zek Hydro - Ausgabe 5 - 2020

OKTOBER 2020

Verlagspostamt: 5450 Werfen · P.b.b. „03Z035382 M“ – 18. Jahrgang

Fachmagazin für Wasserkraft

Foto: B. Morell / IB Koch

HYDRO

Kammerjäger gesucht?

Wir schützen Ihre Prozessleit- und Steuerungssysteme. www.rittmeyer.com/ict-security

Einweihung für Kraftwerk Schächen im Uri Fürstliche Ökostrom-Premiere am Pischingbach Mess- und Leittechnik für die Wasser- und Energiewirtschaft

Moderne Schneckentechnik für Kraftwerks-Oldtimer Erstes Schachtkraftwerk bewährt sich in Natura-2000-Gebiet

Umschlag zek Hydro 5_2020.indd 1 Umschlag zek Hydro 10_2020.indd 1

www.zek.at 12.10.2020 13:57:30 12.10.20 13:20

Generatoren für Generationen!

n High efficiency Generatoren bis 40 MVA n Perfekte Lösungen für alle Wasserturbinen n Spannung bis 15 kV n Garantie bis zu 5 Jahren n Weltweiter After-Sales-Service n Wirkliches „Made in Germany“

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.

Tel. +39 0472 765 195 troyer.it

Wasserkraft Volk AG

Umschlag zek Hydro 5_2020.indd 2

sales.geno@wkv-ag.de

+49(0) 7685 9106-0

Reliability beyond tomorrow.

www.wkv-ag.com

12.10.2020 13:57:30

HYDRO

Zur Sache

ES BRAUCHT DIE MESSEN & KONGRESSE FÜR DEN AUSTAUSCH IN DER BRANCHE

E

s ist eben alles anders in diesem Herbst 2020. An die Masken, den Sicherheitsabstand und das viele Händewaschen hat man sich nolens volens schon gewöhnt. Aber die Einschränkungen im gesellschaftlichen Leben zehren inzwischen schon an den Nerven. Vor allem an jenen der Organisatoren von Veranstaltungen, die dieser Tage ein besonders schweres Los zu schultern haben. Ich denke dabei natürlich an die Branchenevents der Wasserkraft, die in diesem Jahr gleich reihenweise ins Wasser fielen. Zumindest in ihrer klassischen, bisherigen Form. Etwa das beliebte Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke, das in Kufstein hätte stattfinden sollen. Oder die Power­ tage in Zürich, die schon auf den Juni nächsten Jahres verschoben wurden. Oder die Tagung von Kleinwasserkraft Österreich, die erst wieder im Oktober nächsten Jahres in Klagenfurt stattfinden soll. Oder die traditionsreiche Vienna Hydro, die für 2020 komplett abgesagt wurde. Oder die ­Renexpo Interhydro in Salzburg, die als einzige verbliebene Branchenveranstaltung zumindest eine kompakte Konferenz an einem Tag (26. Nov.) in realer Form anbietet. Natürlich haben die Veran­ stalter auch nach alternativen Möglichkeiten gesucht: Doch können virtuelle Events, also ein Bran­ chentreffen im Internet, tatsächlich eine Alternative darstellen? Die Veranstalter des Anwenderfo­ rums Kleinwasserkraftwerke starteten den Versuch, indem sie vor kurzem an zwei Tagen ein kompaktes Online-Forum einrichteten. Dabei konnten sich Interessierte kostenlos einloggen und am Wissenstransfer und dem Informationsaustausch teilnehmen. Ein interessanter Versuch, der am Ende zwei Dinge sehr gut zeigte: Die Wissensvermittlung funktioniert auf diesem Weg hervorra­ gend, da man vor dem Bildschirm durch nichts abgelenkt wird und wirklich in aller Ruhe dem Vortrag folgen kann. Auch die unkomplizierte Frage-Antwort-Möglichkeit zu den einzelnen The­ men war durchaus ein Pluspunkt. Und dennoch: eine virtuelle Veranstaltung kann das Treffen im „echten Leben“ nicht ersetzen. Es fehlt die persönliche Interaktion, die Ansprache, das Networking, der Kaffeetratsch und der Bierschmäh. Aber: Auch derartige Alternativen haben ihre Daseinsberech­ tigung – und in schwierigen Zeiten wie diesen mehr denn je. Und: Sie machen eindeutig wieder Lust auf die „Real-Life-Version“, wie wir sie hoffentlich wieder 2021 erleben werden.

Genug zu besprechen gäbe es auf alle Fälle. Vor allem die politischen Fragen stehen derzeit verstärkt im Fokus, egal ob in der Schweiz oder in Österreich. So geht etwa das neue EAG, das das bestehen­ de Ökostromgesetz in Österreich ablösen soll, aktuell in die heiße Phase. Welche Folgen es konkret für die Kleinwasserkraft bringt, ist noch nicht zur Gänze absehbar. Positiv scheint jedenfalls, dass man politisch einen Ausbau der Wasserkraft um rund 5 TWh bis 2030 anstrebt. Gleichzeitig ist al­ lerdings auch von zusätzlichen ökologischen Kriterien die Rede, die möglicherweise auf der anderen Seite Projekte verhindern könnten, die bislang genehmigungsfähig gewesen wären. Aktuell arbeitet Kleinwasserkraft Österreich an einer umfassenden Stellungnahme zu dem Gesetzesentwurf. In der Schweiz geht es derzeit vor allem um die Ausgestaltung der politischen Rahmenbedingungen. Inves­ toren fordern Planungssicherheit, um die Versorgungssicherheit weiterhin gewährleisten zu können.

Zwischen 2030 und 2055 laufen zahlreiche Langzeitkonzessionen aus. Es brauche nun Entschei­ dungen mit Weitsicht, die einen Weiterbestand der Wasserkraft garantieren. Immerhin steuert die Wasserkraft heute einen Anteil von rund 60 Prozent in der Schweiz bei.

Wie ein naturverträglicher und wirtschaftlicher Ausbau der Wasserkraft funktionieren kann, bele­ gen wieder einige Best-Practice-Beispiele in dieser Ausgabe. Erwähnenswert dabei vor allem das Kraftwerk Großweil (S. 18), wo das weltweit erste Schachtkraftwerk seinen Dienst versieht, oder auch das jüngst eingeweihte KW Schächen im Uri (S. 24) oder die beiden steirischen Kraftwerke Pusterwald (S. 29) und Pisching (S. 56).

Abschließend möchte ich darauf hinweisen, dass die vorliegende Ausgabe der zek HYDRO unter dem Eindruck eines Trauerfalls produziert wurde. Am 26. August verstarb der Mitherausgeber des Maga­ zins Günter Seefried gänzlich unerwartet im 52. Lebensjahr. Auf Seite 5 finden Sie einen Nachruf.

Ihr Mag. Roland Gruber (Chefredakteur) rg@zekmagazin.at PS: Ein herzliches Dankeschön an alle, die uns auch in diesen schwierigen Zeiten die Treue halten und die an der Entstehung der aktuellen Ausgabe mitgeholfen haben.

Editorial_Jun_20.indd 3

Oktober 2020

03

09.10.2020 11:07:08

RIP

GÜNTER SEEFRIED † 03.03.1969 - 26.08.2020

Nachruf_Günter.indd 4

12.10.2020 17:59:49

HYDRO

NACHRUF Ich lernte Günter Seefried im Jahr 2004 kennen. Davor wurde er mir von Kollegen als Energiebündel beschrieben. Und das traf es ganz gut. Er schien regelrecht unter Strom zu stehen. Man hatte förmlich das Gefühl, der Mann könne keine zehn Minuten ruhig sitzen.

Aber seine Energie war ansteckend, sein Humor, der manchmal abgrundtief schwarz sein konnte, ebenso. Obwohl nicht groß an Körpermaßen, verstand er es vorzüglich, sich zu behaupten. Mir wurde schnell klar, dass dieser Mann schon in jungen Jahren mit allen Talenten eines guten Verkäufers gesegnet war. Als er mir 2006 das Angebot machte, mit ihm gemeinsam ins Verlagswesen einzusteigen, war ich anfangs noch skeptisch. Aber sein Optimismus und sein Glaube an seinen Geschäftssinn ließen meine Bedenken verblassen und brachten mich dazu, mit ihm gemeinsam das Projekt meines Berufslebens zu starten.

Auch wenn wir uns zu Beginn noch nicht so gut kannten, lernte ich schnell seine besonderen Fähigkeiten schätzen. Das waren aber nicht sein Verhandlungsgeschick und sein „kleiner Taschenrechner im Kopf“, sondern vor allem seine Hartnäckigkeit und seine Hingabe. Es war ihm kein Weg zu weit, keine Aufgabe zu unangenehm: Wenn es dem Magazin dienlich war, tat er es. Wie damals vor etwas mehr als zehn Jahren, als Günter zu einem Termin in die Schweiz aufgebrochen war – leider aber ohne Pass. An der Grenze wurde er sich des Mangels bewusst und beschloss kurzerhand umzukehren, den Pass in Bad Ischl zu holen und den Kunden anzurufen. Um 22:00 Uhr traf er den Geschäftspartner am vereinbarten Ort. Er war an dem einen Tag rund 1.200 Kilometer gefahren. Dass er sich für nichts zu schade war, machte seine Vorbildwirkung aus: Er wollte den Mitarbeitern nie mehr zumuten als sich selbst.

Die zek Magazine tragen seine Handschrift. 17 Jahre hat er daran gearbeitet. Die Kunden lernten Günter in der Regel als sehr dynamischen, humorvollen und interessierten Gesprächspartner kennen, als jemanden, mit dem man gerne auch einmal einen Kaffee trinkt, ohne zwingend von der Arbeit sprechen zu müssen. Den hohen Energielevel hielt Günter auch in seiner Freizeit aufrecht. Seine Interessen galten Autos, der Formel 1 und dem Skifahren. „Dem Papa gefiel halt alles, was schnell war“, sagte auch sein Sohn Julian bei der Verabschiedung. In den letzten Jahren ließ er es allerdings schon etwas ruhiger angehen.

Die Leidenschaft für den „Rausch der Geschwindigkeit“ wich langsam einer anderen, wesentlich beschaulicheren: dem Bootfahren auf seinem geliebten Wolfgangsee, wo er, wie er meinte, „die Seele baumeln lassen“ konnte. Es wurde zu seiner favorisierten Freizeitbeschäftigung, wenn der erklärte Familienmensch gemeinsam mit seiner Frau Birgit und seinen Kindern auf dem See schippern konnte.

Am 26. August 2020 verstarb Günter Seefried, plötzlich und so schnell, wie vieles in seinem Leben verlief. Er hat eine tiefe Lücke hinterlassen, die nur sehr schwer zu füllen sein wird. Als Freund und Weggefährte wird er mir und dem ganzen Team der zek fehlen und immer in bester Erinnerung bleiben.

Roland Gruber, Erika Gallent, Andreas Pointinger, Patricia Pfister, Mario Kogler und Ulrike Rausch- Götzinger für zek

Das Team von Rittmeyer Wien lieferte für die beiden Drau-Kraftwerke Annabrücke und Edling sämtliche Schaltanlagen.

Nachruf_Günter.indd 5

09.10.2020 11:16:26

HYDRO

Inhalt

18 KW GROSSWEIL

24 KW SCHÄCHEN

29 KW PUSTERWALD

34 KW TANNUWALD

Aktuell

Projekte

Projekte

08 Interessantes & Wissenswertes SHORT CUTS

15 Vorarlberger Stahlwasserprofis stoßen in neue Dimensionen vor KW JETTENBACH-TÖGING

29 Wenn Anlagenverkleinerung notgedrungen zur Bestlösung wird KW PUSTERWALD/SCHAFFERB.

18 Erstes Schachtkraftwerk bewährt sich in Natura-2000-Gebiet KW GROSSWEIL

34 Technischer Neustart hebt das ganze Potenzial des Kraftwerks KW TANNUWALD

24 Einweihung für letzte Kraftwerks stufe am Urner Schächenbach KW SCHÄCHEN

37 Kleinwasserkraftwerk soll noch vor Weihnachten in Betrieb gehen KW ZANITZENBACH

Veranstaltung

40 Starkes Kleinkraftwerk liefert Ökostrom für den Vinschgau KW RAMBACH

28 Anwenderforum bringt Interessierte online zusammen ANWENDERFORUM KWK

45 Moderne Schneckentechnik für einen Kraftwerks-Oldtimer KW HINTERSTEIN

03 Editorial 06 Inhalt 08 Impressum

06

Inhalt_Okt_20.indd 4

Oktober 2020

12.10.2020 18:03:35

HYDRO

Inhalt

KW RAMBACH

40

KW HINTERSTEIN

45

KW YEGUADA

53

KW PISCHING

56

Technik

Veranstaltung

50 Größte Kraftwerksbatterie Österreichs geht in Betrieb BLUEBATTERY

62 Innovativ, ökologisch und nachhaltig – Conference RENEXPO INTERHYDRO

WKV

Troyer Rittmeyer

Projekte

Statement

53 Revitalisiertes Kraftwerk sorgt für Netzstabilität in Panama KW YEGUADA

63 Auswirkungen auf die Gewässer- ökologie werden überschätzt BAYERISCHE WASSERKRAFT

BHM Ingenieure 11 Braun Maschinenfabrik 10 EN-CO 42 EWA Energie Uri 27 Geotrade 39 Geppert Hydropower 43 Gersag 66 Gufler Metall 41 Gugler 55 Guster Bau 38 IB Koch 48 Interalpine Energie- & Umwelttage 14 Künz 17 Maschinenbau Unterlercher 32 MBK Energietechnik 33 MGX Automation 57 Muhr 23 Murauer Stadtwerke 58 Ossberger 12 PI Mitterfellner 33 Pittino ZT 56 PORR 15 Rumpf Bau 57 TRM 59 Voith 09 Wild Metal 31 + 44

56 Fürstliche Ökostrom-Premiere am Pischingbach in Kalwang KW PISCHING 60 Tag der offenen „Sprint-Bau stelle“ im Erstfeldertal KW ERSTFELDERTAL

Anzeigen

Technik 64 Pumpwerk Z‘Mutt: Starke Leistung am Matterhorn BRÜCKENKRANE

Inhalt_Okt_20.indd 5

zek HYDRO 05/2020 U2 U3 U4

Oktober 2020

07

12.10.2020 18:03:38

HYDRO

WASSERKRAFTWERK SANETSCH WIRD FÜR DREI MILLIONEN FRANKEN ERNEUERT Das Wasserkraftwerk Sanetsch erhält eine neue Leittechnik und Steuerung. Die Anlage wird mit der neuen Technik mehrheitlich autonom laufen und sich aus der Ferne steuern lassen.

Für diese Arbeiten muss die BKW das Kraftwerk von Oktober 2020 bis Februar 2021 abschalten. Die Investition beläuft sich auf rund 3 Millionen Franken. Diese Modernisierung hat auch Auswirkungen auf den Stausee, mit dessen Wasser das Kraftwerk betrieben wird.

Da das Kraftwerk rund fünf Monate stillstehen wird und das Seewasser dann ungenutzt bleibt, wird aktuell mit einem speziell großen Teil des Wassers aus dem Sanetschsee Strom produziert. Daher sinkt der Wasserpegel und das Seeufer wird in der Bauphase größer. Nach Beendigung der Arbeiten herrschen am Stausee wieder die gewohnten Verhältnisse mit konstantem Wasserpegel. Das Wasserkraftwerk in Innergsteig wurde 1963 gebaut und laufend erneuert. Der Einbau der neuen Leittechnik und Steuerung ist ein wichtiger Schritt in der Digitalisierung der Anlage. Tritt künftig im Kraftwerk beispielsweise eine Störung auf, behebt sie der Pikettdiensthabende häufig per Fernzugriff.

08

Impressum HERAUSGEBER

Mag. Roland Gruber VERLAG

Gruber-Seefried-Zek Verlags OG Brunnenstraße 1, 5450 Werfen Tel. +43 (0)664-115 05 70 office@zekmagazin.at www.zek.at ­­CHEFREDAKTION

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

Foto: The Schwarzenegger Climate Initiative

Mag. Andreas Pointinger, ap@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-22 82 323 MARKETING

Mario Kogler, BA, mk@zekmagazin.at Mobil+43 (0)664- 240 67 74 GESTALTUNG

Gruber-Seefried-Zek Verlags OG Brunnenstraße 1, 5450 Werfen Tel. +43 (0)664-115 05 70 office@zekmagazin.at www.zek.at UMSCHLAG-GESTALTUNG

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

Bundespräsident Alexander Van der Bellen überreichte Arnold Schwarzenegger im Namen der Republik Österreich das Große Goldene Ehrenzeichen mit dem Stern.

DRUCK

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

A-5450 Werfen GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN

zek HYDRO ist eine parteiunabhängige Fachzeitschrift für kleine bis mittlere Wasserkraft im alpinen Bereich.

ABOPREIS

Österreich: Euro 73,00, Ausland: Euro 84,00 inklusive Mehrwertsteuer zek HYDRO erscheint 6x im Jahr.

Auflage: 10.800 Stück Foto: Katharina Wieland Müller_pixelio.de

AUSTRIAN WORLD SUMMIT – CHANCE FÜR KLIMAFREUNDLICHEN WIEDERAUFBAU „Vorausschauende Entscheidungen sind gerade jetzt notwendig, da Billionen in den Wiederaufbau von Volkswirtschaften und Infrastrukturen als Folge des Coronavirus fließen.

Diese Mittel sind so massiv, dass sie in der Lage sind, Gesellschaften neu zu gestalten.

Wir haben eine gewaltige Chance. Alles, was wir tun müssen, ist, sie zu ergreifen“, mit diesen Worten wandte sich Arnold Schwarzenegger via Livestream aus L.A. an alle Teilnehmer/ innen des vierten AUSTRIAN WORLD SUMMIT, die sowohl vor Ort in der Spanischen Hofreitschule als auch vor den Bildschirmen die Eröffnungsrede des ehemaligen Gouverneurs von Kalifornien mitverfolgten.

Bundespräsident Alexander Van der Bellen plädierte – ganz im Sinne des diesjährigen Mottos „Be Part of the Solution“ – auf einen gemeinsamen, positiven Weg zu setzen und ein positives Bild der Zukunft zu entwerfen.

Bundeskanzler Sebastian Kurz hob in seiner Rede hervor, dass Wirtschaft und Klimaschutz kein Widerspruch seien. Es ginge vielmehr um ein nachhaltiges Wirtschaften. Ein Höhepunkt der Veranstaltung waren die zahlreichen Botschaften aus aller Welt. So gab es Botschaften von prominenten Klimaschützern wie etwa von Prinz Charles, Verhaltensforscherin Jane Goodall, UN-Generalsekretär António Guterres, oder Regisseur James Cameron.

Aktuell

Das Kraftwerk Sanetsch produziert jährlich rund 37 Gigawattstunden. Diese Strommenge reicht für mehr als 8.000 Haushalte. Das Kraftwerk gehört zu je 50 Prozent der BKW und dem EWB.

201920025

Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet

Oktober 2020

08_Kurznews_Okt.indd 8

12.10.2020 09:41:59

HYDRO

Aktuell

Einfach anders – aber keineswegs einfach Der StreamDiver Kompakt, zuverlässig, umweltfreundlich.

Unsere neue Innovation im Bereich der Kleinwasserkraft: der StreamDiver. Mit diesem modularen Kraftwerkskonzept können wir Ihnen kurze Projektlaufzeiten bei reduzierten Bau- und Turbinenkosten anbieten. In allen Phasen profitieren Sie von unserem langjährigen Know-how und unserer bewährten Technologie – von der einfachen Installation bis zum umweltfreundlichen, völlig ölfreien Betrieb.

Mit niedrigen Wartungskosten und einfach zu planenden Wartungsintervallen helfen wir Ihnen, die Betriebskosten deutlich zu senken und gleichzeitig die Effizienz zu maximieren. Mit bis zu 850 kW stellt der StreamDiver in Fallhöhen bis 8 Meter seine beeindruckende Leistungsfähigkeit unter Beweis. Einfach zuverlässig – aber keineswegs einfach. Zeit zum Kennenlernen.

A Voith and Siemens Company

voith.com/VHGE

08_Kurznews_Okt.indd 9

12.10.2020 09:41:59

Foto: zek

HYDRO

Foto: Alpiq

Ing. Mag. Guntram Geppert (li) und Ing. Josef Lampl vor den auslieferbereiten Turbinen für das Wasserkraftwerk Upper Lohore in Nepal.

Die mittlere Jahresproduktion des Kraftwerks Gösgen beträgt 300 Millionen kWh. Es handelt sich um das größte Laufwasserkraftwerk an der Aare, dessen Konzession nun um 70 Jahre verlängert wurde.

Aktuell GEPPERT TROTZT DER CORONA KRISE Selbst der Corona Lockdown kann die gute Geschäftsentwicklung bei Geppert nicht stoppen. Das Traditionsunternehmen verzeichnet volle Auftragsbücher und ist am Weg zum besten Auftragseingangsjahr in seiner langen Firmengeschichte. „Als der Lockdown begann, haben wir sofort auf die richtigen Präventionsmaßnahmen gesetzt und trotz der vielen Auslandseinsätze keinen einzigen Infektionsfall im Unternehmen gehabt. Auch aus dem Home-Office heraus standen unsere Mitarbeiter selbst in diesen organisatorisch schwierigen Zeiten den Kunden uneingeschränkt zur Verfügung“, berichtet Josef Lampl, CEO bei Geppert. Guntram Geppert, Geschäftsführender Gesellschafter, ergänzt: „Immer öfter bestätigen unsere Kunden, wie sehr sie die Stabilität und die Verlässlichkeit des 1886 gegründeten Unternehmens schätzen. Dafür übernimmt die Familie Geppert bereits in 4.

Generation Verantwortung.“ Geppert konnte rund ein Drittel seines Auftragsbestandes am asiatischen Markt erzielen, sowie ein weiteres Drittel in der DACH Region. Die anderen Aufträge stammen aus Griechenland, Albanien, Bosnien, Montenegro, Georgien und Italien. Das Werk ist damit bis in die zweite Jahreshälfte 2021 vollausgelastet. Auch im Segment Service und Modernisierung ist Geppert kompetenter Partner der Kleinwasserkraft. Zuletzt konnte Geppert bei der Generalrevision der 3,5m großen Einlaufklappen für das Kraftwerk Kühtai reüssieren oder bei der Laufradrevision für die Kraftwerke Bakun, Sibulan A und Sibulan B auf den Philippinen.

NEUE KONZESSION FÜR WASSERKRAFTWERK GÖSGEN IST IN KRAFT Das Alpiq Wasserkraftwerk Gösgen erhält eine neue Konzession für 70 Jahre. Die neue Konzession ist am 23. September 2020 von den Regierungsräten der beiden Kantone Solothurn und Aargau sowie Vertretern von Alpiq als Konzessionsnehmerin unterzeichnet und rückwirkend per 1. Januar 2020 in Kraft gesetzt worden.

In den nächsten Jahren investiert Alpiq beim größten Laufwasserkraftwerk an der Aare 63 Millionen Franken – und leistet damit einen wichtigen Beitrag für die klimafreundliche Stromproduktion und Versorgungssicherheit in der Schweiz.

Die Konzession des Alpiq Wasserkraftwerks Gösgen und des Stauwehrs Winznau läuft noch bis 2027. Weil beim Stauwehr Winznau umfassende Sanierungen notwendig sind, nahmen die Kantone Solothurn und Aargau als Konzessionsgeber sowie die heutige Konzessionsnehmerin Alpiq Hydro Aare AG Verhandlungen für eine vorzeitige Konzessionserneuerung auf. Im Gesamtinvestitionsvolumen inbegriffen sind rund 12 Mio. CHF für insgesamt 21 Kompensations- und Ausgleichsmaßnahmen. Mit der Umsetzung dieser Maßnahmen ist die Umweltbilanz der Wasserkraftnutzung beim Wasserkraftwerk Gösgen im Sinne des Natur- und Heimatschutzgesetzes deutlich verbessert. Das größte Laufwasserkraftwerk an der Aare wurde zwischen 1913 und 1917 erbaut.

Innovations for waterpower all over the world.

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

10

www.braun.at

Oktober 2020

10_Kurznews_Okt.indd 10

12.10.2020 09:44:01

HYDRO

Aktuell

26 m beträgt der Höhenunterschied zwischen Ober- und Unterwasser beim Draukraftwerk Annabrücke. Damit die Fische diese Höhe überwinden können, braucht es ein System von 172 Betonbecken und 21 Ruhepools.

GENERALPLANER & F A C H I N G E N I E U R E

Verkehr

Kraftwerke Industrie

Foto: VERBUND

Spezialthemen

Öffentliche Auftraggeber

In der Schweiz ist der Bau des riesigen Pumpspeicherkraftwerks Nant de Drance auf der Zielgeraden. Nach seiner Inbetriebnahme 2021 wird die flexible Anlage mit einer Leistung von 900 MW innerhalb kürzester Zeit enorme Mengen an Energie produzieren oder speichern können.

Foto: Sébastien Moret

VERBUND NIMMT AM KRAFTWERK ANNABRÜCKE EUROPAS HÖCHSTE FISCHTREPPE IN BETRIEB 40 Jahre nach seiner Errichtung wird das VERBUND-Kraftwerk Annabrücke an der Drau mit einer neuen Fischwanderhilfe ausgerüstet. In einer aufwendigen Anlage von 172 kleinen Pools können die Fische über einen Höheunterschied von 26 m stromauf- und abwärts wandern. Eine Videoanlage überwacht sie dabei online. „Als Österreichs größter Wasserkraft-Betreiber wissen wir um unsere Verantwortung für die Umwelt und beweisen seit Jahrzehnten mit Spitzenleistungen die Vereinbarkeit aller Anforderungen. Wo es möglich ist, setzen wir mit unseren Partnern auch in dieser schwierigen Zeit unsere langfristigen Pläne zur Verbesserung der Ökologie an Österreichs Flüssen um. Mit unseren Maßnahmen setzen wir neue Maßstäbe in Europa, 2018 mit der längsten Fischwanderhilfe und nun 2020 mit der höchsten Fischwanderhilfe“, so Achim Kaspar, zuständiges Vorstandsmitglied für die Erzeugung bei VERBUND. Rund 280 Mio. Euro investiert VERBUND in Summe in die Ökologisierung seiner über 130 Wasserkraftwerke und liefert damit auch wertvolle Beiträge für die Konjunkturbelebung.

Wasserkraft Wärmekraft Biomasse Sonderprojekte ERSTE MASCHINENGRUPPE VON PSKW NANT DE DRANCE MIT DEM NETZ SYNCHRONISIERT Seit März 2020 testen die Teams des Großprojekts Nant de Drance im Schweizer Kanton Wallis die ersten Maschinen. Im August wurde die erste Maschinengruppe des neuen Pumpspeicherkraftwerks erfolgreich mit dem Höchstspannungsnetz verbunden, berichtet Betreiber Alpiq. Im Hinblick auf die Inbetriebnahme der Anlage ist dies ein wichtiger Schritt. Die Tests zur Anbindung ans Netz sind Teil der Inbetriebsetzung, die im November 2019 mit der ersten Flutung der Triebwasserwege ihren Anfang nahm. Dabei werden die Pumpturbinen und Nebenanlagen eingehend getestet. Die Tests stellen sicher, dass sämtliche Anlagenteile des Kraftwerks die Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Qualität und Zuverlässigkeit erfüllen. Die Inbetriebnahme erfolgt schrittweise und betrifft parallel mehrere Maschinengruppen, was angesichts der komplexen Abläufe hohe Anforderungen an die Koordination stellt.

Die Maschinenkaverne beherbergt insgesamt sechs Pumpturbinen mit einer Leistung von jeweils 150 MW. Die Arbeiten dauern noch bis Ende 2021, dann kann eines der größten Pumpspeicherkraftwerke Europas seinen Betrieb vollständig aufnehmen.

BHM INGENIEURE Engineering & Consulting GmbH Europaplatz 4, 4020 Linz, Austria Telefon +43 732 34 55 44-0 office.linz@bhm-ing.com Follow us on LinkedIn!

FELDKIRCH • LINZ • GRAZ SCHAAN • PRAG

ZEK_D+E_58x262_2020_4C.indd 1

Projekt Kurzmeldungen 11_13 zek Hydro 5_20.indd 11

Oktober 2020

11

27.04.2020 11:34:31

12.10.2020 09:26:57

HYDRO

Aktuell VOITH MODERNISIERT PUMPTURBINEN IN SPANISCHEN KRAFTWERKEN Der Technologiekonzern Voith und das spanische Stromerzeugungsunternehmen Iberdrola haben einen Vertrag zur Modernisierung von insgesamt fünf Pumpturbinen für die am Fluss Tajo gelegenen Wasserkraftwerke Torrejón und Valdecañas geschlossen. Für das KW Torrejón liefert Voith zwei halbaxiale Pumpturbinen mit einer Leistung von jeweils 43 MW. Im Lieferumfang enthalten sind die Laufräder, die Leitapparate, die Turbinendeckel, die Wellen und Lager sowie hydraulische und digitale Regler. Im Rahmen der Modernisierung wird die Anlage auf einen drehzahlvariablen Betrieb umgebaut, zudem wird die Förderhöhe erhöht. Für das KW Valdecañas liefert Voith drei Deriaz-Pumpturbinen mit einer Leistung von jeweils 83 MW. Der Lieferumfang für dieses Projekt beinhaltet die Laufräder, Teile der Leitapparate und die hydraulischen Regler. Die Projekte beinhalten Modellabnahmeversuche, die Montageüberwachung und die Inbetriebnahme.

Foto: HFM Foto: Voith

Das Wasserkraftwerk Torrejón wird mit zwei halbaxialen Pumpturbinen mit einer Leistung von jeweils 43 MW ausgestattet.

Foto: TIWAG

Laborführungen am Institut für Hydraulische Strömungsmaschinen der TU Graz, historische Altstadtrundgänge, ein feierlicher Empfang im Grazer Stadtmuseum durch Bürgermeister Siegfried Nagel und ein kulinarischer Abend auf der Grazer Platte ließen die drei anspruchsvollen Konferenztage gemütlich steirisch ausklingen.

Vorstandsdirektor Johann Herdina, TIWAG-Projektleiter Klaus Feistmantl, Marcel Pachler (Raftingverband), Siegfried und Bruno Strigl (wasser-c-raft Rafting Ötztal), Bgm. Manfred Köll, Bgm. Josef Leitner, Hubert Wammes (Wassergenossenschaft Haiming). (v.r.)

12

24. PRAKTIKERKONFERENZ IN GRAZ FAND LIVE UND ONLINE STATT Die 24. Praktikerkonferenz „Pumpen in der Verfahrenstechnik, Kraftwerks- und Abwassertechnik“ fand von 7. bis 9. September an der TU Graz statt. „Mehr noch als sonst wurden viele und weitreichende Sprung-Innovationen und natürlich deren technische Hintergründe vorgestellt. Langjährige Betreibererfahrungen wurden zum allseitigen Vorteil ausgetauscht, sogar weiterbestehende Probleme wurden offen angesprochen und Lösungsansätze taten sich auf“, resümiert Veranstalter Professor Helmut Jaberg. Die Konferenz wurde per Video online mit professioneller lebhafter Bildregie übertragen. Drei Vorträge wurden aus der Ferne eingespielt und somit die gewohnte offene und angeregte Diskussion sogar über die Grenzen des Konferenzsaales hinaus ermöglicht.

Die 25. Jubiläums-Praktikerkonferenz „Pumpen in der Verfahrens-, Abwasser- und Kraftwerkstechnik“ findet von 12. bis 14. April 2021 statt.

BAUSTART FÜR RENATURIERUNG DES BRUNAUER WEHRS IN TIROL Als eine von zahlreichen ökologischen Begleitmaßnahmen im Rahmen des TIWAG-Kraftwerks-Ausbauprojekts im Kühtai ist Anfang Oktober der Baustart beim Brunauer Wehr an der Gemeindegrenze zwischen Haiming und Sautens erfolgt. Die TIWAG nimmt rund drei Millionen Euro für die Herstellung der Durchgängigkeit der Ötztaler Ache für Fische und andere Wasserlebewesen in die Hand. „Diese Maßnahme wird künftig die Fischpassierbarkeit ermöglichen und damit einen rund neun Kilometer langen Flussabschnitt der Ötztaler Ache als gewässerökologischen Lebensraum erschließen. Diese Gewässerstrecke ist damit wieder mit dem Flusssystem des Inn verbunden“, betont TIWAG-Vorstandsdirektor Johann Herdina: „Von der Neugestaltung werden aber nicht nur die Lebewesen im bzw. am Fluss profitieren, sondern auch Wassersportler, da potenzielle Gefahrenstellen beim Wehr beseitigt werden.“ Das bestehende Wehr wurde in den 1950er-Jahren errichtet und ermöglicht seitdem die Wasserentnahme aus der Ötztaler Ache zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen, unter anderem für den Obstbau in Haiming. Für Fische allerdings stellte der zwei Meter hohe Absturz bisher ein unüberwindbares Hindernis dar und auch für Wassersportler gab es gefährliche Rückströmungen, weshalb dieser Flussabschnitt nicht befahren werden durfte. Die Bürgermeister Manfred Köll (Sautens) und Josef Leitner (Haiming) loben die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit der TIWAG. Die Bewässerung der Obstanbauflächen bleibt damit gesichert. Die Arbeiten werden jetzt in der Niederwasserperiode durchgeführt und sollen bis April 2021 abgeschlossen sein. Dabei wird flussabwärts die Gewässersohle angehoben und auf rund 300 Metern Länge eine Rampe mit einem Gefälle von zwei Prozent hergestellt. Die Uferböschungen werden mit großen Wasserbausteinen dermaßen gesichert, dass ein möglichst natürliches Erscheinungsbild entsteht.

Oktober 2020

Projekt Kurzmeldungen 11_13 zek Hydro 5_20.indd 12

12.10.2020 09:26:57

HYDRO

Aktuell

WASSERKRAFTWERKE AN DER PFREIMD WIEDER AM NETZ ENGIE Deutschland hat das Revisionsprogramm der Kraftwerksgruppe Pfreimd planmäßig im September abgeschlossen. Die sogenannte große Revision hatte Anfang Mai 2020 gestartet. Dabei wurden die Anlagen in Teilen generalüberholt. Zentral für die Arbeiten war der Austausch von vier Transformatoren, mit denen die Pumpen und Turbinen mit dem 110 kV-Stromnetz verbunden sind. Außerdem wurden die Pumpspeichersätze des Kraftwerks Reisach mit moderner Turbinenregler-Software ausgestattet, dadurch erhielten sie weitere, der Regelleistungsvermarktung dienliche Funktionen. Zudem wurden der elektrische Schutz der Generatoren im Kraftwerk Reisach sowie ihre Erregereinrichtungen erneuert. Bei der Generalüberholung setzte ENGIE Deutschland auf die Zusammenarbeit mit einer Vielzahl regionaler Unternehmen. Die Auftragnehmer reichten vom großen Transformatoren-Hersteller über Bauunternehmen bis hin zu Gerüstbau- und Montagefirmen.

Foto: Wikimedia/Adrian Michael

Der Energieversorger Repower AG führte zwischen November 2019 und Sommer 2020 eine umfassende Sanierung des Ausleitungskraftwerks Madulain in der gleichnamigen Graubündner Gemeinde durch.

Generalüberholung der Wasserkraftwerke an der Pfreimd: Die Mitarbeiter der Firma Schwandner positionieren den neuen 40-MVA-Trafo.

Foto: ENGIE Deutschland/Schwandne

REPOWER REVITALISIERTE WASSERKRAFTWERK MADULAIN Die Schweizer Repower AG betreibt in Graubünden insgesamt 16 Wasserkraftwerke. Das Kraftwerk Madulain in der gleichnamigen Gemeinde wurde zwischen November 2019 und Sommer 2020 umfassend erneuert, berichten die Betreiber in einer aktuellen Medienmitteilung. Im Rahmen der Modernisierung wurden unter anderem die Steuerung, die Leittechnik, die Elektroinstallationen und die gesamte Mittelspannungsschaltanlage ersetzt sowie die Turbine und der Generator umfassend revitalisiert. Die Investitionssumme beläuft sich auf rund 2,3 Mio. Franken. Das Kraftwerk kann im Durchschnitt jährlich rund 6 GWh Strom erzeugen. Diese Strommenge entspricht dem durchschnittlichen Jahresbedarf von ca. 1.300 Haushalten. Die Anlage, die den Zufluss der Ova d’Es-cha auf einer Gefällestufe von rund 400 Metern nutzt, ging 1903 in Betrieb und wurde im Jahr 1980 komplett erneuert.

Im Energiemix Usbekistans kann Wasserkraft zukünftig eine wichtige Rolle spielen.

Rund 3 Mio. Schweizer Franken investierte Betreiber EW Höfe in die umfassende Erneuerung des 1961 in Betrieb genommenen Kraftwerks Sihl-Höfe.

Projekt Kurzmeldungen 11_13 zek Hydro 5_20.indd 13

Oktober 2020

Foto: EW Höfe

KRAFTWERK SIHL-HÖFE MIT MODERNER TECHNIK WIEDER IN BETRIEB Nach rund 16 Monaten Bauzeit wurde Anfang September im Kanton Schwyz die rundum erneuerte Maschinenanlage des Kraftwerks Sihl-Höfe eingeweiht. Die symbolische Übergabe in den Betrieb erfolgte durch Frau Bezirksamman Fumagalli vom Bezirk Höfe. Dank der Investition in Höhe von rund drei Millionen Franken ist das Kraftwerk vom Betreiber EW Höfe fit für die nächsten Betriebsjahrzehnte und liefert erneuerbaren Strom aus der Region für rund 2.000 Haushalte. Die Inbetriebnahme der Anlage erfolgte 1961, in seiner fast 60-jährigen Betriebszeit produzierte die Anlage ca. eine halbe Milliarde Kilowattstunden Ökostrom. Im Rahmen der Revitalisierung wurden unter anderem die Francis-Turbine und der Generator ersetzt. Auch die Maschinensteuerung, die Wasserhaushaltautomatik und die alte, offene 16 kV-Schaltanlage wurde gegen eine moderne, mehrfach geschottete und luftisolierte Anlage ausgetauscht.

Foto: Tractebel

USBEKISTAN PLANT AUSBAU UNGENUTZTER WASSERKRAFTKAPAZITÄTEN Die Wirtschaft Usbekistans wächst und damit auch der Energieverbrauch. Daher möchte die Regierung in eine zuverlässige und nachhaltige Stromversorgung investieren. Bereits jetzt ist eine Reihe von Wasserkraftwerken in Betrieb. Weitere sollen folgen. Den Masterplan dafür erarbeiten die Wasserkraft-Experten von Tractebel, berichtet das Unternehmen Anfang Oktober in einer Online-Mitteilung. Am 18. Juni 2020 unterzeichneten Vertreter von Tractebel Deutschland den Vertrag für die Erstellung des Masterplans mit der Asiatischen Entwicklungsbank (ADB), die das Vorhaben finanziert. Mit rund 1.850 MW installierter Wasserkraftkapazität bleiben rund 70 Prozent des Potentials in Usbekistan bisher ungenutzt. Neue Anlagen unterschiedlicher Größe könnten eine wichtige Rolle im künftigen Energiemix des Landes spielen.

13

12.10.2020 09:26:58

HYDRO

Foto: Geppert

Druckprüfung des 16 Tonnen schweren Kugelhahns mit 120 bar Druck. V.l.: Fa. Enerm Consult, Dipl.-Ing. Reinhold Metzler und Projektleiter von Geppert, Dipl.-Ing. Matthias Saurwein.

Foto: ANDRITZ

Vertragsunterzeichnung zur Lieferung der elektromechanischen Ausrüstung für Indiens größtes Pumpspeicherkraftwerk Pinnapuram.

Aktuell

ANDRITZ LIEFERT ELEKTROMECHANISCHE AUSRÜSTUNG NACH INDIEN Der internationale Technologiekonzern ANDRITZ hat vom unabhängigen indischen Stromerzeuger Greenko Energy Private Limited einen Auftrag zur Lieferung der elektromechanischen Ausrüstung für das 1.200-MW-Pumpspeicherkraftwerk Pinnapuram erhalten. Das im Kumool-Distrikt des indischen Bundesstaats Andhra Pradesh gelegene Wasserkraftwerk wird Teil des ersten integrierten Projekts zur Speicherung erneuerbarer Energien sein, welches Photovoltaik, Wind und Pumpspeicherung zur Erzeugung elektrischer Energie kombiniert.

Nach Inbetriebnahme wird Pinnapuram das größte Pumpspeicherkraftwerk Indiens sein. Die Inbetriebnahme des ersten Maschinensatzes wird bis 2023 erwartet. Der Vertrag umfasst die Konstruktion, Fertigung, Lieferung, Transport, Montage, Tests und die Inbetriebnahme von vier 240-MW-Maschinensätzen, zwei reversiblen 120-MW-Pumpsätzen, Absperrschiebern und der zugehörigen Ausrüstung. Dieser Auftrag bestätigt nicht nur die starke Position von ANDRITZ auf dem indischen Wasserkraftwerksmarkt, sondern unterstreicht auch das hohe technologische Know-How auf dem Gebiet der Pumpspeichertechnologie, der eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Netzstabilität und der Kompensierung der volatilen Einflüsse der Energieerzeugung aus Solar und Wind zukommt. ANDRITZ Hydro zählt zu den weltweit führenden Anbietern von elektromechanischen Ausrüstungen und Services für Wasserkraftwerke. Mit mehr als 175 Jahren Erfahrung und einer installierten Kapazität von weltweit mehr als 430 Gigawatt bietet ANDRITZ Gesamtlösungen für Wasserkraftwerke jeglicher Größe sowie Serviceleistungen, Sanierungen oder Modernisierungen.

ERFOLGREICHE ABNAHME FÜR DIE KRAFTWERKSAUSRÜSTUNG IN NEPAL Trotz Corona-bedingten Lockdowns in Nepal läuft die Herstellung der Ausrüstung für das Wasserkraftwerk Super Dordi weiter. Geppert ist Gesamtauftragnehmer für die Turbinen, Generatoren sowie für die Elektrotechnik und setzt dabei neue Maßstäbe was Turbinenleistung und Dimensionen des Traditionsunternehmens aus Hall in Tirol betrifft. So konstruieren die Techniker zwei vertikale, 4-düsige Peltonturbinen mit jeweils 30,3 MW Leistung bei 623,7 m Gefälle. Das komplett aus einem Stück gefräste Peltonlaufrad hat einen Außendurchmesser von über 2 m und wiegt fertig bearbeitet mehr als 4 Tonnen.

Aber noch nicht genug der besonderen Dimensionen dieser Kraftwerksausrüstung: Der 16 Tonnen schwere Kugelhahn, der ebenfalls von Geppert konstruiert und gefertigt wurde, hat einen Durchmesser von 950 mm und hält einem Nenndruck von 80 bar stand. Ende September 2020 erfolgte die Werksabnahme durch die Firma Enerm Consult. Alle Kraftwerkskomponenten erfüllten die strengen technischen Anforderungen und treten nun die lange Reise bis nach Nepal in die Provinz Annapurna an, wo sie anschließend von den Monteuren der Firma Geppert montiert und in Betrieb genommen werden. „Für Geppert ist dieses Projekt sicher ein Meilenstein in der technischen Weiterentwicklung und zeigt wiederum welche Innovationskraft in unserem Unternehmen steckt. Besonders stolz sind wir auch darauf, dass wir den Kugelhahn komplett im eigenen Werk fertigen konnten und nur bei sehr voluminösen Teilen, wie zum Beispiel dem Turbinengehäuse oder der Verteilrohrleitung, auf externe Lieferanten zurückgreifen mussten“, berichtet der Projektleiter von Geppert, Dipl.-Ing. Matthias Saurwein.

14

Oktober 2020

zek Hydro 4_20_News_14.indd 14

12.10.2020 10:51:49

HYDRO

Projekte

KÜNZ STÖSST BEIM NEUBAU VON WEHRANLAGE JETTENBACH IN NEUE GRÖSSENDIMENSION VOR

B

ei der Fertigstellung im Jahr 1924 war die Anlage Jettenbach-Töging in Oberbayern das erste Wasserkraftwerk am Inn. Ursprünglich wurde diese gebaut, um den Strombedarf eines Aluminiumwerks in Töging zu decken. Zum Aufstauen des Inns wurde in Jettenbach eine 6-feldrige Wehr­ anlage errichtet, von welcher über den 20 km langen Innkanal bis zu 340 m³/s Ausbauwas­ sermenge zum Kraftwerk nach Töging geführt wurden. Damit konnten im Maschinenhaus insgesamt 15 Francis-Turbinen an­ getrieben werden, die unter Volllast eine gemeinsame Engpassleistung von 85,3 MW erreichten. Bei einer 2003 durchgeführten Sanierung des Inn­kanals wurde festgestellt, dass sich dessen Durchflusskapazität vergrößert hatte und somit während der Sommermonate eine Erhöhung der Stromproduktion möglich wäre. „Im Interesse einer bestmöglichen Nutzung des bestehenden Kraftwerksstandortes und der Erhöhung des Anteils der erneuerbaren

Montage des ersten Drehsegments von der westösterreichischen Künz GmbH am Wehrfeld 4 der Wehranlage Jettenbach in Oberbayern. Die Lieferung der jeweils 26 m breiten Verschlussorgane für das VERBUND-Innkraftwerk stellt für die Vorarlberger Stahlwasserbauexperten einen neuen Unternehmensrekord dar.

Foto: Künz

Mit einem Investitionsvolumen von rund 250 Millionen Euro ist die Erneuerung des Innkraftwerks Jettenbach-Töging in Oberbayern aktuell das größte Wasserkraftprojekt Deutschlands. Bei dem Projekt der VERBUND Innkraftwerke GmbH werden die Wehranlage in Jettenbach sowie das Maschinenhaus in Töging neu errichtet. Zusätzlich wird die bestehende Betondichtung des 20 km langen Innkanals der zwischen 1919 bis 1924 gebauten Anlage nach oben hin verlängert. Beim Neubau der knapp 120 m breiten Wehranlage sorgt der west­ österreichische Stahlwasserbauspezialist Künz GmbH unter anderem für die Ausführung von insgesamt vier Drehsegmenten mit aufgesetzten Klappen.

Die Lieferung der jeweils 26 m breiten und 9 m hohen Stahlkolosse stellt für die Vor­arlberger hinsichtlich der Größendimensionen eine neue Rekordmarke dar. Der Einbau des ersten, insgesamt rund 104 t schweren Drehsegments ging im Juli erfolgreich über die Bühne.

Die Inbetriebnahme des erneuerten Großkraftwerks mit einer Erzeugungssteigerung von rund 25 Prozent ist für 2022 geplant.

Energie in Bayern haben sich der Freistaat Bayern und die VERBUND Innkraftwerke GmbH geeinigt, eine Revitalisierung des Wasserkraftwerks Jettenbach-Töging im Wege einer Erweiterung und Effizienzsteigerung umzusetzen“, heißt es in einer VERBUND-Projektbeschreibung. 2015 wurde die geplante Kraftwerkserweiterung, deren zentraler Parameter eine Erhöhung der Ausbauwassermenge auf 410 m³/s darstellte, beim Landratsamt Mühldorf eingereicht. Der positive Baubescheid wurde der Betreibergesellschaft im Juli des Vorjahres vom Mühldorfer Landrat Georg Huber persönlich überreicht.

NEUE REKORDMARKE FÜR KÜNZ Um die um 70 m³/s erhöhte Ausbauwassermenge möglichst effizient für die Stromgewinnung nutzen zu können, wird das ­Traditionskraftwerk grundlegend erneuert.

Im neuen Maschinenhaus, das direkt neben dem unter Denkmalschutz stehenden Altkraftwerk optisch unauffällig in eine be­ stehende Hang­­lage integriert wird, kommen zukünftig drei Kaplan-­Turbinen zum Einsatz. Zudem wird die bestehende Dichi

Projekt Wehranlage Jettenbach zek Hydro 5_20.indd 15

tung des Innkanals an die neuen Verhältnisse angepasst. Eine weitere zentrale Maßnahme besteht darin, die Wehranlage rund 50 m fluss­ abwärts vom alten Standort neu zu errich­ten und das Stauziel um 70 cm zu erhöhen. Anstelle von vormals sechs Wehrfeldern wird das neue Querbauwerk im Inn nun mit vier Wehrfeldern realisiert. Die Umsetzung der gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten erfolgt durch die Firma PORR und die Unternehmensgruppe Gebrüder Haider. Den Zuschlag zur Ausführung der wesentlichen hydromechanischen Komponenten an der Wehranlage erhielt im Zuge der Ausschreibung der international renommierte Stahl­ was­serbauspezialist Künz GmbH. Im Interview mit zek HYDRO weist Künz-Projektleiter Jürgen Feuerstein darauf hin, dass die Vorarl-

Oktober 2020

15

12.10.2020 09:48:58

HYDRO

Projekte

Foto: Künz

Eindruck von der Fertigung des Drehsegments im Künz-Werk in Kechnec in der Slowakei.

DREHSEGMENTE GETEILT GEFERTIGT Zur Optimierung der Wehr-Förderfähigkeit und des Spülvermögens der Anlage wurden vom VERBUND gemeinsam mit der TU Graz Untersuchungen an einem maßstabsgetreuen Modell der Wehranlage durchgeführt.

Die Ergebnisse des Modellversuchs bildeten für Künz die Basis zur Konstruktion des ersten Drehsegments, dessen Engineering und Herstellung rund zwölf Monate in Anspruch nahmen. „Eine zentrale Herausforderung bei der Konstruktion der vier jeweils identischen Drehsegmente liegt in der Bauteilbreite. Damit die Stahlteile vom Künz-Fertigungsbetrieb in der Slowakei nach Oberbayern transportfähig bleiben, können diese aufgrund limitierter Straßenbreiten nur in längsgeteilter Ausführung hergestellt werden“, erklärt

Foto: Künz

berger mit dem Auftrag in eine neue Größendimension vorstoßen: „Für den VERBUND haben wir in der Vergangenheit schon eine ganze Reihe von Anlagen mit unseren Lösungen ausgestattet. Der Auftrag für die Wehr­ anlage Jettenbach stellt bei einer Wehrfeldbreite von je 26 m und einer Höhe von 9 m die Lieferung unserer bislang größten Wehr­ verschlüsse dar.“ Feuerstein führt weiter aus, dass an den Lagerungen der als Drehsegmente mit auf­ gesetzten Klappen ausgeführten Bauteile b­eachtliche Kräfte entstehen. Die radialen Kräfte, die durch den Wasserdruck auf die beiderseitig positionierten Lager einwirken und von diesen in das Bauwerk abgegeben werden, betragen ca. 6.700 kN pro Lager, in axialer Richtung sind es ca. 1.600 kN pro ­Lager.

Feuerstein. Nachdem schon im Frühjahr die Lagerungen und Armierungen am Wehrfeld 4 installiert wurden, konnte im Juli schließlich die Montage des werksseitig zur Probe zusammengebauten und exakt vermessenen ersten Drehsegments erfolgen. Der Zusammenbau des 26 m breiten und 4,8 m hohen Unterteils und des 21 m breiten und 4,7 m hohen Oberteils vor Ort wurde mittels Schraubverbindungen hergestellt. Das in Millimeterarbeit durchgeführte Einheben der Bauteile konnte mithilfe des Wehrkrans erfolgreich bewerkstelligt werden. Die Endmontage des ersten Wehrverschlusses auf der Baustelle nahm rund vier Wochen in Anspruch.

LUFTSPRUDELANLAGE VERHINDERT EISBILDUNG Neben der Fertigung der im Endzustand jeweils rund 104 t schweren Drehsegmente beinhaltet der Künz-Projektumfang zudem die Lieferung der dazugehörigen Hydraulik­ aggregate sowie die Herstellung der entsprechenden Verrohrungen. Hinsichtlich der Optimierung von Revisionseinsätzen an der Wehranlage weist Feuerstein darauf hin, dass in Absprache mit dem Planer eine sehr praktikable Lösung erarbeitet wurde. Um die Erreichbarkeit der Segmente auch während des laufenden Anlagenbetriebs zu ermöglichen, wurden in den Mittelpfeilern der Wehranlage für das Wartungspersonal begehbare Schächte an­gelegt. Innerhalb der Drehsegmente befinden sich Luftsprudelanlagen, die eine un­ erwün­ schte Eisbildung verhindern.

Diese Luft­sprudelanlagen bestehen aus Edel­ stahl-Verrohrungen mit im Abstand von 0,9 m platzierten Luftperldüsen, die direkt in die Stauhaut integriert werden. Mittels Kompressoren wird während der Wintermonate Druck­luft in das Rohrsystem geleitet. Die damit einhergehende Blasenbildung beim

Technische Daten • Wehrverschlüsse: 4 x Drehsegmente • Abmessungen: je 26 m x 9 m • Gewicht pro Verschluss: ca. 104 t • Gewicht Panzerungen pro Wehrfeld ca. 125 t • Hubhöhe Segement: 9,2 m • Segment-Hydraulikzylinder: 2 x Ø360 mm • Klappen-Hydraulikzylinder: 2 x Ø280 mm • Hydrauliköl pro Wehrfeld: ca. 1.700 l • Segmentkasten-UT: 4,8 x 2,8 x 26 m • Segmentkasten-OT + Klappe: 4,7 x 2 x 21 m • Ausbauwassermenge: 410 m³/s

Die Störkörper, die Wehrhöcker und die Gegenschwelle im Tosbecken des Wehrfelds wurden von Künz mit 25 mm starker Stahlblech-Panzerung versehen.

16

• Regelarbeitsvermögen: ca. 700 GWh/a

Oktober 2020

Projekt Wehranlage Jettenbach zek Hydro 5_20.indd 16

12.10.2020 09:48:58

HYDRO

Foto: VERBUND

Projekte

Foto: Künz

Einhub des in Millimeterarbeit durchgeführten Segmentkastens im August.

Vogelperspektive auf die Wehranlagen-Großbaustelle Mitte September 2020.

Ausströmen unterbindet somit die Entstehung von Eis am Wehrkörper. Damit das von der Wehranlage in den Unterwasserbereich strömende Wasser keine Auskolkungen im Gewässerbett oder Schäden am Bauwerk verursacht, werden direkt unterhalb der Wehr­körper vier Tosbecken errichtet. In den Tosbecken werden als zusätzlicher Schutz quaderförmige Störkörper aus Beton platziert. An den Störkörpern, den Wehrhöckern sowie der Gegenschwelle am Ende des Tosbeckens brachte Künz bereits im Frühjahr die 25 mm starken Stahlblech-Panzerungen auf.

KRAFTWERKS-INBETRIEBNAHME 2022 Jürgen Feuerstein zeigt sich mit dem bisherigen Projektverlauf durchwegs zufrieden: „Die gesamte Bauabwicklung ist bisher sehr positiv verlaufen und wir haben den ersten Wehrverschluss termingerecht in Betrieb genommen. Trotz des Ausbruchs der Corona-Krise, der sich auch auf den geplanten Bauablauf ausgewirkt hat, konnte das Projekt unter Berücksichtigung der obligaten Schutzmaßnahmen fortgesetzt werden. Dank der guten Zusammenarbeit mit dem VERBUND und den Bauunternehmen konnte die Umleitung des Inn durch das neue Wehr-

feld wie geplant umgesetzt werden.“ Indes schreiten die Bauarbeiten am aktuell größten Wasserkraftprojekt der Bundesrepublik Deutsch­land weiter zügig voran. Der Einbau der beiden Drehsegmente für die Wehrfelder 1 und 2 ist für den November 2021 vorgesehen, die Fertigung der Bauteile beginnt im kommenden Frühjahr. Die Inbetriebnahme des neuen Kraftwerks Töging, dessen Engpassleistung um rund 28 Prozent auf insgesamt 117,7 MW gesteigert wird, soll 2022 erfolgen. Zukünftig wird die rundum erneuerte Anlage jährlich rund 700 GWh Ökostrom erzeugen können.

Wasser. Kraft!

Technologie von Künz sorgt für Energie und Sicherheit.

Künz GmbH | 6971 Hard - Austria | T +43 5574 6883 0 sales@kuenz.com | www.kuenz.com

Projekt Wehranlage Jettenbach zek Hydro 5_20.indd 17

Oktober 2020

17

12.10.2020 09:48:59

HYDRO

Projekte

Mithilfe von Bruchsteinen und Schüttungen wurde die Wasserfassung für das neue Kraftwerk Alvierbach im Vorarlberger Brandnertal naturnah gestaltet. Die Anlage, die seit Februar letzten Jahres in Betrieb ist, erzeugt grünen Strom für rund 1.700 Haushalte.

Foto: TU München / Frank Becht Foto: zek

Seit Jahresbeginn ist die weltweit erste Pilotanlage eines Schachtkraftwerks im bayerischen Großweil an der Loisach in Betrieb. Sie hat mittlerweile mehr als 1 Mio. kWh Ökostrom produziert.

DAS ERSTE SCHACHTKRAFTWERK BEWÄHRT SICH IN BAYERISCHEM NATURA-2000-GEBIET Seit Januar erzeugt das weltweit erste Schachtkraftwerk in Großweil im bayerischen Landkreis Garmisch-Partenkirchen Strom – umweltfreundlich und zuverlässig. Die ersten Betriebsmonate seien durchaus zufriedenstellend verlaufen, ist von Seiten der Betreiber zu vernehmen. Die Anlage, deren zwei Maschinensätze in einem Schacht im Flussbett der Loisach verborgen sind, hat mit Stand Anfang September bereits die erste Million Kilowattstunden klimafreundlichen Strom ans Netz geliefert. Das Konzept des Schachtkraftwerks punktet in erster Linie mit einer außergewöhnlichen Fischfreundlichkeit. Fische können ohne Gefährdung über das Kraftwerk flussabwärts ziehen.

D

as weltweit erste Schachtkraftwerk erfüllt die hochgesteckten Erwartungen – sowohl die seiner Entwickler als auch der Betreiber. Anfang September vermeldeten letztere, dass die Pilotanlage an der Loisach bereits die 1-Million-Kilowattstunden-Marke überschritten habe. Auch mehreren Hochwassern hat sie seit ihrer Inbetriebnahme zu Jahresbeginn bereits erfolgreich standgehalten. „Wir sind sehr zufrieden mit den ersten Betriebsmonaten“, sagt Günther Rösch, Technischer Leiter der Gemeindewerke Garmisch-­ Partenkirchen und zeigt sich überzeugt: „Wenn das Schachtkraftwerk in dieser schwierigen Umgebung funktioniert, dann funktioniert es überall.“ BUCHTENKRAFTWERK STÖSST AUF ABLEHNUNG Rund ein Jahrzehnt ist es her, dass das Konzept eines Schachtkraftwerks vom Bayerischen

18

Wasserwirtschaftsamt WWA als möglicherweise genehmigungsfähig eingestuft wurde, nachdem zuvor der Antrag auf ein konventionelles Buchtenkraftwerk an der Loisach abgelehnt worden war. Der neue Kraftwerkstyp wurde nach einer Idee von Dipl.-Ing. (FH) Albert Sepp von diesem und Professor Peter Rutschmann am Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft an der TU München ent­ wickelt. „Im Spätherbst 2010 wurde die Kooperation zwischen den Gemeindewerken Garmisch-Partenkirchen, der Gemeinde Großweil und dem Familienunternehmen Kraftwerk Farchant ins Leben gerufen. Als gemeinsames Ziel wurde die Errichtung eines neuartigen Schachtkraftwerks an einer Rauen Rampe an der Loisach ausgerufen“, erzählt Günther Rösch.

Einen ersten Meilenstein erreichten die Projektbetreiber im Februar 2013, als im Rahmen

einer Bürgerversammlung eine Ad-hoc Abstimmung eine Zustimmung von über 90 Prozent erbrachte. Das war Wasser auf den Mühlen der Initiatoren, die in den Monaten zuvor bereits den zuständigen Behörden das Konzept Schachtkraftwerk vorgestellt hatten.

Ein Jahr vor der Bürgerversammlung hatte man den ersten Antrag inklusive Umweltverträglichkeitsstudie, FFH-Verträglichkeitsstudie, landschaftspflegerischem Begleitplan, hydraulischem Nachweis und Hochwassersicherheitsnachweis beim Landratsamt eingereicht – der Beginn eines langen Weges.

JURISTISCHE NERVENPROBEN Im Dezember 2014 erteilte das Landratsamt die Genehmigung für die Umsetzung des Pilotprojekts. Die Freude darüber war jedoch nur von kurzer Dauer. Schließlich reichten der Bund Naturschutz sowie der Landesfi-

Oktober 2020

Schachtkraftwerk_Grosseil.indd 18

12.10.2020 09:55:41

HYDRO

Projekte

Prozent des Stromverbrauchs im Freistaat decken soll. In dem Dokument wurde explizit der Förderwille hinsichtlich des Konzepts des Schachtkraftwerks zum Ausdruck gebracht.

Insgesamt wurden in das Projekt nun 5,4 Mio. Euro investiert.

Foto: TU München / Frank Becht

Die beiden Turbine-Generator-Einheiten sind in den beiden Schächten (Bildmitte) installiert. Die horizontale Einlaufebene (links) ist dabei permanent überströmt.

den war, wurde auf Basis der Genehmigungsplanung ein Modell im Maßstab 1:250 gefertigt. Dieses Modell bestätigte die Erkenntnisse aus der Vorkalkulation: Wirtschaftlich war das Projekt so nicht darstellbar. Noch im selben Jahr folgten weitere Modelle und letztlich durchaus radikale Umplanungen mit einer Neuanordnung des Baukörpers. Damit sollte letztlich der Durchbruch gelingen, und der Freistaat Bayern erklärte sich bereit, die nötige finanzielle Unterstützung bereitstellen. Symbolisch überreicht wurde der Förderscheck in der Höhe von 1,9 Millionen Euro von Wirtschaftsministerin Ilse Aigner (CSU) anlässlich des offiziellen Spatenstichs im November 2017. In diesem Rahmen lobte die Politikerin das innovative Konzept, das in dieser Form weltweit einmalig sei und die optimale Verbindung von Ökonomie und Ökologie darstelle.

Der politische Hintergrund der keineswegs üblichen Förderung ist im 2011 beschlossenen Bayerischen Energiekonzept zu sehen: Unter dem Programmtitel „Energie Innovativ“ wurde festgelegt, dass bis 2021 die Wasserkraft 17

FREISTAAT FÖRDERT DAS KONZEPT Im Mai 2017, kurz nachdem eine Absichtserklärung mit dem späteren Turbinenlieferanten Geppert aus Hall in Tirol unterzeichnet wor-

Im Rahmen der Spatenstichfeier im Herbst 2017 überreichte Wirtschaftsministerin Ilse Aigner (CSU) den Verantwortlichen den Förderungsscheck des Freistaats Bayern in der Höhe von 1,9 Millionen Euro.

Foto: Wasserkraftwerk Großweil GmbH

schereiverband unmittelbar danach dagegen Klage beim Bayerischen Verfassungsgericht ein. Begründet wurde der Einspruch mit einer vermeintlichen Schädigung des Fischbestands, dem Ausmaß des Eingriffs in die Natur und mit der Lage im FFH-Naturschutzgebiet. „Die Enttäuschung war damals natürlich groß – ebenso wie unsere Frustration darüber, dass der Bund Naturschutz und der Landesfischereiverband auch die juristischen Fristen zur Gänze ausreizten und damit auch unsere Geduld strapazierten“, erinnert sich Günther Rösch, der als einer der beiden Geschäftsführer der Wasserkraftwerk Großweil GmbH vorsteht. „Dennoch blickten wir dem Prozess damals zuversichtlich entgegen. Schließlich hatten wir im Rahmen der Planung sämtliche Vorgaben vollumfänglich erfüllt. Wir hatten uns nichts vorzuwerfen.“ Nachdem im Februar 2016 am Münchner Verwaltungsgericht ein Vergleich erreicht wurde, konnten die Betreiber endlich aufatmen. Die dabei ausgehandelten Auflagen fielen nicht allzu schwer ins Gewicht. Schließlich bedeutet der geforderte verstärkte Fischschutz keinerlei Mehraufwand, da das Konzept des Schachtkraftwerks gerade in diesem Punkt neue Maßstäbe setzt.

Nachdem man 2016 die Planungen in die Hände eines etablierten Ingenieursbüros gelegt und erste Gespräche hinsichtlich Stromeinspeisung geführt hatte, stellte sich im Rahmen der Vorkalkulation ein ernüchterndes Ergebnis ein: „Ohne Förderung war nicht annähernd eine wirtschaftliche Umsetzung möglich. Daher suchten wir danach erneut beim Wirtschaftsministerium um eine entsprechende Förderung des Projekts an“, erinnert sich Günther Rösch.

Schachtkraftwerk_Grosseil.indd 19

HOHER QUALITÄTSANSPRUCH GEGEBEN Technisch betrachtet, besteht das innovative Konzept der Anlage darin, dass die Einheit aus Turbine und Generator in einem Schacht mit einer horizontalen Einlaufebene installiert wird. Der Schacht selbst wird vor dem Wehrkörper in die Oberwassersohle integriert. Der Zufluss zum Kraftwerk erfolgt durch den horizontal angeordneten Rechen mit konstanter Überdeckungshöhe. 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. „Generell ist zu sagen, dass durch die vollständige Unterwasseranordnung von Turbine und Horizontalrechen ein hoher Qualitätsanspruch besteht, insbesondere für alle beweglichen Maschinenbauelemente, damit Betriebssicherheit, Unterhaltsfreundlichkeit und Langlebigkeit gewährleistet werden können. Eine von mehreren maschinentechnischen Herausforderungen bestand darin, den Spülbetrieb mit Überdrehzahl sicherzustellen. Dieser sorgt dafür, dass Kiesablagerungen im Einlaufschacht und vor allem im Auslaufkanal weitertransportiert werden“, erklärt Rösch.

WASSEREINTRITT FÜHRT ZU VERZÖGERUNGEN Im Hinblick auf die bauliche Umsetzung waren die Verantwortlichen ebenfalls mit teils erheblichen Herausforderungen konfrontiert.

Ein Bodengutachten aus dem Jahr 2017 ergab, dass die wasserdichte Sohlschicht deutlich tiefer liegt als ursprünglich angenommen. Um einen hydraulischen Grundbruch der Baugrube zu verhindern, wurde eine Grundwassersperre erforderlich. Günther Rösch: „Die zu diesem Zweck durchgeführte Baugrubenuntersuchung im Januar 2018 ergab eine Dichtschicht in 14 Meter Tiefe. Somit konnte ein Spundwandverbau zum Einsatz kommen. Der vermeintliche Hauptkostentreiber Baugrubenabdichtung mit Bohrpfahlwand konnte dadurch entfallen.“ Dennoch gestaltete sich die Umsetzung schwierig. Aufgrund der stark voOktober 2020

19

12.10.2020 09:55:43

HYDRO

Foto: MUHR

Foto: zek

Foto: MUHR

Projekte

Die Muhr Schachtrechen werden als komplett fertige Module geliefert. In jedem Modul ist der Rechenrahmen, der Rechen sowie das zugehörige Reinigungssystem inklusive elektrischem Antrieb bereits fertig montiert.

lantilen Abflüsse der Loisach erlitten die Arbeiten gleich mehrmals Rückschläge durch das Volllaufen der Baugrube. Speziell die Ankerarbeiten waren durch das stark drückende Wasser beeinträchtigt. Dies ging letztlich soweit, dass der Wassereintritt in der direkt in der Loisach liegenden Baugrube derart massiv wurde, dass er für die Tiefbaufirma nicht mehr beherrschbar war. „Das führte zu einer zeitlichen Verzögerung von rund 3 Wochen und einem wirtschaftlichen Nachtrag im sechsstelligen Bereich.“ Eine weitere Verzögerung im Bauablauf ergab sich durch die tiefen Temperaturen im Januar bzw. Februar 2019, in denen eine 6-wöchige Winterpause eingelegt werden musste, ehe die Arbeiten wieder aufgenommen werden konnten.

SPEZIELLER HORIZONTALER RECHENREINIGER Am Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der TU München wurde indes 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 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.

Gerade der Anordnung und Ausführung des Spezialrechens wurde dabei besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Zu diesem Zweck holte man sich dafür einen absoluten Branchenspezialisten an Bord – das Familienunternehmen MUHR aus dem bayerischen Brannenburg. Gemeinsam ging man daran einen multifunktionalen Verschluss für die Wehr­ ebene zu entwickeln, der die gesamte Einlaufbreite abdeckt. Dieser

Die beide Schachtkraftwerkseinläufe im Regelbetrieb, also mit geschlossenen Segmentwehren inklusive Fischabstiegsöffnung

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.

KNOW-HOW AUS BAYERN Gerade im Bereich Rechen bzw. Rechenreinigungsmaschinen bringt die Firma MUHR 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.

Im Gegensatz zu konventionellen Rechen, die meist in einem Winkel von 60-90° (stehend) angeordnet sind, wird der Schachtrechen komplett waagrecht (liegend) montiert. Dementsprechend befindet sich die Turbine nicht „hinter“, sondern „unter“ dem Rechen. Angeschwemmtes Geschiebematerial lagert sich gleichermaßen schwerkraftbedingt sowie durch den Sog der Turbine am Rechen ab. „Der Rechen muss also so gestaltet sein, dass jegliches Verklemmen oder Verstopfen von Haus aus weitgehend vermieden wird. Sollte es dennoch dazu kommen, muss das Rechenreinigungssystem über genug Leistung verfügen, um dieses Material zu entfernen. Des Weiteren soll das Reinigungssystem, wie der gesamte Rechen, von außen unsichtbar sein und nach Möglichkeit nicht in den Wasserhaushalt eingreifen, also kein Material entnehmen und sich so verhalten, als wäre gar kein Kraftwerk vorhanden“, erläutert

Der Schachtrechen - Von der Idee bis zur Marktreife

Foto: zek

photo: zek

Die Schachtrechen für Großweil sind die vierten ihrer Art, nach zwei Prototypen für das Versuchskraftwerk der TUM in Obernach und einer ähnlichen, etwas kleineren Anlage für das Schachtkrafwerk „Alte Bleiche“ in Heidenheim.

Die Firma Muhr beschäftigt sich bereits seit 2013 mit dem Thema Rechensysteme für Schachtkraftwerke. Damals war Dipl.-Ing. Albert Sepp von der TU München an die Firma MUHR herangetreten: Ob Interesse an einer Kooperation bestünde und man in diesem Zusammenhang Rechensysteme für das Versuchsschachtkraftwerk der TUM in Obernach liefern könnte. Gemeinsam wurden dann verschiedene Lösungsansätze diskutiert und letztlich zwei verschiedene Prototypen entwickelt, welche dann von DI Sepp und seinen Studenten getestet wurden. Hauptaugenmerk lag dabei auf einem möglichst fischfreundlichen Strömungsverhalten am und über dem Rechen, sowie auf der zuverlässigen Abreinigung verschiedenster Geschiebearten. Ein System zeigte sich dabei den anderen deutlich überlegen und wurde nach diversen Detailverbesserungen im Jahr 2016 dann auch erstmals am Schachtkraftwerk „Alte Bleiche“ in Heidenheim verbaut. Waren die Anforderungen an den Schachtrechen in Heidenheim auf Grund der geringen Geschiebelast noch überschaubar, stand man in Großweil nun vor deutlich härteren Herausforderungen. Schließlich ist die Loisach bekannt dafür, je nach Jahreszeit und Wetterlage verschiedenste Kies- und Geröllarten, sowie holziges Material in jedweder Größe mit sich zu führen. So dauerte es von der Entwicklung, über aufwändige Tests zusammen mit der TUM im Werk der Firma Muhr in Brannenburg, bis hin zur Montage und Inbetriebnahme am Kraftwerk Großweil 2020 auch fast 3 Jahre. 3 Jahre in denen sich die Kooperation mit der TU und dem enormen Detailwissen von Herrn Sepp und seinem Team als großer Vorteil erwies und alle Beteiligten viel über diese neue Technik lernen konnten. Das Ergebnis zeigt, dass sich der Aufwand gelohnt hat. Rechenprofil, Dimensionierung, Antriebsleistung und -steuerung, sowie das Zusammenspiel mit der umliegenden Peripherie – alles ist so ausgelegt, dass die erforderliche Betriebssicherheit unter allen Umständen gewährleistet ist.

Zudem erfüllt die Anlage einen weiteren Punkt, der für dieses Kraftwerk ganz entscheidend war und ist: das gesamte Kraftwerk ist unübertroffen fischdurchgängig und optisch so naturnah wie nur irgend möglich umgesetzt. Dass sich ein Großteil der Kraftwerkstechnik unter der Wasseroberfläche befindet ist schon prinzipbedingt einer der grundlegenden Vorteile eines Schachtkraftwerks. Jedes denkbare Detail wurde dabei unter die Lupe genommen und auf seine ökologische Verträglichkeit optimiert.

20

Oktober 2020

Schachtkraftwerk_Grosseil.indd 20

12.10.2020 09:55:44

Im Normzustand des Regelbetriebs ist die Wehrklappenanlage leicht überspült.

Foto: illwerke vkw

HYDRO

Projekte

Foto: MUHR

Eine von zwei Turbinen wird in den Schacht eingesetzt.

gesamten Einlaufebene ausreichend große Schleppkräfte entstehen, die einen gesicherten Geschiebetransport ins Unterwasser ermöglichen. Um ein Verklemmen des Geschiebes im Rechen zu vermeiden, sind die Rechenstäbe so geformt, dass die Engstelle an der Oberseite liegt und das Profil sich nach unten hin verjüngt.

FISCHBIOLOGISCHE INNOVATION Die besondere Anordnung der Rechengitter stellt sowohl technisch als auch fischbiologisch eine Innovation dar. Bereits die Untersuchungen an der Versuchsanstalt in Obernach haben gezeigt, dass die meisten Fische über den Schacht schwimmen. Ein Eindringen der Fische durch den Rechen ist bedingt durch die Abstände der Metallstäbe von 2 cm ohnehin kaum zu befürchten. Dazu Dipl.-Ing. Albert Sepp von der TU München: „In Kombination mit der stauhaltenden, multifunktionalen und vertikal beweglichen Verschlusstafel wird ein barrierefreier Strömungsweg gewährleistet, der von den Fischen für einen gefahrlosen Abstieg genutzt wird.“ Daneben können die Fische gefahrlos durch zwei Öffnungen im Wehr flussabwärts wandern. Seit Mitte September werden in der Pilotanlage Großweil weitere Untersuchungen im Rahmen eines umfangreichen gewässerökologischen Monitorings durchgeführt. Dabei werden in zwei

Foto: Wasserkraftwerk Großweil GmbH

Florian Kufner von der Firma MUHR die Ausgangssitiuation.

Die Ingenieure von MUHR lösten diese Aufgabe, indem sie den Rechen inkl. der gesamten Reinigungsmechanik und dem zugehörigen Antrieb zu einem kompletten Modul zusammenfassten. Analog zu konventionellen Rechenreinigern wird die Harke mit den Reinigungszähnen in Fließrichtung durch den Rechen gefahren. Dabei wird angesammeltes Geschiebe aus dem Rechen gelöst und ans hintere Ende des Rechens geschoben. Dort, direkt im Anschluss an den Rechen, befindet sich das multifunktionale Verschlussorgan, welches sowohl unten als auch oben überspülbar ist. Im Regelbetrieb ist die Stauvorrichtung unten geschlossen und regelt somit den Wasserstand über dem Schachtrechen. Am Ende eines Reinigungszyklus hebt sich die Stauvorrichtung und gibt dem Wasser den Weg zur unterseitigen Unterspülung frei.

Durch den entstehenden Sog wird das abgereinigte Geschwemmsel bzw. Geschiebe am Rechenende unter der Stauvorrichtung hindurch ins Unterwasser abgespült. Gleichzeitig fährt die Harke wieder zurück an das vordere Ende des Schachtrechens. Dabei senkt sich die Stauvorrichtung wieder in die Regelhöhe.

Im Hochwasserbetrieb kann die Oberkante des Segmentwehrs bis auf das Niveau der Rechenfläche abgesenkt werden, wodurch in der

Forschungsmodulen sowohl die direkten anlagenbedingten Schädigungen der Fischfauna als auch die ökologischen Auswirkungen ermittelt, die mit anlagen- und betriebsbedingten Veränderungen des Lebensraums einhergehen. Ökologisch bemerkenswert ist außerdem, dass das Schachtkraftwerk für Geschiebe und Treibgut sehr gut durchgängig ist. Das bedeutet in weiterer Folge, dass durch die Ablagerungen des Geschiebes in natürlicher Art und Weise wichtige Orte für Laichplätze entstehen.

SCHACHTKRAFTWERK IST MODULAR Neben seinen ökologischen Vorzügen besteht ein zentraler Vorteil des Konzeptes Schachtkraftwerk in seiner Modularität. Um bei größeren Projekten etwaige Begrenzungen durch

Nachdem die beiden Turbinen vom Tiroler Traditionshersteller Geppert im vergangenen Herbst montiert wurden, ging die erste im Januar dieses Jahres in Betrieb, die zweite drei Wochen später.

Für die Experten steht heute fest: Das sporadische Ausbaggern und Spülen der Sedimente ist kein nachhaltiges Konzept eines modernen Sedimentmanagements.

Schachtkraftwerk_Grosseil.indd 21

Grafik: Geppert

Foto: Wasserkraftwerk Großweil GmbH

Die beiden doppeltreguliertem Kaplan-Turbinen des Tiroler Turbinenspezialisten Geppert erreichen eine Engpassleistung von 420 kW.

Oktober 2020

21

12.10.2020 09:55:46

HYDRO

Projekte

Totale auf das Konzept des Schachtkraftwerks in Großweil inklusive Wehranlage: Die Anordnung der Wehrklappen erstreckt sich über die gesamte Breite des Flusses. Die Klappen sind mit circa 90 cm Stauhöhe außergewöhnlich niedrig. Zudem schließen sie nur soweit, dass sie ebenfalls ständig leicht überströmt werden und ahmen so optisch wie ökologisch eine natürliche Flussstufe nach.

die Baugröße der Turbinen-Generator-Einheit sowie die hydraulischen Anforderungen zu berücksichtigen, können auch mehrere Schächte direkt nebeneinander angeordnet werden. Diese Möglichkeit macht man sich auch in Großweil zu Nutze, wo auf der orographischen linken Seite der Loisach ein Doppelschacht mit zwei Segmentschützen eingebaut worden ist.

Grundsätzlich sind dem modularen Ausbau allerdings Grenzen gesetzt, wie Günther Rösch darlegt: „Mehr als 2 Schächte an jeder Flussseite sind kaum möglich. Darüber hinaus wird es sehr schwierig, was die Erreichbarkeit im Hinblick auf Ein- und Ausheben der Turbine sowie der Rechenfelder anbelangt. Und auch die Leitungslängen spielen dabei eine Rolle.“ Er verweist in diesem Zusammenhang generell auf die technischen Herausforderungen, die bei diesem Projekt mit den langen Schmierstoffleitungen bei kalten Temperaturen verbunden waren – oder auch auf den Einbau des vollständig unter Wasser gelegenen Anschlusskastens für die Energie- und Messleitungen.

TURBINEN IM UNTERWASSERBETRIEB Das Wasser der Loisach, das den Wehrkörper permanent überströmt, sinkt im Kraftwerksbetrieb den zweieinhalb Meter tiefen Schacht ab, um dort auf zwei horizontalachsige Unterwasserturbinen zu treffen. Es handelt sich um doppeltregulierte Kaplan-Turbinen des Tiroler Turbinenspezialisten Geppert, die mit einer Nenndrehzahl von 150 Upm einen direkt gekoppelten Permanentmagnetgenerator antreibt. Dazu geht der Projektleiter aus dem

Konzept Schachtkraftwerk

Hause Geppert, Markus Ribis ein wenig ins Detail: „Im Hinblick auf Laufrad und Leitapparat haben wir unter erheblichem Aufwand eine spezielle strömungsoptimierte und fischfreundliche Geometrie der Leit- und Laufschaufeln entwickelt. Wir setzen dabei ein 4-flügeliges Laufrad mit einem Laufraddurchmesser von 1.800 mm ein.“ Als absolute Besonderheit wurde die Turbine auch dahingehend entwickelt, dass ein Starten sogar dann möglich sein sollte, wenn der Turbinenschacht mit Kies gefüllt ist. Dass dies tatsächlich funktioniert, konnte bereits an der Pilotanlage in Obernach bewiesen werden. „Dort wurden auch diverse Versuche hinsichtlich Fischfreundlichkeit mit Barben, Äschen, Kleinforellen und anderen Wasserlebewesen angestellt, die allesamt vielversprechend verlaufen sind“, sagt Markus Ribis. Zudem ermöglicht die Turbine eine Spülprogramm, wobei eine Überdrehzahl durch die Trennung vom Netz bei maximaler Öffnung toleriert wird. Ribis: „Wir haben zwar schon einige Kaplan-Aggregate ausgeliefert, allerdings zuvor noch nie in einem Schacht, wie das hier der Fall ist.

Durch die Ergebnisse der Messanalysen aus dem Prototypen ist es uns gelungen, die Turbine bis zur absoluten Praxistauglichkeit zu entwickeln.“ STROM FÜR 800 HAUSHALTE Die beiden Turbinen sind auf eine Ausbauwassermenge von jeweils 11 m3/s und bei einer Fallhöhe von 2,5 m auf eine Ausbauleistung von je 248 kW ausgelegt. Die Engpassleistung des Maschinen-Duos im Doppelschacht wird von Günther Rösch mit 420 kW

beziffert. Damit sollte das Schachtkraftwerk Großweil in der Lage sein, im Regeljahr rund 2,4 GWh sauberen Strom aus der Kraft der Loisach zu erzeugen. Das reicht aus, um rund 800 bayerische Durchschnittshaushalte mit Ökostrom zu versorgen. Ein wichtiger Beitrag zur dezentralen Energieversorgung – die kleine Gemeinde Großweil mit ihren rund 1.400 Einwohnern wird damit rechnerisch auf einen Schlag fast CO2-neutral.

Die erste der beiden Turbinen ging im Januar in Betrieb, die zweite drei Wochen später. Es folgte eine zweimonatige Testphase, in der die Anlage auf Herz und Nieren ausgetestet und sämtliche Betriebszustände simuliert werden konnten. Dabei haben sich die Maschineneinheiten in diesen ersten Betriebsmonaten durchaus bewährt – und dies nicht nur im Hinblick auf ihre erzeugungstechnische Performance. „Wichtig war vor allem auch, dass extreme Hochwasserabflüsse, mitunter stoßartige auftretende hohe Geschiebe- und Treibgutfrachten sowie die Laubfrachten im Herbst optimal beherrschbar sind. Und das hat bisher prima funktioniert, vor allem weil im abgesenkten Verschlusszustand eine mächtige Überfallströmung mit großer Spülwirkung generiert wird. Wir haben erst vor kurzem ein

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 22,0 m3/s • Fallhöhe: 2,50 m • Turbinen: doppeltregulierte Kaplan (2x) • Flügelanzahl: 4 • Laufraddurchmesser: 1.800 mm • Fabrikat: Geppert • Drehzahl: 150 Upm • Generator: PMG (2x) direkt gekoppelt • Generatorspannung: 400 V • Stahlwasserbau: MUHR • Schachtrechenmodule: 4 Stk. 6,7 m x 3,1 m • Segmentwehre: 2 Stk. 6,2 m x 1,7 m • Dammtafel Turbineneinl.: 7 m x 7 m x 1,9 m • Dammtafel Segmentwehr: 6,3 m x 1,5 m • Dammtafel Turbinenausl.: 4,2 m x 2,5 m • Wehrklappenanlage: 4 Stk. 12,3 m x 0,9 m • Inbetriebnahme: Januar 2020 • Regelarbeitsvermögen: 2,4 GWh

22

Oktober 2020

Schachtkraftwerk_Grosseil.indd 22

12.10.2020 09:55:47

HYDRO

Projekte

Fischverhaltensuntersuchungen am Großversuchsstand der TU-München belegten die Funktionalität des Fischschutzes.

Die zwei treibenden Kräfte hinter dem Konzept Schachtkraftwerk: Prof. Dr. Peter Rutschmann und Dipl.-Ing. Albert Sepp von der TU München.

HQ 10 schadlos überstanden“, freut sich Günther Rösch und verweist darauf, dass die Rahmenbedingungen an dem exponierten Standort an der Loisach durchaus herausfordernd sind.

IMPULS FÜR DEN WASSERKRAFTAUSBAU Die TU München hält mehrere Patente auf die Erfindung. Eine Ausgründung der TU München, die Hydroshaft GmbH um den Ideengeber des Konzepts, Albert Sepp, hat Nutzungsrechte erworben und vergibt wiederum Lizenzen an Kraftwerksbetreiber. Aktuell sind 12 weitere Schachtkraftwerke in der Iller, der Saalach, der Würm und im Neckar in Planung.

Vor allem der Fischfreundlichkeit und dem landschaftskonformen Grundkonzept verdankt es das Schachtkraftwerk in Großweil, dass es als erste Anlage in einem bayerischen Natura-2000-Gebiet bewilligt

Foto: TU München

Foto: zek Archiv

Prof. Dr. Anton J. Schleiss ICOLD-Präsident 2015-'18

werden konnte. Es fällt weder optisch noch akustisch auf und wirkt sich dabei nicht störend auf die natürliche Dynamik des Abflusses aus. Daher sieht Prof. Peter Rutschmann auch durchaus Potenzial in dem Konzept: „Weltweit sollen zahlreiche neue Wasserkraftwerke gebaut werden, oft in Regionen mit hoher Biodiversität. Das Schachtkraftwerk kann helfen, die ökologisch wertvollen Lebensräume in Flüssen zu bewahren.“ In dieselbe Kerbe schlägt der Vorstandsvorsitzende des Landesverbandes Bayerischer Wasserkraftwerke eG, Hans-Peter Lang in seinem Statement. Er erkennt einen wichtigen Impuls durch das neue Schachtkraftwerk und meint: „Im Idealfall wird es dadurch einfacher, die Genehmigung für die Ertüchtigung von Querbauwerken zu erhalten, was dringend notwendig ist für die Energiewende.“

RECHENREINIGUNGSSYSTEME STAHLWASSERBAU KÜHL- & PROZESSWASSERAUFBEREITUNG FISCHSCHUTZ

HYDROCON Edelstahlrechen, Österreich | Foto: TIWAG

HYDRONIC HV Horizontalrechenreiniger, Österreich

CATRONIC SV Seilrechenreiniger, Frankreich

ERHARD MUHR GMBH

Schachtkraftwerk_Grosseil.indd 23

83098 BRANNENBURG GERMANY ☏ +49 8034 90 72 0

INFO@MUHR.COM WWW.MUHR.COM

Oktober 2020

23 12.10.2020 09:55:48

HYDRO

Ein erfolgreiches Trio, das gemeinsam die offizielle Einweihung des neuen Kraftwerks Schächen feierte: Roger Nager (Regierungsrat Kanton Uri), Rolf Infanger (Präsident der Korporation Uri) und Werner Jauch (Verwaltungsratspräsident der KW Schächen AG) v.li.

Foto: zek

Projekte

LETZTE KRAFTWERKSSTUFE AM SCHÄCHEN WIRD IHRER BESTIMMUNG ÜBERGEBEN 125 Jahre nachdem erstmalig Strom mit der Kraft des Schächens produziert worden ist, feierte EWA mit seinen Projektpartnern nun die Einweihung des jüngsten Kraftwerks an der letzten bislang ungenutzten Kraftwerksstufe am Urner Traditionsgewässer. Damit schließt sich der Kreis für die Elektrizitätswerk Altdorf AG, deren Gründung mit der Inbetriebnahme des Schächen-Kraftwerks Bürglen im Jahr 1895 einhergeht. Am 19. September wurde nun die neue Anlage in der Industriezone RUAG Süd unter strikter Einhaltung sämtlicher COVID19-Vorsichtsmaßnahmen ihrer Bestimmung übergeben. Per Knopfdruck setzten die Repräsentanten der Projektbeteiligten die Maschinen in einem symbolischen Akt in Gang. Das Kraftwerk Schächen repräsentiert einen weiteren Meilenstein im Wasserkraftausbau im Kanton Uri, zumal Planung und Umsetzung des 4,9 MW-Kraftwerks mit erheblichen Herausforderungen verbunden waren.

Z

ukunft trifft Herkunft“: Unter diesem Motto war die Elektrizitätswerk Altdorf AG in ihr Jubiläumsjahr 2020 gestartet.

Ein Leitsatz, der – wenngleich nicht beabsichtigt – perfekt auch auf das Kraftwerksprojekt Schächen zutreffen sollte. Mit dem Hinweis auf diesen Umstand richtete Werner Jauch, Verwaltungsratspräsident der Schächen AG, in seiner Eröffnungsrede noch einmal den Blick zurück an die Ursprünge der Elektrifizierung im Kanton Uri: „Im Herbst 1895 ist das Kraftwerk Bürglen in Betrieb gegangen.

Das Kraftwerk stellt nicht nur den Initialfunken für die Gründung der Elektrizitätswerk Altdorf AG dar, sondern war eine essentielle Voraussetzung für die Industrialisierung in der Region. In Abwandlung eines populären

24

Zitats darf ich sagen: Es war ein kleiner Schritt für das EWA, aber ein großer für den Kanton Uri.“ Ursprünglich versorgte die Anlage die hier ansässige Munitionsfabrik, später kamen weitere Betriebe und die öffentliche Straßenbeleuchtung hinzu. Nach und nach wurden auch private Abnehmer mit Strom versorgt. Als nach dem Zweiten Weltkrieg, speziell in den 1950er und 1960er Jahren der Strombedarf rasant anstieg, war es immer noch das Kraftwerk Bürglen, das die Stromversorgung sicherstellte. 1968 wurde schließßlich ein zweites großes Wasserkraftwerk am Schächen gebaut. Bei der Konzessionierung 1962 war der Kanton als Aktionär bei EWA eingestiegen, das eröffnete neue Perspektiven.

1975 haben die Gemeinden Spiringen und

Unterschächen zusammen mit EWA die Kraftwerk Schächental AG gegründet. Mit einem oberliegenden Werk nutzt sie die Seitenbäche im Schächental. Die Kraftwerk Schächental AG ist das erste Partnerwerk von EWA, ein Modell, das sich bis heute bewährt hat. „MARATHON UND SPRINT“ Im Jahr 2020 wurde nun für EWA und seine Projektpartner Kanton Uri und Korporation Uri ein weiteres Kapitel der Erfolgsgeschichte der Urner Wasserkraft abgeschlossen. Die letzte, bislang noch ungenutzte Stufe des Schächens vom KW Bürglen bis zur Einmündung des Bachs in die Reuss konnte mit dem neuen Kraftwerk Schächen der hydroelektri-

Oktober 2020

KW Schächen_Einweihung.indd 24

12.10.2020 10:01:34

HYDRO

hinsichtlich Bau- und Durchleitungsrechte fort. Zudem blockierten Einsprachen anfänglich den Projektfortschritt. „Zum Glück konnten wir in einem konstruktiven Dialog die Bedenken ausräumen. Es ist erfreulich, dass diese Gesprächskultur im Kanton Uri noch so gut funktioniert“, freut sich Werner Jauch. Sämtliche Beteiligten lobten am Tag der Einweihung das ausgezeichnete Stakeholder-Management durch EWA, das letztlich eine Umsetzung ohne eine einzige Einsprache ermöglichen sollte.

Die Kraftwerk Schächen AG wurde im November 2016 gegründet, sie wird heute von den drei Partner EWA (51 Prozent), dem Kanton (34 Prozent) und der Korporation Uri (15 Prozent) gehalten. Wie bei vorangegangen Kraftwerksprojekten hatten sich auch für dieses Projekt die drei Partner wieder in bewährter Weise gefunden.

Foto: zek

Foto: Glanzer

Projekte

Aufgrund der Covid-Schutzmaßnahmen fand die Einweihung nur in einem kleinen Rahmen statt.

mit viel Industrie. Es war eine große Herausforderung, dies unter einen Hut zu bringen.“ Vor allen Dingen die Lage im dichtbesiedelten Urner Talboden machte das Projekt derart anspruchsvoll. Eine Unzahl an Einbauten im Untergrund und die unerlässliche Koordination mit der zeitgleich in Bau befindlichen West-Ost-Verbindungsstrasse – WOV, die auch das RUAG-Areal tangiert, bereiteten den Projektbetreibern massives Kopfzerbrechen.

GROSSE HÜRDEN GEMEISTERT 2009 war das EWA mit der Projektidee in das Vorprojekt gestartet und sah sich sehr schnell mit den ersten Herausforderungen konfrontiert. Es begann mit der wirtschaftlichen Trägerstruktur, die im Lauf der Zeit gleich mehrmals die Zusammensetzung wechselte, und setzte sich mit den Umweltverträglichkeitsprüfungen UVP 1. Stufe und UVP 2. Stufe, einer höchst aufwändigen Konzessionsbewilligung und umfangreichen Verhandlungen

DRUCKROHRVERLEGUNG MIT TÜCKEN Der Startschuss für die Bauarbeiten erfolgte im Herbst letzten Jahres, nachdem sämtliche Baubewilligungen vorgelegen waren. Als besonders diffizil stellte sich wie erwartet die Verlegung der 2,5 km langen Druckrohrleitung von der Fassung unterhalb des KW Bürglen bis hinunter zur neuen Zentrale am ­RUAG-Areal heraus. Gerade im oberen Leitungsdrittel, wo die angrenzenden Wohnhäuser bis direkt an die Böschung heran reichen, waren alle Verantwortlichen vor große Herausforderungen gestellt. Da es nicht möglich war, von der Seite der Wohnhausreihe zu bauen, sah man sich gezwungen, die Rohrleitung vom Bach aus zu errichten. Zu diesem Zweck wurde eine Baupiste im Bachbett aufgeschüttet, die prompt in den nassen Tagen des vergangenen Advents weggeschwemmt wurde – zum großen Ärgernis gleich zweimal. Für Werner Jauch einer jener Punkte, der das Projekt gefährdete: „Hätte es beim dritten Anlauf nicht geklappt, hätten wir dieses Baulos um

Foto: zek

schen Nutzung zugeführt werden. Die feierliche Eröffnung am 19. September stellte den letzten Schritt eines langen Wegs dar. „Es war ein Marathon und dann ein Sprint“, brachte es Roger Nager, Regierungsrat und als solcher Vertreter des Kantons, auf den Punkt.

Schließlich erstreckten sich die Vorarbeiten mit den Planungen und Genehmigungsverfahren über etwa 8 Jahre, die Bauarbeiten hingegen konnten in gerade einmal einem Jahr finalisiert werden.

Es waren tatsächlich hohe Hürden, die für die Realisierung des Kraftwerks genommen werden mussten. Mehrmals habe das Projekt auf der Kippe gestanden, betonten die Festredner beinah unisono. Nur wenig habe gefehlt, dass das Kraftwerk nicht gebaut worden wäre. „Dieser jüngste Erfolg ist uns keineswegs in den Schoß gefallen“, betonte Werner Jauch. „Es ist einfacher, ein solches Kraftwerk in einem Seitental zu verwirklichen als hier im dicht verwebten Wohn- und Siedlungsraum

Die fünf Festredner lassen die unterschiedlichen Aspekte eines komplexen und aufwändigen Kraftwerksprojektes in ihren Ansprachen noch einmal Revue passieren. Von links: Verwaltungsratspräsident der KW Schächen AG Werner Jauch, Regierungsrat Roger Nager, Korporationspräsident Rolf Infanger, Gemeindepräsidentin von Bürglen Luzia Gisler, Gemeindepräsident von Schattdorf Bruno Gamma sowie der Pfarrer Wendelin Bucheli, der die Segnung der Anlage vornahm.

KW Schächen_Einweihung.indd 25

Oktober 2020

25

12.10.2020 10:01:40

HYDRO

Fotos: zek

Projekte

Die interessierten geladenen Gäste wohnen dem feierlichen Eröffnungsakt bei.

Die installierte Maschinentechnik in der neuen Zentrale besteht aus zwei großen Maschinensätzen mit leistungsstarken Francis-Spiralturbinen sowie einem kleineren „Winter-Maschinensatz“ mit einer Durchströmturbine. In Summe kommt das Maschinentrio auf eine Engpassleistung von 4,9 Megawatt.

dass davon heute nichts mehr sichtbar ist. Die Druckprobe verlief auf Anhieb erfolgreich.

LOCKDOWN BREMST DEN ENDSPURT Ende November war es schließlich soweit: Die kleine „Winterturbine“, eine Durchströmturbine vom bayerischen Traditionshersteller Ossberger, speiste den ersten Strom aus dem neuen Kraftwerk Schächen ins Netz. Es handelt sich dabei um eine äußerst kompakte und zugleich robuste Maschineneinheit, ausgelegt auf eine Nennleistung von 0,66 MW, die gerade bei geringen Wassermengen die Anlage noch

am Netz hält. Mit der Inbetriebnahme des kleinen Maschinensatzes schienen die Weichen für einen erfolgreichen Endspurt für die verbliebenen Inbetriebsetzungsarbeiten gestellt.

Doch dann sollte ein Problem auftauchen, mit dem keiner gerechnet hatte: die Corona-Pandemie. „Der Lockdown hat alles verändert.

Die Turbinenmonteure von der Firma Troyer aus Südtirol konnten nicht mehr wie gewohnt einreisen, brauchten Spezialgenehmigungen und mussten natürlich die Arbeit an der letzten Maschinengruppe unter Einhaltung aller

Foto: EWA

ein ganzes Jahr verschieben müssen – und damit hätte unser Terminplan nicht mehr gehalten.“ Ein derartiges Worst-Case-Scenario wäre insofern höchst bitter gewesen, als die mit dem avisierten Inbetriebnahmetermin verknüpfte KEV-Zusage somit verfallen wäre. Es galt, die Vorgabe zu halten: Noch vor dem Jahreswechsel den ersten Strom ans Netz zu liefern. Alleine aus diesem Grund durfte beim dritten Versuch mit der Baupiste im Bachbett nichts mehr schiefgehen – und zum Glück tat es das auch.

Die Rohrleitung wurde mustergültig in die Böschung unterhalb der Häuserreihe verlegt, so-

Die neue Maschinenzentrale wurde am Areal der RUAG, kurz vor der Einmündung des Schächen in die Reuss, auf dem Gemeindegebiet von Schattdorf errichtet.

26

Technische Daten •

Gewässer: Schächen

•

Kraftwerkstyp: Laufkraftwerk

•

Fallhöhe: 81 m

•

Turbinenanzahl: 3 Stück

•

Maschine 1 + 2: Francis-Spiralturbinen

•

Fabrikat: Troyer

•

Generator 1 + 2: Synchron

•

Fabrikat: WKV

•

Maschine 3: Durchströmturbine

•

Fabrikat: Ossberger

•

Generator 3: Synchron

•

Fabrikat: AEM

•

Druckrohrleitung: GFK DN1600

•

Länge: 2,5 km

•

Fabrikat: Amiblu / APR Schweiz

•

Leittechnik: Troyer AG

•

Regelarbeitsvermögen: 16,4 GWh

Oktober 2020

KW Schächen_Einweihung.indd 26

12.10.2020 10:01:47

HYDRO

Projekte

Projektleiter Simon Kempf erklärt die Leittechnik der Anlage.

Foto: zek

Foto: EWA

Rolf Infanger fährt die Maschinen per Knopfdruck an.

Hygiene- und Abstandsregeln durchführen. Das war alles andere als einfach“, räumt Werner Jauch ein. Dennoch gelang es den Monteuren und Inbetriebsetzungspezialisten der Firma Troyer, die beiden Maschinen im März bzw. April dieses Jahres ans Netz zu bringen. Gerade noch rechtzeitig, bevor das Schmelzwasser den Schächen anschwellen ließ und die Anlage unter Volllast getestet werden konnte.

16,4 GWH „URSTROM“ FÜR 3.600 HAUSHALTE Die installierte Maschinentechnik repräsentiert den Letztstand moderner Wasserkrafttechnik. Ihre Konstellation wurde so gewählt, dass sie im Verbund die maximale Leistung aus der Kraft des Schächens holen. Die beiden Francis-Spiralturbinen aus dem Hause Troyer AG haben ihre Stärken im Volllastbereich, während mit der kleinen Durchströmturbine kleinere Wassermengen abgearbeitet werden können. Die nutzbare Bruttofallhöhe beträgt knapp 81 m.

Im Zusammenspiel kommen die beiden vertikalachsigen Francis-Spiralturbinen aus dem Hause Troyer AG, die jeweils einen direkt gekoppelten Drehstrom-Synchrongenerator aus dem Hause WKV antreiben, gemeinsam mit dem „Crossflow-Winterturbinensatz“ auf eine Engpassleistung von 4,9 MW. Damit wird das neue Kraftwerk im Regeljahr rund 16,4 Gigawattstunden „Urstrom“ erzeugen. Genug, um rund 3.600 Haushalte damit zu versorgen. Oder anders ausgedrückt: Das neue Kraftwerk Schächen spart dem Klima rund 20.000 Tonnen klimaschädliches Kohlendioxid gegenüber einem Kohlekraftwerk.

KRAFTWERK REPRÄSENTIERT GEIST DES WANDELS Korporationschef Rolf Infanger lobte in seiner Festrede das neue Kraftwerk als „echtes Vorzeigekraftwerk – nicht nur im technischen Sinne, sondern auch in Sachen gegenseitigem Respekt und Partnerschaft“. Für Regierungsrat Roger Nager versinnbildlicht das neue Kraftwerk auch den Wandel am traditionsreichen RUAG-Areal in Schattdorf: „Das Kraftwerk ist exemplarisch für die Öffnung, die in den letzten Jahren im Kanton Uri stattgefunden hat. Es steht für den Wandel von den abgeschotteten Militärbetrieben hin zu einem multifunktionalen Industriepark. Und so gesehen, befindet sich das Kraftwerk Schächen genau am richtigen Ort.“ 21,4 Millionen Franken haben die Projektpartner in das Kraftwerk investiert. Eine Summe, die auch für einen starken Wirtschaftsimpuls im Kanton sorgt, wie Werner Jauch bekräftigt: „Wir steigern die Produktion von sauberem, nachhaltigem Strom aus Urner Wasserkraft und leisten damit einen Beitrag an die Energiestrategien des Bundes und des Kantons Uri. Darüber hinaus bringt das Kraftwerk einen beachtlichen wiederkehrenden volkswirtschaftlichen Nutzen. Von der Gesamtinvestition flossen rund 77 Prozent oder 16 Millionen Franken in Form von Aufträgen an Unternehmen in Uri. Die Wasserzinsen aus dem Kraftwerk belaufen sich künftig auf 240.000 Franken pro Jahr. Weiter generiert der Betrieb zusätzliche Steuereinnahmen für die Gemeinden Bürglen und Schattdorf sowie den Kanton Uri plus neue Wertschöpfung für Uri. Und schließlich sichert das Projekt auch bestehende Arbeitsplätze.“

Ihr Partner für Energieund Kraftwerksdienstleistungen – Energiewirtschaft und Kraftwerksoptimierung – Ökostromprodukte und Zertifikatehandel – Planung, Projektierung und Realisierung von Wasserkraftwerken – Betriebs- und Geschäftsführung Wasserkraftwerke

Innovation und Qualität seit 125 Jahren.

KW Schächen_Einweihung.indd 27

Oktober 2020

27

12.10.2020 10:01:51

HYDRO

Veranstaltung

Um einen Totalausfall der Veranstaltung aufgrund der Corona-Pandemie zu vermeiden, wechselten die Veranstalter des Anwenderforums Kleinwasserkraftwerke dieses Jahr ins world wide web. In Form eines Online-Forums ging am 24. und 25. September eine kleine, aber durchaus interessante Version der Traditionsveranstaltung über die Bühne. Via Chatfunktion konnten sich die Teilnehmer einbringen, wodurch sich eine lebendige Kommunikation entwickelte. Das Online-Anwenderforum soll dennoch der Sonderfall für die aktuelle Pandemiezeit bleiben.

Für 2021 ist wieder ein „Real-lifeMeeting“ in der Tiroler Metropole Innsbruck geplant.

E

s fiel den Veranstaltern der PSE Conferences & Consulting GmbH keineswegs leicht. Dennoch blieb nach sorgfältiger Abwägung keine andere Wahl, als das geplante Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke in Kufstein in diesem Jahr nicht abzuhalten. „Das Anwenderforum Kleinwasserkraft lebt von Austausch, Diskussionen und persönlichen Gesprächen. Hierfür war die geplante Veranstaltung in Kufstein in der aktuellen Situation nicht mehr ideal, die Einschränkungen und das Risiko für uns als Veranstalter und für die Teilnehmer zu hoch“, sagt PSE Geschäftsführer Werner Warmuth. Als zeitgemäße und vor allem sichere Alternative setzten die Veranstalter ein Online-Anwenderforum am 24. und 25. September an, an dem die Besucher online kostenfrei teilnehmen konnten.

BEWÄHRTE KRÄFTE IM EINSATZ „Wir haben viele hochwertige Beiträge erhalten, aus denen wir eine Auswahl getroffen haben“, erklärt Werner Warmuth und verweist damit auf die Qualität der einzelnen Vorträge.

So konnte an beiden Terminen ein interessan-

Foto: zek Archiv

ANWENDERFORUM BRINGT WASSERKRAFTINTERESSIERTE ONLINE ZUSAMMEN

Das Anwenderforum Kleinwasserkraft zählt zu den etablierten Veranstaltungen in der Wasserkraftbranche. In diesem Jahr fand sie nur online statt.

tes Programm mit jeweils 4 Vorträgen gestaltet werden. Während sich am Abend des 24. September alles um das Thema Renovierung bestehender Anlagen drehte, lag am Vormittag des Folgetags der Fokus auf Neubau und Planung. In dem überschaubaren Zeitrahmen von 2 Stunden wurden nicht nur den Referaten der Experten ausreichend Raum und Zeit gegeben, sondern auch dem Dialog zwischen Referenten und Teilnehmern. Moderiert wurde das Forum in gewohnt souveräner Manier von den Tagungsbeiräten Prof. Dr. Bernhard Pelikan, Martin Bölli (Swiss Small Hydro), Prof. Dr. Stephan Theobald (Uni Kassel) und Dr. Stephan Heimerl (Fichtner Water & Transportation).

VORTRÄGE UND DISKUSSIONEN Den Auftakt des Webinars übernahm dabei Barbara Brinkmeier von der Uni Innsbruck mit ihrem Vortrag über die „Nachrüstung von Turbinenschutzrechen zum Fischschutz“. Dabei stellte die Forscherin ein System vor, das durch eine Kombination aus mechanischer und elektrischer Barriere Fische vor dem Ein-

Hunderte Kilometer voneinander entfernt – und doch im Online-Forum vereint:

Moderierte den ersten Teil der Veranstaltung: Prof. Dr. Berhard Pelikan

PSE Geschäftsführer Warmuth und Stephan Heimerl

rechts: Timo Krappel von Stellba Hydro

28

laufrechen eines Wasserkraftwerks abschreckt und ablenkt. Dass das vergleichsweise einfache Prinzip für großes Interesse in der Branche sorgt, zeigte sich danach auch bei den zahlreichen Fragen, die Teilnehmer online an Frau Brinkmeier richteten. Danach stellte Urs Bucher Erfahrungen beim Einsatz von Heberleitungen vor, ein durchaus komplexes und anspruchsvolles Thema. Den Abschluss des ersten Tages bildeten schließlich die beiden Vorträge von Timo Krappel von Stellba Hydro über die Modernisierung des Kraftwerks Aggertalsperre sowie von Fritz Eberlein von AUF Eberlein über den Umbau seines Kleinwasserkraftwerks. Tag 2 stand ganz im Zeichen des Themenkomplexes Neubau und Planung. In den intensiven knapp zwei Stunden standen Vorträge über eine drehzahlvariable PaT-Francis, über den Einfluss von Querbauwerken auf den ökologischen Status von Fließgewässern, Herausforderungen in der Durchflussmessung von der Firma Rittmeyer sowie das Thema Wasserkraftschnecken und Fischschutz im Mittelpunkt.

Die erste Online-Version des Anwenderforums Kleinwasserkraftwerke konnte wie erwartet nicht eine Veranstaltung im realen Leben ersetzen. Dennoch gelang es den Veranstaltern damit, an die Tradition des stets informativen und kommunikativen Anwenderforums anzuknüpfen und die Lust auf die „Real-life-Version“ im kommenden Jahr zu wecken, die in Innsbruck am 23. und 24. September 2021 geplant ist.

Oktober 2020

Anwenderforum_online.indd 28

09.10.2020 10:00:18

HYDRO

Projekte

Foto: zek

Kraftwerksbetreiber Stefan Werner neben dem neuen Maschinensatz des Kraftwerks Pusterwald, das im November letzten Jahres den Betrieb aufnahm. Die Ausbauvariante ist kleiner als jene des Altbestands – eine Lösung, die die Umstände erzwungen hatten. Dennoch liefert die Anlage im Regeljahr rund 4 Gigawattstunden Ökostrom.

WENN DIE ANLAGENVERKLEINERUNG NOTGEDRUNGEN ZUR BESTLÖSUNG WIRD Seit Ende der 1980er Jahre hatte das Kraftwerk Scharnitzbach für eine zuverlässige Stromerzeugung im steirischen Pusterwaldtal gesorgt. Doch als 2019 die Konzession auslief, schien eine Verlängerung auf einmal kein Thema mehr zu sein. Anrainer verweigerten dafür ihre Zustimmung. Damit die Stromproduktion nicht gänzlich zum Erliegen kommt, entschied sich der Betreiber, auf einen Teil der bestehenden Zuleitung zu verzichten und das Kraftwerk großteils neu zu errichten. Unter der planerischen Ägide der PI Mitterfellner GmbH aus Scheifling wurde nun eine Variante realisiert, die um knapp ein Drittel weniger Leistung bringt. Zudem konnte auch noch eine kleinere Oberstufen-Anlage mit 160 kW errichtet werden. Für die beiden Betreiber zumindest eine zufriedenstellende Notlösung.

K

ennen Sie das schönste Bergdorf Europas? Seit 2019 darf sich die kleine steirische Gemeinde Pusterwald mit diesem Attribut schmücken. Sie holte die Goldmedaille bei der „Entente Florale Europe“, einem europaweiten Wettbewerb, dessen Bewertungskriterien allerdings mehr umfassen als nur als das optische Ortsbild. Vielmehr geht es dabei auch um Lebensqualität und Fragen der Nachhaltigkeit. Dass in die-

sem Zusammenhang eine Energieversorgung auf Basis erneuerbarer Energien perfekt ins Bild passt, versteht sich von selbst. Gerade das Kraftwerk Scharnitzbach, das Ende der 1980er Jahre errichtet wurde, sorgte seit 30 Jahren für über 5 Gigawattstunden Ökostrom p.a. aus dem auf über 1.000 Meter ü.M. gelegenen Nebental des Pölstals. Doch just als es um die Verlängerung der ablaufenden Konzession ging, tauchten finstere Wolken am

KW Pusterwald2.indd 29

Himmel der Kraftwerksbetreiber auf. Anrainer, auf deren Grund die Wasserfassung und der obere Teil der Druckrohrleitung liegen, verweigerten die Zustimmung zu einer Verlängerung der Konzession. Für Stefan Werner, den erfahrenen Wasserkraftbetreiber aus Heidelberg, eine äußerst schwierige Situation. Doch Aufgeben war für ihn auch keine Option: „Natürlich war das sehr unbefriedigend. Aber wir haben gemeinsam mit dem Oktober 2020

29

12.10.2020 10:06:26

HYDRO

Projekte

Der Standort des Maschinenhauses in Pusterwald konnte beibehalten werden.

Planungsbüro PI Mitterfellner nach einer Lösung für einen Weiterbetrieb gesucht – und die einzig machbare, war der Umbau auf eine kleinere Ausbauvariante.“ PROJEKT MIT HERAUSFORDERUNGEN Stefan Werner gilt als Mann mit Wasserkraft-Know-how. Bereits sein Vater hatte am Neckar ein Kraftwerk betrieben. Allerdings, so erzählt Stefan Werner heute, hat es seinen Vater mehr und mehr in die österreichischen Berge gezogen. Fallhöhe schien ihn mehr zu interessieren als große Wassermengen. Heute hält er Beteiligungen an vier steirischen Wasserkraftwerken. „Nach dem Ableben meines Vaters 2008, habe ich die Planungen der anderen Wasserkraftanlagen übernommen – und dabei hat mich auch das ‚Wasserkraft-Virus‘ ein wenig erwischt.“ Sein Know-how sollte im Pusterwaldtal letztlich gefordert sein. Es galt, eine Notlösung zu entwickeln, die trotz Wasser- und Fallhöhenverlustes das Maximum aus den Rahmenbedingungen herausholte. Und dies in relativ kurzer Zeit. 2018 wurde die PI Mitterfellner GmbH mit der Planung betraut. Für Ing. Ewald Dröscher, den erfahrenen Planungsingenieur des Büros, eine nicht alltägliche Aufgabe, die auch die eine oder andere Herausforderung bereithalten sollte. „Sowohl die neue Wasserfassung als auch die Integration der komplett neuen elektromaschinellen Ausrüstung waren alles andere als einfach.

Zudem stand uns für die gesamte Umsetzung nur ein enges Zeitfenster von rund 4 Monaten zur Verfügung. Aber zum Glück konnte das Projekt in dieser Zeit ohne Probleme umgesetzt werden“, so Ewald Dröscher.

30

NEUES LEBEN IN ALBANIEN Bis zum Sommer 2019 drehte sich die Turbine der Bestandsanlage noch, dann wurden die Maschinen stillgesetzt. Aufgrund der Fallhöhen- und Durchflussänderung blieb dem Betreiber gar nichts anderes übrig, als das elektromaschinelle Equipment komplett zu ersetzen.

Für die alte Turbine sollte dies allerdings noch nicht das Ende ihres technischen Lebens sein.

Man hatte noch Verwendung für die rüstige 30-Jährige aus der damals spanischen Produktionsstätte der Fa. Kössler, die heute Teil des Voith-Konzerns ist. Ein Südtiroler Turbinenspezialist hatte sein Interesse bekundet Für das neue Kraftwerk brauchte es auch eine neue Wasserfassung: Und die wurde in eine bestehende Geschiebesperre integriert. Dadurch blieb ein großer Einsatz von Beton erspart.

MASCHINE MIT STARKER PERFORMANCE Der Einbau der neuen Maschine gestaltete sich dagegen durchaus knifflig, wie der Planungsingenieur bestätigt: „Das bestehende Zulaufrohr, das nicht getauscht wurde, war im Hinblick auf die Einbausituation des neuen Maschinensatzes zwei Meter zu tief. Dafür galt es eine Lösung zu finden. Und generell war es nicht einfach, einen komplett anderen Maschinensatz in ein bestehendes Bauwerk zu integrieren, in dem auch einige Einbauten belassen wurden.“ Bei der Wahl des neuen Maschinengespanns entschieden sich die Verantwortlichen für eine 6-düsige Peltonturbine aus dem Hause Geppert, die mit einer elektrischen Düsensteuerung ausgeführt ist. Sie ist auf eine Bruttofallhöhe von 137 m und eine Ausbauwassermenge von 0,9 m3/s ausgelegt. Bei einem Wirkungsgrad von über 90 Prozent kommt die Turbine auf eine Nennleistung von 981,5 kW. Dies verdankt sie in erster Linie dem ausgefeilten Design des Geppert Laufrads. Dank ihrer 6 Düsen ist die Maschine auch in der Lage, sehr geringe Wassermengen zu verarbeiten. Eine Foto: zek

Foto: zek

und demontierte in der Folge die komplette Maschine. „Er hat nicht nur die Turbine ausgebaut, sondern auch die gesamte Ringleitung herausgeschrämt, die ursprünglich in Beton vergossen war. Das hat ein wenig Zeit benötigt, aber letztlich hat er den Ausbau erfolgreich bewerkstelligt“, erinnert sich Ewald Dröscher. Heute ist die Maschine, die einst in Spanien für das steirische Pusterwald produziert wurde, in Albanien im Einsatz. „Angeblich läuft sie wieder sehr gut“, so der Planer.

Oktober 2020

KW Pusterwald2.indd 30

12.10.2020 10:06:31

HYDRO

Projekte

Foto: zek

Die Wasserfassung besteht aus 7 Modulen des Coanda-Systems Grizzly Protec aus dem Hause Wild Metal, das sich bestens für diese Voraussetzungen eignet.

Qualität, die in den kalten Wintermonaten durchaus gefragt ist. Stefan Werner zeigt sich bislang hoch zufrieden mit der Performance des Maschinensatzes, der nicht nur leistungsstark, sondern im Betrieb auch sehr leise arbeitet.

Dies liegt unter anderem auch am direkt gekoppelten Synchrongenerator. Die Maschine aus dem Hause Hitzinger sorgt mit einer Wasserkühlung für einen ausgesprochen geräuscharmen Betrieb. Dank eines Wirkungsgrads von fast 97 Prozent liegt die Klemmenleistung des Maschinensatzes bei immerhin 950 kW.

WASSERFASSUNG IN DER GESCHIEBESPERRE Die neue Wasserfassung am Scharnitzbach musste rund 100 m tiefer situiert werden. Dafür bot sich ein bestehendes Querbauwerk an, das von der Wildbach- und Lawinenverbauung WLV errichtet worden war. „Glücklicherweise sind am Scharnitzbach zig Sperren und Querverbauungen, sodass uns im Zuge des Neuprojektes die Errichtung einer Fischaufstiegshilfe erspart geblieben ist. Aber auch die Integration der Wasserfassung in die äußerst massive Geschiebesperre war nicht ganz ein-

fach“, erinnert sich Ewald Dröscher. Für den neuen Grundablass musste ein Loch in die Mauer gesägt werden. Als Fassung wurde ein Coanda-System vom Typ Grizzly Protec der Firma Wild Metal, bestehend aus 7 Modulen, in das Querbauwerk integriert. Es handelt sich dabei um ein patentiertes System des Südtiroler Branchenspezialisten, das je nach Anforderungen und hydrologischer wie topographischer Gegebenheiten individuell angepasst wird. Der Grizzly Power Protec wurde für Gebirgsbäche mit starker Geschiebeführung entwickelt. Seine strömungsoptimierten Strangpressprofilstäbe, die üblicherweise im Abstand von 30 mm bis 50 mm angebracht sind, halten das Geschiebe vom Feinsieb fern und bewahren dieses somit vor Beschädigungen. Ein Verkeilen von Steinen und Gehölz wird durch die spezielle Anordnung der Rechenstäbe weitgehend verhindert. Dies spielt gerade bei der Wasserfassung an der Geschiebesperre eine große Rolle, da man hier nur sehr schwer von Hand aus den Grobrechen reinigen kann.

Die Wahl der WLV-Sperre sollte sich als Win-Win-Situation für alle Beteiligten erweisen. Einerseits für die Betreiber, die sich einen enormen baulichen Aufwand in einem durchaus sensiblen Ökosystem ersparen konnten.

Und auch für die Gemeinde, der die Geschiebesperre eigentlich gehört: Sie profitiert nun davon, dass die Betreiber des neuen Kraftwerks Pusterwald in Zukunft die volle Verantwortung für den Unterhalt der Sperre übernehmen.

WEG FREI FÜR EINEN OBERLIEGER Da der obere Teil des Triebwasserstrangs von der Scharnitzbachseite notgedrungener Weise stillgelegt wurde, konnte aus hydraulischen Gründen die Bachbeileitung des Schafferbachs nicht mehr für das neue Kraftwerk genutzt werden. Sie lag nun ja de facto um die besagten 100 m zu hoch. Im Zuge der Umplanung kris-

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

KW Pusterwald2.indd 31

We clean water Oktober 2020

31

12.10.2020 10:06:33

HYDRO

Projekte Almhütten zu versorgen. Dafür war anfänglich eine kleine Anlage mit 40 kW Leistung geplant. Doch dann beschloss Poier, auf eigene Kosten die 1,8 Kilometer lange Anbindung an das öffentliche Stromnetz zu übernehmen. Damit stand auch einem deutlich größeren Ausbaugrad des neuen Oberliegers nichts mehr im Weg. Die 3-düsige Peltonmaschine aus dem Hause Unterlercher Maschinenbau ist nun bei einer Fallhöhe von 93 m und einer Ausbauwassermenge von 225 l/s auf immerhin rund 160 kW ausgelegt. Sie ist erst seit wenigen Wochen in Betrieb und wird im Jahr rund 500.000 kWh Strom ins Netz einspeisen.

In der neuen Oberlieger-Anlage wurde ein kleinerer Maschinensatz mit einer 3-düsigen Peltonturbine vom Fabrikat Unterlercher integriert, der auf rund 160 kW ausgelegt ist.

tallisierte sich nach und nach die Idee heraus, diesen Abschnitt am Schafferbach ebenfalls zu nutzen – in Form eines weiteren Kleinkraftwerks. Für das Pusterwalder Urgestein Theodor Poier eröffnete sich damit eine interessante Perspektive. „Uns war schon klar, dass es sinnvoller ist, hier eine weitere Turbine einzubauen, als

die Energie über ein Druckreduzierventil zu vernichten“, so der Betreiber. Schließlich waren Wasserfassung und Druckrohrleitung DN400 bereits vorhanden. Nur eine Maschinenzentrale musste gebaut werden. Die Intention des ortsansässigen Unternehmens war es, mit der Anlage seine touristisch vermieteten

Technische Daten KW Pusterwald

UNÜBLICHE RAHMENBEDINGUNGEN FÜR WASSERKRAFTSPEZIALISTEN Die komplette elektrotechnische und leittechnische Ausrüstung für beide Kraftwerke sollte von einem absoluten Branchenspezialisten, der MBK Energietechnik GmbH mit Sitz im südoststeirischen Ilz, realisiert werden. Für MBK-Geschäftsführer Christian Mund ein nicht gerade alltäglicher Auftrag, wie er selbst meint: „Im Grunde war dieses Projekt ja etwas Unübliches: Normalerweise macht man heute viel häufiger aus zwei ‚alten Dingen‘ eins. Aber in diesem Fall war es genau umgekehrt – aus eins mach zwei!“ Bereits das bestehende Kraftwerk Scharnitzbach wurde vor einigen Jahren von den Tech-

Technische Daten KW Schafferbach

•

Ausbauwassermenge: 900 l/s

•

Fallhöhe netto: 122,70 m

•

Ausbauwassermenge: 225 l/s

•

Fallhöhe netto: 87,42 m

•

Turbine: Pelton

•

Fabrikat: Geppert

•

Turbine: Pelton

•

Fabrikat: Unterlercher

•

Nennleistung: 951,1 kW

•

Düsenzahl: 6

•

Nennleistung: 160 kW

•

Düsenzahl: 3

•

Generator: Synchrongenerator

•

Fabrikat: Hitzinger

•

Generator: Synchrongenerator

•

Fabrikat: Hitzinger

•

Druckrohrleitung: Guss DN700

•

Länge: 2.609 m

•

Druckrohrleitung: Guss DN400

•

Länge: 601 m

•

Regelarbeitsvermögen: 4,032 GWh

•

Regelarbeitsvermögen: ca. 0,5 GWh

32

Oktober 2020

KW Pusterwald2.indd 32

12.10.2020 10:06:35

HYDRO

Foto: zek

Projekte

de facto um eine kleine Energiezentrale. Denn direkt vom Kraftwerk aus werden die Almhütten der Familie Poier mit Strom versorgt, und das nicht nur im Normalbetrieb. In Zukunft sollen die Hütten bei Bedarf auch im Inselbetrieb vom KW Schafferbach versorgt werden.“ REDUKTION MIT HOHER QUALITÄT Mit dem Anschluss an das öffentliche Stromnetz erfuhr die Infrastruktur des offiziell „schönsten Bergdorfs Europas“ einen gehörigen Schub.

Schließlich nutzte die Gemeinde Pusterwald sämtliche sich bietenden baulichen Synergien und verlegte mit der Stromleitung gleichzeitig einen neuen Kanal sowie eine moderne Telekommunikationsleitung.

Mit den 500.000 kWh aus dem neuen KW Schafferbach und den rund 4 GWh aus dem neuen KW Pusterwald speisen die beiden Betreiber heute im Regeljahr rund 4,5 GWh ins Netz ein. Das bedeutet einen Rückgang gegenüber dem alten KW Scharnitzbach (vormals 5,3 GWh) um rund ein Viertel. Gerade für den Kraftwerksbetreiber aus Heidelberg Stefan Werner, der in der Steiermark bei seinen vier Kraftwerksbeteiligungen auf eine Gesamtproduktion von 7,5 GWh kommt, ist das eine bittere Pille. Dennoch zeigt er sich heute zufrieden darüber, dass sein Kraftwerk am Ende doch deutlich mehr geworden ist als nur eine Notlösung.

IR

F

Ihr Spezialist für Erneuerbare Energie.

ITTERFELLNE IM

R

P

nikern von MBK steuerungstechnisch rundumerneuert. Es war davor immer wieder zu längeren Stillstandszeiten gekommen, woraufhin sich die Betreiber trotz der bevorstehenden Revitalisierung für eine Erneuerung der Turbinenregelung entschieden hatten. Sämtliche Komponenten wurden so gewählt, dass diese auch nach der geplanten Revitalisierung weiter eingesetzt werden können. Dass aus der Revitalisierung schon wenig später notgedrungen ein kompletter Neubau werden würde, konnte zu diesem Zeitpunkt noch niemand ahnen. „Aufgrund der Änderung des kompletten Anlagenkonzept konnte nur noch der be­ stehende Energieverteiler weiterverwendet werden. Alle anderen e-technischen Komponenten mussten von uns erneuert werden“, so Christian Mund, der dabei auf eine besondere Herausforderung verweist: ­„Um eine Kommunikation zwischen Krafthaus und Wasserfassung herzustellen, waren wir auf ein bestehendes, altes ‚Signalkabel‘ mit 3 x 2,5 mm2 angewiesen. Aber entgegen aller Befürchtungen hat das sehr gut funktioniert, und es ist jetzt sogar möglich, die Wasserfassung von der Ferne per Kamera zu überwachen.“ Was das kleinere KW Schafferbach anbelangt, so legte MBK dem Betreiber mehrere Varianten vor. Theo Poier entschied sich letztlich für die komplexeste, und dies aus gutem Grund: „Das Besondere an der Anlage ist, dass es sich um mehr als nur ein Kraftwerk handelt, sondern

Für beide Anlagen lieferten die Branchenspezialisten von MBK in bewährter Weise die komplette elektrotechnische und leittechnische Ausrüstung.

JAHRE ME

M

Foto: zek

Die bestehende Wasserfassung am Schafferbach auf rund 1.350 m Seehöhe.

Auch hier ist ein Coanda-System von Wild Metal installiert.

NJU BILÄ

U

+43 (0)3582 22299 office@planing.at | www.planing.at

KW Pusterwald2.indd 33

Oktober 2020

33

12.10.2020 10:06:40

HYDRO

Projekte

Foto: Troyer

Anstelle von sieben Pumpen, die als Turbinen betrieben wurden, sind nun im neu errichteten Kraftwerk Tannuwald zwei baugleiche 4-düsige Peltonturbinen des Sterzinger Wasserkraftspezialisten Troyer AG installiert worden. Dank dieser Optimierung wird das Kraftwerk im Jahr nun rund 22 GWh Strom erzeugen.

TECHNISCHER NEUSTART HEBT ENDLICH DAS GANZE POTENZIAL VON KW TANNUWALD Weder technisch noch wirtschaftlich war das alte Kraftwerk Tannuwald, gelegen im Simplon im Kanton Wallis, auf der Höhe seiner Zeit – und war es im Grunde auch nie. 1981 errichtet, wurde es mit sieben Pumpen für den Turbinenbetrieb ausgestattet, mit denen bis zuletzt nur ein suboptimaler Kraftwerksbetrieb möglich war. Der hohe Wartungs- und Instandhaltungsaufwand auf der einen und der miserable Wirkungsgrad auf der anderen Seite machten schließlich eine Kompletterneuerung durch die Betreiberin, die Energie Electrique du Simplon (EES), unumgänglich. Das Bauvorhaben konnte mit Sommerbeginn dieses Jahres erfolgreich abgeschlossen werden. Mit zwei neuen Turbinen des Südtiroler Wasserkraftspezialisten Troyer AG erzeugt das frisch renovierte KW Tannuwald nun um knapp ein Viertel mehr Strom als zuvor, in Summe rund 22 GWh. Und dank Vergütung über das KEV zählt die Anlage heute zu den wirtschaftlichsten Neuanlagen der Alpiq, die mit knapp 82 Prozent Mehrheitseigentümerin der EES ist.

W

as hat der schlechte Wirkungsgrad eines Wasserkraftwerks im Walliser Simplon mit einer Goldmine in Südafrika zu tun? So einiges, wenn man in der Geschichte der Ökostromanlage kramt, die 1980 errichtet und ein Jahr später in Betrieb genommen worden ist. „Zu dieser Zeit war der Strompreis extrem niedrig. Entsprechend schwierig war es, den Bau eines Wasserkraftwerks wirtschaftlich darzustellen“, erzählt Bernard Valluy, Leiter des Bereichs Projektmanagement & Innovation bei der Alpiq in Lausanne. „Dann eröffnete sich den Projektbetreibern die Option, Pumpen zu einem sehr günstigen Preis zu erwerben. Diese waren ursprünglich für eine Goldmine in Südafrika vorgesehen, wurden aber nie bezahlt und somit auch nie dorthin geliefert.

34

Man beschloss also, sieben Pumpen einzubauen und diese als Turbinen zu betreiben.“ Die vermeintlich „billige“ Lösung sollte sich aber über die Jahre als faktisch kostspielige entpuppen. Im Betrieb erwiesen sie sich als anfällig, der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand war erheblich. Zudem seien sie nie über einen Wirkungsgrad von 80 Prozent hin­ ausgekommen, wie Bernard Valluy betont. Und noch ein weiterer Minuspunkt bereitete den Betreibern Unbehagen: „Die Generatoren waren Asynchrongeneratoren, die viel Blindleistung ins Netz speisten. Leider verlangt die Netzbetreiberin SwissGrid dafür saftige Pönalen“, so der leitende Projektmanager. Kein Zweifel: Es war hoch an der Zeit, das KW Tannuwald technisch fit für das 21.

Jahrhundert zu machen.

NEUVERLEGUNG DER DRUCKROHRLEITUNG 2017 wurde das Projekt auf Schiene gebracht, nachdem die Verantwortlichen von EES den Baubeschluss für eine Totalerneuerung des Kraftwerks gefällt hatten. Nach Vorliegen sämtlicher behördlicher Genehmigungen konnte bereits 2019 mit dem Bau begonnen werden, wobei man sich in der ersten Phase vor allem auf die Neu-Verlegung der 2,8 Kilometer langen Druckrohrleitung konzentrierte. Während die 9 Meter hohe Staumauer des auf 1.759 m ü. M. gelegenen Speichers Fah unangetastet blieb, wurde die alte Rohrleitung DN800 rückgebaut. Entlang der bestehenden Trasse wurde in der Folge der neue Kraftabstieg realisiert. Die Frage nach dem idealen Rohrmaterial war für die Verantwortlichen zu Beginn noch nicht ganz klar, wie

Oktober 2020

KW Tannuwald.indd 34

12.10.2020 10:13:38

HYDRO

Projekte

Foto: Troyer

MONTAGE IM LOCKDOWN Die zweite zentrale Herausforderung kam plötzlich und gänzlich unerwartet ein Jahr danach: COVID 19. Und sie traf vor allem das Unternehmen, das mit der technischen Ausrüstung der Anlage betreut war – die Troyer AG aus Sterzing. Hubert Wassertheurer, Projektleiter bei Troyer AG, erinnert sich daran noch sehr gut: „Der Montagezeitraum fiel genau mit dem Höhepunkt der ersten Pandemiewelle und dem verhängten Lockdown zusammen. Dadurch kam es bei der Montage zu ungeplanten Unterbrechungen. Das war schon sehr unangenehm für alle Beteiligten. Durch geeignete Sicherheits- und Hygienemaßnahmen auf der Baustelle und dem verstärkten Einsatz von Montagepersonal nach dem Lockdown konnten wir den Zeitverlust wieder aufholen.“ Technisch gesehen stellte das Projekt die erfahrenen Wasserkraftspezialisten aus Südtirol kaum vor größere Herausforderungen. Ende Oktober 2018 erging der Auftrag an die Troyer AG. Ein Auftrag, der neben Konstruktion, Lieferung und Inbetriebsetzung von zwei 4-düsigen Pel-

Da die Gebäudehülle des alten Kraftwerks bestehen blieb, waren die Platzverhältnisse im Inneren der Maschinenzentrale sehr beengt für die Monteure der Firma Troyer.

Foto: Troyer

Bernard Valluy bestätigt: „Wir haben überlegt, ob wir Guss oder Stahl verwenden. Haben uns aber angesichts der großen Dimension letztlich für Stahl entschieden.“ Geliefert und errichtet wurde die Stahl-Druckrohrleitung von den Branchenspezialisten Idroweld aus dem italienischen Piemont. Die Verlegung der neuen Druckrohrleitung der Dimension DN1000 in den steilen Hängen des Simplon zählt Bernard Valluy zu den größten Herausforderungen im Zuge der Projektumsetzung.

Die beiden Turbinen mussten speziell an die sehr schmale Baukubatur des Maschinenhauses angepasst werden.

Gut verpackt werden Turbinengehäuse und Verteilrohre in das Maschinenhaus geliefert.

tonturbinen auch zwei Kugelschieber DN500 inkl. Revisionsdichtung sowie drei Kühlsysteme umfasste. Außerdem lieferten die Wasserkraft-Allrounder auch die beiden Generatoren der Marke ELIN Motoren sowie zwei dazugehörige Steuerungseinheiten.

MASSIVE LEISTUNGSSTEIGERUNG Für das Kraftwerk Tannuwald bedeutet dieses maschinentechnische Upgrade einen echten Quantensprung. Die beiden 4-düsigen Peltonturbinen sind auf einen Ausbaudurchfluss von je 1,3 m3/s ausgelegt und kommen bei einer Fallhöhe von 337 m auf eine Ausbauleistung von 4,16 MW. „Wir gehen jetzt von einer Engpassleistung von etwa 8 MW aus. Die 7 Pumpen erreichten damals höchstens 5,8 MW“, erklärt Bernard Valluy, räumt gleichzeitig aber auch ein, dass für den Leistungssprung nicht nur die starke Performance der neuen Maschinen, sondern auch eine moderate Erhöhung der Triebwassermenge verantwortlich sei. „Wir konnten die Tage mit Überlauf an der Staumauer Fah verringern und damit die Ausbauwassermenge von 2,1 m3/s auf nunmehr 2,7 m3/s erhöhen. Daher auch die Vergrößerung des Rohrdurchmessers.“ Warum die Projektbetreiber auf das Know-how der Firma Troyer setzten, ist für Valluy leicht erklärt: „Ein Turbinenspezialist der Alpiq konnte vor etwa 5 Jahren die Produktionsstätte in Sterzing besuchen – und war davon wirklich begeistert. Die ganze Fertigung hat einen sehr guten Eindruck gemacht. Das war sehr wichtig für uns, da wir zuvor noch keine Erfahrung mit dem Südtiroler Turbinenbauer gemacht hatten.

Im Rahmen der Ausschreibung für die maschinentechnische Ausrüstung erwies sich das Angebot der Firma Troyer als das beste. Und letztlich hat sich das Vertrauen in das Unternehmen auch bestätigt.“ LOGISTISCHES KNOW-HOW GEFRAGT Gefordert war das Team der Firma Troyer unter anderem auch bei der Anlieferung zur Maschinenzentrale. „Die Zufahrtsstraße von Gondo hinauf nach Tannuwald ist steil und eng. Für den Transport brauchte es nicht nur einen guten Fahrer, sondern auch einen Spezial-LKW, der die Turbinenkomponenten an ihren Bestimmungsort brachte“, erinnert sich Hubert Wassertheurer. Auch die Montage an sich gestaltete sich nicht ganz einfach. Schließlich war durch die bestehende Gebäudehöhe auch die Kranhakenhöhe vorgegeben. Aus diesem Grund wurden am Turbinengehäuse Ausnehmungen vorgehsehen, damit der Generator montiert werden konnte. „Bedingt durch die beengten Platzverhältnisse war eine detaillierte Planung der Reihenfolge von Anlieferung und Einbau essentiell“, so Wassertheurer.

Seit Mitte Juni dreht sich Turbine 1, die zweite Maschine folgte rund zwei Wochen später. Nach dem regulären Probebetrieb konnte die Anlage Ende Juli dieses Jahres in den Regelbetrieb überführt werden. Da-

KW Tannuwald.indd 35

Oktober 2020

35

12.10.2020 10:13:39

Z r Ö B b H l

HYDRO

Foto: Troyer

Foto: Troyer

Projekte

Ein ausgereiftes Laufraddesign ist die Voraussetzung für das hohe Leistungsniveau der Turbinen der Troyer AG.

Das Maschinenhaus fügt sich nicht nur aufgrund der geschmackvollen Optik bestens in das Naherholungs- und Wohngebiet im Zentrum von Gravellona Toce von am Lago ein,Motoren nun seine Service-Dienstleistungen weltweit anbieten.

Mit dem Vertriebsnetz VoithMaggiore kann ELIN sondern auch aufgrund der getroffenen Lärmschutzmaßnahmen, wodurch vom Kraftwerksbetrieb kaum etwas nach außen dringt.

Jedes der beiden Kühlsysteme verfügt über eine eigene Kühlkonsole mit redundanten Pumpen, 3-Wege-Mischern, Durchfluss-, Druck- und Temperaturmesssonden.

bei zeigte das neue Maschinen-Duo von Anfang an, was in ihm steckt. „Alleine im Juni erreichte das Kraftwerk den 1,5-fachen Ertrag des bisherigen Juni-Mittelwerts. Das bedeutet einen Produktionsrekord – und das im Probemonat“, zeigt sich Bernard Valluy sehr zufrieden.

Foto: Troyer

KEINE RESILIENZ MIT SCHLECHTEN TURBINEN Insgesamt hat EES circa 21 Mio. CHF in das Projekt investiert. Dabei landeten die Projektverantwortlichen mit den Kosten exakt im Zielbereich, wie Valluy betont. Für ihn steht fest, dass das Kraftwerk Tannuwald nach 40 Jahren endlich technisch so realisiert wurde, wie es dem Stand der Technik entspricht. „Man darf eines nicht vergessen: Schlechte Maschinen bedeuten auch, dass ein Kraftwerk wirtschaftlich nicht sehr resilient gegenüber Schwankungen am Markt ist. Ein gutes Kraftwerk dagegen lässt sich auch dann wirtschaftlich betreiben, wenn die Preise am Markt ungünstig sind“, so der Fachmann. Er verweist darauf, dass mit

den neuen Maschinensätzen und den neuen Steuerungseinheiten heute im Regeljahr ein Jahresarbeitsvermögen von 22 GWh erreicht wird. Das bedeutet gegenüber dem Altbestand eine Steigerung von 4 GWh. Im Gesamtverbund mit den anderen beiden Simplon-Kraftwerken Gabi und Gondo liefert die EES heute rund 243 GWh ans Netz. Somit entfallen gut 9 Prozent auf das neue Kraftwerk Tannuwald, dessen wirtschaftliche Bilanz dabei deutlich höher zu bewerten ist. Valluy: „Obwohl das Kraftwerk weniger als 10 Prozent der Gesamtproduktion ausmacht, lukriert es 30 Prozent des Gesamtertrags. Dies liegt daran, dass der hier erzeugte Strom über das Förderregime des KEV (Kostendeckende Einspeisevergütung, Anm. d. Redaktion) abgerechnet wird. Es handelt sich somit aktuell um eines unserer wirtschaftlichsten Kraftwerke.“ RETROFITPROGRAMM FÜR KW GABI Um einen effizienten und sicheren Betrieb der Anlagen im Simplon sicherzustellen, investieren die Aktionäre der EES – Alpiq (81,9 Prozent), EnAlpin (10,8 Prozent), EWBN (3 Prozent), FMV (2,7 Prozent) und Privataktionäre (1,6 Prozent) – kontinuierlich in die Kraftwerke und deren Komponenten. Im Jahr 2017 sanierte die Energie Electrique du Simplon bereits das Wasserkraftwerk Gondo. Ab 2021 steht nun die Sanierung des Kraftwerks Gabi auf dem Plan, dessen Maschinen zwecks Leistungserhöhung ersetzt werden. Die Erneuerungsarbeiten an den Kraftwerksanlagen der EES dienen der optimierten Nutzung des Wasserkraftpotenzials und stehen somit im Einklang mit der Energiestrategie 2050 des Bundes.

Technische Daten

Die neuen Synchrongeneratoren aus dem Hause ELIN Motoren sind auf eine Leistung von 5.000 kVA ausgelegt und sind mit Gleitlagern und Hydrostatik ausgeführt.

• Ausbauwassermenge total: 2,7 m3/s

• Fallhöhe: 337 m

• Turbinen: 2 Peltonturbinen 4-düsig

• Fabrikat: Troyer AG

• Ausbaudurchfluss p.M.: 1.300 l/s

• Leistung p.T.: 4,16 MW

• Drehzahl: 1.000 Upm

• Engpassleistung: 8,0 MW

• Generatoren: 2 Synchrongeneratoren

• Fabrikat: ELIN Motoren

• Nennleistung: 5.000 kVA

• Kühlung: wassergekühlt

• Druckrohrleitung: 2,8 km DN1000

• Material: Stahl (Idroweld)

• E-Technik & Leittechnik: Hydro Exploitation

• Planung: IM Maggia

• Kugelschieber: 2 Stück DN500 PN45

• Fabrikat: TB Hydro

• Regelarbeitsvermögen: 22 GWh

• Inbetriebnahme: Juni 2020 •

36

Oktober 2020

KW Tannuwald.indd 36

12.10.2020 10:13:42

HYDRO

Projekte

Foto: Geotrade

Die Kleinwasserkraftwerke Forchhammer GmbH errichtet am steirischen Zanitzenbach eine neue Ausleitungsanlage. Das gesamte Anlagenequipment, deren Herzstück eine 2-düsige Pelton-Turbine mit einer Engpassleistung von ca. 350 kW bildet, stammt vom Komplettanbieter WWS Wasserkraft GmbH.

KLEINWASSERKRAFTWERK AM STEIRISCHEN ZANITZENBACH SOLL NOCH VOR WEIHNACHTEN IN BETRIEB GEHEN In der steirischen Gemeinde Obdach steht das Wasserkraftwerk Zanitzenbach kurz vor der Fertigstellung. Realisiert wird das neue Ausleitungskraftwerk mit einer Engpassleistung von ca. 350 kW von der Kleinwasserkraftwerke Forchhammer GmbH. Die komplette Anlagenausstattung, darunter Stahlwasserbau, sämtliche elektromechanischen Komponenten sowie die Leittechnik, stammen vom oberösterreichischen Branchenexperten WWS Wasserkraft GmbH. Für die Umsetzung der gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten und die Verlegung der Druckrohrleitung sorgt die Gottfried Guster GmbH. Die oberösterreichische Geotrade Tiefbauprodukte GmbH lieferte das gesamte Rohrmaterial des knapp 2 km langen Kraftabstiegs, der zur Gänze aus GFK-Rohren DN600 der Marke SUPERLIT besteht.

Betrieb und Pflege von Forchhammer in seinem Testament festgeschrieben wurde. Das jüngste im Rahmen der Stiftung gebaute Der knapp 2 km lange Kraftabstieg besteht zur Gänze aus GFK-Rohren DN600 der Marke SUPERLIT.

Foto: WWS Wasserkraft

D

ie im Frühjahr 2020 gestartete Umsetzungsphase des Wasserkraftwerks Zanitzenbach auf dem Gebiet der steirischen Marktgemeinde Obdach im Bezirk Murtal neigt sich im Oktober ihrem Ende zu.

Innerhalb eines halben Jahres Bauzeit konnten bei der nach dem Ausleitungskonzept konzeptionierten Anlage erhebliche Fortschritte erzielt werden. Der Neubau in unmittelbarer Nähe zur Landesgrenze mit Kärnten wird von der Kleinwasserkraftwerke Forchhammer GmbH realisiert, die zur Florian Forchhammer Stiftung gehört. Der im Vorjahr früh verstorbene Florian Forchhammer war ein Mensch mit vielerlei Interessen. Neben dem Sammeln und Handeln mit Kunstwerken und Antiquitäten hatte sich dieser auch der sauberen Energiegewinnung aus Wasserkraft verschrieben. Davon zeugt unter anderem das denkmalgeschützte Wasserkraftwerk Stallegg im Schwarzwald, dessen Erhalt,

Projekt KW Zanitzenbach zek Hydro 5_20.indd 37

Kraftwerk in Österreich steht nun kurz vor seiner Fertigstellung.

ANLAGEN-EQUIPMENT VOM KOMPLETTANBIETER „Die Genehmigung zur Errichtung des Wasserkraftwerks am Zanitzenbach wurde von der Kleinwasserkraftwerke Forchhammer GmbH von einem Konzessionsinhaber erworben“, erklärt Josef Wögerbauer, seines Zeichens technischer Leiter bei der WWS Wasserkraft GmbH und Projektmanager des Neubaus.

Wögerbauer weist ergänzend darauf hin, dass WWS-Geschäftsführer Christoph Wagner auch gleichzeitig als Geschäftsführer der Kleinwasserkraftwerke Forchhammer GmbH agiert. Als Komplettanbieter für Gesamtlösungen im Wasserkraftbereich, die weit über die Lieferung und Montage von Turbinen hinausgehen war es naheliegend, dass WWS die Ausführung des gesamten Anlagen-Equipments übernimmt. „Das Lieferprogramm beOktober 2020

37

09.10.2020 12:35:59

HYDRO

Foto: Geotrade

Projekte

Der oberösterreichische Vertriebsspezialist Geotrade Tiefbauprodukte GmbH lieferte das gesamte Rohrmaterial für das Neubauprojekt an der Grenze zu Kärnten.

steht aus den Stahlwasserbaukomponenten, der elektromechanischen Ausstattung und der Kraftwerkssteuerung. Darüber hinaus erledigten wir auch die Projekt-Planung und die Ausschreibung“, so Wögerbauer. Als Herzstück der Anlage fertigen die Oberösterreicher eine hydraulisch geregelte 2-düsige Pelton-Turbine mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator. Bei einer Ausbauwassermenge von 330 l/s und einer Bruttofallhöhe von ca. 130 m wird die Turbine unter Volllast eine Engpassleistung von rund 350 kW erreichen. Die Wasserfassung wird mit einem fixen Betonwehr ausgeführt. Ein vertikaler Feinrechen inklusive Rechenreinigungsmaschine sorgt vor dem Beginn der Druckrohrleitung für optimale Zuflussbedingungen. Das vom Rechenreiniger entfernte Geschwemmsel wird über eine Spülrinne auf direktem Wege wieder in die Restwasserstrecke abgegeben.

Außerdem wird an der Wehranlage ein Ent­ sanderbecken errichtet, in welchem die Messsonde der pegelgeregelten Turbine untergebracht wird. Zur visuellen Fernüberwachung der Wasserfassung, an der zur Gewährleistung der ökologischen Durchgängigkeit ein naturnaher Beckenpass errichtet wird, werden insgesamt drei Videokameras installiert.

KRAFTABSTIEG ZUR GÄNZE AUS GFK DN600 Die insgesamt 1.943 lfm lange Druckrohrleitung DN600 besteht zur Gänze aus glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GFK) der Marke SUPERLIT. Das gesamte Rohrmaterial (Druckstufe PN16, Nenn-Ringsteifigkeit SN5000) inklusive Sonderformstücken lieferte die ebenfalls in Oberösterreich ansässige Geotrade Tiefbauprodukte GmbH. Die vielseitig anwendbaren und weltweit eingesetzten SUPERLIT-Rohre überzeugen mit einer ganzen Reihe von Vorteilen. So entspricht das Rohrdesign internationalen Standards, die eine Betriebsdauer von mehr als 50 Jahren vorgeben. Die hochglatte Innenoberfläche des GFK-Materials minimiert hydraulische Reibungsverluste über die gesamte Lebensdauer hinweg. Weiters sind die verlegefreundlichen Rohrverbindungen flexibel ausgeführt, wobei die Abdichtung der Kupplungen mittels „Full-Face-Elastomerdichtung“ erfolgt. Bei der Dimension DN600 können die Rohrenden innerhalb der Steckmuffen um bis zu 2 Grad abgewinkelt werden, wodurch weitläufige Richtungsanpassungen der Trassenführung ohne den Einsatz zusätzlicher Sonderformstücke möglich werden.

INBETRIEBNAHME IN SICHTWEITE Zur Verlegung des knapp 2 km langen Kraftabstiegs und der Ausführung der gesamten Hoch-und Tiefbauarbeiten wurde die im Wasserkraftsektor vielfach bewährte Gottfried Guster GmbH aus der Steiermark beauftragt. Deren Geschäftsführer Gottfried Guster, welcher selbst ein eigenes Kleinwasserkraftwerk betreibt, weist darauf hin, dass sein Unternehmen in den vergangenen fünf Jahren bereits drei Kraftwerke in der Gegend errichtet bzw. revitalisiert hat. Der Neubau am Zanitzenbach habe einige Herausforderungen mit sich gebracht, erklärt Guster: „Die Platzverhältnisse bei der Rohrverlegung stellten sich abschnittsweise extrem beengt dar, weswegen eine Umfahrungsstrecke angelegt werden musste. In geologischer Hinsicht verläuft die Rohrtrasse durch ein Gebiet mit sehr großen Felsbrocken. Diese Hindernisse im Erdreich wurden mit schwerem Gerät entfernt. Außerdem erforderte die Trassenführung die Herstellung von zwei Bachunterquerungen. Damit die Zufahrt zur Wehranlage möglich wird, musste ein bestehender Forstweg auf einer Länge von rund 200 m um bis zu 5 m abgesenkt werden, wozu wir aufgrund der felsigen Geologie auf Sprengmittel zurückgegriffen haben. Die Weganpassung bringt gleichzeitig eine Verbesserung für den hiesigen Forstbetrieb mit sich. Ein im Winter nicht ungefährlicher Straßenabschnitt konnte erheblich entschärft werden.“ Im Herbst zeigte sich WWS-Projektleiter Josef Wögerbauer beim Interview mit zek HYDRO sehr zufrieden mit dem bisherigen Projektverlauf: „Wegen des Ausbruchs der Corona-Krise hat sich die ursprünglich für den März geplante Umsetzungsphase etwas hinausgezögert. Nach dem schließlich im Mai vollzogenen Baubeginn ist das Projekt aber sehr gut in die Gänge gekommen. Aus heutiger Sicht werden wir die Anlage definitiv noch vor Weihnachten in Betrieb nehmen und die erste Energie ins öffentliche Netz einspeisen können.“

Foto: Geotrade

Die Gottfried Guster GmbH erledigt die gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten und die Rohrverlegung.

38

Oktober 2020

Projekt KW Zanitzenbach zek Hydro 5_20.indd 38

09.10.2020 12:35:59

HYDRO

Projekte

EXKLUSIV PARTNER

Schweiz, Liechtenstein und für Österreich für die

Rohrsysteme für Wasserkraftwerke GFK DN300 - DN4000

und

• werden sowohl im Schleuder- als auch im Wickelverfahren hergestellt

GUSS DN80 - DN2000 • längskraftschlüssig

• einlaminierte EPDM-Dichtung für sichere und einfache Montage

• ÖNORM geprüft • GRIS geprüft

• ÖNORM geprüft • ÖVGW geprüft

Ansprechpartner: ÖSTERREICH

Herr FRANZ LEITNER

+43 664 465 59 79

Hochstraß 84 • A-4312 Ried in der Riedmark • EMAIL office@geotrade.at

Herr ERWIN SENEKOWITSCH +43 664 417 37 90 Steinberg 237 • A-8563 Ligist • EMAIL office@smartpipe.solutions

Ansprechpartner: SCHWEIZ

Herr DIDI REDZEPI Bösch 67 • CH-6331 Hünenberg •

EMAIL didi.redzepi@geotrade-tiefbau.ch Projekt KW Zanitzenbach zek Hydro 5_20.indd 39

+41 79 906 28 28 Oktober 2020

39

09.10.2020 12:35:59

HYDRO

Vogelperspektive auf die fertiggestellte Wehranlage des ersten Kleinwasserkraftwerks am Rambach.

Nach einer Bauzeit von rund zehn Monaten konnte die Ausleitungsanlage Mitte Juli den Probebetrieb aufnehmen.

Foto: Hepperger

Projekte

ERSTES WASSERKRAFTWERK AM RAMBACH LIEFERT ÖKOSTROM FÜR DEN VINSCHGAU

Unweit der Schweizer Grenze nahm Mitte Juli auf dem Gebiet der Südtiroler Gemeinde Mals das Wasserkraftwerk Rambach seinen Betrieb auf. Realisiert wurde der nach dem Ausleitungsprinzip konzipierte Neubau in der Region Vinschgau mit einer Engpassleistung von knapp 5 MW von der Rambach Konsortial GmbH. Zur Energiegewinnung nutzt das am gleichnamigen Gewässer errichtete Kraftwerk eine Bruttofallhöhe von 268,3 m und eine Ausbauwassermenge von 2.180 l/s. Das Triebwasser gelangt über eine rund 6.150 m lange GFK-Druckrohrleitung DN1200 zum Maschinenhaus, wo eine leistungsstarke 6-düsige Peltonturbine installiert ist. Unter Volllast schafft das in vertikaler Bauform gefertigte Kraftpaket eine Engpassleistung von knapp 5 MW. Im Regeljahr wird das erste Wasserkraftwerk am Rambach rund 22,5 GWh Ökostrom ins regionale Mittelspannungsnetz des „Vinschgauer Energie Konsortiums“ (VEK) einspeisen.

40

Oberwasseransicht der Wehranlage auf über 1.200 m Seehöhe während der Bauphase.

Foto: Hepperger

M

it ihren rund 900 Einwohnern zählt die Stadtgemeinde Glurns im Südtiroler Vinschgau zu den kleinsten Städten der Alpen. Außerdem gilt sie dank ihres mittelalterlichen Flairs als ganz spezielles Kleinod der Region. Seit kurzem punktet sie auch im Sinne nachhaltiger Energieerzeugung. Im Sommer dieses Jahres wurde das erste Kraftwerksprojekt am Rambach erfolgreich abgeschlossen, wie auch Bürgermeister Luis Frank im Interview bestätigt: „Bereits vor rund 20 Jahren wurden hier erste Pläne verfolgt, den Rambach für die Wasserkraft nutzbar zu machen. Es dauerte allerdings bis zum Jahr 2012, ehe eine Volksabstimmung in Oktobert 2020

Projekt KW Rambach zek Hydro 5_20 V2 neu.indd 40

09.10.2020 13:47:26

HYDRO

Foto: Gufler

Projekte

Das gesamte Stahlwasserbauequipment lieferte die bewährte Gufler Metall KG aus dem Südtiroler Passeiertal. Eine 14,25 m breite Wehrklappe in Fischbauchausführung staut das Gewässer, bevor es an der Seitenentnahme ausgeleitet wird. Der Horizontalrechen inklusive Rechenreiniger und Einlaufschütz wurden als Zukaufteile von der ebenfalls aus Südtirol stammenden Wild Metal GmbH bezogen.

den von den Bauarbeiten betroffenen Gemeinden Taufers und Mals den Weg für die Realisierung des Projekts frei machte.“ 2017 konnte sich schließlich im Zuge des Konzessionsverfahrens der in Bozen ansässige Dr. Ing. Hannes von Hepperger den behördlichen Zuschlag sichern. Hepperger, der in seiner beruflichen Laufbahn bereits eine ganze Reihe von Wasserkraftanlagen unterschiedlicher Bauart und Leistungsklassen geplant hat, veräußerte die erteilte Konzession in weiterer Folge an die Rambach Konsortial

GmbH. An der Gesellschaft beteiligten sich die Gemeinde Taufers mit 39 Prozent, Mals mit 27 Prozent, Glurns mit 20 Prozent, Schluderns mit 3 Prozent, die Eigenverwaltung Laatsch mit 8 Prozent und die Schluderns-Glurns Energie Genossenschaft mit 3 Prozent.

CORONA ERZWINGT BAUSTOPP Nach Abschluss des Ausschreibungsverfahrens, bei dem größtenteils Südtiroler Unternehmen beauftragt wurden, konnte das Pro-

Projekt KW Rambach zek Hydro 5_20 V2 neu.indd 41

jekt im September des Vorjahres in die Umsetzungsphase übergehen. Gleich zu Baubeginn konzentrierten sich die Arbeiten auf die Errichtung des direkt neben dem Fußballplatz in Laatsch situierten Krafthauses.

Wenige Wochen später startete die Verlegung der insgesamt 6.150 m langen unterirdischen Druckrohrleitung DN1200, die zur Gänze aus glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GFK) der Marke Ambilu hergestellt werden sollte. Gemeinsam mit der Druckrohrleitung wurden ein Glasfaserkabel für die digitale

Oktober 2020

41

12.10.2020 18:08:25

HYDRO

Projekte

Foto: Hepperger

Foto: Hepperger

Der nach dem Dufour-System konzipierte Ent­ sander ermöglicht eine optimale Sedimentabfuhr. Über die in die Böden der beiden Entsanderbecken angelegten Rinnen werden die Sedimente konstant in das Gewässer zurückgespült.

Der Tiroler Wasserkraftallrounder Geppert GmbH fertigte eine Pelton-Turbine mit vertikaler Welle und insgesamt sechs innenliegenden Düsen. Unter Volllast schafft die ein breites Betriebsband abdeckende Maschine eine Engpassleistung von 4.923 kW.

Kommunikation zwischen Krafthaus und Wehranlage sowie eine Stromleitung verlegt.

Eine Auflage schrieb vor, dass die Bauarbeiten zur Errichtung der Wasserfassung nur während der Wintermonate erfolgen durften.

Hepperger betont, dass die Projekt-Umsetzungsphase angesichts des beträchtlichen Bauvolumens sehr effektiv und ohne größere zeitliche Verzögerungen bewältigt werden konnte. Auch mit dem Wetter hatte man Glück, die Arbeiten blieben von Unwetterkapriolen oder Hochwasserereignissen verschont. „Dank des milden Winters mit vergleichsweise geringen Niederschlagsmengen – im Vinschgau sind während der kalten Jahreszeit mehrere Meter hohe Schneewände in den Tallagen keine Seltenheit – konnten die Arbeiten auch im Winter sukzessive fortschreiten. Nach der geplanten Unterbrechung der Bauphase zwischen den Weihnachtsfeiertagen machte allerdings der Ausbruch der Corona-Pandemie im heurigen

Frühjahr einen mehrwöchigen Baustopp unumgänglich“, ergänzt Hepperger.

STAHLWASSERBAU AUS SÜDTIROL Die Wehranlage des Kraftwerks wurde auf einer Seehöhe von 1.220 m direkt unterhalb einer bestehenden Wasserfassung angelegt, die den lokalen Landwirten seit geraumer Zeit als Entnahmestelle für die Bewässerung der umliegenden Agrarflächen dient. Hepperger merkt an, dass die Situierung der neuen Wehranlage an der bestehenden Wasserfassung den positiven Nebeneffekt mit sich brachte, dass diese während der Bauarbeiten für die Bachumleitung genutzt werden konnte. Zur Gewährleistung der ökologischen Durchgängigkeit am Querbauwerk sorgt ein auf der orographisch linken Bachseite errichteter Beckenpass. Die Stahlwasserbauteile an der Wehranlage lieferte der Südtiroler Branchenexperte Gufler Metall KG aus dem Passeiertal. Der Einlaufrechen mit dem dazu-

Technische Daten

42

• Ausbauwassermenge: 2.180 l/s

• Turbine: 6-düsige Pelton

• Bruttofallhöhe: 268,3 m

• Nenndrehzahl: 750 U/min

• Einzugsgebiet: ca. 130 km²

• Engpassleistung: 4.923 kW

• Druckleitung: 6.150 m

• Hersteller: Geppert GmbH

• Material: GFK Ø DN1200

• Generator: Synchron

• Hersteller: Amiblu

• Frequenz: 50 Hz

• Entsander: System Dufour

• Nennscheinleistung: 6.300 kVA

• Wehrklappe: 14,25 m x 2,25 m

• Hersteller: Indar

• Lieferant ges. Stahlwasserbau: Gufler Metall KG

• E-Technik & Steuerung: EN-CO OHG

• Horizontalrechen + RRM: Wild Metal GmbH

• Regelarbeitsvermögen: ca. 22,5 GWh/a

Oktobert 2020

Projekt KW Rambach zek Hydro 5_20 V2 neu.indd 42

09.10.2020 13:47:28

Foto: Hepperger

Die Südtiroler Branchenprofis EN-CO lieferten für den Neubau ein elektro- und leittechnisches Komplettpaket. Im Bild die anwenderorientierte Steuerungs-Visualisierung am Leittechnik-PC im Krafthaus.

Foto: zek

HYDRO

Projekte

Das aus einem Monoblock gefräste Laufrad der Pelton-Turbine dreht wie der direkt gekoppelte Synchron-Generator mit 750 U/min.

gehörigen Rechenreiniger und der Einlaufschütz wurden aufgrund des engen Terminplans zugekauft. Das größte und gleichzeitig schwerste Bauteil im Gufler-Lieferumfang stellte die 14,25 m breite und auf eine Stauhöhe von 2,25 m ausgelegte Wehrklappe dar.

Bewegt wird die in Fischbauchausführung gefertigte Klappe von zwei beiderseitig angeordneten Hydraulikzylindern. Darüber hinaus lieferte Gufler unter anderem sämtliche Schützen und Reguliereinrichtungen, die Rückschlagklappen der Druckhaltekammer im Entsanderbecken, den Einlaufkonus als Übergang auf die GFK-Druckrohrleitung aus feuerverzinktem Stahl, die Rohrbruchklappe DN1200 mit Staudruckpendel, das Hydraulikaggregat und installierte die Verrohrungen aus rostfreiem Edelstahl.

nente Spülung der Entsanderbecken durch die obligatorische Restwasserdotation, von welcher ein fixer Anteil dauerhaft durch das Entsanderbauwerk fließt. Der größte Teil der Dotationswassermenge, die aus einem Fixum von 360 l/s sowie 30 Prozent der jeweiligen Zuflussmenge besteht, wird zur Versorgung des Fischaufstiegs herangezogen.

6-DÜSIGES KRAFTPAKET SCHAFFT KNAPP 5 MW Das Herzstück der Kraftwerks Rambach bildet eine 6-düsige Pelton-Turbine mit vertikaler Welle, die vom westösterreichischen Kleinwasserkraftspezialisten Geppert GmbH aus Hall in Tirol geliefert wurde. Bei einer Bruttofallhöhe von 268,3 m und vollem Wasserdargebot erreicht die Maschine eine Engpassleistung von 4.923 kW. Zudem ermöglichen die im Inneren des Turbinengehäuses angeordneten, hydraulisch geregelten Düsen ein ausgezeichnetes Verhalten in einem breiten Teillastbereich. Das Laufrad der Maschine wurde aus einem Edelstahl-Monoblock gefräst, im Betrieb schießt das Wasser auf die insgesamt 19 Pelton-Becher mit einem Druck von knapp 27 bar. Als Energiewandler dient ein direkt in vertikaler Richtung mit der Turbinenwelle gekoppelter Synchrongenerator, der als Teil des elektromechanischen Komplettpakets eben-

Foto: Hepperger

ENTSANDUNG MIT DUFOUR-SYSTEM Das eingestaute Wasser wird zunächst über eine 40 bis 70 cm über der Bachsohle angelegte Einlaufschwelle geleitet, wodurch der Einzug von grobem Material vermieden wird.

Beim Senken der Wehrklappe oder bei Hochwasserereignissen wird dieses Material periodisch in den Unterwasserbereich geschwemmt. An der 7,5 m breiten und 1 m hohen Entnahmeöffnung des Seiteneinlaufs

wurde für optimale Zuflussbedingungen ein horizontaler Feinrechen mit einem Stababstand von 15 mm inklusive Rechenreinigungsanlage von der Wild Metal GmbH aus Sterzing montiert. Die Putzharke der pegelgeregelten Maschine entfernt automatisiert das Geschwemmsel von der Rechenfläche und schiebt das Treibgut Richtung Restwasserstrecke. Über ein doppelt wirkendes Gleitschütz, dessen Oberteil abgesenkt werden kann, wird das Geschwemmsel ins Unterwasser gespült.

Um die Feinsedimente mit einer Korngröße von über 0,2 mm aus dem Triebwasser zu filtern, wurde vor dem Beginn des Kraftabstiegs ein Entsander errichtet. Der Sandfang besteht im Prinzip aus zwei getrennten Kammern und wurde dermaßen ausgelegt, dass vollständige Spülvorgänge der einzelnen Becken jederzeit autonom und getrennt voneinander durchgeführt werden können. Konzipiert wurde der Entsander nach dem „Dufour“-System, bei dem die Sedimente über zwei jeweils in den Beckenböden integrierten Rinnen kontinuierlich in den Rambach zurückgeleitet werden. Abgedeckt werden die beiden Rinnen von Leitblechen aus hochfestem Hardox-Stahl, die mittels Edelstahl-Schrauben und Schienen an den Stahlbetonwänden befestigt wurden. Gewährleistet wird die perma-

Neben dem Sportplatz Laatsch in der Gemeinde Mals wurde das formschön gestaltete Krafthaus errichtet.

Projekt KW Rambach zek Hydro 5_20 V2 neu.indd 43

Oktober 2020

43

09.10.2020 13:47:29

HYDRO

Anlieferung des Turbinengehäuses.

falls von Geppert geliefert wurde. Wie die Turbine dreht der auf eine Nennscheinleistung von 6.300 kVA und eine Spannung von 6.300 V ausgelegte Generator mit exakt 750 U/min. Für optimale Betriebstemperaturen sorgt eine in das Generatorgehäuse integrierte

Foto: zek

Die Umwandlung des erzeugten Stroms auf 20 kV Netzspannung erfolgt über den in einem Nebenraum des Maschinenhauses platzierten Transformator.

Foto: Hepperger

Foto: Hepperger

Projekte

Zur Gewährleistung der ökologischen Durchgängigkeit wurde an der Wehranlage eine obligatorische Fischaufstiegshilfe errichtet.

Wasserkühlung, die an einen im Unterwasser platzierten Wärmetauscher angeschlossen ist.

Die Rückleitung des von der Turbine abgearbeiteten Triebwassers in das Gewässer erfolgt über einen rund 108 m langen Betonkanal.

Den Sub-Auftrag zur Lieferung des gesamten elektro- und leittechnischen Equipments für das Krafthaus und die Wasserfassung erteilte Geppert an einen weiteren Branchenexperten aus Südtirol, nämlich die EN-CO OHG aus Ratschings. Der Steuerungs-PC mit der anwenderorientierten Visualisierung, die Mittelspannungsschaltanlage und die Schaltschränke mit der elektrotechnischen Ausstattung wie dem Turbinenregler wurden im Hauptraum des Krafthauses positioniert, der Transformator zur Stromumwandlung auf 20 kV Netzspannung befindet sich in einem Nebenraum des Gebäudes. Dem Stand der Technik entsprechend funktioniert der Anlagenbetrieb vollautomatisch. Via gesicherter Online-Verbindung hat das für die Betriebsführung zuständige Personal auch aus der Ferne rund um die Uhr Zugriff auf die Steuerung. Die Ableitung des erzeugten Stroms zu einem nahe gelegenen Einspeisepunkt des regionalen Netzbetreibers „Vinschgauer Energie Konsortium“ (VEK), der gleichzeitig mit der Betriebsfüh-

rung der Anlage betraut wurde, erfolgt über ein Erdkabel.

22,5 GWH JAHRESPRODUKTION Rund zehn Monate nach Baubeginn konnte Mitte Juli schließlich die Inbetriebnahme des ersten Wasserkraftwerks am Rambach erfolgreich über die Bühne gehen. Hannes von Hepperger, der neben der Planung und Bauleitung auch für die statischen Berechnungen des Projekts zuständig war, zieht im Interview im September ein positives Resümee: „Grundsätzlich kann ich den beteiligten Unternehmen ein gutes Zeugnis ausstellen. Dank ergiebiger Niederschläge wenige Wochen nach der Inbetriebnahme konnte der Maschinensatz bereits unter Volllast getestet werden. Die Stromproduktion ist unter Volllast wie unter Teillast sehr zufriedenstellend. Außerdem hat sich gezeigt, dass die Wehranlage auch mit höheren Zuflüssen problemlos zurechtkommt.

Sämtliche Sicherheitseinrichtungen haben während der erhöhten Wasserführung einwandfrei funktioniert.“ Im Regeljahr kann das Kraftwerk Rambach, dessen prognostizierte Baukosten deutlich unterschritten wurden, rund 22,5 Millionen kWh Ökostrom für den Vinschgau erzeugen.

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)

44

Tel. +39 0472 759023 Fax +39 0472 759263

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

We clean water

Oktobert 2020

Projekt KW Rambach zek Hydro 5_20 V2 neu.indd 44

09.10.2020 13:47:29

HYDRO

Foto: Allgäuer Ktaftwerke

Projekte

Nach über 120 Jahren wurde am Wehr des Hintersteiner Kraftwerks wieder die ökologische Durchgängigkeit hergestellt. Dank der patentierten Schneckentechnik von Rehart produziert das neue Konrad-Zuse-Kraftwerk gleichzeitig Strom.

MODERNE SCHNECKENTECHNIK FÜR KRAFTWERKS-OLDTIMER IN HINTERSTEIN

I

m idyllischen Bergdorf Hinterstein, einem Ortsteil der Gemeinde Bad Hindelang, betreibt die Allgäuer Kraftwerke GmbH ihr ältestes Wasserkraftwerk. Das gleichnamige KW Hinterstein lieferte bereits 1897 erstmalig Strom und gilt somit als Keimzelle der regionalen Energieversorgung. Seine Errichtung stellte damals eine wahre Pionierleistung dar, unterstrichen durch die Tatsache, dass in Verbindung damit das 17. Überland-Elektrizitätswerk in Deutschland gegründet wurde.

Bis zum heutigen Tag repräsentiert die Anlage einen wichtigen Baustein der Versorgungsstrategie der Allgäuer Kraftwerke GmbH. Entsprechende Bedeutung wird einem soliden Betriebszustand der Anlage beigemessen.

Bereits im Jahr 2000 wurde die Maschinen-

zentrale einer Generalsanierung unterzogen.

Die alte Maschinentechnik wurde ausgebaut, das Kraftwerk zu einer vollautomatischen und ferngesteuerten Ökostromanlage umgebaut.

Dabei wurde die ursprüngliche Francisturbine durch eine Diagonalturbine mit Asynchrongenerator ersetzt. Eine sinnvolle Maßnahme im Hinblick auf das schwankende Wasserdargebot der Ostrach. „Die Diagonalturbine punktet vor allem im unteren Teillastbereich durch einen höheren Wirkungsgrad“, bestätigt Karlheinz Loitz, Projektleiter und Prokurist bei der Allgäuer Kraftwerke GmbH. Die installierte Leistung liegt heute bei 210 kW. Damit liefert das Kleinkraftwerk jährlich ca. 1,5 Mio. kWh, also genug, um rund 500 Haushalte mit grüner Energie zu versorgen.

KW Hinterstein_Layout_02.indd 45

Foto: Allgäuer Kraftwerke

In den vergangenene Monaten wurde am traditionsreichen Kraftwerk Hinterstein in der bayerischen Gemeinde Bad Hindelang ein weiteres Kapitel Wasserkraftgeschichte geschrieben. Im Frühling wurde die energetische und ökologische Sanierung der Wehranlage fertiggestellt und das Kraftwerk, das bereits seit 1897 Strom erzeugt, betriebsfit für die Anforderungen des 21. Jahrhunderts gemacht. Realisiert wurde dabei ein innovatives Anlagenkonzept mit zwei Wasserkraftschnecken aus dem Hause Rehart: einer größeren für den Fischabstieg, die zugleich 500.000 kWh Strom im Jahr erzeugt, und einer kleineren für den Fischaufstieg. Der Allgäuer Kraftwerke GmbH als Betreiberin der Anlage gelang damit nicht nur ein wichtiger regionaler Beitrag zur Energiewende, sondern auch ein beachtlicher ökologischer Schritt: Schließlich erhielt die Ostrach damit ihre gewässerökologische Durchgängigkeit zurück.

Im April letzten Jahres starteten die Bauarbeiten für die Komplettsanierung des Wehrs in Hinterstein.

Oktober 2020

45

12.10.2020 14:18:44

HYDRO

Projekte

Die Schnecke mit einem Leergewicht von 28 t wurde mithilfe eines Schwertransporters an die Baustelle gebracht.

46

NEUES KONZEPT MIT ARCHIMEDISCHER SCHRAUBE Der Schlüssel zum Projekterfolg sollte von unerwarteter Seite kommen. Das Maschinenbauunternehmen Rehart GmbH aus dem bayerischen Mittelfranken brachte die Idee ins Spiel, das Sanierungsprojekt mit einer Schneckenlösung zu realisieren. Diese Technik hatte sich in Österreich bereits an rund einem Dutzend Anlagen bewährt. Die Ingenieure von Rehart konnten zuvor alle Vorzüge der Schneckentechnik am Heckerwehr an der Roth südlich von Nürnberg unter Beweis stellen. Das innovative Projekt ging Anfang 2018 in Betrieb und wurde in Zusammenarbeit der TU München als Patentprojekt konzipiert.

Dabei entwickelte Rehart in enger Zusammenarbeit mit der österreichischen SGW GmbH das mittlerweile bewährte System nach Rehart/Strasser. Das neue Restwasserkraftwerk Konrad-Zuse in Hinterstein ist somit Deutschlands erstes kommerziell genutztes Wasserkraftwerk mit patentierter Schneckentechnik.

BAUFORTSCHRITT OHNE PROBLEME Nach knapp achtjähriger Planungsphase war es im April 2019 endlich soweit: „Wir starteten mit der Baufeldabsicherung mittels Spund-

Bei der Fischabstiegsschnecke (FAS) im Bild links drückt eine Wasserlast von 44 t auf eine Blattlänge von 13 m und setzt so die Welle in Bewegung.

Foto: zek

HERAUSFORDERUNGEN PLANERISCHER NATUR Zwanzig Jahre nach der maschinentechnischen Modernisierung stand nun die Sanierung der rund 600 m stromaufwärts gelegenen Wasserfassung auf dem Programm. Ein Bauprojekt, das akribischer Vorplanung bedurfte. Seit 2011 beschäftigen sich die Verantwortlichen der Allgäuer Kraftwerke GmbH in enger Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Dr.Ing. Koch Bauplanung GmbH aus dem benachbarten Kempten mit der Planung dieser Wehrsanierung. „Das Planugsbüro Koch unter der Leitung von Dipl.-Ing. Michael Schuchert gilt als eines der bekanntesten Ingenieurbüros für Wasserkraftprojekte im Allgäu und begleitet uns schon seit unseren Anfängen. Die Ingenieure von Koch hatten bereits die Planung für den Bau des alten Kraftwerks Hinterstein übernommen“, so Loitz.

Die wesentliche konzeptionelle Herausforderung des Projekts für das Ingenieurbüro bestand zum einen darin, die ökologische Verbesserung der Gewässersituation entsprechend der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie herzustellen, und zum anderen sollte eine Optimallösung in energiewirtschaftlicher Hinsicht erreicht werden. Doch bereits bei der Planung der ökologischen Durchgängigkeit wurde klar, dass die Umsetzung des Projekts mit besonderen Herausforderungen verbunden ist. „Aufgrund der Fallhöhe von über 5 m und den beengten Platzverhältnissen kam ein klassischer Treppenpass nicht infrage. Außerdem führt der Gebirgsbach sehr viel Geschiebe mit sich.

Für eine klassische Fischtreppe bedeutet dies einen extremen Aufwand hinsichltich Instandhaltung. Gemeinsam mit dem Planungsbüro Koch suchten wir akribisch nach einer gleichzeitig technisch machbaren wie wirtschaftlichen Lösung“, erzählt Karlheinz Loitz. In der Folge wurden mehrere Varianten durchgerechnet. Doch der erhoffte Erfolg blieb zunächst aus, man stieß immer wieder an die Grenzen des Machbaren.

Foto: Allgäuer Ktaftwerke

Foto: Allgäuer Ktaftwerke

Foto: Allgäuer Ktaftwerke

Im unverbauten Zustand werden die Dimensionen deutlich: Die von Rehart konzipierte, gelieferte und montierte Wasserkraftschnecke hat einen Durchmesser von DN2800 und eine Länge von 21 m.

Die Rotation der Schneckenwelle mit 24,67 U/min wird mit Hilfe eines dreistufigem Getriebes exakt an die erforderliche Umdrehung des Asynchrongenerators mit 1.000 U/min angepasst.

Oktober 2020

KW Hinterstein_Layout_02.indd 46

12.10.2020 14:18:47

HYDRO

Projekte

Der Leitstand mit aufgeräumtem Display wurde in die Steuertechnik der bestehenden Anlage integriert. Für eine komfortable Bedienung sorgt eine zentralisierte Fernwartung.

technik am KW Hinterstein eingegliedert und ermöglicht so eine zentrale Systemsteuerung mit modernen Fernsteuerungsmöglichkeiten.

MEHR STROM MIT DER RICHTIGEN TECHNIK Die Schneckentechnik von Rehart ermöglicht sowohl den Fischabstieg als auch den Fischaufstieg. Das Restwasser an der Wehranlage im Ausmaß von maximal 2,83 m³/s gelangt über die 21 m lange Wasserkraftschnecke der Dimension DN2800 vom Ober- ins Unterwasser und überwindet dabei eine Nettofallhöhe von 5,27 m. 44 Tonnen Wasserlast versetzen die Wasserkraftschnecke in Rotation, rund 25 Mal dreht sich die stählerne Schraube in der Minute. Sie erreicht dabei eine Leistung von 125 kW, wodurch das neue Konrad-Zuse-Kraftwerk – benannt nach dem deutschen Bauingenieur (siehe Seite 49) – auf eine Jahresproduktion von rund 500.000 kWh kommt. Das entspricht in etwa dem jährlichen Stromverbrauch von rund 170 durchschnittlichen Haushalten. Zwischen Schnecke und dem Asynchron-Generator von Siemens wurde noch ein dreistufiges Getriebe eingebaut. Damit wird die Drehzahl von exakt 24,67 auf die erforderlichen 1000 U/min hochgeschraubt.

FISCHFREUNDLICH UND GERÄUSCHARM Bei der Fischaufstiegsschnecke handelt es sich um eine sogenannte Rohrschnecke: Diese befördert die für den Fischaufstieg benötigte Wassermenge ins Oberwasser. Mit einem Schneckendurchmesser von DN1000, einer Länge von 13 m und einer Drehzahl von 7 U/min wird hier eine Fördermenge bis zu 8 l/s erreicht. Für den Antrieb wurde ein 4 kW starker Motor verbaut, der direkt von der Wasserkraftschnecke mit Strom versorgt wird. „Das Wasser, das nach oben gehievt wird, steht dann wieder zur Stromproduktion zur Verfügung“, erläutert Loitz das Prinzip. Die erforderlicheLeitströmung wird über die große Schnecke generiert. Die dadurch angelockten Fische werden über die Aufstiegsschnecke schonend ins Oberwasser transportiert.

Der große Vorteil dieser innovativen Technik liegt in der nachweislich hohen Fischfreundlichkeit, aber auch in den geringen Geräusche missionen im Vollbetrieb. Deshalb können Die Fische werden zwischen den Schneckenblättern an der Fischabstiegsschnecke schonend nach unten, oder an der Fischaufstiegsschnecke nach oben transportiert.

Foto: zek

Foto: Bastian Morell

wände und den Baggerarbeiten an der unteren Sohle“, erklärt Loitz. Zur Sicherung der Stand festigkeit der Betonelemente musste die Baugrube in eine Tiefe von rund 5 m unter die Gewässersohle gegraben werden. „Die Ostrach führt bei Mittelwasser rund 7 m³/s Wasser, und bei Hochwasser kann der Durchfluss bis auf 150 m³/s ansteigen. Die Gefahr einer Unterspülung musste dabei so gut wie möglich minimiert werden“, so der Projektleiter.

Die Betonarbeiten erfolgten dabei in vier Etappen. Insgesamt flossen ca. 1.800 m³ Beton in die Bausubstanz, und für die entsprechende Bewehrung wurden rund 114 t Stahl verbaut.

Nachdem der Beton ausgehärtet war, konnten die Spezialisten von Rehart mit der Montage der beiden Schnecken inklusive sämtlicher Stahlwasserbauelemente beginnen. Für die optimale Funktion der Anlage wurden ein Kiesschütz mit aufgesetzter Wehrklappe für den Leerschuss, ein Grobrechen, ein Feinrechen mit einem Knickarm-Rechenreiniger und die dazugehörigen Stellmotoren installiert. „Wir haben die Anlage für ein hundertjähriges Hochwasser (HQ100) plus Klimazuschlag berechnet“, erklärt Loitz. Die Steuerung der Wehranlage wurde in die bestehende Leit-

Foto: zek

Foto: zek

Projektleiter Karlheinz Loitz zeigt sich äußerst begeistert über die Umsetzungsvariante mit dieser Schneckentechnik.

Die Fischabstiegsschnecke, im Bild unten, verarbeitet die behördlich vorgeschriebene Restwassermenge von min. 1 m3/s und produziert damit eine berechnete Jahresstrommenge von 500.000 kWh. Die innovative Schneckentechnik ist eine bewährte Alternative zum kostenintensiven Treppenpass aus Beton. Die im Bild oben situierte Fischaufstiegsschnecke befördert die Fische schonend vom Unter- ins Oberwasser. Die Schnecken arbeiten das ganze Jahr hindurch und sind durch ihre robuste Bauweise sehr wartungsarm. Das Rechengut der Hauptanlage wird direkt über die Schneckenturbine ins Unterwasser abgeführt.

KW Hinterstein_Layout_02.indd 47

Oktober 2020

47

12.10.2020 14:18:51

HYDRO

Foto: Bastian Morell

Foto: zek

Projekte

Die neue Anlage ist mit einem Kiesschütz mit aufgesetzter Spülkappe, einem Grobrechen und einem Feinrechen mit RRA ausgestattet.

derartige Wasserkraftschencken auch in dichtbebauten Wohngebieten betrieben werden.

Anlagen aus den Baureihen von Rehart Power lassen sich bereits bei einem Gefälle von 1 m und einer Ausbauwassermenge von 300 l/s betreiben und arbeiten auch dann noch wirtschaftlich, wenn andere Turbinentypen bereits stillstehen. Selbst im Teillastbereich bis 10 Prozent der Auslegungswassermenge wird noch Strom erzeugt. Sie kann ganzjährig betrieben werden und hat keine Probleme bei Frost. „Die Schnecke kann jegliches Treibgut, dass durch den Grobrechen mit 15 cm Stababstand passt, problemlos ins Unterwasser befördern“, bringt Loitz noch einen weiteren Vorteil aufs Tapet.

ALTES STAHLROHR NOCH INTAKT Im Kraftwerksbetrieb fließt das Wasser nun auf der Oberwasserseite durch den Grobrechen ein und strömt weiter durch einen Sperrschütz in

den nach unten führenden Einlaufschacht.

Der Schacht wurde mit einem Feinrechen sowie einem Teleskoprechenreiniger ausgestattet, hier wird das Wasser für das Kraftwerk Hinterstein gefasst. Die genietete Stahlrohrleitung der Dimension DN1000 ist Teil des Altbestandes von 1897 und kann immer noch verwendet werden. „Die Leitung liegt circa 5 m im Boden und wurde komplett konserviert. Sie ist völlig intakt.“ Über die Rohrleitung werden bis zu 2,5 m³/s Triebwasser zum Krafthaus Hinterstein geleitet.

Das von der Putzharke des Rechenreinigers abgesterifte Rechengut gelangt direkt nach dem Reinigungsvorgang weiter zur Fischabstiegsschnecke in Richtung Unterwasser – alle organischen Materialien bleiben somit im Gewässer. Das Restwasser fließt hingegen über den Einlaufschacht hinweg weiter zur Wasserkraftschnecke.

Der komplett neu konzipierte Einlaufbereich führt das Triebwasser nun durch einen Feinrechen nach unten in den Einlaufschacht, wo es weiter in die bestehende Rohrleitung aus genietetem Stahl DN1000 fließt.

MONITORING VERLÄUFT VIELVERSPRECHEND Für die nach unten wandernden Fische fand das Abstiegsmonitoring bereits im Juli dieses Jahres statt. In mehreren Versuchsreihen wurden gezielt verschiedene Fischgrößen und Betriebszustände untersucht. Dabei wurden Bachforellen und Koppen eingesetzt, entsprechend der in der Ostrach heimischen Fischarten. Durch die Untersuchung der Fische nach erfolgtem Abstieg wurde überprüft, ob die Anlage verletzungsfrei passiert wurde. Das Monitoring der Fischaufstiegsschnecke wird entsprechend des saisonalen Fisch-Wanderverhaltens im Herbst 2020 und Frühjahr 2021 durchgeführt.

Hier werden über längere Zeiträume alle aufgestiegenen Fische erfasst und in Relation zum Fischbestand im Gewässer gesetzt. Für die Umsetzung des Fisch-Monitorings am Standort Hinterstein zeichnen die engagierten Öko-

Technische Daten: • Bruttofallhöhe: 5,27 m • Restwasserschnecke Typ: WKS 2800-3 SH • Ausbauwassermenge: 2,83 m3/s • Nenndrehzahl: 24,67 U/min • Engpassleistung: 125 kW • Generator: Asynchron (Zwischengetriebe Flender) • Jahresproduktion: 500.000 kWh • Nenndrehzahl: 7 U/min • System: Rehart/Strasser • Fischabstiegsschnecke Typ: WKS 2800-3-SH • Hersteller: Rehart GmbH • Planung, Projektleitung, Baubegleitung: Ingenieurbüro Dr.-Ing. Koch Bauplanung GmbH • Fischmonitoring: Hycor Ecohydraulic Consulting Cuchet • Betreiber: Allgäuer Kraftwerke GmbH

48

Oktober 2020

KW Hinterstein_Layout_02.indd 48

12.10.2020 14:18:54

HYDRO

Projekte

Das Stauziel des neuen Wehrs wurde im Zuge der Sanierung um rund einen Meter erhöht. Des Weiteren legte das Planungsteam von Koch besonderes Augenmerk auf die Verbesserung der Kiesspülung und den orographisch links angrenzenden Rutschhang. Der schwimmende Baumstamm im Einlaufbereich des Kiesschütz dient zur Absonderung von sperrigem Treibgut.

ERFOLGREICHER PROJEKTABSCHLUSS Nach knapp 8-monatiger Bauzeit war das Projekt Mitte Januar baulich größtenteils fertiggestellt. Bereits am 10. März konnte nach erfolgreichem Abschluss der Montage der beiden Schnecken und der Stahlwasserbauelemente mit dem Probebetrieb begonnen werden. Die behördliche Abnahme erfolgte schließlich am 7. Mai. „In der gesamten Bauphase hatten wir nur einmal eine brenzlige Situation mit etwas erhöhter Wasserführung, da kann man wahrlich von Wetterglück reden“, erinnert sich

Projektleiter Loitz. Er lobt die hervorragende Zusammenarbeit der beteiligten Unternehmen: „Die interne Abstimmung zwischen dem Planungsbüro Koch, den Schneckenspezialisten von Rehart und der Baufirma Dobler waren wirklich top. Alles ging Hand in Hand.“ FÖRDERWÜRDIGES PROJEKT Dank der aufwändigen Wehrsanierung ist die Durchgängigkeit des Wehrs nach über 120 Jahren wieder hergestellt. Der Projektleiter kann ein sehr zufriedenstellendes Fazit ziehen: „Wir sind sehr glücklich über das Ergebnis.

Mit den beiden Schnecken haben wir in ökologischer, aber auch in wirtschaftlicher Hinsicht die eindeutig beste Lösung umgesetzt.“ Abgeschlossen wird das Projekt durch ein umfassendes Fisch-Monitoring an der Abstiegsschnecke im kommenden Frühling: „Zurzeit sprechen alle Anzeichen dafür, dass das Monitoring für den Fischaufstieg ebenfalls positiv verlaufen wird. Dann ist diese Bauweise mit der innovativen Schneckentechnik ein klassischer Anwendungsfall für solche Staustufen“, erklärt Projektleiter Karlheinz Loitz zum Abschluss.

3,8 Millionen Euro investierte die Allgäuer Kraftwerk GmbH in das Sanierungsprojekt

Konrad-Zuse-Kraftwerk:

und hat ein weiteres Kapitel in der langen Geschichte des Kraftwerks Hinterstein geschrieben. Damit ist die Anlage betriebsfit für die kommenden Jahrzehnte. Dank der erfolgreichen Umsetzung der ökologischen und technischen Sanierungsmaßnahmen darf das neu errichtete Konrad-Zuse-Kraftwerk mit einer 20-jährigen Einspeisevergütung entsprechend dem EEG-Fördergesetz rechnen.

Die Fischfreundlichkeit des Systems Rehart/Strasser hat sich bereits am Heckerwehr bestens bewährt.

Hier in Hinterstein müssen sich die Ergebnisse noch bestätigen.

Foto: Allgäuer Kraftwerke

logen von Ecohydraulic Consulting Cuchet Hycor aus Oberbayern verantwortlich. Laut Geschäftsführerin Dr. Mathilde Cuchet werden die Ergebnisse für den Endbericht derzeit noch ausgewertet: „Man kann aber bereits festhalten, dass die Umsetzung des Monitorings bisher sehr gut verlaufen ist, auch dank der guten Zusammenarbeit aller Beteiligten. Die Ergebnisse werden über den konkreten Standort hinaus von Interesse für die gewässerökologische Bewertung der Schneckentechnik hinsichtlich Fischaufstieg und Fischabstieg sein.“ Die eigens dafür eingesetzten Fische werden anschließend durch den lokalen Fischereiverein in der Ostrach besetzt.

Foto: zek

Foto: Bastian Morell

Der Blick ins Schaufenster: Das Restwasserkraftwerk bietet Einblick auf die aktuellen Anlagenwerte in Echtzeit. Daneben informiert eine Filmschleife im Zeitraffer über den Baufortschritt.

Die Ökologen von Hycor führen an der Ostrach die Tauglichkeit dieser Passagen durch. Um die Passierbarkeit zu testen wurden unzählige Forellen markiert, eingesetzt und wieder herausgenommen und abgezählt.

Foto: Allgäuer Kraftwerke

Das neue Kraftwerk an der Wehranlage hat den Namen „Konrad Zuse Kraftwerk“ bekommen, in Gedenken an den deutschen Bauingenieur Konrad Zuse (1910-1995) der 1941 die „Z3“vorgeführt hat, den ersten frei programmierbaren und in binärer Gleitpunktrechnung arbeitenden Rechner der Welt. Konrad Zuse war im März 1945 kurz vor dem Fall Berlins mit der damals riesigen „Zuse 4“ nach Bayern geflohen und wohnte unter anderem in Hinterstein. Dort konnte er die Rechenmaschine auch einlagern. Später hat er die „Z4“an der ETH in Zürich kommerziell eingesetzt. Es war der erste Rechenautomat an der ETH und auf dem europäischen Festland, die Basis für unsere heutigen „Computer“. „Die Pionierarbeit von Konrad Zuse passt sehr gut zu unserem innovativen Anlagekonzept. Sobald es die Situation zulässt, wollen wir das neue Kraftwerk einweihen und auch einen Tag der offenen Tür für alle interessierten Bürgerinnen und Bürger machen“, so Dr. Hubert Lechner, Geschäftsführer der Allgäuer Kraftwerke GmbH.

KW Hinterstein_Layout_02.indd 49

Oktober 2020

49

12.10.2020 14:18:57

HYDRO

Technik

Foto: VERBUND

Vom Donaukraftwerk Wallsee-Mitterkirchen liefert VERBUND mit der BlueBattery sekundenschnelle Netzstützung aus Wasserkraft für Österreichs Stromnetze.

BLUEBATTERY: GRÖSSTE KRAFTWERKSBATTERIE ÖSTERREICHS IN BETRIEB Im Beisein des oberösterreichischen Landeshauptmanns Thomas Stelzer nahm VERBUND am 17. September Österreichs erste Großbatterie in Betrieb. Gespeist aus Wasserkraft kann die Flexibilitätsanlage beim Donaukraftwerk Wallsee-Mitterkirchen in Sekundenbruchteilen das Stromnetz stabilisieren. „Wir freuen uns über diese zukunftsweisende Technologie am Standort Wallsee-Mitterkirchen, welche in dieser Größenordnung erstmals in Österreich zum Einsatz kommt. „Eine derartige Flexibilitätsanlage steht mit den energiepolitischen Zielen des Landes Oberösterreich, die im Energiekonzept ‚Energie-Leitregion OÖ 2050‘ stehen, im Einklang“, so Landeshauptmann Thomas Stelzer bei der symbolischen Inbetriebnahme im Kraftwerk.

D

as Ziel, bis 2030 Österreichs Stromver­ sorgung bilanziell zu 100 Prozent er­ neuerbar zu gestalten, stellt uns vor große Herausforderungen. Die Zukunft der Stromversorgung muss flexibel sein, denn Wind und Sonne sind mitunter launige Energielieferanten. Das erfordert Reaktionen in Sekundenbruchteilen – genau das kann die BlueBattery. Mit dieser innovativen An­ lage setzen wir Maßstäbe für mehr Effizienz und Versorgungssicherheit“, so Michael Strugl, stell­vertretender Vorstandsvorsitzen­ der von VERBUND im Rahmen der offiziel­ len Inbetriebnahme. Ergänzend dazu meinte Achim Kaspar, zuständiges Vorstandsmit­ glied bei VERBUND für den Erzeugungsbe­

50

reich: „Wir haben uns ehrgeizige Ausbauziele im Bereich der Erneuerbaren Energien ge­ setzt. Diese kann nur mit moderner und belast­ barer Infrastruktur gelingen. Neben dem Ausbau erneuerbarer Energien sind die Errichtung von Leitungen, Speicher und Fle­ xibilitätskapazitäten das Um und Auf der Energiewende.“ POWER-PAKET AN DER DONAU Im Oktober 2019 begannen die Arbeiten in Wallsee-Mitterkirchen. In das bestehende Donaukraftwerk wurde eine Großbatterie in­ tegriert, mit dem Ziel, dem Netzbetreiber Primärregelleistung anbieten zu können. Mit einer Leistung von 8 Megawatt (MW) und

einer Speicherkapazität von 14.200 Kilo­ watt-stunden (kWh) wurde an diesem Stand­ ort die bislang mit Abstand größte Batterie in Österreich errichtet. „Die Energiezukunft verlangt vom Stromsys­ tem Flexibilität. Mit einem Power Paket, wie der Blue Battery, können genau diese Schwankungen im Stromnetz ausgeglichen werden“, informierte Karl Heinz Gruber, Geschäftsführer der VERBUND Hydro Po­ wer GmbH. „Die Blue Battery kann bei Be­ darf in Sekundenschnelle sogenannte Pri­ märregelleistung anbieten und damit einen Beitrag zur Aufrechterhaltung der Versor­ gungssicherheit in Österreich leisten.“ „Wasserkraft wird zumeist als verlässlicher

Oktober 2020

Batteriespeicher_Verbund.indd 50

12.10.2020 10:48:03

HYDRO

Technik

Foto: VERBUND

Foto: Glanzer

Blick ins Innere eines Containers mit der BlueBattery, die 8 MW Primärregelleistung in Sekundenschnelle bereitstellen kann.

Dauerläufer gesehen. In Wallsee-Mitterkirchen beweisen wir, dass wir auch im Netz einspringen können. Die Einsätze werden häufiger und beanspruchen die Maschinen. Mit der Großbatterie schonen wir die Anlage und sind trotzdem jederzeit einsatzbereit“, so Michael Amerer, Geschäftsführer der VERBUND Hydro Power GmbH.

BLUE BATTERY: SO FUNKTIONIERT SIE In fünf unscheinbaren Containern am Werksgelände verbergen sich rund 61.000 Lithium-Ionen-Batteriezellen, die in Summe eine Leis­ tung von insgesamt 10 MW (8 MW Primärregelung plus 2 MW Leis­ tung für das Lademangement) aufweisen. Benötigt das Stromsystem kurzfristig eine Primärregelreserve, so wird diese am Standort großteils durch die BlueBattery zur Verfügung gestellt, die im Anschluss immer wieder direkt durch das Wasserkraftwerk geladen wird. Nur in Aus­ nahmefällen, wenn die Frequenzabweichungen zu stark sind, wird eine Turbine des Wasserkraftwerks für die Primärregelung hinzuge­ schaltet. Durch diese einzigartige Kombination aus Speichersystem und Wasserkraftwerk steht dem Stromsystem in Summe 16 MW Pri­ märregelleistung zur Verfügung.

Die Netzstützung durch die Lieferung von Primärregelenergie ist ein essentieller Teil der Energiewirtschaft, um ein stabiles Stromnetz in Österreich zu gewährleisten und hat in letzter Zeit immer mehr an Bedeutung gewonnen. Gründe dafür sind einerseits der starke Anstieg an volatilen Erzeugungseinheiten wie Wind- und Solarenergie und an­ dererseits die Stilllegung von thermischen Kraftwerken, die zur Netz­ stützung herangezogen worden sind.

Technische Daten: Leistung Batteriespeicher: 8 MW Primärregelleistung Zusätzlich: 2 MW Leistung für Lademanagement  Primärregelleistung des Gesamtsystems (Batterie und Wasserkraftwerk): 16 MW  Speicherkapazität Batteriespeicher: 14,2 MWh (bzw. am „Lebensende“ 10 MWh)  Anzahl Linien (mit je einem Umrichter/Transformator):  Anzahl der Speicherzellen: 60.928  Investitionskosten: 7,2 Mio Euro 

Foto: VERBUND

NETZSTÜTZUNG IN SEKUNDENSCHNELLE Die „Qualität“ bei Strom misst sich in der Frequenz-Stabilität. 50 Hertz (Hz) muss die Frequenz betragen. Schon geringe Abweichungen bedeuten das Risiko eines Ausfalles, der sich schlimmstenfalls bis zu einem Blackout ausweiten kann. Bei der Unterstützung des Netzes durch die „Primärregelung“ muss bei zu hohen Frequenzen im Netz Energie aus dem Netz entnommen (eingespeichert oder verbraucht) und bei zu geringen Frequenzen zusätzliche Energie ins Netz einge­ speist werden.



Eröffnung der BlueBattery im Kraftwerk Wallsee-Mitterkirchen: Karl Heinz Gruber (VERBUND Hydro Power GmbH), Achim Kaspar (VERBUND AG), LH Thomas Stelzer, Michael Strugl (VERBUND AG), Michael Amerer (VERBUND Hydro Power GmbH) (v.l.)

Batteriespeicher_Verbund.indd 51

Oktober 2020

51

12.10.2020 10:48:06

HYDRO

Technik

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

52

Oktober 2020

Batteriespeicher_Verbund.indd 52 Small_Hydro_ Inserat_deutsch_216x297abf.indd 1

12.10.2020 10:48:06 21.03.2017 19:10:28

HYDRO

Projekte

REVITALISIERTES KRAFTWERK LA YEGUADA IN PANAMA SORGT FÜR NETZSTABILITÄT Vor etwas mehr als einem Jahr hat die international renommierte GUGLER Water Turbines GmbH ihr jüngstes Projekt im lateinamerikanischen Panama erfolgreich abgeschlossen. Dabei sorgten die Oberösterreicher für eine grundlegende Modernisierung des in den 1960er Jahren errichteten Wasserkraftwerks La Yeguada der Betreibergesellschaft „Naturgy“. Das Projekt umfasste die Lieferung eines elektromechanischen und leittechnischen Komplettpakets, darunter zwei horizontalachsige 3-düsige Pelton-Turbinen mit direkt gekoppelten Synchron-Generatoren. Gemeinsam erreichen die für eine Nettofallhöhe von 283,5 m und eine Ausbauwassermenge von je 1.550 l/s konstruierten Maschinen eine Engpassleistung von mehr als 7,3 Megawatt. Die Inbetriebnahme der neuesten GUGLER-Referenzanlage in Panama brachte eine erhebliche Verbesserung der Netzstabilität im Projektgebiet mit sich.

Das Wasserkraftwerk La Yeguada in der panamaischen Provinz Veraguas wurde zwischen April und September 2019 grundlegend modernisiert.

chern einen Folgeauftrag zur Kompletterneuerung des Unterliegerkraftwerks La Yeguada, das ebenfalls von einem Stausee gespeist wird.

ALLES NEU IM KRAFTHAUS „Die Ausleitungsanlage La Yeguada wurde 1967 in Betrieb genommen und nutzte zur Stromgewinnung ursprünglich zwei 1-düsige Pelton-Turbinen, die gemäß Typenschildern auf eine Gesamtleistung von ca. 6,3 MW ausgelegt waren. Nach 52 Betriebsjahren hatten die Maschinensätze allerdings das Ende ihrer technischen Lebenszeit erreicht. So wurde An­ fang 2019 noch vor dem kompletten Kraft­­ haus-Refurbishment einer der beiden Dreh­ stromgeneratoren in Folge eines Kurzschlusses neu gewickelt“, erklärt GUGLER-Projektleiter Georg Hirsch. Er führt weiter aus, dass die

Maschinenhaus während der Umbauphase.

Projekt KW La Yeguada zek Hydro 5_20.indd 53

generelle Regelfähigkeit der alten Maschinen sehr begrenzt gewesen sei. Auch eine heute zum Stand der Technik gehörende Fernwartungsmöglichkeit war nicht vorhanden, das Kraftwerk konnte lediglich vor Ort vom Betriebspersonal manuell gesteuert werden. Anders als beim Oberlieger, den GUGLER mit einer Francis-Turbine mit 886 kW Engpassleistung inklusive der kompletten elektro- und leittechnischen Infrastruktur ausstattete, umfasste der Auftrag La Yeguada die Lieferung von zwei Pelton-Turbinen. Das schlüsselfertige Projekt beinhaltete Demontage, Abbrucharbeiten, Umbauten inkl. Betonierarbeiten, Turbinen, Generatoren, Hydraulik, Steuerung und die Mittelspannungsanlage inklusive Trafos. Damit die erneut horizontalachsig gefertigten Maschinen auch bei verringertem Zu-

Foto: GUGLER

I

m rund 4,1 Millionen Einwohner zählenden Panama zählt die Stromgewinnung aus Wasserkraft traditionell zu den wichtigsten Säulen der heimischen Energiewirtschaft.

2015 stammten in Summe knapp zwei Drittel der produzierten Energie aus erneuerbaren Ressourcen, über 50 Prozent des gesamten in Panama erzeugten Stroms lieferte eine Vielzahl von Wasserkraftwerken im Land. Für die seit der Unternehmensgründung weltweit aktive GUGLER Water Turbines GmbH ist der lateinamerikanische Raum – sowohl Mittelals auch Südamerika – ein wichtiges Tätigkeitsfeld. Die im oberösterreichischen Mühlviertel ansässigen Branchenexperten konnten in Panama bereits eine ganze Reihe von Anlagen unterschiedlicher Bauart und Leistungsklassen mit ihren hydroelektrischen Lösungen ausstatten. Im Jahr 2018 erneuerte GUGLER in der Provinz Veraguas das Kraftwerk La Yeguadita für die Betreibergesellschaft „Naturgy“, ein in Panama landesweit aktives Energieversorgungsunternehmen mit Sitz in Spanien. Offenkundig waren die Betreiber mit dem dort von GUGLER erbrachten Liefer- und Leistungsumfang sehr zufrieden.

Noch 2019 erteilte Naturgy den Österrei-

Foto: GUGLER

i

Oktober 2020

53

12.10.2020 10:24:52

HYDRO

Projekte September des Vorjahres durchgeführte Kompletterneuerung der Krafthaustechnik folgte einem straffen Zeitplan. Projektleiter Hirsch merkt an, dass dank sorgfältig geplantem Projektmanagement verschiedene mechanische bzw. elektrische Installationsschritte parallel ausgeführt werden konnten. Umgesetzt wurden die Arbeiten von lokalem Personal unter Anleitung von GUGLER-Supervisoren.

Foto: GUGLER

Die neuen horizontalachsigen Pelton-Turbinen wurden von GUGLER mit 3 hydraulisch geregelten Düsen gefertigt. Unter Volllast erreicht jede der ein breites Betriebsband abdeckenden Maschinen eine Engpassleistung von knapp 3,9 MW.

fluss ein Maximum an Effizienz erbringen, wurden diese nun mit jeweils drei hydraulisch geregelten Düsen ausgeführt. Bei einer Nettofallhöhe von 283,52 m und der unveränderten Ausbauwassermenge von jeweils 1.550 l/s kommt jede Turbine unter Volllast nun auf eine Engpassleistung von 3.897 kW. Komplettiert wurden die Maschinensätze durch zwei direkt gekoppelte Synchron-Generatoren in luftgekühlter Ausführung. Die im Vergleich zum Altbestand weitaus kompakter ausgeführten Energiewandler drehen wie die Turbinen mit 720 U/min und wurden vom Hersteller Indar auf eine Nennscheinleistung von jeweils 4.700 kVA und eine Anschlussspannung von 6.300 V ausgelegt. Damit die Abluft der wirkungsgradstarken Generatoren nicht zu einer unerwünschten Erwärmung des Gebäudes führt, wurden zwei separate Entlüftungsschächte ins Freie angelegt.

AUFTRAG STRAFF DURCHGEZOGEN Projektleiter Hirsch erklärt, dass das Maschinenhaus im Zuge der Anlagenmodernisie-

rung ebenfalls angepasst werden musste: „Der bautechnisch größte Aufwand lag im Fundamentbereich der Maschinensätze, dort wurde der Grundbeton mit schwerem Gerät herausgestemmt. Beim Montageeinsatz vor Ort wurde die Stahlpanzerung der neuen Auslaufkanäle in die bestehenden Kanäle eingezogen.

Das war insofern praktisch, weil die alten Auslaufkanäle ohnehin nicht mehr für die neuen Turbinen gepasst hätten. Somit ersparten sich die Firma GUGLER zusätzlichen Abbruchaufwand im Gebäudefundament.“ Im Anschluss an die Betonarbeiten konnte der Einbau der hydromechanischen Ausstattung beginnen. Nach dem werksseitigen Probezusammenbau und der im Beisein von Na­turgyVertretern durchgeführten End­ abnahme konnten die Maschinen im Frühjahr 2019 seefest verpackt und per Lkw und Schiff nach Panama transportiert werden. Der Transport nach Veraguas – die einzige an den Atlantik und den Pazifik grenzende panamaische Provinz – dauerte inklusive Zollformalitäten rund sechs Wochen. Die zwischen April und

E-TECHNIK IN CONTAINER VERBAUT Neben den beiden Maschinensätzen und den dazugehörigen Kugelschiebern DN500, den beiden Hydraulik- und Schmieraggregaten, den Drainagepumpen und der Ultraschall-Durchflussmessung beinhaltete das Projekt auch die gesamte elektro- und leittechnische Anlagenausstattung. Geliefert wurde das Equipment von der H&W Control GmbH aus Niederösterreich, die mit GUGLER bereits eine ganze Reihe von Wasserkraftwerken rund um den Globus ausgerüstet hat. „Wir haben 2018 mit GUGLER das Oberlieger-Kraftwerk revitalisiert und den Betreibern dabei schon gemeinsam Vorschläge unterbreitet, wie die Anlage La Yeguada modernisiert werden könnte“, erklärt H&W Control-Geschäftsführer Rainer Huber. So wurden zentrale E-Technik-Komponenten wie die 38,5 kV-Mittelspannungsschaltanlage und die Leistungsschalter in einem von H&W Control speziell für das Projekt angepassten Container installiert, der vor dem Krafthaus aufgestellt wurde. Der Eigenbedarfstrafo der Anlage wurde ebenfalls in einem abgetrennten Bereich des Containers untergebracht. Dies brachte den Vorteil mit sich, dass diese Baugruppe in Österreich komplett vorinstalliert und geprüft nach Mittelamerika verschifft werden konnte. Nach der Ankunft vor Ort wurde der anschlussbereite Container noch um eine Klimaanlage

Technische Daten • KW-Typ: Ausleitungkraftwerk • Ausbauwassermenge: 3,1 m3/s • Nettofallhöhe: 283,52 m • Turbinen: 2 x 3-düsige Pelton • Drehzahl: 720 U/min • Wellen: Horizontal • Engpassleistung: 2 x 3.897 kW • Hersteller: GUGLER Water Turbines GmbH

Probezusammenbau der auf einen Maximaldurchfluss von jeweils 1.550 l/s ausgelegten Turbinen beim italienischen Fertigungsbetrieb.

54

Foto: GUGLER

• Generatoren: Synchron • Kühlung: Luft • Nennscheinleistung: 2 x 4.700 kVA • Spannung: 2 x 6.300 V

Oktober 2020

Projekt KW La Yeguada zek Hydro 5_20.indd 54

12.10.2020 10:24:53

HYDRO

ergänzt. Weitere E-Technik-Komponenten wie die Turbinenregler und die Generator-Schutzeinrichtungen wurden in Schaltschränken im Maschinenhaus installiert.

Ebenfalls im Gebäude befinden sich die luftgekühlten Gießharz-Transformatoren, die anstelle von ursprünglich im Freien vorgesehenen ölgekühlten Trafos zum Einsatz kommen.

Huber merkt an, dass die auf der SIMATIC S7-1500 von Siemens basierende Anlagensteuerung mit einer übergeordneten Kontrollfunktion seitens des Netzbetreibers ausgeführt werden musste. Mittels digitaler Anbindung via DNP3-Protokoll werden geforderte Anlagenparameter wie die Anlagenleistung, die Spannung am Einspeisepunkt oder die aktuellen Durchflusswerte der Turbinen übermittelt. ÖSTERREICHER SORGEN FÜR NETZSTABILITÄT Der Steuerungs-PC mit der anwenderfreundlichen Visualisierung wurde in einem Nebenraum des Krafthauses installiert. Darüber hinaus kann die Anlage vom ca. 500 km entfernten Unternehmenssitz über eine sichere Online-Anbindung überwacht und geregelt werden. Nach der erfolgreich verlaufenen Inbetriebnahme im September 2019 speist das Kraftwerk La Yeguada seit über einem Jahr ins Netz ein. Zusätzlich zur deutlichen

Foto: H&W Control

Projekte

H&W Control-Geschäftsführer Rainer Huber außen links, daneben (v.l.) Naturgy-Mitarbeiter, Anlagenführer und Naturgy-Projektleiter, außen rechts GUGLER-Projektleiter Georg Hirsch.

Steigerung von Leistung und Stromproduktion brachte die Anlagenmodernisierung einen höchst willkommenen Nebeneffekt mit sich.

Das bislang große Spannungsschwankungen aufweisende regionale Stromnetz konnte infolge der Kraftwerksrevitalisierung erheblich stabilisiert werden. Wenn die von einer nahe gelegenen Photovoltaikanlage verursachte Netzspannung steigt, kann dies durch die Reduzierung der Blindleistung an den Generatoren ausgeglichen werden. Umgekehrt wird

bei einem Spannungsabfall die Generatoren-Blindleistung automatisch erhöht. Die zuvor in der Region flächendeckend an der Tagesordnung stehenden Stromausfälle gehören nun weitgehend der Vergangenheit an.

Projektleiter Hirsch zeigt sich zuversichtlich, dass die jüngste GUGLER-Referenzanlage in Panama nicht die letzte bleiben wird. Für die Zukunft haben die Österreicher bereits weitere Neubau- und Revitalisierungsprojekte im Land ins Auge gefasst.

• Weltweit aktiv • Modernisierungen • Finanzierung und After-Sales-Service • Schlüsselfertige Anlagen • Höchste Qualität und Wirkungsgrad • Betreiber Know-How • Langjährige Erfahrung

Kaplan Turbinen Pelton Turbinen Francis Turbinen bis zu 25MW

info@gugler.com www.gugler.com

Liquid Energy - Solid Engineering

Projekt KW La Yeguada zek Hydro 5_20.indd 55

Oktober 2020

55

12.10.2020 10:24:53

Das Kraftwerk Pisching der Liechtenstein Energie GmbH & Co KG ist seit seiner Inbetriebnahme im Dezember 2019 durchgehend am Netz. Gemeinsam decken die insgesamt sechs Wasserkraftwerke der Stiftung Fürst Liechtenstein im Raum Kalwang den Jahresstrombedarf von ca. 5.000 Durchschnittshaushalten.

Projekte

Foto zek

HYDRO

FÜRSTLICHE ÖKOSTROMPREMIERE AM OBERSTEIRISCHEN PISCHINGBACH IN KALWANG Noch vor dem vergangenen Jahreswechsel nahm das erste Wasserkraftwerk am Pischingbach in der steirischen Gemeinde Kalwang seinen Betrieb auf. Realisiert wurde die Ausleitungsanlage von der Liechtenstein Energie GmbH & Co KG, die im Besitz der Stiftung Fürst Liechtenstein steht. Für eine ganzjährig effektive Stromproduktion lieferte „Small Hydro“-Weltmarktführer ANDRITZ Hydro eine horizontale 3-düsige Pelton-Turbine mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator. Damit erzeugt das neue Kraftwerk im Jahr rund 1,2 Gigawattstunden Ökostrom.

D

ie Stiftung Fürst Liechtenstein konnte in ihrem Jahresrückblick 2019 eines der wirtschaftlich erfolgreichsten Geschäftsjahre ihrer Geschichte vermelden. In der Einleitung zur Jahresrückschau schreibt Stiftungsvorstand Constantin von Liechtenstein, dass der „Expansionskurs in den vier Kernbranchen ‚Agrarwirtschaft & Nahrungsmittel‘, ‚Forstwirtschaft‘, ‚Erneuerbare Energien‘ und ‚Immobilien‘“ sowohl bei den bestehenden Unternehmen als auch bei den Neuinvestitionen fortgesetzt werden konnte. Das Highlight im Geschäftsfeld „Erneuerbare Energien“ stellte die Inbetriebnahme des Kleinwasserkraftwerks Pisching in der obersteirischen Gemeinde Kalwang dar. Insgesamt betreibt die Liechtenstein Energie GmbH & Co KG nun sechs Wasserkraftwerke auf dem ebenfalls im Stiftungsbesitz stehenden, etwa 13.000 Hektar umfassenden Forstgebiet Kalwang. Der Anlagenverbund produziert im Regeljahr rund 19 GWh Ökoenergie, womit umgerechnet der Jahresstrombedarf von ca. 5.000 Durchschnittshaushalten gedeckt wird.

56

UMFASSENDE SANIERUNG STATT NEUBAU „Der Bau der ersten Kleinwasserkraftanlage am hydroelektrisch bislang ungenutzten Pischingbach wurde 2009 zu einer ersten Vorprüfung eingereicht“, erklärt Oberforstmeister Dipl.-Ing. Helmut Rinnhofer, seines Zeichens Geschäftsführer der Liechtenstein Energie GmbH & Co

Oktober 2020

Projekt KW Pisching zek Hydro 5_20.indd 56

12.10.2020 10:42:17

HYDRO

Das schlichte Maschinenhaus wurde in eine bestehende Hanglage integriert.

Foto: Stiftung Fürst Liechtenstein

Mittels modifiziertem Denil-Fischpass gelangen die Gewässerbewohner an der Wehranlage in den Oberwasserbereich. Die Funktionsfähigkeit der Fischaufstiegshilfe konnte mit einem biotischen Monitoring bestätigt werden.

Foto: zek

Projekte

KG. Den wasserrechtlichen Bescheid zum Bau des nach dem Ausleitungsprinzip konzipierten Kraftwerks erteilte die zuständige ­Behörde im Jahr 2016. „Um eine Baugenehmigung zu erhalten, musste der Verlauf der zunächst neben dem Bach geplanten Druckrohrtrasse umgeändert werden. Dies resultierte in einer etwa 40 Prozent längeren Rohrleitung als ursprünglich geplant, und führte natürlich auch zu höheren Baukosten. Eine weitere wichtige Thematik im Genehmigungsverfahren war die Ausführung der obligatorischen Fischwanderhilfe an der Wehranlage“, sagt Rinnhofer und führt weiter aus, dass ein klassischer Beckenpass aufgrund der beschränkten Platzverhältnisse und einer steilen Hanglage neben der Wasserfassung beträchtlichen Mehraufwand mit sich gebracht hätte. In Absprache mit der für die Generalplanung engagierten Pittino ZT-GmbH ­wurde für die Ausführung des Fischaufstiegs der Kontakt zum ebenfalls in Graz ansässigen Ingenieurbüro „flusslauf“ hergestellt. Dieses konzipierte die Pilotanlage eines mit 30 Pro-

zent geneigten modifizierten Denil-Fisch­ passes. Dabei handelt sich um die Neuentwicklung eines Fischpasses, dessen Urvariante schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde und eine der ältesten technischen Fischaufstiegshilfen darstellt. Die wesentlichen Vorteile dieses Systems liegen in einer kompakten Bauweise, damit einhergehenden niedrigen Baukosten sowie einer geringen Durchflussmenge.

1,6 KM LANGER KRAFTABSTIEG Nach Abschluss des Ausschreibungsverfahrens, bei dem durchwegs bewährte Unternehmen aus der Bau- und Wasserkraftbranche beauftragt wurden, startete im April 2019 die Umsetzungsphase des Projekts. Zu Beginn der Bauarbeiten fokussierte man sich auf die von unten nach oben durchgeführte Verlegung der Druckrohrleitung und die Errichtung des Krafthauses. Rinnhofer merkt an, dass der Bau der Wasserfassung wegen einer naheliegenden Rotwildfütterung zeitlich etwas verzögert in Angriff genommen werden

durfte. Für die Rohrverlegung wurde die Rumpf Bau GmbH aus Murau engagiert, die mit dem Projekt KW Pisching eine weitere Ausleitungsanlage ihrer umfangreichen Referenzliste hinzugefügt hat. „Wegen der Umänderung des Trassenverlaufs weist die insgesamt 1,6 km lange Druckleitung DN400 einen Hoch- und einen Tiefpunkt auf, was in weiterer Folge den Einbau einer Be- und Entlüftung bzw. einer Entleerung notwendig machte“, so Rinnhofer. Der Kraftabstieg besteht zur Gänze aus dem bekannt hochwertigen duktilen Gussmaterial der Tiroler Rohre GmbH (TRM), die im Sinne der nachhaltigen Unternehmensphilosophie zu 100 Prozent aus Recyclingmaterial gefertigt werden.

Aufgrund der anspruchsvollen geologischen Bodenbedingungen kam hier das anwendungsfreundliche und bewährte schub- und zugsichere Verbindungssystem VRS-T der TRM zum Einsatz. Bis auf die Unterquerung einer öffentlichen Straße verläuft die Rohrtrasse komplett auf dem Eigenbesitz des Forstbetriebs. Für die digitale Kommunikati-

Foto: Stiftung Fürst Liechtenstein

Der ca. 1,6 km lange Kraftabstieg besteht zur Gänze aus den bekannt hochbeanspruchbaren Gussrohren DN400 von der Tiroler Rohre GmbH. Die Verlegearbeiten erledigte die bewährte Rumpf Bau GmbH aus Murau.

Projekt KW Pisching zek Hydro 5_20.indd 57

Oktober 2020

57

12.10.2020 10:42:20

HYDRO

Projekte

ANDRITZ Hydro lieferte die 3-düsige Pelton­Turbine mit direkt gekoppeltem Hitzinger Synchron-Generator. Unter Volllast erreicht die Maschine eine Engpassleistung von 316 kW, darüber hinaus überzeugt das horizontalachsige Kraftpaket durch hervorragende Wirkungsgrade in einem breiten Teillastbereich.

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 225 l/s • Bruttofallhöhe: 171,5 m • Nettofallhöhe: 157,8 m • DRL: ca. 1,6 km • Ø: DN400 • Hersteller: Tiroler Rohre GmbH • Turbine: horizontale 3-düsige Pelton • Nenndrehzahl: 1.000 U/min • Engpassleistung: 316 kW • Hersteller: ANDRITZ Hydro • Generator: Synchron • Nennscheinleistung: 360 kVA

Foto: zek

• Hersteller: Hitzinger • Regelarbeitsvermögen: ca. 1,2 GWh/a

on zwischen Krafthaus und Wasserfassung und der Energieanbindung wurden gemeinsam mit der Druckrohrleitung auch ein Glasfaser- und ein Stromkabel mitverlegt.

STEIRER LIEFERN STAHLWASSERBAU Die zentrale Wasserfassung zur Ausleitung des Gewässers wurde mit einem robusten Tiroler Wehr ausgestattet. Außerdem wird ein kleiner Seitenbach mit einem selbstreinigenden Coanda-Rechen gefasst und zu der in unmittelbarer Nähe befindlichen Wehranlage geleitet.

Geliefert wurde der komplette Stahlwasserbau von der steirischen S.K.M. GmbH, deren Geschäftsführer Sepp Köhl als Betreiber eines eigenen Kraftwerks bestens über die An­ sprüche von Wasserkraftanlagen im alpinen Raum Bescheid weiß. Der gesamte S.K.M.-­ Lieferumfang bestand neben dem Tiroler-Rechen aus einer Wehrklappe, den Einlauf,Spül- und Notschützen, einem vertikalen Feinrechen inklusive Rechenreinigungsmaschine und dem von der Südtiroler Wild

­ etal GmbH bezogenen Coanda-Rechen.

M Die vorgeschriebene Restwasserdotation von konstant 29 l/s dient zur Versorgung des auf der orographisch rechten Gewässerseite installierten Denil-Fischpass. Die Sedimente des Gebirgsbachs werden nach der Ausleitung in einem Entsanderbecken gesammelt und über einen Spülschütz wieder in die Restwasserstrecke zurückgegeben. Der Rechenreiniger in Teleskop-Ausführung, das Hydraulik­aggregat und ein E-Technik-Schaltschrank mit Touch-Panel wurden witterungsgeschützt in einem holzvertäfelten Wehrhaus untergebracht. Das vom Feinrechen entfernte Geschwemmsel fällt von der Putzharke des Rechenreinigers in eine Spülrinne und wird vor dem Beginn der Druckrohrleitung wieder in den Bach zurückgeschwemmt.

KRAFTPAKET VON ANDRITZ HYDRO Das Maschinenhaus der Anlage wurde am Ende des Kraftabstiegs an eine Hanglage angeglichen. Für die Ausführung des elektrome-

chanischen Komplettpakets im Inneren des Gebäudes sorgte der Kleinwasserkraft-­ Weltmarktführer ANDRITZ Hydro. Als Herzstück des neuen Kraftwerks lieferte ANDRITZ eine 3-düsige Pelton-Turbine mit horizontaler Welle. Die pegelgeregelte Maschine wurde von den Konstrukteuren auf eine Bruttofallhöhe von 171,5 m und 225 l/s Maximaldurchfluss ausgelegt. Bei vollem Wasserdargebot erreicht die Maschine eine Engpassleistung von 316 kW, darüber hinaus ermöglichen die drei elektrisch geregelten Düsen ein optimales Teillastverhalten auch bei geringem Zufluss. Als Stromwandler kommt ein direkt mit der Turbinenwelle gekoppelter Synchron-Generator vom oberösterreichischen Hersteller Hitzinger zum Einsatz. Der wassergekühlte Schnellläufer dreht wie die Turbine mit 1.000 U/min und wurde auf eine Nennscheinleistung von 360 kVA ausgelegt.

Komplettiert wurde der ANDRITZ-­Lieferumfang durch das Absperrorgan DN400 mit 350 kg schwerem Fallge-

Foto: Stiftung Fürst Liechtenstein

Die Murauer Stadtwerke GmbH lieferte die elektro- und leittechnischen Ausstattung.

58

Oktober 2020

Projekt KW Pisching zek Hydro 5_20.indd 58

12.10.2020 18:09:56

HYDRO

Projekte

Foto: zek

Die Umsetzungsphase des ersten Wasserkraftwerks am Pischingbach nahm rund acht Monate Bauzeit in Anspruch.

Screenshot der Leittechnik-Visualisierung von der MGX Automation GmbH.

wicht, ein Hydraulik-Miniaggregat und dem Generator-Kühlmodul inklusive Unterwasser-Wärmetauscher. Die elektro- und leittechnische Ausstattung des Kraftwerks lieferte die Murauer Stadtwerke GmbH. Dazu zählten unter anderem die SPS-Steuerung SIMATIC S7-1500 von Siemens für den vollautomatischen Anlagenbetrieb sowie die elektrotechnischen Komponenten und Schaltschränke im Krafthaus und der Wehranlage. Die Ableitung des erzeugten Stroms zu einer nahegelegenen Trafostation vom Netzbetreiber Energie Steiermark erfolgt via Erdkabel. Rinnhofer ergänzt, dass die Energieproduktion der Anlage für einen Zeitraum von 13 Jahren mit dem geförderten Ökostromtarif der OeMAG vergütet wird.

1,2 GWH REGELARBEITSVERMÖGEN Die MGX Automation GmbH aus dem südsteirischen Leibnitz sorgte für die Integration der Anlagensteuerung an das zentrale Kraftwerks-Visualisierungssystem. „Diese übergeordnete Visualisierung wurde bereits

vor einigen Jahren von MGX installiert und ermöglicht dem diensthabenden Benutzer in Sekundenschnelle einen Überblick über die wichtigsten Daten und Zustände aller angebundenen Kraftwerke. Darüber hinaus können am zentralen Visualisierungs-PC die Gesamtleistung über alle Kraftwerke abgerufen, Diensthabende ausgewählt und Bedienhandlungen durchgeführt werden, wie beispielsweise die Anlagen starten oder stoppen bzw. Alarmierungen quittieren“, erklärt MGX-Geschäftsführer Martin Grübler-Haselsteiner. Nach rund achtmonatiger Bauzeit konnte das erste Wasserkraftwerk am Pischingbach im Dezember 2019 den Probebetrieb aufnehmen. „Die Inbetriebnahme ist problemlos über die Bühne gegangen. Die Betriebserfahrungen seither sind sehr positiv, es hat sich gezeigt, dass die Maschine auch bei geringen Zuflüssen sehr gut regelbar ist. Trotz wenig Niederschlag im vergangenen Winter mussten wir die Anlage kein einziges Mal abstellen“, so Rinnhofer. Im Regeljahr wird das sechste Wasserkraftwerk der Liechtenstein Energie GmbH & Co KG rund 1,2 GWh Ökoenergie ins öffentliche Stromnetz einspeisen.

Der Spezialist für duktile

Turbinenleitungen

ductile iron solutions www.trm.at

Projekt KW Pisching zek Hydro 5_20.indd 59

Oktober 2020

59

12.10.2020 10:42:22

HYDRO

Projekte

Rund 15 Monate nach dem Spatenstich befindet sich die Kraftwerksbaustelle des KW Erstfeldertal im Kanton Uri bereits in ihrer finalen Phase. Die Arbeiten an der Wasserfassung, dem Entsanderbauwerk und dem Druckstollen stehen kurz vor dem Abschluss, und die Montagearbeiten laufen auf Hochtouren. Um die ausgeklügelte Kraftwerkstechnik einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen, rief die KW Erstfeldertal AG am 29.

August 2020 zum Tag der offenen Kraftwerksbaustelle. Trotz Regen und strenger Corona-Maßnahmen war der Besucherandrang groß. Rund 500 Wasserkraftinteressierte nutzten die Gelegenheit, die Kraftwerkszentrale, die Wasserfassung oder den Druckstollen von innen zu begutachten. Für Fragen stand kompetentes Fachpersonal Rede und Antwort. Bis zum Dezember soll das Kraftwerk zum ersten Mal Strom produzieren, um später im Betrieb rund 7.200 durchschnittliche Haushalte mit CO2-freier Energie zu versorgen.

Fotos: EWA

KRAFTWERK ERSTFELDERTAL: TAG DER OFFENEN SPRINTBAUSTELLE

Die KW Erstfeldertal AG begrüßte zahlreiche Wasserkraftinteressierte am Tag der offenen Kraftwerksbaustelle. Über 500 bestens betreute Gäste nutzten diese seltene Gelegenheit und blickten hinter die Kulissen.

T

rotz höchst diffiziler Ausgangslage gelang es der Elektrizitätswerk Altdorf AG ein wirtschaftlich realisierbares Wasserkraftprojekt am Alpach im Erstfeldertal auf Schiene zu bringen. Lange galt der Standort als einer der schwierigsten im Kanton, da bereits mehrere Versuche in der Vergangenheit gescheitert waren, hier ein Kraftwerk zu errichten. Dank des sehr großen Einsatzes aller Beteiligten konnten alle erforderlichen Bewilligungsschritte in der Rekordzeit von nur 10 Monaten erreicht werden: Konzessionsgesuch, UVB 1.

Stufe, Schutz- und Nutzungsplanung nach Gewässerschutzgesetz

Beim Gang durch das Kraftwerk Erstfeldertal veranschaulichte das kompetente Fachpersonal die moderne Technik und deren Funktion.

60

(SNP), Baugesuch, UVB 2. Stufe, die Gründung der KW Erstfeldertal AG, die Genehmigung der Schutz- und Nutzungsplanung SNP durch den Bundesrat, und schließlich auch noch die Bestätigung der fristgerechten Projektfortschrittsmeldung durch die nationale Förderung.

Für eine zielgerechte Umsetzung der einzelnen Bauabschnitte mussten im Vorfeld alle Schritte genauestens geplant werden. Doch um so einen straffen Zeitplan einhalten zu können, bedurfte es der Mobilisierung sämtlicher Kapazitäten aller Beteiligten. Für ihr enormes Engagement spricht Werner Jauch, Verwaltungsratspräsident bei der Kraftwerk Erstfeldertal AG, seinem Team höchstes Lob aus. Mit dem Spatenstich im Mai letzten Jahres erfolgte schließlich der Startschuss für die Kraftwerksbaustelle.

VERZÖGERUNGEN DURCH ÄUSSERE EINFLÜSSE Der bisherige Bauverlauf ist geprägt durch zahlreiche Herausforderungen. Mit manchen hatte man gerechnet, mit anderen nicht. Der Rohbau der Maschinenzentrale konnte noch vor Weihnachten 2019 fertiggestellt werden – seit März dieses Jahrs laufen bereits Arbeiten für den Innenausbau. Ebenfalls im März 2020 wurde der Sprengvortrieb des rund 900 m langen Druckrohrstollens beendet, während in der Kraftwerkszentrale ab Mitte Mai 2020 mit der Montage der drei Maschinen begonnen wurde. Die Anlieferung des rund 39 t schweren Maschinentransformators im vergangenen Juli gestaltete sich spektakulär. Doch trotz des schlechten Wetters gab es weder bei der Anlieferung noch beim Einbau Probleme. „Ein Kraftwerksprojekt in dieser Größenordnung und einem derart knappen Zeitkorsett birgt ständig

Oktober 2020

EWA_Tag der Baustelle_Layout_01.indd 60

13.10.2020 08:21:45

HYDRO

Projekte die Gefahr, mit Verzögerungen konfrontiert zu werden“, bringt es Werner Jauch auf den Punkt. Nach circa einem Jahr Baustellenbetrieb standen die Kraftwerksbauer etwa vor einer gänzlich unerwarteten Herausforderung: Corona. „Während des Corona-Lockdowns kam es immer öfter zu Lieferschwierigkeiten, wie etwa für Baustahl oder auch bei den Kraftwerkskomponenten. Für den Transport der Maschinenteile von Österreich in die Schweiz brauchten wir eine Sondergenehmigung“, erinnert sich der Verwaltungsratspräsident. Doch auch die Mineure, die vorwiegend aus Österreich und Deutschland kamen, mussten den Umständen Tribut zollen. „Sie haben darauf verzichtet, ihre Familien daheim zu besuchen und sind geblieben. Ihre Haltung verdient Respekt und Anerkennung“, betont Jauch.

Eine Hürde technischer Natur barg der 100 m lange Entsander, der aus dem Berg gesprengt wurde. Erst im Zuge der Arbeiten stellte sich heraus, dass das Gestein im Berg lockerer war als zunächst angenommen. „Normalerweise schaffen wir einen Vortrieb von 5 bis 6 m pro Tag. Aber hier kamen wir maximal 1 bis 2 m pro Tag voran, was eine Verzögerung um 12 Wochen nach sich zog“, so Werner Jauch. Für die Kompensation des Mehraufwandes leisteten die beteiligten Projektmitarbeiter unzählige Überstunden und verzichten sogar auf Ferien und Freizeit. Diesen Einsatz weiß Werner Jauch zu schätzen: „Nur dank des unermüdlichen Einsatzes aller Beteiligten haben wir eine Change, dieses Projekt zielgerecht zu realisieren. Es ist nötig, damit das Kraftwerk wie geplant im kommenden Dezember erstmals Strom produzieren kann.“ TAG DER OFFENEN KRAFTWERKSBAUSTELLE Mit dem Bau des Kraftwerks Erstfeldertal führen die Kraftwerk Erstfeldertal AG gemeinsam mit ihren Partnern einer der zurzeit größten Baustelle im Kanton Uri. Rund 37 Millionen Franken werden in das Projekt investiert.

Am 29. August luden die Verantwortlichen zum Tag der offenen Baustelle. Unter Einhaltung strenger Corona-Schutzmaßnahmen wurden rund 500 Gäste im Festzelt bei der Kraftwerkszentrale begrüßt. Die nutzten die Gelegenheit, um einen Blick hinter die Kulissen zu werfen.

Am Tag der offenen Baustelle waren unter anderem die Kraftwerkszentrale und der Druckleitungsstollen für die Besucher zugänglich. Mit dem Shuttle-Service ging es zudem hoch zur Wasserfassung und zum Entsanderstollen. Kompetente Fachleute standen für sämtliche Fragen Rede und Antwort. „Wir sind sehr glücklich darüber, dass unser Tag der offenen Baustelle bei der Bevölkerung so gut angenommen wurde.

Das zeigt uns, dass für eine umweltfreundliche Energieproduktion großes Interesse besteht“, zeigte sich Werner Jauch erfreut.

NUTZUNGSVARIANTE ÜBERZEUGT Gemäß des „abgespeckten“ Kraftwerkskonzepts wird das Wasser des Alpbachs in einem Ausmaß von 5,5 m³/s im Gebiet Schopfen auf 730 M. ü. M. gefasst und von dort zu einem unterirdischen Entsander geleitet. Von hier fließt das Triebwasser weiter durch den unterirdisch verlegten Kraftabstieg hinunter zur Zentrale im Erstfelder Ortsteil Spätach auf 484 M. ü. M. Dabei überwindet es eine Fallhöhe von 248 m. Die Druckleitung aus Stahl weist eine Länge von rund 1.000 m und einen Durchmesser von DN1400 auf. Für die Stromproduktion sind in der Maschinenzentrale drei Maschineneinheiten der Marke Troyer aus Südtirol untergebracht. Mit einer Engpassleistung von insgesamt 11,5 MW produziert das neue Kraftwerk rund 32 GWh im Jahr. Der erzeugte Strom wird zuerst auf eine 5,5-kV-Sammelschiene geführt und über einen SGB-Reguliertransformator 50/5,5-kV und via 50-kV GIS Schaltanlage ins Netz der Elektrizitätswerk Altdorf AG eingespeist. Wenn alles weiterhin gut verläuft, wird das Kraftwerk Erstfeldertal noch vor Jahreswechsel das erste Mal Strom erzeugen.

Obwohl sich die Maschinenhalle noch im Bau befindet, konnten die Gäste einen ersten Eindruck gewinnen und sich über neue Perspektiven freuen, wie etwa bei einem Blick ins Innere der neuen Druckleitung mit einem Durchmesser von DN1400.

Der Tag der offenen Baustelle stand im Zeichen der Wasserkraft.

Die Veranstaltung wurde auch von interessierten Familien gerne besucht.

Die Kraftwerksbesichtigung bot auch die seltene Gelegenheit, dem einen oder anderen Detail auf den Grund zu gehen.

Neben der Kraftwerkszentrale und der Wasserfassung konnte auch das Portal des Druckstollens oberhalb der Zentrale besichtigt werden.

EWA_Tag der Baustelle_Layout_01.indd 61

Oktober 2020

61

10.10.2020 22:49:42

HYDRO

Veranstaltung

RENEXPO INTERHYDRO CONFERENCE 2020 – INNOVATIV, ÖKOLOGISCH UND NACHHALTIG Das Jahr 2020 ist auch für die RENEXPO INTERHYDRO ein besonderes. Der Branchentreffpunkt der (Klein)Wasserkraft wird in diesem Jahr als kompakte Wissenstransfer & Network Conference am 26. November 2020 im Messezentrum Salzburg stattfinden.

Die RENEXPO INTERHYDRO Conference bietet eine Plattform für ein starkes Programm aus Vorträgen und Talks.

Die RENEXPO INTERHYDRO bleibt auch im Corona-Jahr 2020 ein Fixpunkt für Wasserkraftbetreiber und Planer.

Den Auftakt der Conference macht ein Gespräch mit Dr. Paul Ablinger (Bild Mitte), Geschäftsführer Kleinwasserkraft Österreich.

Foto: Habring/MZS

VIELFÄLTIGES PROGRAMM AN EINEM TAG Die RENEXPO INTERHYDRO Conferen­ ce findet eintägig am 26. November 2020 im Messezentrum Salzburg statt und bietet ein starkes Programm aus Vorträgen und Talks.

So erwartet die Besucherinnen und Besucher als Auftakt ein Gespräch mit Dr. Paul Ablin­ ger, Geschäftsführer Kleinwasserkraft Öster­ reich und DI Peter Matt, Mitglied des ÖWAV Vorstands, welche zum kürzlich präsentierten Erneuerbaren Ausgleichsgesetz in Österreich diskutieren. Die Laudatio hält Landeshaupt­ mann Stellvertreter Dr. Heinrich Schellhorn.

Anschließend werden spannende Projekte, etwa das Kraftwerk Großweil in ihren Kon­ troversen behandelt und so Möglichkeiten aufgezeigt, wie im zukünftigen Energiesystem mit einem stark wachsenden Anteil an fluktu­ ierenden, erneuerbaren Energien weiterhin der heutige Status quo an Versorgungssicher­ heit gewährleistet werden kann.

Foto: zek

Foto: zek

A

ufgrund der aktuellen Entwicklungen und den damit verbundenen Reisebe­ schränkungen kann der Ausstellungs­ bereich der RENEXPO INTERHYDRO mit über 100 internationalen Ausstellern in die­ sem Jahr nicht veranstaltet werden. DI (FH) Alexander Kribus, MBA, Geschäftsführer der Messezentrum Salzburg GmbH begründet diesen Schritt so: „Die RENEXPO INTER­ HYDRO ist auch in ihrem 12. Jahr ein Fix­ punkt für Wasserkraftwerkbetreiber, Planer und alle mit der Branche verbundenen Orga­ nisationen und Verbände. Aufgrund der be­ stehenden Einschränkungen sehen wir als Veranstalter nicht die Möglichkeit, eine Mes­ se in gewohnter Qualität für unsere Besucher­ innen und Besucher als auch für die Ausstelle­ rinnen und Aussteller anzubieten. Deshalb haben wir uns dazu entschieden, heuer aus­ schließlich die RENEXPO INTERHYDRO Conference abzuhalten. Die Conference prä­ sentiert die Neuerungen und aktuellen The­ men in kompakter Form an einem Tag und dient den Besucherinnen und Besuchern auch im besonderen Jahr 2020 als Netzwerk­ plattform und Raum für Erfahrungsaustausch und Wissensaufbau.“

Netzwerkplattform und Raum für Erfahrungsaustausch

INFORMATION • Datum: 26. November 2020

• Ort: Messezentrum Salzburg Am Messezentrum 1, 5020 Salzburg, Österreich • Online: www.renexpo-interhydro.eu

Für Rückfragen kontaktieren Sie bitte: Foto: Habring/MZS

Christian Hannes Marx – Projektkommunikation

62

Renexpo.indd 62

T: +43 (0) 662 2404-57 M: + 43 (0) 664 88 30 96 56 marx@messezentrum-salzburg.at

Oktober 2020

09.10.2020 13:13:01

HYDRO

Statement

AUSWIRKUNGEN VON WASSERKRAFT AUF GEWÄSSERÖKOLOGIE WERDEN ÜBERSCHÄTZT Die Bayerischen Wasserkraftverbände VWB und LVBW fordern, alle Einflüsse, die auf Gewässer einwirken, bei der Beurteilung der Qualität und Durchgängigkeit von Flüssen offen zu diskutieren. Darüber hinaus sollten wichtige Funktionen von Wasserkraftanlagen wie Hochwasserschutz und Grundwassersicherung bei der Bewertung der Wasserkraft mit einbezogen werden.

Rund 4.000 Wasserkraftanlagen erzeugen in Bayern CO2-frei Strom. Würde man all dies zurückbauen, hieße das auch, dass sich nicht mehr der Betreiber um die Anlage mit Hochwasserentlastung, Schleusen, Uferbefestigung usw. kümmern muss, sondern der Staat. Dadurch würden der Allgemeinheit zusätzliche Kosten entstehen.

Foto: VWB

M

it fortschreitender Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie ist die Wasserkraft in die Diskussion geraten. „Von diversen Seiten wird daran gearbeitet, die älteste Erneuerbare-Energien-Technologie im Freistaat zu diskreditieren und zurückzudrängen und das mit einer zunehmenden Vehemenz“, stellt Michael Müller, Vorstandsmitglied der Vereinigung Wasserkraftwerke in Bayern (VWB) e.V., fest. Dabei werde auf zwei Themen fokussiert: Wasserkraftanlagen seien die Hauptverursacher für eine mangelhafte Qualität der Gewässer und sie würden maßgeblich zur ungenügenden Durchgängigkeit von Flüssen beitragen, so die Kritiker. „Diese pauschalen Schuldzuweisungen greifen zu kurz“, sagt Otto Mitterfelner, Mitglied des Vorstands des Landesverbandes Bayerischer Wasserkraftwerke (LVBW) eG. „Dabei wird vernachlässigt, dass diverse andere Faktoren in der Summe einen viel größeren Einfluss auf den Zustand der Gewässer haben als unsere Anlagen.“ Zudem würden die vielen positiven Effekte und wichtigen Funktionen von Wasserkraftanlagen, die sie zusätzlich zur klimaschonenden Energieerzeugung haben, nicht berücksichtigt. Angefangen mit dem Hochwasserschutz über die Grundwassersicherung bis hin zur Schaffung von Biotopen.

EXISTENZSICHERUNG VON UNTERNEHMEN Zunächst einmal müsse man sich die Historie der Wasserkraft in Bayern vor Augen führen, die bis heute eine Relevanz nicht nur für den Klimaschutz, sondern auch für die bayerische Wirtschaft hat. Bis 1926 deckten rund 11.900 Wasserkraftanlagen nahezu den gesamten Strombedarf des Freistaats. Müller, Sägewerksbesitzer und Handwerker nutzten das Gefälle, um mit Wasserkraft ihre Maschinen anzutreiben und Strom für die Erzeugung von Mehl, Baumaterialien aus Holz etc. herzustellen. Noch heute werden viele kleine Anlagen von Müllern, Sägewerksbesitzern und

Handwerksunternehmen betrieben. Werden die Rahmenbedingungen für den Anlagenbetrieb verschlechtert, so hat das eine unmittelbare Auswirkung auf die wirtschaftliche Existenz zahlreicher Unternehmen.

GERINGER ANTEIL AN QUERBAUWERKEN Laut Landesamt für Umwelt (LfU) sind derzeit 4.248 Wasserkraftwerke im Freistaat in Betrieb. Nach einer Umfrage des LVBW sind rund 70 Prozent davon mit Fischaufstiegshilfen ausgestattet. Anders gesagt, nur 1.275 Wasserkraftanlagen sind nicht durchgängig.

Laut WWF-Studie sollen in Bayern aber von den insgesamt 57.000 Querbauwerken 89 Prozent und damit 50.730 nicht durchgängig sein. Wenn man die Zahlen der WWF-Studie und die Umfrage der Wasserkraftwerksverbände zugrunde legt, kann nur knapp jedes 40.

Querbauwerk, das nicht passierbar ist, einem Wasserkraftwerk zugeordnet werden. Für die restlichen Kraftwerksbetreiber sollte der Staat Anreize schaffen, um diese noch durchgängig zu gestalten. In anderen Bundesländern hat man dies bereits erkannt. Der weit überwiegende Teil der nicht passierbaren Querbauwerke befindet sich in öffentlicher Hand. ÜBER EINE MILLIARDE CO2-FREIE KWH STROM Viele der heute in Bayern existierenden Was-

Wasserökologie.indd 63

serkraftwerke sind seit über 100 Jahren in Betrieb. „Knapp zwei Drittel aller Anlagen mussten in der Zwischenzeit aufgegeben werden, ohne dass die Ökologie in den Flüssen seither besser geworden wäre“, sagt Müller.

Die Auswirkungen von Wasserkraftwerken auf die Ökologie hält er deshalb für überschätzt. Zudem erzeugen allein die kleinen Wasserkraftanlagen in Bayern über eine Milliarde kWh CO2-freien Strom im Jahr. Das entspricht dem Strombedarf aller Haushalte im Regierungsbezirk Oberpfalz. Warum eine altbewährte Technologie zerstören, die durch strenge Auflagen naturverträglicher ist als früher, und damit einen wertvollen, etablierten Anteil an der regenerativen Stromerzeugung zunichtemachen? Und was würde der Rückbau von bestehenden Anlagen bedeuten, wie es von verschiedenen Seiten gefordert wird?

Dies erläutern die Verbände am Beispiel eines kleinen Wasserkraftwerks. Mit zwei Meter Fallhöhe bräuchte man bei einem Gefälle von 0,5 Prozent eine Flusslänge von 400 m. Häufig ist dieser Platz gar nicht vorhanden. Denn dort, wo vor vielleicht 500 Jahren der Fluss in großen Schleifen breit mäanderte, sind heute Brücken, Häuser, Felder und Wiesen. Die heutige Siedlungsstruktur würde den geforderten Rückbau erschweren, wenn nicht unmöglich machen.

Oktober 2020

63

12.10.2020 10:21:45

HYDRO

Fotos: Gersag

Technik

Höchste Konzentration und Präzision war bei der Montage mit zwei Hoeflon Kompaktkranen gefordert: Ein Fehler der synchron arbeitenden Kranbediener hätte enorme Konsequenzen nach sich gezogen.

STARKE LEISTUNG AM MATTERHORN: ERNEUERUNG DER 30 TONNEN SCHWEREN ZWEITRÄGER-BRÜCKENKRANE IM PUMPWERK Z’MUTT Die Erneuerung der zwei 30 Tonnen schweren Zweiträger-Brückenkranen im Pumpwerk Z’Mutt im Wallis stellt den Kranbauer Gersag vor besondere Herausforderungen an den Transport und die Montage. Die enge Stolleneinfahrt des Kraftwerks verlangt vom Transporteur Millimeterarbeit beim Rückwärtseinfahren mit dem Aufleger. Nur mit zwei Kleinkranen und viel Know-how machen die Montage trotz beengter Platzverhältnisse und engem Zeitplan möglich.

D

ie Pumpstation Z’Mutt liegt ganz hinten im Mattertal auf 1.972 m. ü. M. und ist die leistungsstärkste Station der Anlage Grande Dixence. Sie sammelt die Wasser der Gletscher Bis und Schali, die die Vispa überragen sowie das Wasser des Gornergletschers. In der Pumpstation Z’Mutt sind vier Pumpen mit einer Gesamtleistung von 88 MW zur Förderung von ungefähr 140 Millionen m3 Wasser pro Saison in Betrieb.

Die Anlage ist von Anfang Mai bis Ende Oktober in Betrieb. Das Wasser wird in einem Druckschacht gepumpt, von wo aus es in den Triftstollen (in 2.400 m Höhe) auf der Höhe des Hauptkollektors geleitet wird. Die Auswirkungen des Betons auf die Landschaft wurde begrenzt. Das einzige sichtbare Element ist die Bogenstaumauer, die die Schlucht

64

Gersag2.indd 64

abriegelt. Abgesehen vom Betriebsgebäude befinden sich alle anderen Einrichtungen (Kiesfänge, Sandfänge und Pumpstation) unter der Erde.

ERNEUERUNG ZWEIER 30 T ZWEITRÄGER-BRÜCKENKRANEN Im Maschinensaal standen zwei 30 t Zweiträger-Brückenkrane aus dem Jahr 1962. Abgesehen von der Überholung aller Bremsbeläge und Hubmotoren im Jahr 1991 sowie regelmäßiger Funktions- und Sicherheitsprüfungen wurden die Krane noch nie einer Überholung oder Renovierung unterzogen. Die Erneuerung der Brückenkrane soll die Sicherheit und Zuverlässigkeit für Personen und Güter gewährleisten. Außerdem soll die neue Hebeumgebung den aktuellen gesetzlichen Anforde-

Retoureinfahren durch den Stollen mit Aufleger bei engsten Platzverhältnissen

Oktober 2020

09.10.2020 13:14:10

HYDRO

Technik

Demontage der alten Krananlage und Zerlegung in Einzelteile

rungen nach EN 15011-2011 entsprechen.

Die Gersag Krantechnik aus Reiden (LU) durfte die neue Anlage liefern und montieren.

Auch die bestehende Anlage wurde vom Kranbauer demontiert. Geliefert wurden zwei Zweiträger-Brückenkrane mit einem Haupthubwerk von 30 Tonnen bei einer Spannweite von 9 m. Bei einer Kranbrücke wurde ein Nebenhubwerk von 5 Tonnen realisiert.

KEINE HANDBREITE ZWISCHEN AUFLEGER UND STOLLENWAND Der Maschinensaal befindet sich im Berginnern. Die Stollenabfahrt stellte eine besonde-

re Herausforderung an den Transport der Kran­brücken. Mit einer Fahrgassenbreite von 2,7 m und einer Kurve in der 300 m langen Abfahrt blieb nicht mal eine Handbreite Platz zwischen dem Aufleger und der Bergwand.

Die Rückwärtsabfahrt verlangte präzises Arbeiten vom Chauffeur der Clausen Transport in Brig. In rund 40 Minuten wurden die ­Kranbrücken von der Einfahrt in den Maschinensaal geliefert.

MONTAGE OBERHALB LAUFENDER ANLAGE Der knappe Zeitplan und die engen Platzverhältnisse im Maschinensaal stellten besondere Schwierigkeiten an die Montage und Demontage der bestehenden Krananlage. Die Montagephase war heikel: Die Pumpen liefen während des gesamten Zeitraums. Somit musste mindestens eine Krananlage zwingend in Betrieb sein. Die gesamte Montage dauerte acht Tage mit der Endabnahme. Vor der Demontage der bestehenden Anlage musste die neue Krananlage zwingend montiert werden, um den Betrieb zu garantieren. Was die Platzverhältnisse zusätzlich verschärft hatte. Die Montage der Kranbrücken war nur mit Kompaktkranen umsetzbar. Zwei Hoeflon Kompaktkrane waren parallel zueinander im Einsatz. Die zwei Kranbediener arbeiteten synchron und platzierten die Kranbrücke präzise auf der Kranbahn. Anschließend wurde die alte Kranbrücke oberhalb der laufenden Vertikalmaschinen mithilfe der zwei Hoeflon

Kompaktkrane demontiert. Höchste Konzentration und Präzision war gefordert – ein Fehler der Kranbediener hätte enorme Konsequenzen nach sich gezogen. Zuletzt wurde der Kran in Einzelteile zerlegt und abtransportiert. Markus Sager, der Inhaber und Geschäftsführer der Gersag hat das Projekt selbst von der Planung und Konstruktion bis hin zur Montage eng begleitet. Bei solch komplexen Projekte sei es ein Muss, denselben Ansprechpartner über die ganze Projektphase zu haben, so der Kranbauer. Außerdem sei es wichtig, dass ein Anbieter alle Dienstleistungen von der Konstruktion über die Produktion bis hin zur Montage aus einer Hand ausführen kann, um den Projekterfolg zu garantieren. Hier könne nichts dem Zufall überlassen werden.

MEHR SICHERHEIT UND ZEITGERECHTE ÜBERWACHUNG Im Zuge der Modernisierung wurde die Überwachung und die Sicherheit verbessert.

Für beide Krananlagen wurde eine Tandem­ überwachung realisiert. Im Tandembetrieb sind die Kräne gegenseitig vernetzt. Somit passt sich der zweite Kran an die Geschwindigkeit vom ersten Kran an. Nebst den Steuerbefehlen werden Zustandsmeldungen zwischen den Kränen ausgetauscht. Wird ein Kran durch einen Bewegungsbegrenzer gebremst oder tritt eine Störung auf, muss der andere Kran entsprechend reagieren. Für die Nutzung außerhalb des Tandembetriebs wurde eine Zusammenfahrsicherung realisiert. Durch die Zusammenfahrsicherung reduzieren beide Krane ihr Tempo, sobald sich der Nachbarkran in Kollisionsnähe befindet oder stoppen ganz ab. In langsamer Fahrt können sie jedoch zusammengefahren werden. Lastbegrenzer, wie Überlastschutz und Schlaffseilüberwachung, wurden reali-

Montiertes Kransystem im Maschinenraum.

Gersag2.indd 65

17 Meter Hub des neuen Kransystems

Oktober 2020

65

09.10.2020 13:14:12

HYDRO

Technik

siert, um auf die Sicherheitsanforderungen der heiklen Umgebung einzugehen. Das 30 t-Hubwerk ohne Hakenwanderung steigert die Präzision und erhöht die Sicherheit zu­ ranbrücke fährt 40 m pro Misätzlich. Die K nute. Der 30 t-Haupthub hebt mit 2,5 / 0,42 m pro Minute der Hilfshub 5 t mit 4 / 0,7 m pro Minute. Katzfahren ist bei beiden Huben bis 20 m pro Minute möglich. Der schnellere und kompakte Hilfshub kommt insbesondere bei täglichen Arbeiten zum Einsatz. Die Hubhöhe von 17 m zeichnen den Kran aus. Beide Kranbrücken sind jeweils mit einem LED-Flutlicht und einer elektronischen Großlastanzeige mit einem Display am Kranfahrwerk ausgestattet. Die Bedienung wurde durch die Funkfernsteuerung vereinfacht.

EIN KRANBAUER FÜR JEDE HERAUSFORDERUNG Gersag ist marktführend in der Realisierung individueller Industriekrananlagen. Das Credo des Kranbauers „für jede Schwerlast Herausforderung die richtige Lösung bieten“. Gemeinsam mit dem Kunden konstruiert und realisiert der Kranbauer bedürfnisgerechte Lösungen. Mittels modernster Technik werden Lösungen vorab geplant und visualisiert. Der lokale Herstellungsstandort in der Schweiz er-

Montage und Demontage auf engstem Raum mit zwei Hoeflon Kompaktkranen.

möglicht hohe Individualität und direkte ­Kundennähe. Der „Alles-aus-einer-­Hand“Kran­­bauer deckt von der Planung über die Herstellung und den Transport bis hin zur Montage alle Anwendung ab. So könne Gersag

höchste Qualität und einen einwandfreien Ablauf garantieren, so der Kranbauer. Auch nach der Montage steht Gersag bezüglich Service, Reparaturen, Wartungen und Modernisierungen beratend zur Seite.

GRENZENLOSE MÖGLICHKEITEN Im Bereich individuell entwickelter Industriekrane ist GERSAG Schweizer Marktführer. Wir verstehen Ihr Schwerlast-Problem und entwickeln als Innovationstreiber eine spezifisch auf Ihre Bedürfnisse angepasste Lösung. Unser Servicepaket umfasst Angebote wie Prozessoptimierung, Wartung, Reparatur, Umbauten, Modernisierungen sowie Miet- und Schulungsangebote. Mit GERSAG sind wir ein Kran-Leben lang an Ihrer Seite.

GERSAG Krantechnik AG Industriestrasse 22 CH-6260 Reiden

66

Gersag2.indd 66

Tel +41 (0)62 749 11 11 Fax +41 (0)62 749 11 12 info@gersag-kran.ch www.gersag-kran.ch

Oktober 2020

09.10.2020 13:14:12

Generatoren für Generationen!

n High efficiency Generatoren bis 40 MVA n Perfekte Lösungen für alle Wasserturbinen n Spannung bis 15 kV n Garantie bis zu 5 Jahren n Weltweiter After-Sales-Service n Wirkliches „Made in Germany“

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.

Tel. +39 0472 765 195 troyer.it

Wasserkraft Volk AG

Umschlag zek Hydro 5_2020.indd 2

sales.geno@wkv-ag.de

+49(0) 7685 9106-0

Reliability beyond tomorrow.

www.wkv-ag.com

12.10.2020 13:57:30

OKTOBER 2020

Verlagspostamt: 5450 Werfen · P.b.b. „03Z035382 M“ – 18. Jahrgang

Fachmagazin für Wasserkraft

Foto: B. Morell / IB Koch

HYDRO

Kammerjäger gesucht?

Wir schützen Ihre Prozessleit- und Steuerungssysteme. www.rittmeyer.com/ict-security

Einweihung für Kraftwerk Schächen im Uri Fürstliche Ökostrom-Premiere am Pischingbach Mess- und Leittechnik für die Wasser- und Energiewirtschaft

Moderne Schneckentechnik für Kraftwerks-Oldtimer Erstes Schachtkraftwerk bewährt sich in Natura-2000-Gebiet

Umschlag zek Hydro 5_2020.indd 1 Umschlag zek Hydro 10_2020.indd 1

www.zek.at 12.10.2020 13:57:30 12.10.20 13:20