektiv „Dragonfly“ tausende westliche Kraftwerke angegriffen, berichtete der Sicherheitsdienstleister Symantec. In etlichen Fällen – in den USA, der Türkei und der Schweiz – seien die Cyberkriminellen so tief vorgedrungen, dass sie nur noch den Schalter hätten umlegen müssen. Warum gerade Kraftwerke so gerne ins Visier von Hacker geraten, hat vielfältige Gründe: von politisch motiviert bis hin zu simpler Erpressung nach Infiltration des fremden Systems.

FAKE-WASSERKRAFTWERK LOCKTE HACKER AN Um die Verlockungen eines einfach zu hackenden Wasserkraftwerks zu demonstrieren, kreierte die Sicherheitsfirma Nozomi Networks im Auftrag der Schweizer „SonntagsZeitung“ einen sogenannten Honeypot, der eben wie ein Honigtopf die Bären, Cyberkriminelle anlocken soll. Mittels Industrie-Software gab sich das Unternehmen als Wasserkraftwerk aus und dokumentierte etwaige Angriffe. Innerhalb von nur drei Wochen kam es zu insgesamt 31 Zugriffen aus elf verschiedenen Ländern. Die meisten davon waren Späher, sie sammelten Informationen wie etwa über die Größe der Anlage und die dort eingesetzte Technik. Doch es kam auch zu ernsthaften Sabotage-Akten. So versuchte ein

HYDRO

Hacker aus Vietnam, das System zum Absturz zu bringen, zwei Angreifer aus den USA und einer aus Rumänien gingen perfider vor. Sie jubelten dem vermeintlichen Kraftwerk einen Fehler unter, der sich erst nach Tagen bemerkbar gemacht hätte. Der Fehler hätte dafür sorgen können, dass eine Pumpe plötzlich aussteigt.

OFT UNZUREICHENDER SCHUTZ Kleine und mittlere Wasserkraftwerke machen sich nicht selten zu einem einfachen Ziel, denn sie sind oft nicht ausreichend geschützt. Unter anderem ist das der ungenügend durchdachten Zusammenführung der analogen und der digitalen Welt geschuldet.

Viele Kraftwerke stammen aus einer Zeit, in der das Internet und somit Fernwartungen noch Zukunftsmusik waren. Diese wurden und werden jetzt vernetzt, um die Vorteile der praktischen Fernwartung zu nutzen. Dabei entstehen aber oft Sicherheitslücken, die nur durch passende Systeme und laufende Updates geschlossen werden können. Gute Beratung, ob bei neuen Anlagen oder bereits mit Fernwartung ausgestatteten Kraftwerken, ist dafür unabdingbar. Schubert Elektroanlagen bietet Kraftwerksbetreibern die nötige Expertise. „Wir nehmen uns für unsere Kunden die Zeit, um ihnen die Grundlagen der IT-Sicherheit zu erklären und sie im Umgang mit beispielsweise E-Mails oder Dateien von USB-Sticks und externen Festplatten zu schulen“, erklärt Ing. Christian Sandler, IT-Sicherheitsspezialist bei Schubert. Denn weitaus wahrscheinlicher als ein direkter Angriff auf Wasserkraftwerke ist ein simpler eingeschleppter Virus. Die Schubert Software-­

unseren Services bestmöglich ab“, so der IT-Spezialist. Aber die starke Digitalisierung birgt nicht nur Risiken für die Sicherheit des Betriebs, sondern auch Möglichkeiten, diese besser zu schützen: So kann beim Monitoring eingesehen werden, ob sich jemand beispielsweise an den Schaltschränken zu schaffen macht – Sensoren oder auch Video­ überwachung übermitteln der Fernwartung eine Meldung, die vor der Sabotage warnt.

Oft entstehen durch User-Fehler ­Sicherheitsprobleme. Schubert Elektroanlagen bietet deswegen Betreibern und Mitarbeitern von Wasserkraftwerken eine Einschulung zum Umgang mit bsp. Dateien aus E-Mails und externen Datenträgern und weiteren Grundlagen der Cyber-Sicherheit.

Abteilung liefert Komplett-Lösungen von der Erstellung des Pflichtenheftes über die Beratung der Kunden in Prozessangelegenheiten bis hin zur Programmierung und Vernetzung der Steuerungen sowie der Erstellung der Leittechnik und der damit verbundenen An­ kopplungen an externe Softwareprodukte.

Die Mitarbeiter verfügen über einen breiten Erfahrungsschatz und detaillierte Verfahrenskenntnisse aus über 750 realisierten Projekten.

WISSEN UM ONLINE-BEDROHUNG WÄCHST Betreiber von Wasserkraftwerken sind mittlerweile sensibilisiert auf das Thema Cyber-­ Sicherheit, unter anderem dadurch, dass es in den Medien einen größeren Raum eingenommen hat – eben durch solche Mega-Angriffe wie dem eingangs erwähnten Wanna­ CrySchadprogramm. In letzter Zeit häufen sich die Anfragen und steigt das Interesse, wie eventuelle Sicherheitslücken geschlossen werden können, berichten die Experten von Schubert. Ein Kundenbedürfnis, auf das beim niederösterreichischen Unternehmen nun gezielt eingegangen wird. „Wir haben das Feld der IT-Sicherheit noch vertieft“, so Christian Sandler. „Viele Betreiber kommen selbst auf uns zu und wollen sich mit der Thematik eingehend befassen und mehr darüber erfahren, wie sie sich effizient schützen können.“ Auch gesetzlich ist Online-Sicherheit State-of-theart relevant: Anlagen, die personenbezogene Daten speichern, betrifft die ab Ende Mai diesen Jahres geltende EU-Datenschutz-Grundverordnung. „Hierbei muss selbstverständlich der Stand der Technik in punkto Sicherheit eingehalten werden und den decken wir mit

WEITREICHENDER STROMAUSFALL DROHT Verglichen mit anderen Branchen ist das Bedrohungspotenzial im Energiesektor deutlich größer. Denn wird ein Industriebetrieb oder ein Handelsunternehmen gehackt, schadet es primär dem Unternehmen selbst. Bei der stark vernetzten Energiebranche könnte es jedoch bei einem attackierten Kraftwerk zu einem Dominoeffekt kommen, was einen Blackout im Großteil des Landes zur Folge haben könnte. Umso wichtiger ist somit ein umfangreicher Schutz, der dank der Betreuung durch qualifizierte IT-Spezialisten aus dem Energiesektor wie beispielsweise Schubert Elektroanlagen gegeben ist.

Industriestraße 3 A-3200 Ober-Grafendorf Tel.: +43 2747 25 35 - 0 Fax: +43 2747 25 35 - 440 E-Mail: office@schubert.tech Schubert Elektroanlagen ist seit 50 Jahren ein führender Anbieter von elektrotechnischer und maschineller Anlagenausrüstung in den Be­reichen Energie, Umwelt und Wasser.

Foto: Schubert

Foto: Schubert

Technik

Schaltschränke können online überwacht werden. Öffnet ein Unbefugter den Schrank, wird eine Meldung an die Fernwartung geschickt.

Februar 2018

59

HYDRO

Foto: Geppert

Im Sommer vergangenen Jahres unterzogen die Profis des HyService-Teams der Firma Kössler das griechische Kraftwerk Klimatia einem umfangreichen Refurbishment. Die 10 Jahre alten Francisturbinen wurden dabei wieder in Quasi-Neuzustand zurückversetzt.

Foto: Kössler

Foto: EWA

Foto: zek

Schwerpunkt

NIEDERÖSTERREICHISCHE TURBINENSPEZIALISTEN LIEFERN KOMPETENZBEWEIS IN GRIECHENLAND Die Revision brachte es ans Licht: Nach nur rund zehn Jahren Betrieb hatten Abrasion und Korrosion massive Spuren an den Turbinen des nordwestgriechischen Kleinkraftwerks Klimatia hinterlassen. Eine umfassende Sanierung der betroffenen Maschinenkomponenten war unumgänglich geworden. Bei der Suche nach einem kompetenten Partner für diese Aufgabe wurde man beim niederösterreichischen Wasserkraftspezialisten Kössler fündig. Dessen HyService-Team hat sich in den letzten Jahren einen hervorragenden Ruf bei allen Fragen der Revitalisierung und Sanierung von Wasserkraftwerken gemacht. Diesem wurde es nun auch beim Kraftwerk Klimatia in der Region Epirus gerecht, als man dessen elektromaschinelle Ausrüstung über die wasserarmen Sommermonate des letzten Jahres hinweg wieder in Quasi-Neuzustand versetzte.

Foto: zek

60

Februar 2018

mos – rund 25 km westlich von Epirus' Hauptstadt Ioannina – errichtet hatte, folgte ein Jahr später mit dem Kraftwerk Klimatia ein weiteres Kleinkraftwerk, das de facto die Oberliegeranlage bildet. Von seiner elektromaschinellen Ausrüstung her ist das Kraftwerk mit zwei baugleichen Francis-Maschineneinheiten mit jeweils knapp 3 MW Leistung und einer kleineren Peltonturbine mit 1,22 MW Leistung ausgeführt. Eine Anlage mit einem modernen, leistungsstarken Equipment, das allerdings durch einen äußeren Faktor belastet wird: sehr aggressives Triebwasser.

MASSIVE VERSCHLEISSERSCHEINUNGEN „Wir führen jährlich für den Betreiber eine komplette Revision der Anlage durch. Bei der letzten Revision traten einige Verschlei-

ßerscheinungen schon recht deutlich zutage: Wir haben Abnützungen am Laufrad der beiden Francis-Einheiten festgestellt, sowie einen allgemeinen korrosiven Befall aller wasserberührten Teile. Die Dichtungen waren angegriffen und kleine Wasserleckagen waren bereits sichtbar. Davon ausgenommen war die kleinere Peltonturbine, deren Laufrad schon vor zwei Jahren saniert worden war“, sagt Ing. Ernest Sehmehmedovic, Projektleiter von Kösslers HyService Team. Die angefallenen Schäden seien, so der Fachmann, vorrangig dem Triebwasser geschuldet, das sehr unrein sei und hohe Menge an Sedimente und Schwebstoffe mit sich führe.

Somit bestand Handlungsbedarf, und der Betreiber reagierte prompt. Bereits im Jänner letzten Jahres erteilte er der Firma Kössler den Auftrag für die Sanierung der betroffephoto: zek

D

as Wasser spielte in der griechischen Provinz Epirus schon immer eine zentrale Rolle. Den größten Fluss der Region, dem Acharon etwa, kennt man aus der griechischen Mythologie. Hier soll der Fährmann Charon die Toten auf seiner Fähre in den Hades gebracht haben, die Unterwelt.

Zahlreiche Flüsse und Bäche prägen die sehr gebirgige Region im äußersten Nordwesten von Hellas. Dank dieser Voraussetzungen verwundert es daher auch nicht, dass dies eine – wenn auch nicht allzu bekannte – aber dennoch interessante Wasserkraftregion ist.

Ein Unternehmen, das die guten Bedingungen seit mehr als zehn Jahren, für die hydroelektrische Stromproduktion nutzt, ist die Firma Techniki Energiaki S.A.. Nachdem das griechische Unternehmen 2006 bereits das Kraftwerk Paliouri am Fluss Veltitsikos Pota-

HYDRO

Schwerpunkt

Die beiden installierten Francis-Turbinen sind auf jeweils 2,99 MW Leistung ausgelegt.

Fotos: Porr

Foto: Kössler

Foto: Kössler

Das Kraftwerk Klimatia befindet sich in der nordwestgriechischen Provinz Epirus. Es wurde 2007 in Betrieb genommen.

SANIERUNG IN NIEDERÖSTERREICH Anfang Juni letzten Jahres rückte das HyService-Team der Firma Kössler am Kraftwerk

Foto: Kössler

Am Turbinenabsperrorgan mussten sämtliche Dichtungen ausgetauscht werden.

Klimatia an. Binnen dreier Wochen hatten sie die Maschinen demontiert und anschließend ins Werk der Firma Kössler im niederösterreichischen St. Georgen transportiert. In den darauffolgenden zehn Wochen wurden sie umfassend überholt und nach allen Regeln der Technik wieder in Schuss gebracht. „Die beiden Francis-Laufräder waren sehr abgenutzt. Es wurde mit dem Kunden vereinbart, dass die beiden Laufräder komplett saniert werden sollten, wobei eines davon fortan nur mehr als Ersatzlaufrad dienen soll.

Das heißt also, dass eines durch ein nagelneues ersetzt werden sollte, das auch in unserem Haus gefertigt wurde“, erklärt Ernest Sehmehmedovic.

Konkret wurden an den beiden Laufräder folgende Arbeiten durchgeführt: Aufschwei-

ßen und Verschleifen der Eintrittskanten im Austrittsbereich der Laufradschaufeln. Weiters erfolgte sowohl saug- als auch druckseitig ein Egalisieren des Laufrades an den Spaltflächen. Außerdem wurde das Laufrad einem PT-Verfahren, also einem Farbeindringprüfverfahren, unterzogen. Dabei handelt es sich um eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mittels eines Kontrastmittels, das feinere und weniger feine Oberflächenrisse sichtbar macht. Um kleinere Asymetrien zu beseitigen, wurden die beiden sanierten Laufräder abschließend noch dynamisch gewuchtet.

ARBEITEN AM LEITAPPARAT Umfangreich gestalteten sich auch die fachmännischen Sanierungsarbeiten am Leitapparat. Zuerst wurden die alten Buchsen beim

Trotz des relativ geringen Alters von zehn Jahren zeigten die Laufräder der Francis-Turbinen bereits massive Verschleißerscheinungen.

Foto: Kössler

nen Maschinenkomponenten sowie den Austausch sämtlicher Dichtungen am Turbinenabsperrorgan. „Das Zeitfenster für den Auftrag war im Prinzip durch die hydrologischen Gegebenheiten vor Ort vorgegeben. In den Sommermonaten ist die Wasserführung üblicherweise so gering, dass die beiden Francis-Maschinen gar nicht oder kaum zum Einsatz kommen. Somit war klar, dass die Überholung über die Sommermonate hinweg umzusetzen war. Dieses doch relativ enge Zeitfenster bedurfte somit auch eines sehr strikten Terminplans“, so Ernest Sehmehmedovic.

Einsatz der Vortriebsmaschine im Bohr- und Sicherungsbetrieb.

Februar 2018

61

HYDRO

Beide Francis-Laufräder wurden vollumfänglich saniert, wobei ein Laufrad hinkünftig als Ersatzlaufrad dient. Es wurde durch ein neu gefertigtes ersetzt.

und die Schließstellung neu eingestellt. Am Absperrorgan wurden darüber hinaus noch sämtliche Dichtungen erneuert. Innerhalb der vorgegebenen zehn Wochen konnten sämtliche Arbeiten vollumfänglich abgewickelt werden.

WIRKUNGSGRADE ERHÖHT „Wir haben dann Mitte September letzten Jahres die sanierten Anlagenteile nach Epirus geliefert, um gleich im Anschluss mit der Wiedermontage zu beginnen. Diese hat dann fünf Wochen in Anspruch genommen. Leider konnten wir aufgrund des geringen Wasseraufkommens im vergangenen Herbst in Nordgriechenland die Inbetriebnahme nicht unmittelbar nach der Montage vornehmen.

Dies war erst im November möglich, ist dann aber problemlos über die Bühne gegangen“,

Technische Daten • Kraftwerkstyp: Hochdruck-Kraftwerk

berichtet Projektleiter Ernest Sehmehmedovic.

Dank der fachkundigen Maschinensanierung wurde das Kraftwerk Klimatia wieder in einen neuwertigen Zustand versetzt. Nicht nur die Betriebssicherheit wurde erhöht, auch die Leistungskapazität der Anlage wurde wieder auf ihr ursprüngliches Niveau gebracht. Dies erklärt sich alleine mit der Spaltkorrektur, die nun die bereits aufgetretenen Wasserverluste reduziert und somit den Wirkungsgrad erhöht.

Mit 39 Referenzanlagen in Griechenland hat sich die Firma Kössler einen ausgezeichneten Ruf als hoch kompetenter und verlässlicher Partner in der Wasserkraft erarbeitet. Das Refurbishment-Angebot der HyService-Abteilung trägt heute wesentlich dazu bei, diese Reputation zu stärken. Das Kraftwerk Klimatia steht als weiteres Zeugnis dafür.

Foto: Kössler

In den Sommermonaten ist das Triebwasserdargebot üblicherweise gering - eine Zeitspanne, die man für die Sanierung nutzte.

Leitraddeckel und beim Turbinendeckel entfernt, um sie durch neue Buchsen aus dem Hochleistungskunststoff ZX100 zu ersetzen.

Des Weiteren wurden neue Anlaufscheiben und Dichtungen eingesetzt. Darüber hinaus wurden der saugseitige Spaltring sowie der leitradseitige Labyrinthring erneuert. „Wir haben außerdem den Turbinendeckel und den Leitraddeckel sandgestrahlt und danach mit Korrosionsschutz versehen“, so der Projektleiter aus dem Hause Kössler. Was die Kleinteile angeht, so wurden diese einer Handentrostung, also dem Abbürsten und Schleifen der Metalloberfläche, unterzogen und der Korrosionsschutz ausgebessert. Die Auswaschungen an den Leitschaufeln, sowie am Leitschaufelblatt wurden ausgeschweißt und danach verschliffen. Anschließend wurde der Leitapparat wieder zusammengebaut

Foto: Kössler

Foto: Kössler

Schwerpunkt

• Land: Griechenland • Turbinen: 2 Stk. Francis-Spiralturbinen + 1 x 4-düsige Peltonturbine • Fabrikat: Kössler • Nennleistung Francis: je 2.987 kW • Drehzahl: 1.000 Upm • Nennleistung Pelton: 1.220 kW • Drehzahl: 1.000 Upm • Generatoren: synchron, drei-phasig • Nennleistung: 2 x 3.540 kVA + 1 x 1.530 kVA • Engpassleistung: 7,55 MW • Inbetriebnahme: 2007

62

Februar 2018

Neben den beiden größeren Francis-Turbinen ist noch eine kleinere 4-düsige Peltonturbine im Kraftwerk Klimatia installiert. Dessen Laufrad war bereits zwei Jahre zuvor saniert worden.

HYDRO

Schwerpunkt

VERY BRITISH: OBERÖSTERREICHISCHER TURBINENBAUER REALISIERT ERSTES PROJEKT IN ENGLAND

E

in Blick Richtung Oberwasser von der Zentrale des neuen Wasserkraft Knottingley eröffnet den Betrachtern einen ungewöhnlichen Kontrast. Rund 800 m vom Anlagenstandort Brotherton Weir ragen die Kühltürme des längst stillgelegten Kohlekraftwerks Ferry­bridge in die Höhe. Die Zeitzeugen aus Beton zeugen von einer langen Tradition der Stromgewinnung aus Kohle, die sich im späten 19. Jahrhundert auf der britischen Insel entwickelte. Schon 1882 ging im zentralen Londoner Stadtteil Holborn das erste Kohlekraftwerk der Welt in Betrieb. Nachdem die damalige englische Regierung schon im Vorfeld des Pariser Klimagipfels 2015 verkündet hatte, bis 2025 zur Gänze auf Stromerzeugung aus Kohlekraftwerken verzichten zu wollen, kann die Inbetriebnahme des Wasserkraftwerks Knottingley als kleiner aber wichtiger Schritt in die richtige Richtung betrachtet werden. Wie dringend der Ausbau nachhaltiger Stromerzeugungsanlagen im Vereinigten Königreich tatsächlich ist, zeigen die inselweiten Schadstoffmessungen während der vergangenen Jahre. Speziell in den Ballungsräumen wie London wurden im Vorjahr mehrfach für die Gesundheit gefährliche

Foto: Northern Hydropower

Die Kühltürme des Kohlekraftwerks Ferrybridge im Hintergrund haben längst ausgedient. Nach rund 15-monatiger Bauphase ging das Wasserkraftwerk Knottingley am Brotherton Weir Ende 2017 offiziell in Betrieb.

BARN ENERGY SETZT AUF WASSERKRAFT Projektentwickler Barn Energy hat mit der Anlage Knottingley sein bereits drittes Wasserkraftwerk in Yorkshire seit 2015 realisiert.

Finanziert wurde das Projekt durch am Strom­ ertrag beteiligte private Geldgeber.

Barn Energy betont in diesem Zusammenhang, dass Strom aus Wasserkraft auf lange Sicht gesehen – die Anlage soll auch im Jahr 2117 noch produzieren – die günstigste und nachhaltigste Form der Energiegewinnung darstellt. Im Gegensatz zu den volatilen Energieträgern Sonne und Wind, deren Ver-

Grenzwerte deutlich überschritten. Dennoch gab es auch erfreuliche Nachrichten: An einem Wochenende im April 2017 vermeldete der Energieversorger „National Grid“, dass erstmals seit dem Beginn der industriellen Revolution in einem Zeitraum von 24 Stunden kein Strom aus Kohlekraftwerken erzeugt wurde.

WEHR NACH ANLAGENBAU FISCHDURCHGÄNIG Die Errichtung des Kraftwerks Knottingley ist grundsätzlich eng mit dem Thema ökologische Nachhaltigkeit verbunden. So wurde im Zuge des Kraftwerksbaus das bislang für Gewässerlebewesen unpassierbare „Brotherton Weir“ mit einer großzügig dimensionierten Fischauf- und -abstiegsanlage ausgestattet. Regionale Arten wie Lachs oder Aal finden durch die als technischen Beckenpass ausgeführte Fischpassage nun optimale Bedingungen für ihre Wanderbewegungen vor.

Damit die Fische nicht mit dem Weg des Triebwassers in die Turbinen schwimmen können, wurde oberwasserseitig beim Einlaufbereich ein mit 6 mm Stababstand ausgeführter Horizontalrechen positioniert. Die Planung und Umsetzung der mustergültigen Fischpassage erfolgte in direkter Abstimmung mit den zuständigen Umweltbehörden und nahmen auf finanzieller Seite rund 2 Millionen Pfund in Anspruch.

Foto: Northern Hydropower

Im Rahmen einer feierlichen Eröffnung ging das Kraftwerk Knottingley in der englischen Grafschaft Yorkshire Anfang November offiziell in Betrieb. Der auf hydroelektrische Stromerzeugung spezialisierte Projektentwickler Barn Energy hat mit der Anlage am „Brotherton Weir“ sein bereits drittes Wasserkraftprojekt innerhalb von drei Jahren im Norden Großbritanniens erfolgreich abgeschlossen. Das 660 kW Niederdruckkraftwerk ist gleichzeitig das leistungsstärkste Wasserkraftwerk, das seit dem Jahr 2000 im UK bewilligt wurde. Bei der elektromechanischen Ausstattung setzten die Betreiber auf das Know-how der GUGLER Water Turbines GmbH aus Oberösterreich. Das international erfolgreiche Unternehmen lieferte zwei horizontale Kaplan-­ Turbinen inklusive riemengetriebener Generatoren sowie die gesamte Elektround Leittechnik. Mit dem Projekt in Yorkshire konnte GUGLER erstmals seine Kompetenz auf dem englischen Mark unter Beweis stellen.

Turbinenlieferung bei typisch englischem Wetter.

Februar 2018

63

HYDRO

Schwerpunkt die Durchführung einer Indexmessung zur Ermittlung des Laufrad/Leitrad-Zusammen­ hangs, da während der Messungen im Rah­ men der Inbetriebnahme nie konstante Be­ dingungen herrschten. Daher wurden an den Turbinen nachträglich Differenzdrucksenso­ ren nachgerüstet, um die Feinabstimmung bei allen Fallhöhen im laufenden Betrieb er­ mitteln zu können“, ergänzt Michael Scho­ ber, Leiter Technologie und Entwicklung bei GUGLER.

Foto: GUGLER

Projektleiter Stefan Hartl bei der Inbetriebnahme.

fügbarkeit unmittelbar mit den aktuellen Wetterbedingungen zusammenhängt, kann ein Niederdruckkraftwerk im Idealfall ein ganzes Jahr hindurch Strom produzieren.

Beim Kraftwerk Knottingley, das das rund 1.923 km² große Einzugsgebiet der nor­ denglischen Gewässer Aire und Calder nutzt, werden die Turbinen gemäß den Angaben der Betreiber im Durchschnitt mindestens 11 Monate jährlich Strom produzieren. Der Bau des seit dem Jahr 2000 größten Wasser­ kraftprojekts in England nahm insgesamt rund 15 Monate in Anspruch, im Sinne der lokalen Wertschöpfungskette wurde ein Großteil der Aufträge an regionale britische Unternehmen vergeben.

ERSTES GUGLER-PROJEKT IN ENGLAND Den Zuschlag zur Lieferung des elektro­ mechanischen Komplettpaktes konnte sich der österreichische Wasserkraft-Allrounder GUGLER Water Turbines Gmbh sichern.

Mit dem Auftrag in Yorkshire hat GUGLER ein weiteres erfolgreiches Projekt seiner um­

fangreichen internationalen Referenzliste hinzugefügt. Nachdem die Oberösterreicher bereits Ende 2016 für das Kraftwerk Clywe­ dog in Wales im Westen von Großbritannien die komplette Technik geliefert hatten, war die Anlage Knottingley das erste jemals in England realisierte Projekt. Wie beim Pro­ jekt in Wales wurde der Auftrag für das Kraftwerk Knottingley auf organisatorischer Ebene in enger Zusammenarbeit mit Austin Flather von der ANF Consulting Ltd er­ ledigt. Der Auftrag umfasste die gesamte maschinelle und elektrotechnische Kraft­ werksausstattung inklusive Steuerung. „Das Design der Maschinen wurde speziell auf die wechselhaften Zuflussbedingungen am Anla­ genstandort angepasst, um bei allen Bedin­ gungen ein Optimum an Leistung zu erzie­ len. Innerhalb weniger Stunden kann das Wasserdargebot erheblich variieren und die nutzbare Fallhöhe somit um bis zu 1 m ver­ ringern“, erklärt GUGLER-Projektleiter Ste­ fan Hartl das grundlegende Turbinenkonzept. „Die stark schwankende Fallhöhe erschwerte

RIEMENANTRIEB FÜR GENERATOREN Obwohl die endgültige Auftragserteilung durch Barn Energy erst im Herbst 2016 er­ folgte, wurde das erste maschinelle Konzept im Zuge der Ausschreibung von GUGLER schon rund ein halbes Jahr früher erstellt.

Insgesamt stehen am Brotherton Weir eine Nettofallhöhe von 2,63 m und eine maxima­ le Ausbauwassermenge von 34 m³/s zur Ver­ fügung. Dieses energetische Potential wird mittels zweier völlig identisch konstruierter doppelt-regulierter Kaplan-Turbinen in ho­ rizontaler Ausführung hocheffizient in elekt­ rischen Strom verwandelt. Als Energiewand­ ler kommen zwei ebenfalls baugleiche Asynchron-Generatoren des Herstellers ATB Schorch zum Einsatz. Die Gehäuse der Tur­ binen wurden zur Gänze im Untergeschoss der Kraftwerkszentrale verbaut. Die erste Teillieferung und die Montage der Saugroh­ re erfolgte Mitte August des Vorjahres. Ste­ fan Hartl merkt an, dass die mittels Riemen realisierten Verbindungen zwischen Turbi­ nen- und Generatorenwellen eine ganze Rei­ he von Vorteilen mit sich bringen: „Die eins­ tige Skepsis gegenüber Riemenantrieben im Wasserkraftbereich ist heutzutage völlig un­ begründet. Durch technische Fortschritte und erhebliche Verbesserungen bei der Ma­ terialqualität verfügen moderne Riemensys­ teme über eine sehr hohe Qualität. Nicht

Jede der doppelt-regulierten Kaplan-Turbinen kann bei optimalen Zuflussbedingungen eine Engpassleistung von 330 kW erreichen. Weil die 20- jährige Tarifförderung für das Kraftwerk Knottingley allerdings an eine maximale Gesamtleistung von insgesamt 500 kW gekoppelt ist, kann das volle Leistungspotential erst nach Ablauf von zwei Dekaden vollständig abgerufen werden.

64

Februar 2018

Foto: GUGLER

Technische Daten • Einzugsgebiet: 1.923 km2 • Ausbauwassermenge: 34 m3/s • Nettofallhöhe: 2,63 m • Turbine: 2 x Kaplan, doppelt-reguliert • DN Laufrad: 2 x 1.850 mm • Drehzahl: 159 U/min • Engpassleistung: 2 x 330 kW • Hersteller: GUGLER Water Turbines GmbH • Generator: Asynchron • Drehzahl: 755 U/min • Hersteller: ATB Schorch GmbH • Jahresarbeit: ca. 3 GWh

HYDRO

Schwerpunkt zuletzt kommt eine Lösung mit Riemenantrieb weitaus günstiger als eine Variante mit Getriebe. Darüber hinaus ermöglicht der Riemen­ einsatz eine optimale Übersetzung, wodurch in weiterer Folge die Generatoren kompakter dimensioniert werden können. In der jüngeren Vergangenheit haben wir beispielsweise in Italien mehrere Anlagen mit diesem bewährten Konzept umgesetzt.“

TURBINEN AUF 330 KW AUSGELEGT Die offizielle Eröffnung fand schließlich Anfang November 2017 direkt beim neuen Kraftwerk Knottingley statt. Als Ehrengast konnte bei der Feierlichkeit der allseits beliebte Geoffrey Boycott, ein aus

Animation: GUGLER

GEFÖRDERTER TARIF SCHAFFT TERMINDRUCK Das erste Andrehen der Turbinen hatte wegen einer strikten Terminvorgabe des britischen Netzbetreibers unbedingt bis zum 8. September 2017 zu erfolgen. Dabei musste für einen kurzen Zeitraum von wenigen Stunden Strom produziert werden. Wäre dieser Termin nicht mit der sprichwörtlichen britischen Pünktlichkeit eingehalten worden, hätten die Betreiber nach der endgültigen Inbetriebnahme keinen geförderten Stromtarif erhalten. „Weil eine Überschwemmung der Baustelle für eine Verzögerung des Terminplans sorgte, erfolgten die Montagearbeiten bis hin zur ersten ‚Pflichtinbetriebnahme‘ unter durchwegs hohem Zeitdruck. Dennoch konnte das erste Einspeisen fristgerecht eingehalten werden, die eigentliche Hauptinbetriebnahme erfolgte nach dem Abschluss der finalen Arbeiten rund 6 Wochen später“, sagt Hartl. Für die vollautomatische und effiziente Strom­ produktion sorgte ebenfalls GUGLER mit der Installation moderner Elektro- und Leittechnik. Die intelligente Steuerung regelt die Strom­ erzeugung völlig autonom und ermöglicht den Betreibern via Onlineanbindung rund um die Uhr Zugriff und Informationen aus der ­Ferne.

Querschnitt der Kraftwerkszentrale

Yorkshire stammender ehemaliger Cricket-Nationalspieler begrüßt werden. Mittlerweile läuft das Kraftwerk im Regelbetrieb, der erzeugte Strom wird einerseits ins öffentliche Netz eingespeist und findet andererseits unmittelbare Verwendung am Anlagenstandort. Auf der gegenüberliegenden Flussseite wird eine große industrielle Getreidemühle direkt mit dem nachhaltig erzeugten Strom versorgt. Dank der fristgerechten Fertigstellung des Kraftwerks erhalten die Kraftwerkseigentümer für die kommenden 20 Jahre einen geförderten Stromtarif. Die Vergabe des geförderten Tarifs ist allerdings an die Bedingung gekoppelt, dass das Kraftwerk nur mit einer maximalen Leistung von 500 kW betrieben wird. Da die Turbinen aber auf eine Engpassleistung von jeweils 330 kW ausgelegt wurden, kann die Anlage erst nach Ablauf der 20-Jahres Frist ihr volles Potential ausschöpfen. Aktuell rechnen die Betreiber mit einer durchschnittlichen Jahresarbeit von rund 3 GWh. Nachdem die Anlage von den Projektentwicklern für eine Mindestbetriebsdauer von 100 Jahren berechnet wurde, stehen die Sterne überaus günstig für eine lange und nachhaltige Stromproduktion am Brotherton Weir.

• • • •

Betreiber Know-How Weltweit aktiv Modernisierungen Finanzierung und After-Sales-Service • Schlüsselfertige Anlagen • Höchste Qualität und Wirkungsgrad • Erfahrung aus mehr als 1000 Projekten

Kaplan Turbinen Pelton Turbinen Francis Turbinen bis zu 20MW

info@gugler.com www.gugler.com

Liquid Energy - Solid Engineering

Februar 2018

65

HYDRO

Schwerpunkt

Im Nordosten von Siebenbürgen konnte der oberösterreichische Wasserkraft-Allrounder GLOBAL Hydro Energy GmbH im Herbst des Vorjahres erneut ein erfolgreiches Projekt in Rumänien abschließen. Das komplett erneuerte Kraftwerk Bistrita ist bereits die dritte Anlage, die die Mühlviertler Turbinenbauer für die S.C. Mineral Oil S.R.L. seit 2014 erfolgreich realisiert haben. Nachdem bei den Vorgänger-Projekten jeweils Pelton- und Francis-Turbinen zum Einsatz kamen, lieferte man für die Anlage Bistrita nun zwei identische Kaplan-Maschinen. Die in vertikaler Ausführung gefertigten Turbinen mit einer maximalen Leistung von jeweils 813 kW ersetzen fünf ausgediente Kaplan-Maschinen. Das elektromechanische Technik-Upgrade sorgt für eine erhebliche Leistungssteigerung sowie eine Vervielfachung der durchschnittlichen Jahresarbeit. Mit dem selbst entwickelten intelligenten Leitsystem HEROS3 stellt GLOBAL Hydro Energy zudem die vollautomatische Stromproduktion des rundum erneuerten Kraftwerks sicher.

B

eim Besuch der GLOBAL Hydro Energy Homepage zeigt eine interaktive Landkarte, dass das rund um den Globus aktive Unternehmen in der jüngeren Vergangenheit eine Vielzahl von Referenzprojekten in Südosteuropa vorweisen kann. Speziell in Rumänien haben die Turbinenbauer seit dem Jahr 2007 mehr als 62 Anlagen mit hochwertiger österreichischer Technik ausgerüstet. Für die S.C. Mineral Oil S.R.L. wurden seit 2014 drei Anlagen mit jeweils einem hydroelektrischen Komplettpaket „made in Austria“ beliefert. Die Kraftwerke Budac I und II wurden dabei mit modernen Peltonund Francis-Maschinen ausgestattet. Beim jüngsten finalisierten Projekt stellte GLOBAL Hydro Energy für seinen Stammkunden erneut die gesamte elektromechanische und leittechnische Anlagenausstattung bereit. Für das Kraftwerk Bistrita im nordöstlichen Siebenbürgen werden nun zwei hocheffiziente Kaplan-Maschinen für eine deutliche Steigerung von Leistung und Energieertrag sorgen.

BAUSUBSTANZ ERFORDERT NEUBAU Das grundsätzliche Konzept des Projekts bestand darin, eine elektromechanische Mo-

66

Februar 2018

Fotos: GLOBAL Hydro Energy

TECHNIK-UPGRADE FÜR KRAFTWERK BISTRITA

Die neue Zentrale des Kraftwerks Bistrita nach der Inbetriebnahme im Herbst 2017.

GLOBAL Hydro Energy lieferte die gesamte elektromechanische und leittechnische Ausstattung.

dernisierung der am gleichnamigen Fluss Bistrita gelegenen Anlage durchzuführen.

Dazu sollten insgesamt fünf jeweils 25 Jahre alte vertikale Kaplan-Turbinen durch zwei leistungsstarke, ebenfalls in vertikaler Bauform ausgeführte Kaplan-Maschinen ersetzt werden. „Ursprünglich war kein derartig weitreichender Umbau geplant. Beim Ausbau der ausgedienten Turbinen ergab allerdings eine genaue Begutachtung der vorhandenen Bausubstanz, dass man nicht darum herumkommen würde, ein komplett neues Kraftwerksgebäude zu errichten“, erklärt GLOBAL Hydro-Projekteiter Bojan Strnisa. Dieser zusätzliche Bauaufwand erforderte in weiterer Folge ein umfassendes Neudesign der hydromechanischen Anlagenkomponenten.

BEWÄHRTE ZUSAMMENARBEIT Die Generalplanung des Projekts erfolgte durch die 4C Project Consulting S.R.L., ein rumänisches Ingenieurbüro mit Fokus auf Wasserkraft und technische Beratungsleistungen aus Cluj. Gemeinsam mit GLOBAL Hydro hat das Unternehmen in den vergangen zehn Jahren eine ganze Reihe von Wasserkraftprojekten in ganz Rumänien realisiert. Für das Kraftwerk Bistrita hatte das Ingenieurbüro neben der neuen Zentrale auch einen Komplettumbau des Einlaufbereichs geplant. Der ehemalige Einlaufbereich wurde mit einem Kanal vom Staubecken getrennt. Dieses wurde neu ausgebaggert und kann durch Schütze genutzt oder abgesperrt

werden. Anstelle von fünf Stahlleitungen besteht der neue Einlaufbereich nun aus zwei rund 20 m langen Betonschächten. Den Stahlwasserbau in Form jeweils zweier Einlaufschütze und Schutzrechen sowie der Rechenreinigungsmaschinen lieferte ein rumänisches Unternehmen.

MADE IN MÜHLVIERTEL Nachdem sich die Betreiber und Planer auf einen Neubau der gesamten Anlagenzentrale Drei Wasserkraftprojekte hat GLOBAL Hydro Energy zwischen 2014 und 2017 für den Auftraggeber S.C. Mineral Oil S.R.L. erfolgreich in Rumänien umgesetzt. Zur Anerkennung bedankten sich die Betreiber zu Weihnachten bei den Turbinenbauern mit einer edlen Plakette.

HYDRO

Schwerpunkt

Die Turbinen wurden in Oberösterreich gefertigt und mit dem Lkw nach Rumänien transportiert.

Neu gestalteter Einlaufbereich.

festgelegt hatten, konnte laut Projektleiter Strnisa gegen Ende 2016 die Herstellung der Turbinen beginnen. Die völlig identisch konstruierten Kaplan-Maschinen wurden zur Gänze am GLOBAL Hydro-Stammsitz im oberösterreichischen Niederranna im Mühlviertel gefertigt und per Lkw nach Siebenbürgen verfrachtet. „Kaplan-Turbinen dieser Ausführung werden in der Regel in mehreren Schritten betoniert beziehungsweise montiert. Beim Projekt Bistrita platzierte man die Saugrohre und Betonspirale schon während der Errichtung der Zentrale im Untergeschoss des Gebäudes. Das Turbinengehäuse inklusive Mauerring und Leitapparat konnte anschließend in einem Stück montiert werden. Die Endmontage und Inbetriebnahme erfolgte während der Sommer- und Herbstmonate 2017“, führt Strnisa aus.

EFFIZIENTE STROMERZEUGUNG BEI VOLL- UND TEILLAST Insgesamt stehen dem völlig neuen Kraftwerk Bistrita 17,2 m³/s an Ausbauwassermenge und eine Nettofallhöhe von 10,6 m zur Verfügung. Zur Verwertung des Energiepotentials lieferten die Mühlviertler zwei identische doppelt-regulierte Kaplan-Schacht-Turbinen mit einem Schluckvermögen von jeweils 8,6 m³/s. Die Laufräder wurden als Ausführung mit vier Flügeln gefertigt und haben jeweils einen Durchmesser von 1.150 mm. Pro Minute drehen die 4-Flügler mit exakt 428 U/min. Bei vollem Wasserdargebot erreichen die Maschinen eine mechanische Nennleistung von je 813 kW. Als Energiewandler dienen zwei jeweils in direkter Richtung mit den Turbinenwellen gekoppelte Synchron-Generatoren. Die luftgekühlten Generatoren drehen wie die Turbinen mit 428 U/min und weisen eine Anschlussspannung von 400 V sowie ein Nennscheinleistung

von 900 kVA auf. „Obwohl die Maschinensätze primär für den Volllastbetrieb ausgelegt wurden, ermöglicht das Turbinendesign auch unter Teillast eine durchgängig effiziente Stromproduktion. Zur optimierten Betriebsführung kommt im Oberwasserbereich der Anlage ein als Zwischenspeicher dienendes Staubecken zum Einsatz. Die jeweilige Stromerzeugung orientiert sich am jeweils vorhandenen Wasserdargebot sowie einem vom Netzbetreiber vorgegebenen Produktionsplan“, erklärt Strnisa.

HEROS3 REGELT KRAFTWERKSBETRIEB Für den vollautomatischen Anlagenbetrieb sorgt die von GLOBAL Hydro selbst entwickelte und mittlerweile weltweit bewährte Automatisierungslösung HEROS3. Die standardisierte Software wird auf den jeweiligen Einsatzbereich funktionell und individuell angepasst und ermöglicht mit dem gekoppelten Visualisierungs- und SCADA-System einen komplett autonomen und hocheffizienten Kraftwerksbetrieb. Mittels sicherer Onlineanbindung erhalten die Betreiber wahlweise via Smartphone, Tablet oder PC rund um die Uhr Zugriff auf ihre Anlage. Die eigentliche Inbetriebnahme verzögerte sich wegen der trockenen Witterungsverhältnisse auf den Spätherbst 2017. Projektleiter Strnisa kann nach dem erfolgreichen Abschluss des jüngsten GLOBAL Hydro-Auftrags in Rumänien ein durchwegs positives Fazit ziehen. Auch die Kraftwerksbetreiber zeigen sich mit der deutlichen Leistungssteigerung des komplett neuen Kraftwerks Bistrita hochzufrieden. Aufgrund der errechneten durchschnittlichen Jahresarbeit des Kraftwerks Bistrita, die sich durch den Umbau von vormals rund 1.206 MWh auf 4.000 MWh vervielfacht hat, erscheint dies wenig verwunderlich.

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 17,2 m3/s • Nettofallhöhe: 10,6 m • Turbine: 2 x Kaplan, doppelt-reguliert • Drehzahl: 2 x 428 U/min • Laufrad 4 Flügel: 2 x DN1150 mm • Engpassleistung: 2 x 813 kW • Hersteller: GLOBAL Hydro Energy GmbH • Generator: 2 x Synchron • Spannung: 2 x 400 V

Visualisierung der Kraftwerkssteuerung mit HEROS3.

• Nennscheinleistung: 2 x 900 kVA • Jahresarbeit: ca. 4 GWh

Februar 2018

67

Nach der Übergabe an den neuen Betreiber wurde das Kraftwerk Kranzberg 2001 grunderneuert. 2017 wurden weitere Modernisierungsmaßnahmen vorgenommen. Siemens brachte die Leit- und Schutztechnik auf den neuesten Stand.

Schwerpunkt

Fotos: Engelsberger

HYDRO

KRAFTWERK KRANZBERG – ODER WAS HAT KÖNIG LUDWIG III MIT SIEMENS SMALL HYDRO ZU TUN? Viele Höhen und Tiefen kennzeichnen die Geschichte des mittlerweile 108-jährigen Wasserkraftwerks Kranzberg: Erst war es ­ungewollt, dann galt es als Prestigeobjekt, das Höchstleistung in der Stromproduktion erbrachte – bis es aufgrund von anderen Energiequellen in einen jahrzehntelangen Dornröschenschlaf versank. Aus diesem wurde es erst kurz vor seinem 90sten Geburtstag von einem neuen Betreiber aufgeweckt. Seitdem produziert das Wasserkraftwerk wieder sauberen Strom und konnte dank vieler Modernisierungsmaßnahmen seine Effizienz steigern.

A

ls 1906 die Süddeutsche Wasserkraft GmbH den Antrag stellte, an der Amper nahe der oberbayerischen Stadt Freising ein Wasserkraftwerk zu errichten, stemmte sich die Bevölkerung des zuvor angepeilten Standorts Allershausen vehement dagegen.

Die Gemeinde befürchtete die Ansiedelung von Industrie und damit die Verdrängung von Arbeitskräften in der Landwirtschaft. Das Kraftwerk konnte trotzdem entstehen – wenige Kilometer südlich, in Kranzberg. Damals stellte der Bau eine revolutionäre Entwicklung dar, ein Prestigeprojekt, das die oberste bayerische Prominenz anlockte: Der technisch interessierte und die Wasserkraft und Elektrifizierung sehr fördernde Prinz Ludwig – ab 1913 König Ludwig III von Bayern – ließ es sich nicht nehmen, bei der Einweihung am 11.

März 1911 persönlich anwesend zu sein. Das Wasserkraftwerk in Kranzberg war eines der fünf größten Drehstrom-Kraftwerke in Bayern.

68

Februar 2018

Die Einweihung des Wasserkraftwerks Kranzberg weckte die Neugier des technikinteressierten Prinz Ludwig, dem späteren König Ludwig III von Bayern. Der Bau galt damals als wegweisend in der Stromproduktion, die Anlage war eines der fünf größten Drehstromkraftwerke in Bayern.

HYDRO

Schwerpunkt

Die drei Generatoren in der Maschinenhalle des Wasserkraftwerks Kranzberg surren ununterbrochen. Über 900.000 Betriebsstunden haben sie inzwischen auf dem Buckel. Ihr stolzes Alter von 108 Jahren sieht man den grundsanierten Maschinen nicht an.

BLÜTEZEIT DES AMPER-KRAFTWERKS Der Nutzen überwog die Skepsis der Bewohner und das Kraftwerk Kranzberg versorgte gemeinsam mit zwei weiteren Wasserkraftwerken das Ampertal sowie das naheliegende Freising mit Strom. Damals betrug der Anteil an mittels Wasserkraft erzeugter Energie stolze 80 Prozent. Doch mit den 60er-Jahren kam die Wende: Der Strombedarf schnalzte in die Höhe, der Verbrauch wurde mittels Kohle und Atomkraft gedeckt. Schließlich verkaufte die vormals Süddeutsche Kraftwerke GmbH genannte Amperwerke AG 1999 die Anlage. Der Aufgabe, das Kraftwerk Kranzberg aus seinem Dämmerzustand zu reißen, nahm sich Markus Engelsberger an und führte damit eine Familientradition fort: Denn sein Urgroßvater baute in Siegsdorf bei Traunstein vor 1890 eine der ersten Stromversorgungen Bayerns mit Wasserkraft auf.

GELUNGENE MODERNISIERUNGSMASSNAHMEN Die drei Generatoren in der Maschinenhalle des Wasserkraftwerks Kranzberg surren nun wieder ununterbrochen. Über 900.000 Betriebsstunden haben sie inzwischen auf ­ dem Buckel. Ihr stolzes Alter von 108 Jahren sieht man den grundsanierten Maschinen nicht an. Das Geheimnis der ewigen Jugend des KW Kranzberg liegt in der gewissen­ haften und akkuraten Herangehensweise bei der Modernisierung des überzeugten Wasserkraftbe­treibers Markus Engelsberger.

Das Laufwasserkraftwerk mit drei Francis-Turbinen wurde komplett generalüberholt. Die elektrische Leistung der Anlage beträgt heute 2,4 MW, die Jahresarbeit rund 20 Millionen kWh.

NEUE DIGITALE STEUERUNG UND LEITTECHNIK Bereits 2001, nur zwei Jahre nach der Übernahme des Kraftwerkes, hat sich Markus Engelberger für eine moderne digitale Steuerung und Leittechnik aus dem Hause Siemens in Salzburg entschieden. Schon damals setzte er auf die Engineering-Kompetenzen und hochqualitative Hardware von Siemens im Bereich Wasserkraft, wodurch eine dem Wasserdargebot angepasste, optimale Fahrweise der Maschinensätze möglich wurde. Nicht nur eine völlig neue Schaltwarte und neue Leittechnik wurden installiert, auch die Generatoren und Turbinen wurden komplett überholt sowie das Gebäude innen und außen generalsaniert.

Dadurch wurde die durchschnittliche Jahresarbeit des Werks um 25 Prozent gesteigert.

Die erzeugten 20 Millionen Kilowattstunden Strom entsprechen dem Verbrauch von etwa 5.000 Haushalten und decken ca. 5 Prozent des Haushaltsstrombedarfs der 175.000 Einwohner des Landkreises Freising. Im Vollbetrieb strömen bei einem Gefälle von 8,10 m rund 40 Kubikmeter Wasser pro Sekunde durch die Turbinen.

BETREIBER VERTRAUTE WIEDER SIEMENS BEI NEUERLICHEN ADAPTIONEN Aufgrund der hervorragenden Leistung und Service, entschied sich Markus Engelsberger 2017 erneut für Siemens in Salzburg um die Modernisierung der in die Jahre gekommenen Schutz- und Leittechnik durchzuführen.

Der Liefer- und Leistungsumfang von 2017 umfasste unter anderem die Lieferung, Montage und Inbetriebnahme des elektrischen Netz- und Maschinenschutzes der aktuellen Systemfamilie SIPROTEC5 sowie der zentra-

len Kraftwerkleitwarte, der Maschinenautomatik und Turbinenregelung für die Maschinensätze 1 bis 3. Technisch eine besondere Herausforderung war die Realisierung des übergeordneten Kraftwerksreglers mit Maschineneinsatzoptimierung sowie die Wehrregelung. Durch den Einsatz von qualifizierten Experten mit langjähriger Erfahrung im Bereich Wasserkraft, die teilweise bereits 2001 beim Umbau im Einsatz waren, konnte auch diesmal wieder das Vertrauen, welches der Kunde in Siemens setzt, zur vollsten Zufriedenheit erfüllt werden.

Eine weitere besondere Herausforderung für das Inbetriebsetzungsteam aus Salzburg war die Koordinierung und Durchführung der Umbaumaßnahmen im laufenden Betrieb. Es musste sichergestellt werden, dass jeweils zwei von drei Maschinen für die laufende Stromproduktion zur Verfügung stehen. Aufgrund des Einsatzes von erfahrenen Experten bei diesem Projekt wurde erreicht, dass die Stillstandzeiten sowie der Produktionsausfall auf das möglichste Minimum reduziert wurden.

Siemens hat jahrzehntelange Erfahrung und eine installierte Basis von hunderten Kleinwasserkraftwerken in der ganzen Welt. Das Unternehmen ist bekannt für seine technologische Kompetenz und fundiertes Know-how für die Errichtung und Modernisierung von Kleinwasserkraftwerken sowie für seinen hervorragenden Service. Als Systemanbieter hat das Unternehmen umfassende Kenntnisse bei der Realisierung schlüsselfertiger Projekte.

Der Betreiber profitiert von hoher Profitabilität und Anlagenverfügbarkeit sowie von geringen Betriebskosten. Die Vielzahl der Siemens Niederlassungen gewährleistet eine effiziente und persönliche Betreuung vor Ort.

Seit 2009 steht das Kraftwerk unter Denkmalschutz.

Februar 2018

69

HYDRO

Foto: Voith

Foto: EWA

Foto: Geppert

Foto: zek

Schwerpunkt

Ausbildungsbestandteil der Mitarbeiter der Liberia Electricity Corporation (LEC): Einblick in die „Brunnenmühle“ von Voith, das Forschungs-und Entwicklungszentrum für Generator- und Turbinentechnik.

CAPACITY BUILDING IN AFRIKA -

VOITH VERMITTELT FACHWISSEN ZU WASSERKRAFT Die Entwicklung, der Betrieb und die Wartung von Wasserkraftwerken setzt umfassendes und vielseitiges Fachwissen voraus.

Eine voranschreitende Erschließung bisher ungenutzter Wasserkraftpotenziale in vielen Entwicklungsländern auf der ganzen Welt, die wachsende Beteiligung neuer Akteure in der Branche sowie neue internationale Normen führen dabei vermehrt zu Wissenslücken bei den Betreibern von Wasserkraftwerken. Um diese Lücken zu schließen, hat der deutsche Technologiekonzern Voith unter der Bezeichnung HydroSchool ein weltweites Schulungsprogramm ins Leben gerufen. Dieses Programm umfasst unter anderem auch Lösungen, welche auf Entwicklungsländer und ihre speziellen Bedürfnisse zugeschnitten sind. Das Ziel besteht darin, die ortsansässigen Mitarbeiter weiterzubilden und ihnen eine qualifizierte Ausbildung in ihrem Fachbereich der Wasserkraftbranche zu vermitteln. Verschiedene Schulungen, die in ganz Afrika durchgeführt werden, belegen die Fortschritte.

70

Februar 2018

jeweilige Aufgabe optimal wahrnehmen können. Das Projekt soll im Herbst 2018 abgeschlossen sein. „Beim Training in Ingula müssen wir viele verschiedene Zielgruppen und ein breites Spektrum von Schulungszielen berücksichtigen“, erläutert Maren Henkes, Customer Training Manager bei Voith Hydro. „Wir sind hocherfreut, dass wir diese Herausforderung trotz der sehr kurzen Vorbereitungszeit erfolgreich gemeistert haben. Unser Kunde profitiert von einem speziell angepassten Schulungskonzept, das genau auf seine Anforderungen zugeschnitten ist.“ Das umfas-

sende Schulungsprogramm ist aus rund 20 verschiedenen Kursen aufgebaut – vom anfänglichen allgemeinen Überblick über das Kraftwerk bis hin zu Schulungskursen für spezifische Systeme, zum Beispiel zum Ölumlaufsystem des Pumpspeicherwerks. Über 15 Ausbilder von Voith aus Afrika, Europa und Asien sind daran beteiligt.

Ingula ist seit über 25 Jahren das erste Neubauprojekt eines Pumpspeicherwerks in Südafrika. Die gesamten elektromechanischen Anlagen wurden von Voith geliefert. Inzwischen tragen die vier Pumpspeicheranlagen in Ingula erheblich dazu bei, das südafrikanische Stromnetz zu stabilisieren. photo: zek

Foto: zek

INGULA, SÜDAFRIKA. Das Pumpspeicherwerk Ingula, das im Osten Südafrikas liegt, ist das größte Kraftwerk seiner Art in ganz Afrika.

Nach der Inbetriebnahme im Jahr 2016 wurde Voith vom Betreiber des Kraftwerks, dem südafrikanischen staatlichen Energieunternehmen Eskom, damit beauftragt, die Mitarbeiter vor Ort im Betrieb und in der Wartung des neuen Kraftwerks auszubilden. Daraufhin startete Voith sein bisher umfangreichstes HydroSchool-Trainingsprogramm für Betreiber von Wasserkraftwerken Mitte 2017. Seit diesem Zeitpunkt hat das Unternehmen etwa 70 Mitarbeiter von Eskom ausgebildet, vom Techniker bis zum Manager, damit diese ihre

HYDRO

Schwerpunkt

TANSANIA – „GERMAN HYDRO DEVELOPMENT DAYS“ Im Oktober 2017 hat Voith an den „German Hydro Development Days“ (Deutsche Entwicklungstage für Wasserkraft) teilgenom-

Foto: Janine Grab-Bolliger_pixelio.de

men, die im ostafrikanischen Tansania stattfanden. Auf dieser Veranstaltung hatten Unternehmen aus der Stromerzeugungsbranche und politische Entscheidungsträger Tansanias die Möglichkeit, sich mit professionellem Know-how zu versorgen und Kontakt zu Fachexperten zu knüpfen. Voith schulte die Teilnehmer in der Planung und Konstruktion kleiner Wasserkraftwerke, wobei die Notwendigkeit dezentraler Stromerzeugung in Afrika besondere Berücksichtigung fand. Die behandelten Themen umfassten unter anderem die Auswahl der richtigen elektromechanischen Ausrüstung und die Erschließung von Potenzialen bei niedrigem Strömungsgefälle durch den Einsatz kompakter, robuster Technik.

WASSERKRAFTPOTENZIAL IN AFRIKA Insgesamt verfügt Afrika über ein erhebliches Wasserkraftpotenzial: Schätzungen für das technisch nutzbare Wasserkraftpotenzial auf dem gesamten Kontinent belaufen sich auf über 470 Gigawatt. Die gegenwärtig in Afrika installierte Kapazität beträgt jedoch nur 31 Gigawatt, wodurch der afrikanische Kontinent den weltweit höchsten prozentualen Anteil an bisher unerschlossenem Wasserkraftpotenzial aufweist.

ZUR BEDEUTUNG VON WASSERKRAFT Wasserkraft ist die größte, älteste und dabei zuverlässigste Form erneuerbarer Energieerzeugung. Sie leistet weltweit einen unverzichtbaren Beitrag zu stabiler Stromversorgung und damit zur wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung – in Industrieländern gleichermaßen wie in stark wachsenden Regionen. Zudem trägt Wasserkraft signifikant zu einer klimaschonenden Energiegewinnung bei. Voith ist seit den Anfängen der Wasserkraftnutzung ein führender Anbieter dieser Technologie und entwickelt diese kontinuwww.voith.com ierlich weiter.

Praktische Ausbildung im Pumpspeicherkraftwerk Ingula in Südafrika

Einsatz der Vortriebsmaschine im Bohr- und Sicherungsbetrieb.

Foto: Voith

Fotos: Porr

Das technisch nutzbare Wasserkraftpotenzial am afrikanischen Kontinent wird auf rund 470 Gigawatt geschätzt.

MOUNT COFFEE, LIBERIA Bereits im Jahr 2016 hat Voith 20 Mitarbeiter des liberianischen Stromversorgers Liberia Electricity Corporation (LEC) für den Betrieb des Mount-Coffee-Wasserkraftwerks ausgebildet, das nach einer umfangreichen Modernisierung seit Anfang 2017 wieder Strom ins Netz einspeist. Durch das Training des Betreiberpersonals trägt Voith erheblich für den dauerhaften, effizienten und sicheren Betrieb des Kraftwerks bei. „Voith unterstützt die Vorgehensweise, den technischen Aufbau und die Ausbildung gleichzeitig durchzuführen, um dadurch sowohl die wirtschaftliche als auch die soziale Entwicklung in Afrika zu unterstützen und gleichzeitig zur Reduzierung der weltweiten CO2-Emissionen beizutragen. Die Zusammenarbeit mit der Liberia Electricity Corporation beim Mount-Coffee-Wasserkraftwerk ist ein großartiges Beispiel für dieses Modell“, sagt Heike Bergmann, Senior Vice President Sales Africa bei Voith Hydro.

Nach umfangreichen Erweiterungen nahm das Mount-Coffee-Wasserkraftwerk Anfang 2017 wieder den Betrieb auf. Voith hat bei diesem Projekt eine wichtige Rolle gespielt, da das Unternehmen die neuen Francis-Turbinen, die Leittechnik sowie die elektrische und mechanische Kraftwerksausrüstung geliefert hat. Das Kraftwerk leistet einen entscheidenden Beitrag zur wirtschaftlichen Transformation Liberias und stellt einen nachhaltigen Fortschritt für die Bevölkerung des westafrikanischen Landes dar.

Die „German Hydro Development Days“ wurden im Rahmen der Exportinitiative Energie des deutschen Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) durchgeführt. Die Initiative wird von der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) geleitet. Das Ziel besteht darin, die geschäftlichen Beziehungen zwischen Deutschland und Tansania auszubauen und zu verstärken.

Februar 2018

71

HYDRO

Foto: REECO

Veranstaltung

Auf der diesjährigen RENEXPO® INTERHYDRO konnten wieder zahlreiche technische Innovationen vorgestellt werden. Das Leistungsspektrum der Aussteller verdeutlichte abermals das immer noch erhebliche Innovations- und Zukunftspotential der Wasserkraft.

KONSENS IN DER BRANCHE: ENERGIEWENDE IST OHNE WASSERKRAFT NICHT MÖGLICH Zum 9. Mal stand in Salzburg die RENEXPO® INTERHYDRO im Mittelpunkt der europäischen Wasserkraftbranche und überzeugte sowohl Besucher als auch Aussteller. Vom 29. bis 30. November wurde im Messezentrum über neue innovative Produkte, tagesaktuelle Fachinformationen und Diskussionen über die aktuellen Herausforderungen der Branche informiert.

Das Leitmotiv der Veranstaltung lässt sich in der Frage subsumieren: „Welchen Beitrag kann die Branche leisten, um eine innovative, ökologische, leistbare und zuverlässige Energiezukunft mithilfe der Wasserkraft zu sichern und auch nachhaltig zu gestalten. Die Vermittlung von Praxis-Wissen und Lösungen stand dabei klar im Vordergrund. Gleichzeitig lagen Themen wie „Wasserkraft und Gesellschaft“ oder „internationale Vernetzung“ im Fokus der Tagung.

72

Februar 2018

zu erfahren. Speziell für sie wurden Fragen zu den Rahmenbedingungen, Energieversorgern, alternative Vermarktungsstrategien, Gewässerschutz, behördliche Auflagen und vieles anderes mehr thematisiert.

FEIERLICHE ERÖFFNUNG In Anwesenheit von zahlreichen Ehrengästen, Pressevertretern, Ausstellern und internationalem Fachpublikum unterstrich Schirmherr Landesrat Dipl.-Ing. Dr. Josef

Im Rahmen des Energie-Talks diskutierten Dr. Karl Heinz Gruber (Verbund), Prof. Dr. Frank Pöhler (Bayerische Elektrizitätswerke), Dörte Fouquet (European Renewable Energies Federation), Paul Ablinger (Verein Kleinwasserkraft Österreich), und Hannes August (Naturschutzbund Salzburg), über die künftigen Herausforderungen für die Wasserkraftbranche.

Foto: zek

M

it rund 100 Ausstellern, 2.500 Besuchern und 500 Tagungsteilnehmern konnte sich die RENEXPO® INTERHYDRO erneut als wichtigster europäischer Branchentreff für Wasserkraft behaupten. Einmal mehr bewies das große Besucherinteresse, dass sich die Veranstaltung zu einer der attraktivsten Drehscheiben für Wasserkraft-Interessierte in Europa etabliert hat. Das Leistungsspektrum der Anbieter, unter anderem für Turbinen, Stahlwasserbau oder Elektro- u. Automatisierungstechnik, verdeutlichte abermals das immer noch erhebliche Innovations- und Zukunftspotential der Wasserkraft deutlich. Gerade auch­ für Anlagenbetreiber bot die RENEXPO® ­INTERHYDRO die Möglichkeit für einen intensiven Erfahrungsaustausch und jede Menge Optionen, Neues und Wissenswertes

HYDRO

Veranstaltung

Die wichtigsten europäischen Aussteller präsentierten in der Mozartstadt einen interessanten Querschnitt ihrer Produkte und Lösungenansätze. Der Unterschied liegt dabei oft im Detail. Beim Flanieren durch die Messehalle wurde das hohe Leistungsspektrum in der Branche deutlich.

Schwaiger bei seiner Eröffnungsrede die wichtige Rolle der Wasserkraft für das Land Salzburg, aber auch die Bedeutung der ­RENEXPO® INTERHYDRO als etablierter Hot-Spot in der europäischen Wasserkraftbranche. Der „Energie-Talk – Politik und Wirtschaft im Dialog“ stand danach ganz im Zeichen von „Wasserkraft und Gesellschaft“. Dabei diskutierten Dr. Karl Heinz Gruber, Geschäftsführer/Vorstand VERBUND Wasserkraft, Prof. Dr. Frank Pöhler, Geschäftsführer der Bayerische Elektrizitätswerke GmbH, Dörte Fouquet, Geschäftsführerin EREF (European Renewable Energies Federation), Paul Ablinger, Geschäftsführer des Verbands Kleinwasserkraft Österreich und Hannes August, Geschäftsführer des Naturschutzbundes Salzburg, über die Bedeutung der Wasserkraft für eine zukünftige, nachhaltige Energieversorgung sowie die mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien verbundenen Herausforderungen. „Die Energiewende ist ohne Wasserkraft nicht vorstellbar“, so die Aussage von Dr. Karl-Heinz Gruber vom VERBUND.

Selbstverständlich müssten bei Ausbau und Modernisierung der Wasserkraft auch die ökologischen Belange berücksichtigt werden, darüber waren sich die Diskutanten einig. Dies sei in den letzten Jahren zunehmend mit sichtbaren Ergebnissen erfolgt.

Grundsätzlich sei die Wasserkraft als lang erprobter, zuverlässiger, grundlastfähiger und CO2-freier Energieträger aus der zukünftigen Energieversorgung nicht wegzudenken. Wichtig sei dabei, die Vorteile der Wasserkraft deutlicher zu kommunizieren und herauszustellen sowie ihre Bedeutung im politischen Umfeld zu stärken, tönte es Diskussionspodium.

VERBÄNDE RÜCKEN NÄHER ZUSAMMEN Beim „2. Europäischen Verbände-Treffen“, präsentierte der europäische Verband für erneuerbare Energien, EREF (European Renewable Energies Federation), das EU-Winterpaket sowie den aktuellen Stand der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und stellte die daraus resultierenden Folgen für die kleine Wasserkraft vor. Konsens der anwesenden Verbände aus insgesamt 14 euro-

päischen Ländern war auch hier, dass eine bessere Vernetzung sowie eine stärkere Vertretung der europäischen Wasserkraft in Brüssel zwingend notwendig sind. Eine Initiative von den führenden Wasserkraft-­ Verbänden in Europa will sich künftig in Brüssel deutlich stärker einbringen als bisher. Die Vision dazu sieht eine Gründung eines Netzwerks vor, das aus europäischen, nationalen und regionalen Entscheidungsträgern besteht und seine Mitglieder und die Öffentlichkeit mit Informationen versorgt, sowie auf EU Politik und Gesetz­ gebung Einfluss nehmen soll.

NEUER VERBÄNDESTAND Premiere feierte vor diesem Hintergrund der „Verbändestand“ im Ausstellungsbereich, an dem sich Fachverbände und andere NGOs über ihre Aktivitäten, Projekte und Neuigkeiten austauschen konnten.

Dieser Treffpunkt bot den notwendigen Rahmen, um die drängenden Fragen der zukünftigen Energieversorgung, sowie rechtliche und politische Rahmenbedingungen, professionelle Netzwerke oder Februar 2018

73

HYDRO

Veranstaltung

Gerade auch für Anlagenbetreiber bot die RENEXPO® INTERHYDRO die Möglichkeit für einen intensiven Erfahrungsaustausch und jede Menge Optionen, Neues und Wissenswertes zu erfahren.

neue Märkte, zu diskutieren. Noch nie zu­ vor waren die Vertreter der Wasserkraft­ branche so nahe zusammengerückt wie bei der diesjährigen RENEXPO® INTER­ HYDRO. Und wie selten zuvor herrschte ein deutlicher Konsens zu den größten Fra­ gen, wie zur Energiewende und welche Rol­ le die Wasserkraft dabei in Europa einneh­ men sollte.

KLEINWASSERKRAFT-FORUM Im Rahmen der RENEXPO® INTER­ HYDRO in Salzburg trafen sich rund 70 internationale Branchenvertreter, davon 30 Teilnehmer aus Afrika, zum Workshop „Small Hydropower in Africa“, um sich über Kleinwasserkraft-Projekte und deren Finanzierung in verschiedenen afrikani­ schen Ländern wie Ruanda, Uganda und Nigeria auszutauschen. Ergänzt wurde der Workshop durch ein 2-tägiges Busi­ ness-Matchmaking, bei dem Kontakte ge­ knüpft und Projekte konkretisiert werden konnten. Initiator und Sponsor war die RECP (Africa-EU Renewable Energy Cooperation Partnership) zusammen mit EREF (European Renewable Energies Federation).

74

Februar 2018

WASSERKRAFTBERATUNG Das Referat für allgemeine Wasserwirt­ schaft der Salzburger Landesregierung, vertreten von Dipl.-Ing. Andreas Sendlho­ fer, bot auch dieses Jahr wieder eine kos­ tenlose Wasserkraftberatung aus erster Hand. Die Messe bietet speziell den Be­ treibern von Kleinwasserkraftwerken eine eigene Plattform für eine Kontaktaufnah­ me, Analyse und eingängige Beratung zu Themen von der Wirtschaftlichkeit von Wasserkraftanlagen bis hin zu den Funktio­ nen einzelner technischer Komponenten.

EXKURSION Im Rahmen des 5. Fachkongresses mit dem Titel „Gewässerökologisch verträglicher Wasserkraftausbau“ erfolgte abschließend eine Exkursion zum Salzachkraftwerk Sohl­ stufe Lehen. Mitarbeiter der Salzburg AG führten unter der Leitung von Betriebslei­ ter Ing. Franz Zillner durch die Räumlich­ keiten des gewässerverträglichen Salzach­ kraftwerkes Salzburg/Lehen. Dazu erklärte Dipl.-Ing. Paul Lehmann vom Ingenieur­ büro Dr.-Ing. Rolf-Jürgen Gebler den Stand der Technik zum Thema dynamische Dota­ tion von FAH, Fischzählbecken (System Gebler) oder den Lebensraum Umgehungs­ bach. Damit fand die 9. RENEXPO® IN­ TERHYDRO als Europas innovativste Wasserkraftveranstaltung ihren Ausklang.

MESSESTANDORT SALZBURG Die Wasserkraftmesse stand 2017 ganz im Zeichen der Vernetzung. Energietechnisch,

aber auch als Branche hin zu einer konver­ genten Interessensvertretung. Vor allem wenn es darum geht, kleine und mittlere Kraftwerke eine Stimme zu geben, ist es nicht verwunderlich, dass sich gerade die Kraftwerksbetreiber mit Anlagen bis zu 10 MV, aufgrund der vorherrschenden Marktsituation besser zu positionieren ge­ denken.

Die RENEXPO® INTERHYDRO 2017 hat sich zweifellos wieder als wichtigste eu­ ropäische Wasserkraftplattform behauptet und einige neue Akzente gesetzt, die in der Wasserkraftbranche sehr positiv aufgenom­ men wurden. „Es liegt uns sehr am Herzen, die Wasserkraft sowohl europa- als auch weltweit zu stärken, und wir freuen uns, dass uns das mit der gesamten Veranstal­ tung und insbesondere mit Elementen wie dem Verbändetreffen und dem Afrika-Fo­ rum gelungen ist. Wir werden weiterhin an einer besseren Vernetzung und einer stärkeren Wahrnehmung der Wasserkraft arbeiten!“, so Johann-Georg Röhm, Ge­ schäftsführer der REECO Austria GmbH, Veranstalterin der RENEXPO® INTERHYDRO.

Die nächste RENEXPO® INTERHYDRO findet vom 29. bis 30. November 2018 im Messezentrum Salzburg statt und feiert dann bereits ihre 10. Auflage.

Überraschend nachhaltig.

GFK-ROHRSYSTEME SEHR GERINGES METERGEWICHT AUCH BEI ROHREN GROSSER NENNWEITE HOHE STATISCHE BELASTBARKEIT HOHE INNENDRUCKFESTIGKEIT (DRUCKSTUFEN PN 1 BIS PN 32) SCHNELLE BAUABWICKLUNG DURCH EINFACHE VERLEGUNG GERINGE OBERFLÄCHENRAUHIGKEIT FLEXIBILITÄT BEI EINBINDUNGEN, VERSCHLEISSARM UND WARTUNGSARM LANGE LEBENSDAUER, FLEXIBLE BAULÄNGEN UMFASSENDES SERVICEPAKET IN ALLEN PROJEKTPHASEN www.amiblu.com

Troyer steht für Spitzenqualität in der Herstellung von Wasserturbinen und Kraftwerksanlagen.

Seit Generationen garantieren wir dank maßgeschneiderter Lösungen die optimale Nutzung der Wasserkraft für eine sichere, wirtschaftliche und ressourcenschonende Energiegewinnung.

Troyer AG info@troyer.it Tel. +39 0472 765 195

FEBRUAR 2018

Verlagspostamt: 4820 Bad Ischl · P.b.b. „03Z035382 M“ – 15. Jahrgang

Fachmagazin für Wasserkraft

HYDRO Rellswerk hat Betrieb aufgenommen Grünes Licht für neues Schachtkraftwerk IT-Sicherheitslücken bei Wasserkraftwerken Engadiner Kraftwerk runderneuert in Betrieb

Kompakte Wasserkraft Komplettlösungen für die Automatisierung von Kleinwasserkraftwerken Automatisierungslösungen von Rittmeyer sind modular aufgebaut und höchst funktional. Standardisierte Prozesse von der Planung bis zur Inbetriebnahme garantieren grösste Effizienz und Wirtschaftlichkeit.

Rittmeyer Ges.m.b.H. Walkürengasse 11/2/1 AT-1150 Wien

News & Abo zek

Rittmeyer AG Inwilerriedstrasse 57 CH-6341 Baar www.rittmeyer.com

www.zek.at