zek Hydro - Ausgabe 2- 2025

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FA C H M A G A Z I N F Ü R WA S S E R K R A F T © Lukas Pitsch

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BEWÄHRTE QUALITÄT IN NEUEM LOOK

Herausgeber | rg@zek.at

Z U R SAC H E

Mag. Roland Gruber

Doch, doch. Kein Irrtum. Es ist schon die zek HYDRO, die Sie da in Händen halten. Sie sieht nur ein bisschen verändert aus. Zugegeben, an das neue Erscheinungsbild muss man sich erst gewöhnen. Ging mir auch so. Ich hatte vermutlich schon zu sehr den alten Look verinnerlicht.

Doch Medien leben von Veränderung, sind Moden ausgesetzt und müssen sich an neue Entwicklungen, neue Konsumgewohnheiten anpassen. Und was das Wichtigste ist: Sie müssen das Lesen einfach und am allerbesten zum Genuss machen. Aus diesem Grund baten wir das Grafikteam der Firma Rizner aus Salzburg darum, dem neuen Layout eine bessere Lesefreundlichkeit, optisch mehr „Luftigkeit“ und eine bessere Übersichtlichkeit zu verleihen.

Voilà, das ist das Ergebnis. Ich hoffe, es gefällt Ihnen ebenso gut wie unserer Redaktion. Bei dieser Gelegenheit mein herzliches Dankeschön an die engagierten Grafikerinnen und Grafiker der Firma Rizner.

In puncto inhaltliche Ausrichtung gibt es wenig überraschend keine Modifikationen: Wir wollen Ihnen weiterhin die wichtigsten News in Sachen Wasserkraft liefern, solide recherchiert und lesefreundlich aufbereitet. Sie finden in dieser Ausgabe wieder Projektberichte, wie etwa über das neue Kraftwerk Lamnitz der Kelag in Kärnten, wir widmen uns technischen Highlights, wie etwa der neuartigen 6-düsigen horizontalachsigen Peltonturbine im Kraftwerk Gerlos, oder den jüngsten Entwicklungen in der Fertigungstechnik. Als Schwerpunktthema liegt der Fokus in dieser Ausgabe auf Varianten der ökologischen Durchgängigkeit.

Ein Wort noch zu dem, was am Energiesektor zuletzt besonders auffiel: Da wären – wieder einmal – die US-Tech-Riesen, die nicht zuletzt ob ihres unglaublichen Energieverbrauchs Schlagzeilen machen. Namen wie Google, Amazon oder Meta finden sich neuerdings in der Initiative der World Nuclear Association (WNA) wieder, die das Ziel verfolgt, „die weltweiten Atomkapazitäten bis 2050 mindestens zu verdreifachen.“ Aussagen, die nicht verwundern.

Schließlich zählen IT-Unternehmen inzwischen zu den größten Stromverbrauchern weltweit.

Um ein Beispiel zu nennen: In Irland verbrauchen die Datencenter bereits mehr Strom als die gesamte Bevölkerung. Hier dient also auch der Klimaschutz längst nicht mehr als Argument für den Ausbau der Kernkraft. Vielmehr geht es darum, Technologien wie der KI damit den Weg zu bereiten. Wie stark der Einfluss der großen Tech-Konzerne auf die globale Politik ist, konnte man in den letzten Wochen in Echtzeit mitverfolgen.

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

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Ihr Mag. Roland Gruber

28. ANWENDERFORUM KLEINWASSERKRAFT

24.-25. SEPTEMBER 2025 | FORUM LANDQUART, SCHWEIZ https://www.kleinwasserkraft-anwenderforum.de/

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I N H A LT

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03 Editorial 06 Inhalt A KT U E L L

08 Interessantes & Wissenswertes Kurznachrichten

09 Impressum Z U R SAC H E

16 Versteckte Potenziale – lassen wir sie nicht länger ungenutzt Kolumne Pelikan

P ROJ E KT E

17 Blitzsauberes Kraftwerksprojekt

erhöht Ökostromanteil im Mölltal Kraftwerk Lamnitz

P ROJ E KT E

24 Wegweisendes Projekt – grüne Energie am Kentucky River Kraftwerk Lock 14

27 Österreichische Technik für taiwanesisches Kraftwerk Kraftwerk Hushan

30 SkiWelt Söll produziert Ökostrom

mit eigenem Kleinwasserkraftwerk Kraftwerk Stampfangerbach

V E R A N STA LT U N G

36 Starke Impulse für die Zukunft der Wasserkraft Renexpo Interhydro 2025

T EC H N I K

38 S teuerungstechnische Frischzellenkur für Schwarzwälder Kraftwerke Automation

T EC H N I K

42 Revolutionär horizontal – bahn-

brechende Wasserkraft-Innovation Horizontale 6-düsige Peltonturbine

P ROJ E KT E

45 S üdtiroler Stahlwasserbau für Schweizer Wehranlage Wehranlage Weinfelden

48 F ischabstiegstaugliche Schlauchwehranlage als Pilotprojekt Schlauchwehr KW Sursee

50 Essentielle Modernisierungschritte für Traditionskraftwerke Kraftwerke Offensee I & II

T EC H N I K

52 W asserkraftspezialist setzt auf Schweißautomatisierung Roboterschweißen

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ANZEIGEN APRIL | 25 Etertec Opener Global Hydro U2 Siemens Energy U3 Verbund U4 MEINUNG

S C H W E R P U N KT

56 Bejubelte Wohlstandsvernichtung -

64 Kostensparende Fischaufstiegshilfe am Stand der Technik Ökologische Durchgängigkeit

T EC H N I K

58 Modaltest an den Bechern einer

66 Kamerainstallationen: Videomonitoring an Fischaufstiegsanlagen Ökologische Durchgängigkeit

61 Bahnstromkraftwerk mit neuer

69 Neues Projekt am KW Juramill ermöglicht Fischen freie Bahn Ökologische Durchgängigkeit

Über volkswirtschaftliche Irrwege Gastkommentar Eisenhuth

Peltonturbine Resonanzüberlagerung

Druckrohrleitung zukunftsfit Rohrtechnik KW Spullersee

S C H W E R P U N KT

64 K ostensparende Fischaufstiegshilfe am Stand der Technik Ökologische Durchgängigkeit

72 N eptun-Fischschutzsystem

bewährt sich seit Jahren Ökologische Durchgängigkeit

76 Putzroboter sorgt für klaren Durchblick bei Kraftwerk-Monitoring Ökologische Durchgängigkeit

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Alpe Pipe Systems 63 Alpenenergie 11 Amiblu 20 Anwenderforum 3 Arosaenergie 14 Auma 13 BHM Ingenieure 12 Bodner Bau 30 eco2 fish solutions 65 EFG Turbinenbau 23 En-co/Sora 15 + 34 Entegra Wasserkraft 70 Fürstauer Bau 18 Geotrade 10 Gugler 29 Hydro Construct 48 Hydro Solar Water Engineering 69 I am Hydro 68 Jank 78 Klenkhart & Partner Consulting 30 Lindner Stimmler Rechtsanwälte 8 Ossberger 9 Procom System 75 Revita Power 70 TechnoAlpin 31 TRM-Tiroler Rohre 35 Tschanen AG/ Kreis Wasserbau 46 Watec Hydro 9 Wiegert & Bähr 71 Wild Metal 21 + 33 + 47

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© VERBUND

Das Einheben des 210 Tonnen schweren Generator-Rotors am Kraftwerk Jochenstein erforderte Know-how und viel Fingerspitzengefühl.

JOCHENSTEIN: ERSTER TURBINENTAUSCH ERFOLGREICH

Mit einem spektakulären Schwerlast-Hub wurde der Einbau der neuen Maschinenteile beim Donaukraftwerk Jochenstein Anfang März abgeschlossen. Der neue Turbinen-Rotor misst stolze 7,4 Meter im Durchmesser und wiegt etwa 100 Tonnen.

Als Abschluss der Arbeiten wurde der Generator-Rotor mit 210 Tonnen aufgesetzt. Damit bringt das Teil selbst die gewaltigen Kräne des Kraftwerks an die Grenze ihrer Belastbarkeit. Entsprechend fordernd war das Einheben, denn der Rotor muss passgenau auf der Nabe und in den Stator-Ring passen. Bis 2030 wird jedes Jahr eine der Maschinen aus dem Bestand (1956) erneuert. Nach Abschluss der Revitalisierung wird das Grenzkraftwerk Jochenstein um 55 Millionen Kilowattstunden mehr Strom pro Jahr erzeugen.

© Energie AG

A KT U E L L

BAUBESCHLUSS FÜR NEUBAU DES KW TRAUNFALL

Die jährliche Stromerzeugung kann mit dem neuen Kraftwerk Traunfall von rund 70 GWh auf 125 GWh deutlich erhöht werden.

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Vom Aufsichtsrat der Energie AG Oberösterreich gab es grünes Licht für den Neubau des Laufwasserkraftwerks am Traunfall.

Mit einem Investitionsvolumen von rund 190 Mio. Euro entsteht das drittgrößte Kraftwerk der Energie AG an der Traun und damit saubere Energie für 35.000 Haushalte. Der Neubau ersetzt die bestehenden Anlagen Gschröff, Siebenbrunn und das aktuelle Kraftwerk Traunfall, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben. Die Entstehung der Altanlagen geht bis ins Jahr 1888 zurück. Die Neuanlage ist als klassisches Ausleitungskraftwerk geplant. Der Baustart ist für Sommer 2025 vorgesehen, mit den Vorarbeiten wird unmittelbar begonnen. Die Bauzeit beträgt rund drei Jahre, der Probebetrieb des Kraftwerks Traunfall ist für 2028 avisiert.

© Voith

JAN LÜDER NEUER GESCHÄFTSFÜHRER VON VOITH HYDRO

Jan Lüder wird neuer Geschäftsführer von Voith Hydro. Er übernimmt das Staffelholz von Tobias Keitel.

Jan Lüder wurde mit 1. April 2025 zum Vorsitzenden der Geschäftsleitung von Voith Hydro sowie zum Mitglied der Konzerngeschäftsführung der Voith Group berufen. Er folgt auf Tobias Keitel. Jan Lüder war zuletzt Divisionsleiter bei der Sulzer AG in der Schweiz. Zwischen 2015 und 2022 übernahm er Führungspositionen bei thyssenkrupp. Von 1995 bis 2015 war er fast 20 Jahre lang für die Siemens AG in den Bereichen Metals Technologies, Industrial Solutions und Power Generation tätig mit internationalen Managementfunktionen in Asien (China, Malaysia) und Europa (Deutschland, Finnland, Österreich). Jan Lüder hält einen Abschluss der Technischen Universität Berlin als Diplom-Ingenieur der Elektrotechnik.

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© Wikipedia / Christian David © LEW

Das Kraftwerk Donauwörth gehört zu den vier leistungsstarken Donaukraftwerken der Mittlere Donau Kraftwerke AG.

LEW WASSERKRAFT SANIERT KW DONAUWÖRTH

ALPIQ-TOCHTER WILL STROMPRODUKTION ERHÖHEN

Die Forces Motrices de la Gougra SA (FMG), ein Schweizer Kraftwerksbetreiber im Wallis, hat den Bau eines neuen Wasserzuleitungsstollens für das Kraftwerk Navizence zwischen Vissoie und Niouc im Val d’Anniviers bekanntgegeben. Der neue Stollen soll das bestehende System ersetzen und die Nutzung der Wasserressourcen optimieren. Der neue, 8.200 m lange Zuleitungsstollen für das Wasserkraftwerk Navizence wird mithilfe eines Tunnelbohrers gebaut. Die Kosten des Projekts belaufen sich auf ca. 100 Mio. CHF (ca. 104 Mio. Euro), Der neue Stollen ist ein wesentlicher Bestandteil der umfassenden Erneuerung der Anlagen der Forces Motrices de la Gougra, die den Betrieb auch für die kommenden Jahrzehnte sicherstellen soll. Mit der geplanten Erhöhung der Durchflussmenge des neuen Stollens von 10,8 m3/s auf 15 m3/s wird die Leistung des Kraftwerks von 50 MW auf 70 MW steigen, was eine Steigerung der Jahresproduktion um rd. 20 GWh ermöglicht. Hauptanteilseigner der Forces Motrices de la Gougra SA ist Alpiq mit 54 Prozent.

A KT U E L L

Anfang März begann die LEW Wasserkraft GmbH mit Revisionsarbeiten am Wasserkraftwerk Donauwörth, einem Kraftwerk der Mittleren Donau Kraftwerke AG (MDK). Dabei werden an der Wehranlage die Dichtungen gewechselt und der Korrosionsschutz erneuert. Bis Ende Juni sollen die Arbeiten abgeschlossen sein. Nach den Revisionsarbeiten im letzten Jahr am Kraftwerk Höchstädt ist das Kraftwerk Donauwörth das dritte Wehr der MDK, das LEW an der Donau saniert. Die Maßnahmen finden im Einklang mit den geltenden Bestimmungen des Natur- und Vogelschutzes statt. Das Kraftwerk Donauwörth gehört zur Gruppe der vier leistungsstarken Donaukraftwerke der Mittlere Donau Kraftwerke AG. Das Kraftwerksquartett Dillingen, Höchstädt, Schwenningen und Donauwörth erzeugt jährlich rund 215 Millionen Kilowattstunden Strom aus erneuerbarer Energie. Mit dieser Menge können über 61.000 durchschnittliche Haushalte das ganze Jahr über mit elektrischer Energie versorgt werden.

Im Zuge des Erneuerungsprogramms für die Anlagen der FMG in Wallis wird ein neuer Zuleitungsstollen gebaut. Im Bild: Stausee von Moiry

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I M P R E S S U M : Herausgeber: Mag. Roland Gruber | Verlag: Mag. Roland Gruber e.U. zek-Verlag · Brunnenstraße 1 · 5450 Werfen · office@zek.at · M +43 664 115 05 70 · www.zek.at | Chefredaktion: Mag. Roland Gruber · rg@zek.at · M +43 664 115 05 70 | Redaktion: Mag. Andreas Pointinger · ap@zek.at · M +43 664 22 82 323 | Anzeigenleitung & PR-Beratung: Mario Kogler, BA · mk@zek.at · M +43 664 240 67 74 | Druck: Druckerei Roser · A-5300 Hallwang | Verlagspostamt 5450 Werfen · P.b.b. „03Z035382 M“ · GrundProduziert nach den Richtlinien des legende Richtlinien: zek HYDRO ist eine parteiunabhängige Fachzeitschrift für kleine bis mittlere WasÖsterreichischen Umweltzeichens, Druckerei Roser GmbH, UW-Nr. 1037 serkraft im alpinen Bereich | Abopreis Österreich: € 78,00 · Ausland: € 89,00 · inklusive Mehrwertsteuer | zek HYDRO erscheint 6x im Jahr | Auflage: 8.000 Stück · ISSN: 2791-4089 · 23. Jahrgang.

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© BKW

NEUE FISCHWANDERHILFEN AN DER AARE

BKW erneuert die Fischdurchgängigkeit beim Kraftwerk WynauSchwarzhäusern, das zur Hälfte im Kanton Bern und zur Hälfte in Solothurn steht.

Wie die Solothurner Zeitung unlängst berichtete, wird aktuell an der Fischdurchgängigkeit an der Aare gearbeitet. Konkret sollen neue Fischwanderhilfen beim Wasserkraftwerkskomplex Wynau-Schwarzhäusern realisiert werden. Mit den Bauarbeiten wurde Anfang April dieses Jahres begonnen. Der bestehende Fischpass am rechtsufrigen Kraftwerk Wynau wird rückgebaut, anschließend erfolgt der Aus- respektive Neubau der neuen Wanderhilfen. Künftig sollen zwei Fischwanderhilfen auf alle gängigen Fischarten der Aare sowie den Lachs ausgelegt sein und es den Tieren ermöglichen, das Kraftwerk flussaufwärts zu überwinden. Laut Medienangaben ist ein Abschluss der Arbeiten 2027 avisiert. Seit 1895 wird an dem Standort Elektrizität aus Wasserkraft generiert.

© swt/Schermaul/Marquardt

A KT U E L L

NEUE RECHENANLAGE AM NECKARWERK IN BETRIEB

Seit 1911 erzeugt das Neckarwerk Strom. Damals deckte es den gesamten Strombedarf der Stadt. Heute versorgt es rund 600 Haushalte.

Nach 30 Jahren hatten die Rechen am Neckarwerk in Tübingen das Ende ihrer Nutzungsdauer erreicht und mussten vollständig ersetzt werden. Die Stadtwerke Tübingen zogen ein Nadelwehr ein, legten den Zulauf trocken und dichteten die gesamte Anlage ab. Der Beginn der Arbeiten erfolgte im Juni 2024. Die neuen Rechenreiniger schützen die Turbinen vor Laub und Ästen. Statt das Schwemmgut wie bei der alten Technik in einen Container zu befördern, wird es nun direkt in den Fluss zurückgeleitet.

Diese Methode ist ökologischer und verkürzt die Reinigungszeit von fünf auf zwei Minuten. Dadurch strömt mehr Wasser auf die Turbinen, was die Leistung des Wasserkraftwerks steigert.

Ende Februar konnten die Stadtwerke Tübingen den wichtigen Modernisierungsschritt erfolgreich abschließen.

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© Pixabay © Energie Steiermark

Der langjährige Vertriebs-Chef der Energie Steiermark Josef Landschützer ist seit 1. April neuer Geschäftsführer der Energie Graz.

NEUER GESCHÄFTSFÜHRER DER ENERGIE GRAZ

E-WIRTSCHAFT RICHTET CYBER-SECURITY-CENTER EIN

Cyberangriffe stellen eine große Herausforderung, insbesondere für kritische Infrastruktur wie sie im Energiesektor vorhanden ist, dar. Um diese Risken zu minimieren, setzen Unternehmen der E-Wirtschaft verstärkt auf Zusammenarbeit in einem gemeinsamen Cyber-Security-Center. Eine Gruppe von 18 österreichischen Unternehmen hat daher das „Energy Security Operations Center“ (E-SOC) ins Leben gerufen. Hier überwachen und analysieren Experten Aktivitäten in der Infrastruktur von Energieunternehmen und entwickeln daraus praxisnahe Schutzmaßnahmen. Die enge Kooperation ermöglicht einen schnellen Wissenstransfer und stellt damit einen entscheidenden Faktor in der Absicherung gegen Cyberbedrohungen dar.

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Die Generalversammlung der Energie Graz ist der Empfehlung des Aufsichtsrats gefolgt und hat mit 1. April Mag. Josef Landschützer (44) mit der Funktion des neuen Geschäftsführers des Unternehmens betraut. Landschützer tritt die Nachfolge von MMag. Werner Ressi an, der in den Vorstand der Energie Steiermark wechselt. Landschützer ist seit 2017 Vertriebs-Chef der Energie Steiermark. Der gebürtige Admonter sieht in der Transformation der Energiewirtschaft und der Ökologisierung leistbarer Fernwärme zentrale Herausforderungen für die kommenden Jahre. Landschützer führt das Energieunternehmen, das im Eigentum der Holding Graz und der Energie Steiermark steht, künftig gemeinsam mit Dipl.-Ing. Boris Papousek.

Zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit im Strom- und Gassektor müssen die digitalen Systeme vor Cyberangriffen geschützt werden.

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© VERBUND

GG EE N A LL PP LL AA NN EE RR & & N EE R RA FF AA CC H N II EE U U RR EE H II N N G G E E N

Verkehr

Kraftwerke Industrie

Spezialthemen Öffentliche Auftraggeber Das neue Salzachkraftwerk Stegenwald kann alljährlich ca. 74 GWh Ökostrom erzeugen.

MEILENSTEIN FÜR NEUES SALZACHKRAFTWERK STEGENWALD

© EIB

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Am 13. Februar 2025 wurde ein weiterer Meileinstein bei der Errichtung des Salzachkraftwerks Stegenwald, einem Gemeinschaftsprojekt von VERBUND und Salzburg AG, erreicht. Ab 10:00 Uhr wurde damit begonnen, die Salzach behutsam in ein neues Bett zum Krafthaus umzuleiten. Das alte Flussbett bekommt seine Freiheit zurück und wird in ein naturnahes und fischfreundliches Umgehungsgewässer umgebaut. Die Anlage wird in Trockenbauweise neben dem ursprünglichen Salzachverlauf errichtet. Anders als bei bisherigen Kraftwerksbaustellen ist damit eine Umleitung des Flusses mit Projektbeginn nicht erforderlich - diese erfolgt erst kurz vor Fertigstellung des Kraftwerks. Die Fertigstellung des neuen Salzachkraftwerks ist für Mitte 2025 geplant.

Mit fast 74 GWh wird es so viel grünen Strom produzieren, wie rund 20.000 Haushalte im Schnitt pro Jahr verbrauchen. In die Umsetzung der Anlage investieren die Projektpartner VERBUND und Salzburg AG rund 100 Millionen Euro.

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Wasserkraft

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Wärmekraft

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Biomasse

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Sonderprojekte

Energie AG-CFO Andreas Kolar, Thomas Östros (Vizepräsident der EIB), Robert Hartl-Clodi (Energie AG, Leiter der Holdingeinheit Konzern-Treasury) unterzeichnen das Finanzierungspaket

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Die Europäische Investitionsbank (EIB) stellt der oberösterreichischen Energie AG ein Finanzierungspaket von insgesamt bis zu 400 Mio. Euro für den Ausbau der Wasserkraft zur Verfügung, berichteten EIB und Energie AG am 19. März 2025. Die Energie AG beabsichtigt, insgesamt mehr als 600 Mio. Euro in ein neues Pumpspeicherkraftwerk in Ebensee und ein geplantes Laufwasserkraftwerk in Roitham/Traunfall zu investieren. Das Pumpspeicherkraftwerk Ebensee dient als grüne Batterie, indem es Schwankungen in der Stromerzeugung aus Wind- und Solaranlagen ausgleicht und so die Versorgungssicherheit gewährleistet. Das Projekt Ebensee stellt die bisher größte Einzelinvestition der Energie AG Oberösterreich dar und ist ein Meilenstein für die Transformation der Energieversorgung in Oberösterereich. Eine weitere Finanzierung mit einem Volumen von 80 Mio. Euro für das Laufwasserkraftwerk Traunfall, welches drei am Ende der Lebenszeit befindliche Wasserkraftwerke ersetzen soll, wurde seitens EIB ebenso vorab genehmigt. Eine Unterzeichnung der Finanzierungsverträge ist – vorbehaltlich der noch ausständigen Genehmigung des Projekts im Aufsichtsrat der Energie AG Oberösterreich – für 2025 geplant.

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© ANDRITZ

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FIT FOR THE

DIGITAL FUTURE Al Leonard, Vizepräsident von BC Hydro und Daniel Carrier, CEO der ANDRITZ Canada Inc. bei der Vertragsunterzeichnung.

NEUE GENERATOREN FÜR KW BRIDGE RIVER 1

© Patscheider & Partner GmbH

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Der internationale Technologiekonzern ANDRITZ hat vom kanadischen Energieversorger BC Hydro den Auftrag zur Lieferung von vier 60-MVA-Generatoren für das Wasserkraftwerk Bridge River 1 in British Columbia erhalten. Nach mehr als 70 Jahren Betrieb wird das Modernisierungsprojekt die Zuverlässigkeit der Anlage verbessern und die installierte Generatorleistung um 15 Prozent erhöhen. Damit unterstützt das Projekt das Erreichen der Ziele von British Columbia im Bereich der erneuerbaren Energien. Das Modernisierungsprojekt soll Arbeitsplätze schaffen, das Wirtschaftswachstum stärken und die zuverlässige Versorgung mit sauberer Energie sicherstellen, betonen die Projektpartner.

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Visualisierung der Wasserfassung an der Kelchsauer Ache

BAUSTART FÜR NEUES KRAFTWERK IM BRIXENTAL

Die Österreichischen Bundesforste und die Marktgemeinde Hopfgarten starteten Anfang April mit den Bauarbeiten für ein neues Wasserkraftwerk im Tiroler Brixental. Nach rund 2-jähriger Bauzeit soll die hochmoderne Anlage an der Kelchsauer Ache ab 2027 Ökostrom für rund 7.000 Haushalte liefern. Das neue Wasserkraftwerk Elsbethen umfasst eine 5,4 Kilometer lange Druckrohrleitung, zwei leistungsstarke Pelton-Turbinen und ein architektonisch durchdachtes Krafthaus. Gleichzeitig werden Maßnahmen zum Schutz des Ökosystems umgesetzt.

Dazu zählen eine Fischaufstiegshilfe sowie eine garantierte Restwasserabgabe, um den natürlichen Wasserhaushalt der Kelchsauer Ache zu erhalten, teilten die Proiektpartner zum Baubeginn im April mit.

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© Camp Solutions

WEHR GROSSHESSELOHE WURDE ERNEUERT

Visualisierung der erneuerten Wehranlage Großhesselohe im Süden der bayerischen Landeshauptstadt München an der Isar. © LEW

LEW-WASSERKRAFT ÜBERWACHT PEGEL DIGITAL

Mit dem System Inno.Live will LEW-Wasserkraft die Pegelmessung auf ein neues digitales Niveau bringen, teilte LEW Anfang März mit. Das innovative System aus Sensoren, LoRa-Funksignal und zentraler Onlinedatenbank ermöglicht eine präzisere und effizientere Überwachung von Wasserständen. Es ersetzt bisherige analoge Messsysteme wie Lattenpegel und Lichtlot oder auch Messsensoren, die zwar Zustände digital erfassen, aber nicht automatisiert übertragen können. Erste Einsätze zeigen bereits deutliche Vorteile, wobei vor allem Datengenauigkeit, Personalentlastung und die Reduzierung von Sicherheitsrisiken genannt werden.

Pegelmessung am Lechkanal in Gersthofen

STAUANLAGE GIGERWALD SANIERT

© Axpo

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Während der vergangenen 1,5 Jahren wurde im Süden der bayerischen Landeshauptstadt München das unter Denkmalschutz stehende Großhesseloher Wehr in der Isar bei Pullach saniert.

Mit der Errichtung des Ersatzbauwerks sorgen die Stadtwerke München (SWM) für eine optimale ökologische, betriebliche sowie dem Hochwasserschutz dienende Lösungen. Die Modernisierung der bald 120 Jahre alten Anlage beinhaltete den Bau von drei neuen Wehrfeldern, einer Fischaufstiegsanlage sowie die Erneuerung des Stahlwasserbaus am Trennwehr zwischen der Isar und dem Werkkanal. Trotz der umfassenden Sanierungen blieben wesentliche landschaftsprägende Teile der Anlage erhalten. Die aktuell noch laufenden Restarbeiten am Wehr werden im Verlauf des Frühjahrs abgeschlossen.

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Die Einlaufbauwerke zum Grundablass und Triebwasserstollen wurden bei den Sanierungsarbeiten rund 20 m weiter nach oben versetzt.

Planmäßig, termingerecht und ohne größere Zwischenfälle: Axpo und die Kraftwerke Sarganserland AG (KSL) haben die Hauptarbeiten der Teilsanierung an der Stauanlage Gigerwald (SG) erfolgreich abgeschlossen. Laut Presseaussendung vom 3. April wird der Stausee wieder aufgestaut, die Wiederinbetriebnahme des Kraftwerkbetriebs in Mapragg ist für Ende April 2025 geplant. Voraussichtlich Ende Mai wird die Staumauerkrone wieder für den touristischen Verkehr geöffnet.

Mit dem Abschluss der Teilsanierung haben Axpo und KSL die langfristige Betriebssicherheit der Stauanlage Gigerwald sichergestellt. Auslöser der umfangreichen Sanierungsarbeiten war die fortschreitende Verlandung des Stausees.

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© Camp Solutions

© TIWAG

Martin Winteler, Projektleiter tb.glarus, zwischen den aufgereihten Batterie-Elementen der neuen Großbatterie in Netstal.

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GROSSREVISION BEIM KW BREMGARTEN-BRUGGMÜHLE

Die in Aarau ansässige AEW Energie AG führt von Februar bis Juni 2025 eine umfassende Revision des Kleinwasserkraftwerks Bremgarten-Bruggmühle durch. Die Wasserkraftnutzung am Standort an der Reuss geht bis ins 13. Jahrhundert zurück, seit 1892 wird dort auch elektrischer Strom produziert. Bei einer Ausbauleistung von 552 kW erzeugt die Anlage im Regeljahr rund 3,6 GWh Strom. Bei der aktuellen Sanierung des mehrfach umgebauten und erweiterten Kraftwerks werden die Laufradschaufeln und Wälzlager der Turbine ersetzt sowie die gesamte Maschinengruppe revidiert. Mit einer Investition von ca.

850.000 CHF will die AEW Energie AG ihr Engagement in die nachhaltige Stromproduktion unterstreichen.

© tb.glarus

TB.GLARUS NEHMEN GROSSBATTERIE IN BETRIEB

Die Technischen Betriebe Glarus (tb.glarus) setzen mit einer neuen Großbatterie in der Glarner Ortschaft Netstal ein starkes Zeichen für die Energiewende. Die Anlage mit einer Leistung von 10,4 MW und einer Speicherkapazität von 12,3 MWh optimiert die Stromnutzung in der Region und ergänzt die bestehende Wasserkraft ideal. Besonders bemerkenswert: Die Batterie liefert nun 10 % des Anteils der Batteriespeicher am schweizerischen Regelenergie-Bedarf und leistet damit einen entscheidenden Beitrag zur Netzstabilität. Nach einer intensiven Testphase wurde die Anlage im Februar 2025 offiziell in den regulären Betrieb überführt und steht nun uneingeschränkt zur Verfügung.

Das Auftragsvolumen für den Bau des Tiroler Kraftwerks Imst-Haiming umfasst in Summe 450 Mio. Euro.

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SWIETELSKY BAUT KW IMST-HAIMING

Am 21. März unterzeichnete SWIETELSKY den Allianzvertrag mit der TIWAG und den Partnerunternehmen für das Hauptbaulos des Kraftwerks Innstufe Imst-Haiming. Im Rahmen der Umsetzungsarbeiten will Swietelsky einen weiteren Meilenstein im Tunnelbau erreichen, verlautbarte das Unternehmen. Umfangreiche Erfahrung, tiefgründiges Know-how und ein höchst motiviertes Expertenteam sorgten bereits in den vergangenen Jahren für erfolgreiche Umsetzungen bei wichtigen Projekten wie den Kraftwerken Kühtai, Tauernmoos oder Kaunertal. Das aktuelle Hauptbaulos umfasst die Herstellung eines 14 km langen Triebwasserweges mit Wasserschloss und Unterwasserstollen, die Errichtung einer Kaverne inklusive Zu- und Ableitungsstollen sowie den Bau eines Unterwasserbeckens.

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VERSTECKTE POTENZIALE

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Viele ungehobene Potenziale sind nicht versteckt Ein möglicherweise bekanntes Beispiel – seit Jahren leider nicht mehr in Betrieb – waren die Turbinen in der Schiffsschleuse des Donaukraftwerkes Freudenau. Ähnliche Konzepte können in allen Schiffsschleusen großer Flüsse zum Einsatz kommen – insbesondere, wenn starker Schiffsverkehr herrscht. Historisch war auch der Wiener Neustädter Kanal ein Schiffahrtskanal, und an einigen der Schleusen wurden auch kleine Kraftwerke errichtet.

Man sieht anhand dieser Beispiele, dass manche versteckten Potenziale gar nicht mehr so versteckt sind. Das sollte aber nicht dazu führen, diese Energieressource gering zu schätzen.

Erfindergeist, offene Augen und Kreativität werden auch in Zukunft in der Wasserkraft gefragt sein.

Ich hoffe, der viel zu trockene Winter hat ihre Produktion nicht allzusehr in Mitleidenschaft gezogen.

Das wünscht Ihnen

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Auch im Abwasser steckt Energie Aber auch Abwasser – zugegebenermaßen gereinigt – kann genutzt werden. Im Unterwasser der Kläranlagen von Städten stehen häufig einige Meter Fallhöhe zur Verfügung, und wenn der Abwasseranfall entsprechend groß ist, kann der Energiebedarf einer Kläranlage zum Teil mit dem eigenen Abwasserkraftwerk abgedeckt werden. Ein wirklich intelligentes Konzept.

Eine Idee, die sich bei vielen Kraftwerken auch schon durchgesetzt hat, ist die energetische Nutzung des Pflichtwassers, das an einer Wehranlage in die Entnahmestrecke abgegeben werden muss. Auch wenn nur die Wehrfallhöhe genutzt werden kann, macht es dennoch in vielen Fällen Sinn.

Gerade in Österreich gibt es eine sehr hohe Zahl von Querbauwerken an Gewässern, die bislang absolut nichts mit Wasserkraft zu tun hatten. Denken sie z.B. an Geschiebesperren oder andere Stabilisierungsbauwerke. Wenn der Durchfluss „stimmt“, steht einer Nutzung des Potenzials wenig im Wege, und die Bauwerke können mitbenutzt werden.

Industriebetriebe brauchen bisweilen Kühl- oder Prozesswasserkreisläufe. Eine genaue Analyse kann zeigen, wo im System Energierückgewinnung möglich ist. Die technischen Turbinenlösungen gibt es dafür schon. In einem Elektroauto wird diese Idee ja auch umgesetzt und dort ist es selbstverständlich.

Bei uns in Österreich ist es eher selten, dass Bewässerungswasser in Kanälen transportiert wird. Aber gehen sie nur nach Italien, dann werden sie sehr viele derartige Kanäle finden. Überall dort wo topographisch bedingt Höhenstufen vorhanden sind, können Wasserräder oder Wasserkraftschnecken zwecks Stromerzeugung eingesetzt werden. Als Beispiel fällt mir nur der Marchfeldkanal ein, der ursächlich ein Bewässerungskanal ist und auch dort wird das Potenzial bereits genutzt.

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Z U R SAC H E

leich eines vorweg – am besten ist es natürlich, neue und umweltfreundliche Wasserkraftwerke zu bauen, um die Abdeckung des kontinuierlich steigenden Strombedarfes in Österreich erneuerbar zu unterstützen. Bekannt ist aber auch, dass Potenziale in der Wasserkraft nicht unbegrenzt zur Verfügung stehen und die Realisierung in den letzten Jahrzehnten auch nicht gerade einfacher wurde. So ist es sehr verständlich, dass sowohl die Praxis als auch die Wissenschaft darüber nachdenkt, wo abseits von „klassischen“ Gegebenheiten die Nutzung von Durchfluss und Fallhöhe möglich und auch sinnvoll wäre.

Begonnen hat diese Entwicklung mit sogenannten Trinkwasserkraftwerken – naheliegender Weise insbesondere im alpinen Bereich, wo Druckreduzierventile durch Turbinen ersetzt wurden. Viele derartige Werke wurden auch gleich als Trinkwasserkraftwerk neu gebaut, wobei die Trinkwasserversorgung im Mittelpunkt stand.

Prof. Dr. Bernhard Pelikan

Bildunterschrift

Gerade in den letzten Jahren ist in den Alpen das energetische Potenzial des Trinkwassers zusehends in den Fokus gerückt. Zahlreiche Trinkwasserkraftwerke sind entstanden.

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Die Wasserfassung am Lamnitzbach wurde aufgrund der beengten Örtlichkeiten sehr kompakt geplant. Das Triebwasser wird an einem modernen Coanda-Rechen aus dem Hause Wild Metal eingezogen. Das Restwasser wird darunter ins Bachbett abgegeben.

BLITZSAUBERES KRAFTWERKSPROJEKT ERHÖHT DEN ÖKOSTROMANTEIL IM KÄRNTNER MÖLLTAL Ende Oktober wurde das neue Kraftwerk Lamnitz in der Kärntner Gemeinde Rangersdorf im Rahmen einer Eröffnungsfeier in Betrieb genommen. Ein wichtiger Baustein im Energiekonzept des Mölltals und ein Meilenstein für die nachhaltigkeitsbewusste Standortgemeinde. Realisiert wurde die Ökostromanlage vom Kärntner Energieversorger Kelag, der von der Planung bis zur Betriebsführung ein Rundum-Paket schnürte. Auf Basis eines schnörkellosen, sehr schlüssigen Kraftwerkskonzepts gelang eine mustergültige Umsetzung in gerade einmal einem Jahr. Die sechsdüsige Peltonturbine aus dem Hause des Kärntner Wasserkraftspezialisten EFG läuft seit rund einem halben Jahr durch und stellt seitdem ihre Qualitäten im täglichen Betrieb unter Beweis. Im Regeljahr liefert der Maschinensatz sauberen Strom für rund 800 Haushalte.

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ei perfektem „Kraftwerks-Wetter“ – also Regen – hatten sich zahlreiche Ehrengäste und Bürger der Gemeinde Rangersdorf an diesem 24. Oktober 24 beim neuen Kraftwerk eingefunden, um selbiges mit gebührenden Ehren offiziell seiner Bestimmung zu übergeben. Unter Applaus der über 200 Teilnehmer wurde mit einem symbolischen Knopfdruck die Anlage in Betrieb gesetzt. „Mit diesem Wasserkraftwerk haben wir einen Schritt in eine grüne und nachhaltige Zukunft gemacht“, sagte Rangersdorfs Bürgermeister Josef Kerschbaumer in seiner Festrede. Für die Standortgemeinde im oberen Mölltal ist es das bislang erste und einzige Kraftwerk, das sich auch mehrheitlich in ihrem Eigentum

befindet. 51 Prozent der Anteile an der Kraftwerksgesellschaft Rangersdorf GmbH hält die Gemeinde. Weitere 39 Prozent entfallen auf den Kärntner Energieversorger Kelag, die restlichen 10 Prozent liegen bei der Firma Bioholz Reiter, auf welche die ursprüngliche Initiative zum Kraftwerksbau zurückgeht. Es war der Senior-Chef der Firma Bioholz Reiter, der schon vor rund 20 Jahren an dem Standort ein Kraftwerk bauen wollte. Einige Hürden konnten damals aber nicht genommen werden, und im Laufe der Zeit wendete sich Herr Reiter dann an die Gesellschaftspartner, um das Projekt unter Einbeziehung der Gemeinde in Kooperation umzusetzen.

Zusammen sei man eben doch stärker, hieß es.

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Bau der Wasserfassung im Frühling 2024

Errichtung der Steinschlichtung im untersten Trassenabschnitt

Motto: Einfachheit vor unnötiger Komplexität Bis schließlich sämtliche Bescheide vorlagen, sollten noch einige Jahre ins Land ziehen. 2019 sei der rechtsgültige Wasserrechtsbescheid ausgestellt worden. Langsam zeichnete sich ab: Das Projekt kann umgesetzt werden. Eine zentrale Rolle spielte dabei die professionelle Planung des Kraftwerks, die zur Gänze vom Kraftwerksteam der Kelag übernommen worden war. „Als Kelag haben wir in partnerschaftlicher Weise einen breitgefassten Auftrag im Sinne der Kraftwerksgesellschaft übernommen: angefangen von Planung und Ausschreibung, über die Bauaufsicht bis hin zu Instandhaltung und Betriebsführung. Wir haben unsere ganze Erfahrung eingebracht und haben – wenn man so möchte – ein ‚Rundum-Sorglos-Paket‘ geschnürt“, sagt Thomas Meixner, Projektleiter der Kelag.

Grundsätzlich handelt es sich beim neuen Kraftwerk Lamnitz um ein Ausleitungskraftwerk an einem stark verbauten Wildbach, ausgerüstet mit einer sehr kompakten Wasserfassung in Form eines Coanda-Systems, einer rund 1,4 Kilometer langen

Druckrohrleitung aus glasfaserverstärkten Kunststoffrohren und einem Krafthaus, das an der Einmündung des Lamnitzbachs in die Möll errichtet wurde und das eine moderne 6-düsige Peltonmaschine beherbergt. Mit den Bauarbeiten konnte im Herbst 2023 begonnen werden.

Rohr-Leichtgewichte machen Verlegung einfacher Großen Wert legten die Projektbetreiber unter anderem auf die regionale Wertschöpfung. Man betonte, dass die meisten Aufträge an Firmen in relativer Nähe vergeben werden konnten. Wie etwa die Bauarbeiten, die zur Gänze in die Hände der Baufirma Fürstauer aus dem benachbarten Winklern gelegt wurden. Und die konnte in der Folge ihre Erfahrung aus einigen vergleichbaren Projekten bei keineswegs einfachen Bauarbeiten im Fassungsbereich und bei der Errichtung der Druckrohrleitung unter Beweis stellen. Beim Rohrmaterial fiel die Wahl der Verantwortlichen auf glasfaserverstärkte Kunststoffrohre, produziert und geliefert vom international agierenden Branchenspezialisten Amiblu. „Ausschlaggebend war vor allem, dass die GFK-Rohre dank des geringen spezifischen Gewichts einfach und schnell zu verlegen sind und damit auch eine wirtschaftlich attraktive Lösung darstellen“, erklärt Projektleiter Thomas Meixner. Konkret wurden auf einer Trassenlänge von 1.415 m GFKRohre der Dimension DN900 und einer Nennsteifigkeit von 10.000 N/m2 eingesetzt. GFK-Rohre vom Typ Flowtite haben in den vergangenen Jahrzehnten eindrücklich bewiesen, dass sie auch eine langlebige, robuste Lösung darstellen. Eine Lösung, die zudem energiewirtschaftliche Vorteile mitbringt. Schließlich weisen die Rohre eine glatte, harzreiche Innenoberfläche auf, die dem Rohrmaterial ausgezeichnete hy-

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draulische Eigenschaften verleiht. Die Reibungsverluste sind damit minimal.

Für die Betreiber spielte darüber hinaus auch eine entscheidende Rolle, woher die Rohre stammen. „Um den CO2-Abdruck des Gesamtprojekts möglichst gering zu halten, waren uns kurze Lieferwege wichtig. Da konnte Amiblu auch punkten, weil diese Rohre in Deutschland hergestellt wurden“, so Thomas Meixner.

mit dem wir bisher sehr gute Erfahrungen im Hinblick auf Funktionalität und Wartungsarmut gemacht haben“, erklärt Thomas Meixner und verweist in diesem Zusammenhang auch darauf, dass der Standort für die Wasserfassung in der engen Schlucht des Lamnitzgrabens recht beengt ist und man daher bemüht gewesen sei, das Gesamtbauwerk möglichst kompakt zu halten. Konkret fiel die Wahl auf das patentierte Coanda-System Grizzly PROTEC Vibro Bars, das von den Ingenieuren von Wild Metal perfekt an die Verhältnisse an einem alpinen, stark geschiebeführenden Wildbach angepasst wurde. Das höchst ro-

Innovative Rohrbrücke spart Hoch- und Tiefpunkt Verlegt wurden die Rohre von unten nach oben, wobei vor allem im oberen Trassenbereich die baulichen Herausforderungen auf das Team von Fürstauer Bau warten sollten. „Oben ist die Trasse sehr kurvenreich. Auf den letzten 450 Metern haben wir daher 15 Rohrbögen eingebaut. Aus diesem Grund wurden 13 Festpunkte betoniert und dafür rund 430 m3 Beton verbaut“, erinnert sich Bauleiter Günther Fürstauer jun., der darauf verweist, dass die gesamten Bauarbeiten zügig und problemfrei verlaufen seien.

Eine spezielle Herausforderung ergab sich allerdings durch die einzige Bachquerung, welche topographisch unvermeidlich geworden war. Thomas Meixner: „Auf Höhe einer bestehenden Brücke im oberen Viertel der Leitungstrasse war ursprünglich eine Unterdükerung des Lamnitzbachs geplant gewesen. Das wäre allerdings aufgrund des anstehenden Felsens in diesem Bereich baulich sehr aufwändig geworden und hätte uns zudem das ungeliebte Hoch-Tiefpunktproblem beschert. Das wollten wir vermeiden. Daher entschieden wir uns für den Bau einer Rohrbrücke.“ Diese wurde dabei durchaus speziell ausgeführt. Sie besteht nicht wie sonst häufig aus einem Metallrohr, für dessen Einsatz es natürlich auch Anschlüsse für die Schnittstellen braucht, sondern vielmehr wird das GFK-Rohr über eine tragende Metallkonstruktion unterhalb der Brücke weitergeführt. Zum Schutz vor Gefährdungen von Bäumen und großen Ästen im Hochwasserfall wurden mehrere stählerne I-Träger parallel zum Rohr eingebaut.

Coanda-System macht Sandfang obsolet Auf einer Seehöhe von knapp 960 m sollte die Bachfassung im Bereich einer der zahlreichen Bestandschwellen der Wildbachsperren errichtet werden. „Dem ursprünglichen Konzept nach war ein klassisches Tirolerwehr vorgesehen, von dem wir aber im Zuge der Ausführungsplanungen abgekommen sind. Wir haben es umgeplant auf das Coanda-System von Wild Metal,

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Mittels Baggerschaufel und einem Kantholz als Puffer wurden die einzelnen GFK-Rohre zusammengeschoben und so verbunden.

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Das geringe spezifische Gewicht sorgt für eine einfach Verlegung. Insgesamt wurde eine ca. 1.500 m lange Druckrohrleitung installiert.

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Im August 2024 konnten die Verlegearbeiten an der Druckrohrleitung entsprechend dem ambitionierten Zeitplan fertiggestellt werden.

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Keine fünf Monate brauchte die mit der Ausführung beauftragte Fürst­ auer Bau GmbH aus Winklern für die Verlegung der Druckrohrleitung.

Für die Querung des Lamnitzbachs konstruierten die Ingenieure der Kelag ein spezielles Tragesystem für eine Rohrbrücke.

buste Oberteil mit den feuerverzinkten Stahlstäben schützt das darunterliegende Feinsieb vor mechanischen Beschädigungen.

Größere Steine, Äste, Wurzelstöcke oder dergleichen gleiten entlang dieser Protectorstäbe über die Fassung hinweg. Das Coanda-Sieb darunter ist zum allergrößten Teil selbstreinigend. Sammeln sich einmal doch Geschwemmsel, Vegetationsreste oder Sand darauf an, werden diese üblicherweise schon bei etwas stärkerer Wasserführung weggeschwemmt.

Das Sieb weist eine Spaltbreite von gerade einmal 0,6 mm auf, wodurch eine Minimierung des Sandeintrags in den Triebwasserweg erreicht wird. Gerade die Einfachheit des Systems, das dabei mehrfach Vorteile bietet, hat die Betreiber überzeugt.

Grizzly bewährt sich im kalten Lamnitzgraben In Summe besteht die Wasserfassung aus fünf identischen Modulen des Grizzly PROTEC Vibro Bars, an denen insgesamt bis zu 1,1 m3/s für den Kraftwerksbetrieb eingezogen werden können. Um angesammeltes Geschiebe weiterzuführen, wurde – ebenfalls von der Firma Wild Metal – direkt daneben, linksufrig eine 1,5 m breite Spülklappe installiert. In diesem Bereich wurde in der Fassung ein Wintereinlauf integriert, der den Kraftwerksbetrieb bei tiefwinterlichen Bedingungen sicherstellt. „Der Wintereinlauf stellt eine wichtige Redundanz für den Betrieb dar, zumal es hier im Lamnitzgraben üblicherweise recht kalt wird.

Das Coanda-System funktioniert erfahrungsgemäß auch bei

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sehr niedrigen Temperaturen, ein Zufrieren ist kaum zu erwarten“, so Thomas Meixner.

Da der stark verbaute Wildbach nicht als Fischlebensraum klassifiziert ist, brauchte es keine Fischaufstiegshilfe an der neuen Wasserfassung. Behördlich vorgeschrieben wurde allerdings eine Wanderhilfe für Mikroorganismen. Zu diesem Zweck wurde ein Rohr DN200, ausgelegt mit Bachbettsubstrat, durch das Querbauwerk geführt.

High-Tech Maschinenbolide aus Kärntner Herstellung Direkt an der Einmündung des Lamnitzbachs in die Möll wurde das neue Krafthaus errichtet, bei welchem man außen auf traditionelle Optik und innen auf Wasserkraft-Hightech setzte. Im

Zuge der Ausschreibung nach dem Bestbieterverfahren hatte sich der renommierte Kärntner Wasserkraft-Allrounder EFG Turbinenbau durchgesetzt, der speziell mit der technischen Ausführung die Kraftwerksspezialisten der Kelag überzeugte. „EFG hat eine ausgereifte 6-düsige Pelton-Turbine konzipiert.

Sie ist mit außenregulierten Düsen, mit elektromechanischen Regelantrieben und als freistehende Konstruktion ausgeführt worden. Die Maschine bringt einige gut durchdachte technische Details mit. In jedem Fall haben die Ingenieure von EFG viel technisches Know-how investiert, um eine hoch robuste, zuverlässige Maschine zu designen, die unseren hohen Anforderungen absolut gerecht wurde“, beschreibt Michael Kandutsch vom Team Maschinenbau der Kelag das neue Kraftpaket.

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Fünf Module vom Typ Grizzly PROTEC Vibro Bars sorgen einerseits für einen zuverlässigen Wassereinzug und andererseits für eine effektive Abscheidung von Feinpartikeln. Die darüber angeordnete Stahlstabstruktur schützt das Feinsieb vor Schäden durch größere Steine.

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Leistungsstark und hoch robust: Den Ingenieuren von EFG gelang es, technologische Qualitäten von Großmaschinen auf eine Kleinwasserkraftturbine zu übertragen. Sie bringt ca, 1, 2 MW Leistung.

nik, das ist immer noch eine unserer Kernkompetenzen. In diese Maschine konnten wir sehr viel Know-how und Erfahrung aus 40 Jahren einbringen.“ Die Qualität liegt in der Einfachheit Was die Ausführung der neuen Turbine so besonders macht, ist die Gesamtheit an technisch hochwertigen Einzeldetails. Als Beispiel nennt der Ingenieur die inhären© Kelag

Der äußerliche Eindruck von der 6-düsigen Maschine trügt keineswegs: Im Vergleich zu Peltonturbinen anderer Hersteller wirkt die Maschine optisch massiver und robuster. „Eben eine echte EFG-Turbine, die für Generationen gebaut wurde, nicht für ein paar Jahre“, bekräftigt der Leiter Technik von EFG, Gero Pretis, der ergänzend anführt: „Ursprünglich kommen wir als EFG aus der Pelton-Tech-

te Sicherheit der Maschine, die durch die Umsetzung eines dreifach redundanten Notschlusses auf höchstem technischen Niveau erreicht wurde. Die Maschine wurde auf einem Ausstattungslevel gefertigt, das eigentlich durchgehend als EVU-Standard bezeichnet werden kann.

Im Prinzip wurden vom Team der EFGTechnik-Abteilung Spezifikationen, die von Großmaschinen kommen, auf eine kleinere Leistung hin adaptiert. „Es galt, die Vorgaben aus dem Bereich der Großmaschinen soweit herunterzubrechen, dass ein High-End-Level erzielt wird und zugleich die Ausstattung für ein Kleinwasserkraftwerk immer noch adäquat und nicht übertrieben ist. Dieses Downsizing war kein einfacher Spagat für uns“, sagt Gero Pretis und ergänzt: „Ziel war es letztlich, dass die Konstruktion trotz dieser Spezifikationen von einer gewissen Einfachheit geprägt ist. Denn gerade in der Einfachheit liegt zumeist die große Qualität.“ Von höchstem fertigungstechnischen Niveau zeugt auch das Laufrad der Turbine, das auf dem neuen, hochmodernen 5-Achs-Dreh/Fräs-Bearbeitungszentrum im EFG-Werk in Feldkirchen hergestellt wurde. Es wurde aus einem Schmiedeblock gefräst.

T EC H N I S C H E DAT E N • Ausbauwassermenge: 1,1 m3/s • Nettofallhöhe: 126,9 m • Turbine: 6-düsige Pelton • Drehzahl: 600 U/min • Hersteller: EFG • Generator: Synchron • Kühlung: Luft-Wasser-gekühlt • Fabrikat: AEM • Elektr. Nennleistung: 1.187 kW • Druckrohleitung: ca. 1.415 m • Material: GFK • Durchmesser: Ø DN900 mm • Typ: Flowtite • Fabrikat: Amiblu • Coanda-System: Wild Metal • Typ: Grizzly PROTEC Vibro Bars • Anzahl Module: 5 • Spaltbreite: 0,6 mm • Stahlwasserbau: Wild Metal • Bauarbeiten: Fürstauer Bau • Planung: Kelag

Das neue Krafthaus des Gemeinschaftskraftwerks Lamnitz wurde direkt an der Mündung des Lamnitzbachs in die Möll errichtet. Architektonisch orientierte man sich am regionalen Baustil.

• Jahresarbeit: 2,8 GWh

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werkssystem eingebaut wird, das höchste Betriebssicherheit garantiert. Und das ist hier der Fall“, betont Gero Pretis.

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Vorzeigeprojekt liefert Strom für 800 Haushalte Ausgelegt ist die Maschine bei einem Ausbaudurchfluss von 1,1 m3/s und einer Nettofallhöhe von 126,9 m auf eine Nennleistung von 1,19 MW elektrisch. Im Regeljahr erzeugt die Anlage rund 2,8 GWh. Eine Strommenge, die ausreicht, um rund 800 Haushalte mit sauberem Strom zu versorgen. Seit Oktober läuft die Anlage, ohne Probleme, ohne irgendwelche „Kinderkrankheiten“. Die Verantwortlichen der Kelag, die das gesamte Projekt von der Planung bis zur Betriebsführung abgewickelt haben, zeigen sich in ihrem Werner Goldberger (EFG), Martin Goldberger (EFG), Klaus Reiter (Reiter Bioholz), Günther Fürstauer (BauResümee hoch zufrieden. „Es ist meister), Thomas Meixner (Kelag), Josef Kerschbaumer (Bgm. Rangersdorf), Christian Rupp (Kelag), Marika Lagger-Pöllinger (LAbg. &. Bgm. Lendorf), Reinhard Draxler (Vorstand Kelag), Gerald Mucka (Kelag) und Sepp uns gelungen, sehr viel von unseZraunig (GF Kraftwerksgesellschaft Rangersdorf & Vizebgm. Rangersdorf) (v.l.n.r.) rem Know-how einzubringen. Unter anderem auch im Bereich der Projekt lief wie am Schnürchen Kärntner Maschinenbauingenieur aus Elektro- und Steuerungstechnik. Heute Was ganz klar für die Planung spricht: Feldkirchen. ist das Kraftwerk für den vollautomatiDass trotz der Komplexität in der ma- Er verweist darauf, dass es bei einem Be- schen Betrieb ausgelegt und wird von schinenbaulichen Ausführung das Pro- teiligungsprojekt wie diesem auch um unserer Leitwarte in Klagenfurt lückenlos jekt wie am Schnürchen gelaufen ist – die langfristige Perspektive für die Inves- überwacht“, sagt Thomas Meixner. und alles im Zeitplan gehalten werden toren und Betreiber gehe. „Diese EFG- Ziemlich genau ein Jahr hatten die Baukonnte. Am Ende wurde eine Maschine Turbine ist ein echtes ‚Arbeitstier‘, eine arbeiten letztlich in Anspruch genominstalliert, die nicht nur Top-Wirkungs- leise und zugleich leistungsstarke Ma- men. Mit der Eröffnungsfeier am 4. Oktograde erzielt, sondern auch eine große schine mit langen Wartungsintervallen. ber 2024 wurde ein neues Kapitel in der Flexibilität zeigt. Grundsätzlich kann die Das ist insofern von entscheidender Be- Ökostromerzeugung im oberen Mölltal Maschine in extrem wasserarmen Pe- deutung, als Betreiber nicht viel von einer aufgeschlagen. Das bekräftigte auch rioden bis auf 5 Prozent der Ausbauwas- unausgereiften Turbinentechnik haben, der Landtagsabgeordnete Michael sermenge und noch darunter betrieben wenn damit immer wieder ungeplante Maier, der in seiner Ansprache meinte: werden. Dabei sei weniger die Turbine hohe Ausfall- oder Reparaturkosten auf „Mit dem neuen Kraftwerk ist ein landesselbst, sondern die Leerlaufverluste des sie zukommen. Ein gemeinsames Projekt weites Vorzeigeprojekt entstanden, das Generators auf diesem untersten Be- im Bereich der erneuerbaren Energien die Chancen der Wasserkraft bestmögtriebslevel der limitierende Faktor, so der kann nur erfolgreich sein, wenn ein Kraft- lich nutzt.“

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EIN WEGWEISENDES PROJEKT: GRÜNE ENERGIE AM KENTUCKY RIVER APRIL | 25

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Das Berea College und Appalachian Hydro Associates (AHA) setzen bei ihrem wegweisenden Projekt zur Nutzung erneuerbarer Energien – der Wasserkraftanlage Lock 14 am Kentucky River in Heidelberg, Kentucky – auf Voiths Expertise. Mit der Lieferung von sechs innovativen StreamDiver Turbinen durch Voith wird Lock 14 künftig jährlich mehrere Gigawattstunden sauberen Strom erzeugen und damit einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeitsstrategie des Berea College leisten. Zusammen mit der bereits bestehenden Wasserkraftanlage Lock 12 kann das College seinen Strombedarf vollständig durch erneuerbare Energien decken. Weitere Projekte entlang des Kentucky River, basierend auf diesem innovativen Konzept, sind bereits geplant.

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res Schlauchwehr geregelt, das zur Spülung des horizontalen, unter Wasser liegenden Rechens abgesenkt wird. Die Maschinensätze selbst sind unterhalb des Rechens angeordnet.

Die ersten Planungen für Lock 14 begannen 2019, die Bauarbeiten folgten 2022, und die Inbetriebnahme ist für Frühling 2025 geplant. Voith wurde mit der Lieferung der Turbinen, Absperrschieber und Leistungskabel, sowie für die Überwachung der Montage und Inbetriebnahme beauftragt.

Neben der Hochwassersicherheit ist die Standardisierung ein wesentlicher Vorteil des Konzepts: Da die Schleusenkammern entlang des Kentucky River eine einheitliche Breite haben, lässt sich das Design effizient auf weitere Schleusen übertragen.

Dies wird die Planung und Lizenzierung für zukünftige Wasserkraftwerke erleichtern.

Von der Planung zur Umsetzung ein nachhaltiges Konzept Voith wurde mit der Lieferung der Turbinentechnologie für das Projekt beauftragt. Dank langjähriger Erfahrung in der Realisierung von Kleinwasserkraftwerken konnte Voith mit der innovativen StreamDiver Technologie eine maßgeschneiderte Lösung für den Standort entwickeln und liefern.

Das Design des Kraftwerks basiert auf einem Konzept, das sich auf die bestehende Schleusenkammer beschränkt und vollständig unter Wasser liegt. Gröberes Treibgut wird bereits vor dem Kraftwerk durch eine hochwassersichere Schwimmbarriere oberhalb des festen Wehrdamms umgeleitet. In der Schleusenkammer wird der Oberwasserpegel durch ein aufblasba-

Technologische Highlights: • Horizontale Montage: Im Gegensatz zu Lock 12, wo vertikale Turbinen eingesetzt wurden, wurde bei Lock 14 eine horizontale Anordnung gewählt. Diese Bauweise reduziert den Betonbedarf um rund 40 % und senkt Baukosten sowie Bauzeit erheblich, während gleichzeitig eine effiziente und nachhaltige Stromerzeugung ermöglicht wird.

• Ölfreie Technologie: Die wartungsarmen, wassergeschmierten sowie öl- und fettfreien StreamDiver Turbinen minimieren den ökologischen Fußabdruck und ermöglichen eine nahezu geräuschlose Stromerzeugung, da sie vollständig unter Wasser installiert sind.

• Schnelle Einbauzeit: Installation in weniger als einem Tag pro Maschine – dank vollständig vormontierter und getesteter Bausteine, die vor Ort nur noch eingehängt und sofort in Betrieb genommen werden.

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Technologische Innovationen für maximale Effizienz Lock 14 setzt auf ein innovatives Design, das sowohl die Effizienz der Stromerzeugung steigert als auch den Bauaufwand reduziert. Die Voith-Experten haben – im Vergleich zum ersten Projekt – ein neues Designkonzept entwickelt, das innerhalb der gleichen Schleusenkammermaße 30 % mehr Energie erzeugt.

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er Kentucky River verfügt über 14 historische Schleusen und Dämme, die ursprünglich zwischen 1836 und 1917 errichtet wurden. Einst für den Transport per Schiff von Rohstoffen wie Kohle und Eisen genutzt, wurde vor rund 30 Jahren der operative Betrieb der meisten Schleusen eingestellt. Heute bieten diese Bauwerke eine ideale Basis für moderne und umweltfreundliche Energieerzeugung.

Das Projekt Lock 14 baut auf den allgemeinen Erfahrungen mit der Nutzung bestehender Wasserbauwerke für erneuerbare Energien auf. Ein Beispiel dafür ist Lock 12, wo derselbe Projektentwickler im Mai 2021 die erste neue Kleinwasserkraftanlage in Kentucky seit 94 Jahren in Betrieb genommen hat. Dieses Vorzeigeprojekt hat gezeigt, dass stillgelegte Schleusen eine wertvolle Grundlage für nachhaltige Energiegewinnung bieten.

Mit einer effizienteren Technologie und einer optimierten Bauweise setzt Lock 14 neue Maßstäbe. Die vollständig unter Wasser installierten Maschinensätze sind so konzipiert, dass sie selbst gewaltigen Überschwemmungen des Kentucky River standhalten können. Der Fluss ist regelmäßig von Hochwasser mit Pegelständen von mehr als 10 Metern über dem normalen Pegelstand betroffen. Zudem erfolgt der Bau innerhalb der stillgelegten Schleusenkammer, wodurch ein Kofferdamm und eine teure und aufwendige Baugrube – wie bei den meisten Wasserkraftwerken erforderlich – weitgehend vermieden werden konnte.

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Voith Hydro Werk in Österreich – vormontierte Einheiten, 1 Tag Installation pro Einheit vor Ort

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Die beiden Krafthäuser Gerlos 1 (rechts) und Gerlos 2 im Zillertal. Die Anlagen versorgen mehr als 70.000 Haushalte mit erneuerbarer Energie

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Schleusenanlage Lock 14 – Kentucky River vor Beginn des Wasserkraftprojekts.

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Herausforderungen bei der Umsetzung Obwohl Lock 14 innerhalb einer bestehenden Schleusenkammer errichtet wird, stellte die Integration modernster Wasserkrafttechnologie in eine über 100 Jahre alte Infrastruktur eine besondere Herausforderung dar. Felsanker wurden verwendet, um das Bauwerk während der Bauzeit, in welcher die Schleuse vollständig entwässert ist, zu stabilisieren. Die Konstruktion musste so angepasst werden, dass die neuen StreamDiver Turbinen optimal in die bestehende Struktur integriert werden können, ohne deren Stabilität zu beeinträchtigen. Gleichzeitig galt es, das Design zu optimieren, sodass das Kraftwerk extremen Hochwasserereignissen am Kentucky River standhält und für zukünftige Projekte leicht anpassbar bleibt. Der Entwickler hat bereits Lizenzen für vier weitere identische Projekte am selben Fluss gesichert.

Technische Details von Lock 14 Innovative Turbinen-Generator-Kombination: Das Kraftwerk wird mit insgesamt sechs Voith StreamDiver Turbinen ausgestattet. Zum Einsatz kommen dabei vier StreamDiver mit einem Laufraddurchmesser von 1490 mm, die direkt mit einem 642 kW Permanentmagnetgenerator gekoppelt sind, sowie zwei StreamDiver mit einem Laufraddurchmesser von 895 mm, die direkt mit einem 222 kW Permanentmagnetgenerator gekoppelt sind.

Die sechs horizontalen StreamDiver erreichen eine Engpassleistung von 3 MW. Die unterschiedliche Maschinengröße der unregulierten Turbinen erlaubt mit 14 Regulierungsschritten ein optimales und feines Folgen der Abflusskurve am Fluss.

T EC H N I S C H E DAT E N • Turbinentyp: StreamDiver • Montageart: horizontal • Fallhöhe: 4,83 m | 4,87 m • Anzahl der Turbinen: 6 • Gesamtleistung: 3 MW • Wasserdurchfluss: 4x 16,46 m³/s + 2x 5,67 m³/s

Bedeutung für die Zukunft der Wasserkraft Lock 14 ist mehr als nur ein Wasserkraftprojekt – es zeigt, wie ungenutzte historische Schleusen und Dämme in moderne, nachhaltige Energiequellen umgewandelt werden können. „Die Entscheidung für die StreamDiver Technologie von Voith war für uns ein wichtiger Schritt, um erneuerbare Energie effizient in bestehende Infrastruktur zu integrieren. Besonders durch die frühzeitige Einbindung von Voith konnte das Projekt optimal abgestimmt und effizient umgesetzt werden. Die einfache Installation und die minimalen Umweltauswirkungen haben uns überzeugt. Zudem hat Voith nicht nur innovative Lösungen geliefert, sondern auch sichergestellt, dass das Konzept leicht wiederholbar ist und langfristig eine nachhaltige Energiegewinnung ermöglicht.“ [David Brown Kinloch, President Appalachian Hydro Associates] Die Schleusenkammern entlang des Kentucky River haben eine einheitliche Breite, wodurch das Design des Kraftwerks hohe Wiederholbarkeit aufweist. Das Konzept kann somit effizient auf weitere Schleusen übertragen werden und fließt direkt in die Umsetzung der bereits geplanten Wasserkraftprojekte entlang des Kentucky River ein.

Wasserkraft als nachhaltige Lösung Eines der zentralen Ziele des Projekts war es, die Umweltbelastung so gering wie möglich zu halten. Neben der innovativen, öl- und fettfreien Turbinentechnologie wurden zusätzliche Maßnahmen umgesetzt, darunter spezielle Fischschutzvorrichtungen mit horizontalem Feinrechen und optimierte Wasserabflussregelungen, um das ökologische Gleichgewicht des Kentucky River zu bewahren. Gleichzeitig setzt Lock 14 ein starkes Zeichen für soziale Verantwortung: Die Einnahmen aus der Stromerzeugung fließen direkt in Bildungsprogramme für sozial benachteiligte Studierende des Berea College und fördern so Chancengleichheit. Mit der geplanten Inbetriebnahme im Mai 2025 wird Lock 14 einen bedeutenden Beitrag zur nachhaltigen Energiezukunft leisten.

Das Konzept hat das Potenzial, als Vorbild für viele weitere Projekte in Nordamerika zu dienen und die Nutzung historischer Wasserbauwerke für eine klimafreundliche Energiegewinnung weiter voranzutreiben.

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ÖSTERREICHISCHE WASSERKRAFTEXPERTEN LIEFERN LEISTUNGSSTARKE TECHNIK FÜR TAIWANESISCHES KRAFTWERK Im Februar 2025 hat die international renommierte GUGLER Water Turbines GmbH ihr erstes Projekt in Taiwan erfolgreich abgeschlossen. Die österreichischen Branchenspezialisten lieferten für den Neubau des Kleinwasserkraftwerks Hushan der Betreibergesellschaft AES Mega die komplette elektromechanische und regelungstechnische Ausrüstung. Das Herzstück des Kraftwerks bildet eine hocheffiziente Francis-Turbine, die bei vollem Wasserdargebot 1.657 kW Engpassleistung erzielt. Errichtet wurde die mustergültig realisierte Anlage neben der Wasseraufbereitungsanlage der Taiwan Water Corporaton Yunlin, die vom nahegelegenen Hushan-Reservoir versorgt wird. Neben der leistungsstarken Technik punktet das Kraftwerk auch mit einer äußerst ansprechenden Optik. n dem rund 23 Millionen zählenden Inselstaat Taiwan, der sich rund 130 Kilometer östlich von der chinesischen Küste befindet, stehen aufgrund des Wasserreichtums und der gebirgig geprägten Landschaft grundsätzlich ideale Bedingungen für die Stromgewinnung aus Wasserkraft zur Verfügung. Trotz dieser günstigen Voraussetzungen nimmt die hydroelektrische Stromproduktion in Taiwan nur einen sehr geringen Stellenwert ein.

Dem Onlineportal „lowcarbonpower.org“ zufolge stammten im Jahr 2024 rund 83 Prozent des in Taiwan erzeugten Stroms aus den fossilen Energieträgern Kohle und Erdgas. Lediglich 3 Prozent der Stromgewinnung erfolgten durch Wasserkraftwerke, Photovoltaik und Windenergie waren mit jeweils 4 Prozent Anteil ebenfalls weit unten angesiedelt. Trotz dieser ernüchternden Zahlen gibt es im Land starke Bestrebungen, um die Nutzung erneuerbarer Energieformen voranzutreiben.

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Strom produziert. Einen wichtigen Teil bei der technischen Umsetzung des Kraftwerks Hushan spielte der oberösterreichische Wasserkraftallrounder GUGLER Water Turbines GmbH, der sich im Rahmen der internationalen Ausschreibung für die Lieferung des Maschinensatzes qualifizieren konnte, sagt GUGLER-Projektleiter Markus Weglehner: „Das Projekt stellte für uns eine Premiere dar: Wir konnten zum ersten Mal unsere Kompetenz in © GUGLER

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Mit der elektromechanischen und leittechnischen Komplettausstattung des Kraftwerks Hushan hat die GUGLER Water Turbines GmbH im Februar 2025 ihr erstes Referenzprojekt in Taiwan erfolgreich abgeschlossen.

Erstes Referenzprojekt in Taiwan

Zu den großen Befürwortern der taiwanesischen Energiewende zählt das 2018 gegründete Unternehmen AES Mega. Das in der Hauptstadt Taipeh ansässige Unternehmen beschäftigt sich mit der Nutzung nachhaltiger Energien, wozu unter anderem der Bau von Wasserkraftwerken und Geothermie-Anlagen gehören. Erst vor kurzer Zeit hat das neueste eigene Wasserkraftwerk von AES Mega, das im westlichen Teil Taiwans in der Nähe der Stadt Douliu errichtet wurde, erstmals sauberen

Der Hushan-Speichersee fasst über 52 Millionen Kubikmeter Wasser.

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Der Maschinensatz gewährleistet höchste Wirkungsgrade.

Bei vollem Wasserdargebot schafft die Turbine 1.657 kW Enpassleistung.

Taiwan unter Beweis bestellen. Im Prinzip umfasste der Auftrag die Ausführung der kompletten elektromechanischen Ausstattung. Dazu zählten eine Francis-Turbine inklusive Generator, zwei Hydraulikaggregate, vier Absperrklappen und die Kraftwerkssteuerung.“

obligatorischen Wartungsarbeiten konstant mit Wasser versorgt werden kann.

Speichersee versorgt Wasserkraftwerk

Zur Stromproduktion nutzt das neue Wasserkraftwerk von AES Mega das hydroelektrische Potential des Hushan-Reservoirs, welches für die Trinkwasserversorgung des Landkreises Yunlin errichtet wurde. Der Speichersee mit über 52 Millionen Kubikmeter Fassungsvermögen ist durch den Bau der 75 m hohen Hushan-Staumauer entstanden und wurde erst 2016 offiziell eingeweiht. Rund fünf Kilometer von der Staumauer entfernt befindet sich die staatlich betriebene Trinkwasseraufbereitungsanlage der Taiwan Water Corporation Yunlin, neben der das neue Kleinwasserkraftwerk errichtet wurde. „Das generelle Funktionsprinzip des Kraftwerks Hushan ist nicht kompliziert.

Nachdem das Wasser vom Hushan-Reservoir ausgeleitet wird, wird dieses von einem etwas älteren Kraftwerk zum ersten Mal für die Stromgewinnung genutzt. Nach der Turbinierung fließt das Wasser zu einem relativ großen Beruhigungsbecken, an welches eine Druckrohrleitung anschließt. Dieser in DN1800 ausgeführte Kraftabstieg führt schließlich zur Aufbereitungsanlage bzw. zum neu gebauten Wasserkraftwerk“, erklärt der Projektleiter.

Bypass wird benötigt

Der Anschluss der Turbine an die bestehende Druckrohrleitung war laut Markus Weglehner mit etwas Zusatzaufwand verbunden: „Üblicherweise hat man bei einem Turbinen-Saugrohr die technische Freiheit, dass dieses um einige Zentimeter nach links oder rechts gedreht werden kann, da es ohnehin in einem drucklosen Kanal mündet. Beim Kraftwerk Hushan war das allerdings nicht der Fall, weil die zur Turbine hin- bzw. wegführenden Rohrleitungen bereits fix vorhanden waren. Diese Gegebenheiten machten während der Konstruktionsphase zusätzlichen Abklärungsbedarf notwendig, damit die Maschine exakt zwischen den beiden Leitungsachsen eingepasst werden konnte.“ Die Integration des neuen Wasserkraftwerks in die bestehenden Druckrohrleitungen erforderte zudem die Installation eines Bypasssystems. Der Bypass, für den GUGLER drei zusätzliche Absperrklappen lieferte, stellt sicher, dass die Aufbereitungsanlage auch bei einem Kraftwerksstillstand oder

Francis-Turbine mit hohem Wirkungsgrad

Bei einer Ausbauwassermenge von 3 m³/s und 60,7 m Nettofallhöhe stellte der Einsatz einer horizontalachsigen FrancisTurbine Markus Weglehner zufolge die ideale Variante für das Kraftwerk Hushan dar. Die Maschine, die bei vollem Wasserdargebot 1.657 kW Engpassleistung erzielt, gewährleistet den Betreibern beste Wirkungsgrade und eine konstant effektive Stromproduktion. Komplettiert wird der Maschinensatz durch einen direkt mit dem Laufrad gekoppelten Synchron-Generator vom italienischen Hersteller Marelli in luftgekühlter Ausführung. Der mit Wälzlagern bestückte Generator wurde für eine Betriebsspannung von 690 V und 1.870 kVA Nennscheinleistung ausgelegt. Bei der Fertigung der Turbine setzte GUGLER auf bewährte europäische Partnerunternehmen, die im Maschinenbausektor über jahrzehntelange Erfahrung verfügen. Nach der im Beisein eines Kundenvertreters erfolgten Werksabnahme wurde die weit vormontiert ausgelieferte Maschine seefest verpackt und per Schiff auf die Reise nach Taiwan geschickt. „Aufgrund der unsicheren Lage vor der Küste von Jemen, die auf die Umtriebe der Huthi-Rebellen zurückgeht, wurde für den Schifftransport eine alternative Route gewählt. Diese Route führte um den gesamten afrikanischen Kontinent, weswegen der Transport von Europa nach Asien fast drei Monate dauerte“, merkt Markus Weglehner an. Die Montage des Maschi-

T EC H N I S C H E DAT E N • Ausbauwassermenge: 3 m³/s • Nettofallhöhe: 60,74 m • Ø Druckrohrleitung: DN1800 m • Material: Stahl • Turbine: Francis-Spiralturbine • Turbinenachse: Horizontal • Engpassleistung: 1.657 kW • Hersteller: GUGLER Water Turbines GmbH • Generator: Synchron • Spannung: 690 V • Nennscheinleistung: 1.870 kVA • Hersteller: Marelli Motori

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Anlage überzeugt innen & außen

„Nach den abschließenden Installationsarbeiten war es im Februar 2025 schließlich an der Zeit für den Inbetriebnahmeprozess. Im Rahmen unseres standardisierten Inbetriebnahmeprotokolls

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Das sehenswerte Maschinengebäude wurde vom japanischen Architekten Hojo Kenji gestaltet.

wurden umfangreiche mechanische und elektrische Tests und Kontrollen durchgeführt. Die dabei erzielten Erkenntnisse im Hinblick auf die Funktionalität und das bestätige Leistungspotential der Anlage haben sowohl uns als auch die Vertreter von AES Mega äußerst zufriedengestellt. Ich bin der Meinung, dass wir bei unserem ersten Einsatz in Taiwan einen sehr guten Eindruck hinterlassen haben“, bekräftigt Markus Weglehner.

Apropos guter Eindruck: Der Projektlei-

Kaplan Turbinen Pelton Turbinen Francis Turbinen

ter weist darauf hin, dass bei der Realisierung des Kraftwerks Hushan nicht nur hoher Wert auf die leistungsstarke Technik, sondern auch auf ein ansehnliches Äußeres der Anlage gelegt wurde. Der japanische Architekt Hojo Kenji sorgte für die sehenswerte Optik des Maschinengebäudes mit großflächigen Glasfassaden, die Besuchern des Kraftwerks einen ungetrübten Blick auf die moderne hydroelektrische Technik im Inneren gewähren.

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nensatzes und der verschiedenen technischen Gewerke im Krafthaus erfolgte ab Mitte 2024 und wurde in mehreren Etappen durch lokales Personal unter der Anleitung eines GUGLER-Supervisors durchgeführt. Der Lieferumfang von GUGLER beinhaltete neben dem elektromechanischen Equipment auch die Ausführung der Kraftwerkssteuerung, die für den vollautomatischen Betrieb der Anlage sorgt. Für die Programmierung der Leittechnik mit intuitiver Visualisierung war die ebenfalls aus Österreich stammende GUGLER-Tochtergesellschaft ­­H&W­ ­­Control GmbH zuständig. Die Steuerung und Überwachung der Anlage kann sowohl im Maschinengebäude am Leittechnik-PC oder in der AES MegaZentrale in Taipeh durch eine gesicherte Online-Anbindung erfolgen. Die elektrotechnischen Komponenten wie Mittelspannungsschaltanlage, Schutzeinrichtungen und Transformatoren wurden von der Betreibergesellschaft in Eigenregie ausgeführt.

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© Dietmar Denger

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Als Teil der SkiWelt Wilder Kaiser-Brixental zählt die SkiWelt Söll zu den attraktivsten und modernsten Skidestinationen der Alpenrepublik. Für die Beschneiung der Pisten stehen Speicherteiche mit 250.000 m3 Fassungsvermögen und 300 Schneeerzeuger bereit.

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SKIWELT SÖLL PRODUZIERT ÖKOSTROM MIT EIGENEM NEUEN KLEINWASSERKRAFTWERK Von der Idee bis zum fertigen Kraftwerk in gut 12 Monaten – davon können die allermeisten Kraftwerksbauer in den Alpen nur träumen. Gelungen ist dieses Kunststück den Bergbahnen Söll in Tirol, die im Herbst 2024 ihre neue Ökostromanlage in Betrieb nahmen. Mit einer durchschnittlichen Jahresleistung von rund 1,5 GWh versetzt das neue Wasserkraftwerk Stampfangerbach die Bergbahnen nun in die Lage, rein rechnerisch den Stromverbrauch des gesamten Sommerbetriebs abdecken zu können. Oder anders ausgedrückt: Das Kraftwerk erzeugt rund ein Viertel des Stroms, den die Bergbahnen über das ganze Jahr verbrauchen.

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ommers wie winters kommen Naturliebhaber und Sportbegeisterte in der Bergwelt rund um die Tiroler Gemeinde Söll uneingeschränkt auf ihre Kosten. Zu diesem Zweck erschließen zwei moderne Gondelbahnen die malerische Gebirgslandschaft. Eine bringt die Gäste ganz hinauf auf den 1.828 m hohen Gipfel der Hohen Salve. Die andere führt hinauf nach Hochsöll, wo mit dem „Hexenwasser“ eine ganz besondere Erlebniswelt für Jung und Alt geboten wird. Hier wurde eine vielfältige Erlebniswelt am Berg geschaffen, inspiriert von der mythischen Seite der alpinen Geisterwelt, die mit allen Sinnen erfahren werden kann. „Mit dem Hexenwas-

ser waren wir das erste Seilbahnunternehmen in Österreich, das ein richtungsweisendes Konzept für neue Akzente im Sommertourismus entwickelt hat. Das war 2002. Das Konzept trug Früchte, und der Stoßrichtung sind zahlreiche andere Seilbahnunternehmen über die Jahre gefolgt“, erklärt Mario Gruber, Geschäftsführer der Bergbahnen Söll. Neuen Ideen gegenüber waren die Verantwortlichen der Bergbahnen Söll schon früher sehr aufgeschlossen gegenübergestanden – vor allem, wenn sie gut waren. Das gilt natürlich auch für das jüngste Ökostromprojekt der Tiroler, das in Rekordzeit umgesetzt werden sollte.

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© Bergbahnen Söll

© BODNER

Die Errichtung von Wasserfassung und Krafthaus wurde vom Team der Baufirma Bodner mustergültig umgesetzt.

Initialzündung von ungewöhnlicher Seite Ausgangspunkt sei die anstehende Wiederverleihung des Wasserrechts für das Beschneiungssystem gewesen, in dessen Zuge man Umstellungen im Wassermanagement vorzunehmen hatte. „Dabei stand zu Beginn die Frage im Zentrum, wie wir die Befüllung für unseren bestehenden Speicherteich – unseren ersten aus dem Jahr 2012 – optimieren könnten.

Eine Wasserfassung am Stampfangerbach bot sich dafür an“, erzählt Mario Gruber. Von Behördenseite wurde der Wasserkörper als „in gutem Zustand“ klassifiziert. Aufgrund der Nutzung in der Beschneiung kannten die Verantwortlichen der Bergbahnen die Hydrologie des Baches sehr gut, schließlich waren dafür schon früher umfangreiche hydrologische und limnologische Untersuchungen angestellt worden. Als auf die ersten Anfragen hin positive Signale von Seiten des Naturschutzes zu vernehmen waren, konnten die Unterländer den nächsten Schritt angehen.

systems beste Erfahrungen gemacht hatte. „Dank der profunden Planung sowie der Tatsache, dass das Einvernehmen mit betroffenen Grundstückseignern prompt und sehr einfach herzustellen war und dass darüber hinaus keinerlei Wasserbezugsrechte eventueller Unterlieger zu berücksichtigen waren, konnten wir sehr schnell loslegen“, so der Geschäftsführer der Bergbahnen.

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Wirtschaftliche Machbarkeit gegeben „Uns standen zum Glück viele Daten zur Verfügung. Damit ließ sich die Frage nach der Wirtschaftlichkeit eines Wasserkraftwerks ganz gut beantworten: 180 Meter Fallhöhe und die gegebene Hydrologie des Bachs sprachen dafür“, schildert Mario Gruber die ersten wirtschaftlichen Überlegungen, denen im Anschluss selbstredend die Fragen nach der technischen Machbarkeit folgten. Für eine konkrete Planung holten sich die Bergbahnen Söll 2023 das Ingenieurbüro Klenkhart & Partner aus Absam an Bord, mit dem man in der Vergangenheit schon bei der Planung des mittlerweile sehr umfangreichen Beschneiungs-

TechnoAlpin als Generalunternehmer Und noch eine weitere Partnerschaft sollte sich im Zuge der Umsetzung des neuen Kraftwerks als sinnvoll und fruchtbar erweisen: „Das Gesamtprojekt haben wir in die Hände der Firma TechnoAlpin als Generalunternehmen gelegt. Sie bringt nicht nur eine hohe Kompetenz in Sachen alpiner Beschneiungstechnik mit. TechnoAlpin ist auch in der Lage, die komplette technische Realisierung eines Wasserkraftwerks in einem Skigebiet umzusetzen. Schon seit über 10 Jahren integriert TechnoAlpin

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Bau des neuen Sandfangs am Stampfangerbach. Trotz nicht allzu guter Witterungsbedingungen im Sommer ´24 verliefen die Arbeiten zügig.

In der bestehenden Wildbachsperre wurde die neue Fassung integriert.

TechnoAlpin realisiert als Generalunternehmer das Kraftwerk Stampfangerbach der Bergbahnen Söll.

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Effiziente Entsandung im Untergrund „Weil der Stampfangerbach grundsätzlich viel Geschiebe mitbringt, legten wir großes Augenmerk auf eine effiziente Entsandung“, erklärt Mario Gruber. Während größere Äste und Steine bereits vom Tirolerwehr ferngehalten werden, erfolgt die eigentliche Feinfiltrierung am Coanda-Rechen, der vom Südtiroler Stahlwasserprofi Wild Metal geliefert und montiert wurde. Konkret handelt es sich dabei um drei Module des patentierten Grizzly Power Optimus, der zur Gänze unterirdisch integriert wurde. Der Feinrechen stellt ein im Wesentlichen selbstreinigendes Schutzsieb dar, das aus einem speziellen abriebbeständigen Edelstahl gefertigt

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Turbinen in bestehende Beschneiungssysteme, und das Interesse daran wird immer größer. Der wesentliche Vorteil ist die Mehrfach-Nutzung der aus der Beschneiung bestehenden Infrastruktur, die sonst ein wesentlicher Kostenfaktor bei der Neuerrichtung eines Wasserkraftwerkes wäre. Viele Skigebiete verfügen bereits über ein für große Drücke ausgelegtes Rohrleitungsnetz, zusätzlich sind Wasserfassungen und Teichanlagen zum Teil auch in höheren Lagen vorhanden. Diese Infrastruktur wird für die Beschneiung nur rund 2 Monate im Jahr genutzt. Bei vielen neuen Beschneiungsprojekten die TechnoAlpin momentan plant, wird die Doppelnutzung für einen möglichen Kraftwerksbetrieb im Sommer bereits integriert oder ist zumindest für einen späteren Ausbau vorgesehen.

Vom Konzept her handelt es sich bei dem Kraftwerk um ein typisch alpines Hochdruckkraftwerk, das allerdings auch ein paar Besonderheiten aufweist. Gefasst wird das Triebwasser mittels Tirolerwehr, das direkt in eine der zahlreichen Sperrenbauwerke integriert wurde. Dabei wurde eine schon bestehende Fassung in der Sperrenmauer rückgebaut und durch ein etwas größeres neues Tirolerwehr ersetzt. Im Anschluss daran wurde ein Sandfang gebaut, von wo das Triebwasser in weiterer Folge über einen unterirdischen Coanda-Rechen zwecks Filtrierung der Feinsedimente geführt wird. Vor die Einmündung in die Druckrohrleitung ist noch ein Regelbehälter vorgeschaltet, der ursprünglich der Beschneiung als Tagesspeicher diente. Über eine rund 2,5 km lange Druckrohrleitung wird schließlich das Wasser zum neuen Maschinensatz geleitet, der in einem Anbau in der Pumpstation am Ahornsee untergebracht ist.

Über eine Gesamtlänge von 2,5 km wurden Gussrohre von TRM (DN400/DN500) verlegt. Sie garantieren eine wirtschaftliche Verlegung und eine hohe Standfestigkeit.

wird. Durch die geringe Spaltweite von nur 0,6 mm ist der Sandeintrag unterhalb dieser Partikelgröße auf ein Minimum beschränkt. Hinzu kommt, dass damit auch das Eindringen kleiner Gewässer-Lebewesen in das Triebwassersystem verhindert wird. Dabei ist das Schutzsieb selbstreinigend und erfordert nur geringen Wartungsaufwand. „Für uns hat sich das Coanda-System der Firma Wild Metal aus mehreren Gründen empfohlen.

Neben einer effizienten Partikelabscheidung entfallen damit Kosten für einen Rechenreiniger, auch die Sandfanganlage konnte damit etwas kleiner dimensioniert werden“, sagt Mario Gruber.

Rohre garantieren höchste Standfestigkeit Ein wesentlicher Punkt der Planung betraf den Kraftabstieg, wobei die Wahl der Rohre für die Druckrohrleitung klar und eindeutig ausfiel. „Aus der Beschneiung kennen wir die Gussrohre von TRM, also Tiroler Rohre, schon lange und sind dementsprechend von deren Qualität über-

zeugt. Und da für uns auch das Thema Belastbarkeit eine Rolle spielte – die Rohre wurden fast zur Gänze in der Landstraße verlegt – wollten wir uns auf keine Experimente einlassen“, erklärt Mario Gruber. Zum Einsatz kamen TRM-Rohre der Dimensionen DN400/DN500 in zugund schubgesicherter Ausführung. Damit ist nicht nur eine hohe Lebensdauer der Leitung sichergestellt, sondern auch ein Höchstmaß an Robustheit und Belastbarkeit. Erwiesenermaßen hält sie in dieser Ausführung sogar Hangrutschungen oder Erdbeben stand. Um den Reibungswiderstand in der Druckrohrleitung möglichst gering zu halten, fiel die Wahl auf die beiden unterschiedlichen Rohrgrößen. „Wir haben uns entschieden, die größeren 500er-Rohre in den leicht zugänglichen Bereichen zu verbauen und die kleineren 400er-Rohre vor allem dort zu verwenden, wo es steil und schwierig zu bauen war“, erklärt der Geschäftsführer der Bergbahnen. Er verweist auch darauf, dass es wichtig war, dass die Verlegung

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Der Grizzly Power Optimus benötigt keinerlei Antrieb und keine spezielle Energieversorgung

Der Coanda-Rechen vom Typ Grizzly Power Optimus wurde zur Gänze unterirdisch installiert.

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der Rohre schnell erfolgt. Da die beauftragte Baufirma mit einer vergleichsweise schmalen Künette arbeiten konnte – und dies bei fast jedem Wetter, konnten die temporären Sperrzeiten für die Straße kurz gehalten werden.

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Bauliche Eingriffe eingegrenzt Nachdem im Frühling letzten Jahres sämtliche behördlichen Genehmigungen auf dem Tisch lagen, konnten Anfang Juni 2024 die Bagger auffahren. „Der Sommer letzten Jahres war kein besonders trockener. Trotzdem ist es gelungen, den engen Zeitplan einzuhalten“, resümiert Mario Gruber. Das lag nicht zuletzt am zuverlässigen Nachschub an Rohrmaterial aus dem Werk der Tiroler Rohre in Hall. Die Integration des Hoch- bzw. Tiefpunkts bei der einzigen Bachquerung konnte mustergültig umgesetzt werden. Die Druckprüfung im Spätherbst klappte auf Anhieb.

Abgesehen von den umfangreichen Rohrverlegungsarbeiten war das Bauprojekt eher vom Bemühen geprägt, die baulichen Eingriffe und die Bodenversiegelung gering zu halten. Der frühere Tagesspeicher etwa, der nun als Regelbehälter dient, war bereits vorhanden, auch eine Wasserfassung im Sperrenbau-

werk existierte vorher schon – und auch für das Maschinenhaus wurde kein gänzlich neues Bauwerk „auf die grüne Wiese“ gestellt. Vielmehr nutzte man dafür die bestehende Infrastruktur der Pumpenstation am Ahornsee in unmittelbarer Nachbarschaft zur Talstation der Bergbahn, um daran das Krafthaus unauffällig und dezent anzubauen - ein besonders ressourcenschonendes Vorgehen. Die Baumeisterarbeiten für das Krafthaus als Teil-Generalunternehmerauftrag sowie das TirolerWehr und der Sandfang wurden durch die Firma BODNER, ein langjähriger Partner der Bergbahnen Söll, ausgeführt. Weiters lag die Verbauung und Auskleidung des Stampfangerbachs mit Wasserbausteinen sowie die Rekultivierung im Bereich des Tiroler Wehrs und des Sandfanges im Auftrag der Firma BODNER.

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Maschinensatz am Netz auch bei Niedrigwasser Im neuen Krafthaus schlägt das technische Herz der Anlage, es besteht aus einer zweidüsigen Pelton-Turbine aus dem Hause des Südtiroler Turbinenspezialisten Sora, die einen wassergekühlten Synchrongenerator vom Fabrikat Marelli antreibt.

Ausgelegt auf eine Netto-Fallhöhe von 166 m und eine Aus-

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© TechnoAlpin

Die Steuerungstechnik für die Maschine wurde von der Fa. En-co realisiert.

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Zuverlässig und leistungsstark: Die 2-düsige Peltonturbine vom Südtiroler Wasserkraftspezialisten Sora ist auf eine Netto-Fallhöhe von 166 m und einen Durchfluss von 250 l/s ausgelegt – und kommt dabei auf 380 kW.

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bauwassermenge von 250 l/s erreicht der Maschinensatz eine Nennleistung von 380 kW. Nach einer kurzen Inbetriebnahmephase lieferte der Maschinensatz Ende November 2024 – nach einer Bauzeit von gerade einmal fünf Monaten – erstmalig Strom.

Im Regeljahr werden es ungefähr 1,5 Millionen Kilowattstunden sein, die man aus der Kraft des Stampfangerbachs generiert.

Konsequenterweise setzten die Betreiber auch beim Maschinenequipment sowie der zugehörigen Steuerung auf höchste Qualität. Die Turbine aus dem Hause Sora gilt nicht nur als hoch zuverlässig und leistungsstark, sondern weist außerdem enorme Flexibilität im Betrieb auf. Laut Angaben des Betreibers kann die Turbine auch noch mit 5 bis 6 Prozent der Ausbauleistung gefahren werden, bevor sie darunter abgestellt werden muss. „Außerdem war für uns natürlich das Thema Steuerung ein ganz zentrales. Die Firma En-co hat seine bewährte Turbinensteuerung für die Anlage realisiert. Im Anschluss daran haben die Programmierer von TechnoAlpin diese Steuerung inklusive kompletter Visualisierung in unser übergeordnetes Leitsystem eingebunden. Auf diese Weise haben wir neben unseren Pumpen und Schneianlagen auch das Kraftwerk optimal im Blick“, sagt Mario Gruber.

Optimierte Regelbehälternutzung eröffnet Perspektiven Das Kraftwerkskonzept mit dem vorgelagerten Regelbehälter verbunden mit einer hochmodernen Steuerung sind für die Betreiber das große Asset der neuen Ökostromanlage. Mit einem Fassungsvolumen von circa 1.700 m3 ist der Speicher nicht allzu groß. Dennoch liegen in dessen fachgerechter Nutzung interessante wirtschaftliche Möglichkeiten. „Behördlich sind uns 40 l/s Restwasser vorgeschrieben, die permanent ins Bachbett abgegeben werden. Alles was darüber an Wasserdargebot ankommt, können wir – natürlich nicht über 250 l/s – nutzen. Das heißt, dass wir etwa überschüssiges Wasser in der Nacht speichern können, um es dann tagsüber bei Bedarf zu turbinieren.

Dadurch geht bei uns auch kein Wasser verloren“, erläutert Mario Gruber das Funktionsprinzip und ergänzt: „Derzeit arbeiten wir mit unseren Partnern daran, dass wir das Kraftwerk in Zukunft auch nach dem Leistungsbedarf regeln können. Das heißt: Wenn die Bergbahnen gerade 100 kW Leistung benötigen, wird der Turbine nur das für diese Leistung nötige Wasser zugeführt, der Rest fließt in den Regelbehälter. Das macht uns sehr flexibel.“ Darüber hinaus denken die Betreiber der Anlage noch einen Schritt weiter. In Zukunft soll es die Leittechnik ermöglichen, die Steuerung des Kraftwerks an die aktuellen Spotmarktpreise der Strombörse anzupassen, um das Kraftwerk noch wirtschaftlicher betreiben zu können.

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T EC H N I S C H E DAT E N • Ausbauwassermenge: 250 l/s • Nettofallhöhe: 166 m • Volumen Tagesspeicher: 1.700 m³ • Turbine: 2-düsige Pelton • Drehzahl: 520 U/min • Nennleistung: 380 kW • Hersteller: Sora • Generator: Synchron • Druckrohleitung: ca. 2.500 m • Material: Guss Ø: 400/500 mm • Fabrikat: TRM (Tiroler Rohre) • Coanda-System: Wild Metal • Spaltbreite: 0,6 mm • Steuerung: En-co • Bauarbeiten: HV-Bau / BODNER • Planung: Klenkhart & Partner • Umsetzung GU: TechnoAlpin • Jahresarbeit: ca. 1,5 GWh

wichtiges Element für die Stärkung der eigenen Marke dar. Schließlich arbeitet man in der gesamten SkiWelt Wilder Kaiser-Brixental, zu der auch die SkiWelt Söll zählt, daran, dem Thema „Ökologie im Skigebiet“ gerecht zu werden. Mario Gruber: „Aufgrund der Entwicklung der letzten Jahre haben wir uns als Bergbahnen Söll Gedanken gemacht, wie ein nachhaltiger Skibetrieb sowohl mit Aspekten der Ökologie als auch der Ökonomie bestmöglich in Einklang gebracht

werden kann. Mit der Errichtung unseres Kleinwasserkraftwerkes ist uns ein großer Schritt in diese Richtung gelungen.

Heute liegt der Strombedarf unserer Seilbahn im Jahr bei 5 bis 5,5 GWh. Mit dem neuen Kraftwerk sind wir in der Lage, im Regeljahr rund 1,5 GWh zu erzeugen – also in etwa ein Viertel unseres Bedarfs.

Dank dieser selbst produzierten Energie kann unser Sommerbetrieb mit den beiden Gondelbahnen fast zur Gänze energieautark betrieben werden.“

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Entwicklung im Sinne der Nachhaltigkeit Rund 2,5 Mio. Euro haben die Bergbahnen Söll in das neue Kraftwerk investiert.

Höchst sinnvoll – gleich aus mehreren Gründen: Neben der offensichtlichen Optimierung der Eigenversorgungsquote, die man auch durch die Gründung einer Energiegemeinschaft unterstrich, stellt das neue Ökostromprojekt auch ein

Mario Gruber, Geschäftsführer der Berbahnen Söll, zeigt sich mit der Umsetzung des neuen Kleinkraftwerks hoch zufrieden. Aktuell arbeitet er an elektrizitätswirtschaftlichen Optimierungen.

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Vom 27. bis 28. März versammelten sich über 60 Aussteller, knapp 1.300 Fachbesucher und zahlreiche Experten aus ganz Europa im Messezentrum Salzburg. Die Renexpo Interhydro bestätigte erneut ihre Rolle als internationaler Treffpunkt für die Wasserkraftbranche, bei der die neuesten Innovationen, Lösungen und Technologien eine Schlüsselrolle für eine nachhaltige Energiezukunft spielen.

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ie Renexpo Interhydro 2025 bot mit über 12 Fachvorträgen, Diskussionsrunden und Best-Practice-Beispielen eine fundierte Plattform für den Wissensaustausch. Besonders intensiv wurden Lösungen für die aktuellen Herausforderungen der Wasserkraftnutzung im Einklang mit den ökologischen Anforderungen diskutiert. Ein zentrales Thema war die Entwicklung von Fischwanderhilfen, die eine effiziente Nutzung von Wasserkraft mit dem Erhalt der Biodiversität vereinbaren sollen.

Weitere Schwerpunkte lagen auf innovativen Energiespeicherlösungen, die eine stabile und nachhaltige Energieversorgung sicherstellen können. Auch das Potenzial der Wasserkraft in Deutschland und Österreich wurde ausführlich beleuchtet, um ihre Rolle im Hinblick auf die nationale Energiewende zu verdeutlichen.

betonte die Bedeutung der Wasserkraft für die Region:“Wasserkraft ist eine tragende Säule der Salzburger Energiewende und verbindet Klimaschutz mit regionaler Wertschöpfung.”

Starke Präsenz der Industrie

Im Fokus der über 60 Aussteller aus Österreich und Europa standen innovative Technologien zur Effizienzsteigerung und Digitalisierung der Wasserkraftnutzung. Die Aussteller prä© MZS

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RENEXPO INTERHYDRO 2025 IN SALZBURG GIBT IMPULSE FÜR DIE ZUKUNFT DER WASSERKRAFT

Interessante Expertendiskussion

Ein Höhepunkt war der Energietalk „Wasserkraft – wann startet die Beschleunigung? RED III und andere Herausforderungen“, bei dem hochkarätige Experten die Chancen und Herausforderungen der Wasserkraft im Zusammenhang mit aktuellen Förderprogrammen und politischen Rahmenbedingungen erörterten. Im Zentrum standen die zukünftige Entwicklung der Branche sowie die dringend notwendige Beschleunigung von Innovationsprozessen. Mag. Patrick Weilbuchner, Referat Energiewirtschaft und -beratung der Landesregierung Salzburg,

Hochkarätige Expertinnen und Experte des Energietalks

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VE RA N STA LT U N G

Impressionen von den über 60 ausstellenden Unternehmen aus der Wasserkraftbranche

Informationsfluss im Fokus

Fachvorträge sind traditionell ein wichtiger Teil der Renexpo Interhydro

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Ausblick auf die Zukunft

Die Renexpo Interhydro 2025 zeigte eindrucksvoll, wie wichtig die Wasserkraft als nachhaltige und kostengünstige Energiequelle für die Zukunft ist. Die Veranstaltung unterstrich die Schlüsselrolle der Branche in der Energiewende und die Notwendigkeit, Innovationen kontinuierlich voranzutreiben. Mit der positiven Resonanz und den wertvollen Impulsen aus diesem Jahr blickt die Branche optimistisch auf die nächste Renexpo Interhydro, die vom 19. bis 20. März 2026 wieder ein zentraler Treffpunkt für Experten, Unternehmen und Entscheider sein wird.

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Neben dem Hauptprogramm fanden in Zusammenarbeit mit vgbe energy e.V. und dem Verein für Ökologie und Umweltforschung zwei spezialisierte Konferenzen statt. Mit über 120 Teilnehmern boten diese Formate gezielte Plattformen für den

Austausch von Fachwissen zu Themen wie Flussbewirtschaftung sowie Betrieb und Wartung von Wasserkraftanlagen. Die Konferenzen trugen dazu bei, wichtige Erkenntnisse zu teilen und die Vernetzung innerhalb der Branche weiter zu fördern.

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sentierten eine breite Palette an innovativen Lösungen, die die Branche voranbringen. Die Bedeutung der Renexpo Interhydro als führendes Branchenevent wurde auch von politischen Entscheidungsträgern hervorgehoben. „Die Renexpo Interhydro ist eines der wichtigsten Branchenevents für Wasserkraft und weit über die Grenzen Österreichs hinaus bekannt, besonders im Bereich Innovation und neuer Technik“, erklärte Mag. Norbert Totschnig, MSc, Bundesminister für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft.

Dissertantenexerkursion der TU Wien mit Prof. Eduard Doujak (3.v.l.)

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STEUERUNGSTECHNISCHE FRISCHZELLENKUR BRINGT SCHWARZWÄLDER KLEINKRAFTWERKE AUF DEN STAND DER TECHNIK Das Kraftwerk Hottingen (Bild) wurde vor 10 Jahren von Troyer ausgerüstet. Nun wurden 6 weitere Kraftwerke steuerungstechnisch modernisiert.

Es war hoch an der Zeit: Einige der insgesamt 17 Kleinwasserkraftwerke im Kraftwerksportfolio des Energieversorgers naturenergie entsprachen in steuerungstechnischer Hinsicht nicht mehr den Anforderungen moderner Wasserkraftnutzung. Als Konsequenz wurde die Modernisierung der Steuerungssysteme von insgesamt sechs dieser Kleinkraftwerken in die Wege geleitet. Beauftragt wurde der Südtiroler Wasserkraftallrounder Troyer, der die Anlagen zwischen 2022 und 2024 professionell auf den neuesten Stand der Technik brachte. Das Ergebnis hat die Betreiber überzeugt. Weitere steuerungstechnische Modernisierungen sind bereits in der Pipeline.

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n der Wasserkraft ist Langlebigkeit Trumpf. Turbinen, Stahlwasserbau, Druckrohrleitung: Vorausgesetzt, sie stammen von etablierten Branchenunternehmen, erstrecken sich ihre technischen Lebenszeiten in der Regel über mehrere Jahrzehnte. Bedauerlicherweise gilt das nicht für eine Komponente, die in den letzten Jahren schlichtweg unverzichtbar geworden ist: das Steuerungssystem der Anlagen, wobei dies vorrangig für die eingesetzte Software gilt. Was gestern noch High-End oder zumindest Stand der Technik war, ist morgen schon ein Auslaufmodell oder gar passé. „Grundsätzlich wird die Lebensdauer der Steuerungskomponenten mit circa 30 Jahren angegeben“, erklärt Tobia Walpoth von der Abteilung Automation der Firma Troyer. „Aber das bezieht sich eben primär auf die SPS und die Schaltschränke, nicht auf die Software. Die wird immer kurzlebiger“. Tobia Walpoth weiß, wovon er spricht. In den letzten Jahren konnten er und sein Team zahlreiche Wasserkraftwerke mit modernster Steuerungstechnik ausrüsten. Die Steuerungslösungen aus dem Hause Troyer gehören schon seit Jahren zum Ausgereiftesten, was die europäische Wasserkraftindustrie hervorbringt. Einen Kompetenzbeweis lieferten die Sterzinger erst unlängst im Schwarzwald, wo gleich mehrere Anlagen steuerungstechnisch auf Vordermann gebracht wurden.

Bunter Mix an Steuerungssystemen 17 Anlagen umfasst der gesamte Kraftwerkspark der naturenergie hochrhein AG, vormals Energiedienst, am Kleinkraftwerkssektor. Abgesehen von drei Fremdanlagen, die mitbetreut und mitbetrieben werden, steht der restliche Anteil im Besitz des Energieversorgers. Die Kraftwerke befinden sich verteilt im ganzen Süd-Schwarzwald und könnten in vielerlei Hinsicht kaum unterschiedlicher sein, wie Tim Schöne, seines Zeichens Teamleiter Kleinkraftwerke bei naturenergie hochrhein, betont: „Die Mischung ist tatsächlich sehr bunt: Es befinden sich Kraftwerke darunter, die 100 Jahre alt und ebenso lange im Eigentum des Unternehmens sind. Weiters sind Kraftwerke in alten Industrieanlagen dabei. Aber auch neuere Kraftwerke gibt es. Auch die Wasserfassungen sind höchst unterschiedlich.

Was die Steuerungen anbelangte, so lag ein ganzes Sammelsurium unterschiedlicher Systeme vor. Für unser Team eine zunehmend größere Herausforderung in den letzten Jahren.“ Tim Schöne verweist in diesem Zusammenhang auf den hohen Aufwand für Betreuung und Lagerhaltung, kaum Möglichkeiten für einen Fernzugriff und die Schwierigkeiten, für manche Systeme noch geeignete Ersatzteile aufzutreiben. „Für manche Steuerungen gab es seit 10 Jahren keine Ersatzteile mehr auf dem

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Tobia Walpoth erläutert die Vorteile moderner Visualisierungen.

Die Steuerung basiert auf einer Siemens S1500 SPS. Die Visualisierung wurde auf ein von Troyer entwickeltes, webbasiertes System umgestellt.

Vereinheitlichung für modernen Betrieb Als Controller-Einheiten wurden in sämtliche Anlagen mit einer Siemens SPS der 1500er-Serie ein hochmodernes Steuerungssystem eingebaut, das komplexe Steuerungsaufgaben ermöglicht und dabei ein hohes Maß an Ausfallssicherheit mitbringt.

Damit wurde nicht nur der Vorgabe nach maximaler technischer Ausgereiftheit, sondern auch jener hinsichtlich Einheitlichkeit und einem Höchstmaß an Ersatzteilverfügbarkeit Rechnung getragen.

Sinnbildlich für die Herausforderungen, die das Projekt an das Team von Troyer stellte, nennt Tobia Walpoth die Arbeiten am Kraftwerk Maulburg I. Es wurde 2024 als letztes Kraftwerk des Gesamtprojekts fertiggestellt und zeigt viel von dem grundsätzlichen Problem der Anlagen: „Sowohl die Fassung, als auch Rechenreinigungsanlage, sowie zudem auch der Maschinensatz wurden steuerungstechnisch von einer anderen Firma ausgerüstet. Drei unterschiedliche Steuerungen für drei Gewerke. Naheliegend, dass die Kommunikation zwischen den Anlagenteilen nicht wirklich funktionierte“, sagt Tobia Walpoth und ergänzt: „Wir haben ein einziges System für alle Komponenten implementiert, wodurch zum einen nun der Fernzugriff auf die Anlagenteile möglich wurde. Zum anderen können heute Turbinenbetrieb und Wasserfassung je nach Bedarf aufeinander abgestimmt werden. Jetzt entspricht das dem Stand moderner Wasserkraftnutzung.“

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Neue Technik für sechs Kraftwerke Dabei war die Firma Troyer keine unbekannte Größe für die erfahrenen Wasserkraftbetreiber aus Süddeutschland. Immerhin hatten die Sterzinger in den Jahren 2015 bzw. 2016 zwei der neueren Kraftwerksanlagen, das Kraftwerk Mambach und das Kraftwerk Hottingen, komplett ausgerüstet – vom elektromechanischen Equipment bis zur jeweiligen Kraftwerkssteuerung.

Und die Erfahrungen, die von Betreiberseite dabei gemacht wurden, waren laut Tim Schöne ausgezeichnet.

2022 startete das Team von Troyer in das Projekt. Konkret betrafen die Modernisierungsarbeiten die Kleinkraftwerke Brennet, Maulburg I, Fahrnau, Hausen I und Atzenbach, sowie das Fremdkraftwerk Schopfheim. „Im Grunde hieß es für uns: Wir tauschen bei diesen Anlagen die komplette Elektro- und Steuerungstechnik aus. Implementiert wird eine neue Hardware und auch eine neue Sensorik bzw. Aktorik. Außerdem wird die Software für die Visualisierung erneuert“, fasst Projektleiter Pirmin Schneider die wesentlichen Aufgaben zusammen. Im Paket enthalten waren dabei die Schaltschränke, der Starkstromanteil sowie auch die 400-Volt-Verteilung mit Generatorschalter und Netzschalter. Die Steuerkabel konnten großteils bleiben.

Der Umgang damit zeigte aber schon, dass hier echte Profis am Werk waren, wie Tobia Walpoth bestätigt: „Wir hatten einen Elektriker mit über 20 Jahren Erfahrung dabei, der den jungen Kollegen auch zeigte, welchen Wert blitzsaubere Arbeit hat. Er hat die Kabel abgehängt, danach ordentlich beschriftet und an die neuen Klemmen gehängt. Bei der Inbetriebsetzung hat sich dann gezeigt: Nicht ein einziger Sensor, der nicht auf Anhieb funktionierte.“

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Markt. Um die Anlagen einigermaßen wirtschaftlich betreiben zu können, war Improvisationstalent und technische Kreativität gefragt.“ Vor diesem Hintergrund beschlossen die Betreiber, in einem ersten Schritt fünf der eigenen und – nach Zustimmung des Besitzers – eine der Fremdanlagen steuerungstechnisch zu modernisieren und zu vereinheitlichen. Unter dem Projekttitel „Standardisierung Leit- und Elektrotechnik“ wurde 2020 eine EU-weite Ausschreibung lanciert, aus der der renommierte Südtiroler Wasserkraftallrounder Troyer als Bestbieter hervorging.

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Zugriff über einheitliche Visualisierung Selbiges trifft auch auf die eingesetzte Visualisierung zu. Als Schnittstelle zwischen der Prozessleittechnik und dem Menschen sind Visualisierungen in der Wasserkraft längst nicht mehr wegzudenken. Die Firma Troyer liefert zu diesem Zweck seit vielen Jahren eine eigene Software, die eine anschauliche Darstellung der Prozesse ermöglicht, und die damit das Bedienen und das Beobachten der einzelnen Betriebsparameter erheblich vereinfacht. „Wir haben dafür eine neue Visualisierungssoftware installiert, die wir vor drei Jahren auf den Markt gebracht haben. Sie läuft auf einem in einem Schaltschrank untergebrachten PC, der mit der SPS kommuniziert, also Daten austauscht. Das heißt: Die Visualisierung läuft bei jedem Kraftwerk autonom. Der Clou an diesem System ist, dass sämtliche Touch-Panels und alle Rechner mit Visualisierung über einen Webbrowser auf den Server zugreifen. Damit ist sichergestellt, APRIL | 25

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Die Maschinen des KW Hottingen wurden in die Leittechnik eingebunden.

dass das gesamte System permaTeam von Pirmin Schneinent einheitlich und am neuesten der eine Cloud-basierte „Gerade der Umstand, dass dank der neuen Steuerungen Stand ist. Soll es etwa um einen Lösung mit einer OpenStörungen seltener geworden sind, spart Kosten. Und sollte Betriebsparameter ergänzt werS o u r c e - We b - O b e r einmal eine Störung vorliegen, kann diese gegebenenfalls den, dann braucht dieser nur einfläche. Die Daten der auch aus der Ferne behoben werden“, sagt Tim Schöne, mal eingebracht werden. Er findet einzelnen Kraftwerke Teamleiter Kleinkraftwerke bei naturenergie hochrhein AG. sich dann auf sämtlichen Visuawerden in die Cloud lisierungen. Zugegeben, auch für hochgeladen und über uns als Ausrüster ein großer Vorteil, weil es genügt, wenn der einen Internetbrowser ausgelesen und dargestellt. Konzipiert Programmierer diese Änderung nur ein einziges Mal vorneh- ist die Leittechnik als eine Form der Übersichtsdarstellung. Sie men muss. Früher mussten die Programmierer diese Anpas- ermöglicht einen Überblick über sämtliche betriebsrelevanten sung an jedem einzelnen Touch-Panel durchführen. Diese Zei- Daten der jeweiligen Anlagen in wenigen Sekunden. „Auf dieten sind vorbei“, erklärt Projektleiter Pirmin Schneider. Für die ser Visualisierung sieht man auf einen Blick, ob etwa eine der Kraftwerksbetreiber hat sich mit der neuen Visualisierung der Anlagen ‚in Störung‘ ist. Von dieser Leittechnik aus hat man ZuKraftwerke eine neue Ära aufgetan. „Auf den Visualisierun- gang zu den jeweiligen Visualisierungen, von wo aus der tatgen finden wir heute sämtliche Messwerte – sowohl aktuelle sächliche Zugriff auf die einzelnen Prozesse erfolgt“, sagt der als auch archivierte. Die Sensoren liefern die Daten in Echtzeit. Projektleiter von der Firma Troyer.

Zuvor hatten wir im allerbesten Fall einige Ist-Werte zur Ver- In der Leittechnik sind nun nicht nur die sechs modernisierten fügung“, so Tim Schöne.

Anlagen implementiert, sondern auch die zwei Kraftwerke Hottingen und Mambach, die Troyer vor rund 10 Jahren ausgerüsVolle Kontrolle dank übergeordnetem Leitsystem tet hatte. Weitere sollen folgen, bekräftigt Tim Schöne: „Unser Einen ganz wesentlichen Anteil an der Vereinheitlichung und Ziel ist es, auch die anderen bestehenden Anlagen mit Fremdder Optimierung der visuellen Kontrolle sollte ein neues über- fabrikat-Steuerung in die Leittechnik einzubinden.“ Die ersten geordnetes Leitsystem bringen. „Ein übergeordnetes Leitsystem Schritte dahingehend wurden bereits gesetzt, bestätigt Tobia war ursprünglich gar nicht geplant. Es wurde uns von der Fir- Walpoth: „Großteils haben wir schon Gateways eingebaut, dama Troyer vorgestellt – und letztlich hat uns das Konzept über- mit diese Anlagen auch leittechnikfähig werden. Das lässt sich zeugt“, erinnert sich Tim Schöne. Technisch gesehen lieferte das technisch alles gut umsetzen.“ © Troyer

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Das historische Maschinenhaus des Kraftwerks Hottingen. (Bj. 1908)

Schaltschränke für die Steuerung – ebenfalls von Troyer geliefert.

Fernsteuerung bringt wirtschaftliche Vorteile Dass Tim Schöne und seine Betriebsmannschaft heute auf ihren Endgeräten ganz neue Möglichkeiten in Sachen Fernüberwachung und Fernsteuerung haben, zählt zu den größten Pluspunkten des erfolgreichen Modernisierungsprojekts. Es bedeutet nicht nur eine bessere und engmaschigere Kontrolle, sondern dass mittlerweile auch viele Betriebsfahrten eingespart werden können. „Das Betriebspersonal kann heute jederzeit auch von zuhause auf die Anlagen zugreifen. Die Anlagen sind komplett fernüberwachbar. Früher war jede Anpassung der Regelung nur vor Ort möglich. Und so manche Dinge, die früher noch von Hand erledigt werden mussten, laufen mittlerweile vollautomatisiert“ sagt Tim Schöne und meint ergänzend: „Gerade der Umstand, dass dank der neuen Steuerungen Störungen seltener geworden sind, spart Kosten. Und sollte einmal eine Störung vorliegen, kann diese gegebenenfalls auch aus

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Troyer hat eine eigene Visualisierungs-Software entwickelt. Sie dient einerseits einer übersichtlichen Darstellung der Prozesse und der betriebsrelevanten Parameter, anderseits ermöglicht sie eine einfache Bedienung.

der Ferne behoben werden. Damit sparen wir uns auf der einen Seite die vermehrten Kosten durch Bereitschafts- und Wochenenddienste sowie durch eine Vielzahl von Autofahrten – immerhin liegen manche Anlagen bis zu 60 Kilometer von der Leitstelle entfernt. Auf der anderen Seite erhöhen sich durch diese Zeitersparnis die faktischen Betriebsstunden der Anlagen. Das trägt deutlich zur Wirtschaftlichkeit bei.“

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Automations-Team beweist Kompetenz und Flexibilität Über eine spezielle Schnittstelle kann das Automations-Team der Firma Troyer auch aus der Ferne auf das Steuerungs- und Leitsystem der adaptierten naturenergie-Anlagen zugreifen.

Gerade für kleinere Anpassungen oder unerwartete Fehlermeldungen ist es den Technikern von Sterzing aus möglich, prompt zu reagieren. „Das funktioniert auch bestens. Zumeist genügt ein Anruf, und am nächsten Tag ist die Anpassung bereits vorgenommen“, sagt Tim Schöne und streut dem ganzen Team von Troyer Rosen: „Wir waren sehr angetan, sowohl von der Qualität der Arbeit, als auch von der Geschwindigkeit und der Flexibilität. Gerade bei kurzfristigen Änderungen oder zusätzlichen Anforderungen reagierte man stets freundlich und professionell. Die Zusammenarbeit war erfolgreich – und hat Spaß gemacht.“ Dass die Kooperation in die Verlängerung gehen könnte, scheint mittlerweile schon recht wahrscheinlich. Die Steuerungen der beiden Fremdanlagen, für die naturenergie die Betriebsführung innehat, sollen ebenfalls in naher Zukunft modernisiert werden. Und auch jene Kraftwerke, die im Zuge dieses Projekts mehr oder weniger unangetastet geblieben sind, werden wohl auch in einigen Jahren ein Upgrade in Sachen Steuerungs- und Leittechnik benötigen.

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Gewerke sind optimal aufeinander abgestimmt Abgesehen von der geringeren Fehleranfälligkeit bedingt durch die modernen Steuerungseinheiten gelang es auch, die Anlagen in energiewirtschaftlicher Hinsicht zu optimieren.

Dazu Tobia Walpoth: „Heute ist es Stand der Technik, dass die einzelnen Gewerke, also etwa Wasserfassung und das Krafthaus miteinander kommunizieren und sich im Hinblick auf die Energieproduktion optimal aufeinander abstimmen lassen. Zu diesem Zweck haben wir auch zwischen den Gewerken, wo es nötig war, Lichtwellenleiter verlegt und über Kurzdistanzen Verbindungen via Ethernet hergestellt. Mit den neuen Steuerungen lassen sich Optimierungen vornehmen, die zu einer Steigerung der Betriebsstunden und damit auch zu einer Erhöhung der Jahresproduktion beitragen.“ Außerdem verweist der Techniker und Programmierer aus dem Hause Troyer auf die moderne Sensorik, die nun eingebaut wurde. Sie liefere, so Tobia Walpoth, heute mehr und bessere Daten, die letztlich auch im Hinblick auf die allfälligen Wartungen genutzt werden könnten. Die präzise Darstellung der Messdaten in Kurven und Diagrammen lässt genaue Rückschlüsse für eine wirtschaftliche Planung der nächsten Wartung zu.

Auch die Steuerungstechnik im Kraftwerk Mambach entspricht noch dem Stand der Technik und ließ sich gut in die neue Leittechnik einbinden.

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Über naturenergie

Seit Ende der 1890er Jahre ist das Schwarzwälder Traditionskraftwerk Mambach in Betrieb. Es ist das älteste Kraftwerk im Wiesental.

Die Anfänge der naturenergie Gruppe reichen über 125 Jahre zurück. Umweltfreundlicher Strom aus Wasserkraft stand dabei immer im Fokus. Bis heute setzt die Unternehmensgruppe voll auf Regionalität. Sie konzentriert sich auf Südbaden, die Nordwestschweiz und das Wallis.

Aktuell profitieren rund 200.000 Haushalte vom Ökostrom der naturenergie Gruppe. Er stammt aus den eigenen Wasserkraftwerken am Hochrhein, im Südschwarzwald sowie im Wallis. Die Unternehmensgruppe ist als deutsch-schweizerische Aktiengesellschaft organisiert und am Schweizer Markt börsennotiert. Zugleich ist sie eine Beteiligungsgesellschaft der EnBW, eines der europäischen Marktführer in Sachen Energieversorgung.

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REVOLUTIONÄR HORIZONTAL –

BAHNBRECHENDE INNOVATION IN DER WASSERKRAFT T EC H N I K

Mit der ersten horizontalen sechsdüsigen Peltonmaschine, installiert im Speicherkraftwerk Gerlos 1 in Tirol, setzt Voith Hydro neue Maßstäbe.

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ie ersten Peltonturbinen waren noch horizontal ausgerichtet und mit einer oder zwei Düsen ausgestattet. Wurden sie allerdings mit mehr Düsen gebaut, bremste das Spritzwasser das Laufrad und reduzierte dadurch den Wirkungsgrad. Um mehr Düsen nutzen zu können und dadurch die Leistung zu erhöhen, wurden deshalb ab den 1950er Jahren die Maschinen mit vertikaler Welle verbaut. In dieser Anordnung kann das Spritzwasser ohne größeren Aufwand nach oben und unten abgeleitet werden. „Wir haben uns die Frage gestellt, wie man die Vorteile einer horizontalen Welle mit den Vorteilen einer sechsdüsigen Anordnung vereinen kann“, erzählt Reiner Mack, Entwicklungsingenieur bei Voith Hydro. Für ihn war schnell klar, dass die Voraussetzung, mehr Düsen in eine horizontale Turbine einbauen zu können, nur eine verbesserte Spritzwasserabfuhr sein kann.

Vorhandenen Raum effektiver nutzen Doch wie ließ sich diese Herausforderung in der Horizontalen lösen? Reiner Mack beschreibt den Ansatz von Voith Hydro so: „Wir nutzen den vorhandenen Raum effektiv durch einen Konus aus, der sowohl als Leitblech für das ausströmende Wasser fungiert als auch als Wasserableitung für das Wasser, das ohne diesen Konus wieder auf das Laufrad zurückfallen würde.“ So konnte vermieden werden, dass das Laufrad durch zurückspritzendes Wasser gebremst wird.

Der Verwirklichung dieses Konzepts gingen komplexe Simulationen und Modellversuche voraus: „Die Dauer des Zusammenwirkens von Wasserstrahl und den Bechern des Peltonlaufrads ist äußerst kurz und beträgt oft nur wenige Millisekunden“, erklärt Dr. Peter Mössinger, verantwortlich für die numerische Strömungssimulation der Peltonmaschinen.

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Mehr als zehn Jahre ließ den Entwicklungsingenieuren von Voith Hydro eine Herausforderung keine Ruhe: Was wäre, wenn man Peltonturbinen mit drei oder mehr Düsen ohne Leistungseinbußen horizontal anordnen könnte anstatt – wie es heute üblich ist – vertikal? Könnte man auf diese Weise nicht Wartungsarbeiten und Reparaturen deutlich erleichtern und sicherer gestalten? Außerdem wäre bei Modernisierungen ein Turbinenaustausch ohne größere Baumaßnahmen möglich. Und Neuanlagen würden einen geringeren Aushub und eine kleinere Grundfläche erfordern. Die Ingenieure von Voith Hydro wagten den Vorstoß – letztlich mit Erfolg.

Seit Oktober 2022 ist im Speicherkraftwerk Gerlos im Zillertal eine innovative horizontale Peltonturbine mit sechs Düsen erfolgreich in Betrieb.

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Aus diesem Grund ist die numerische Vorhersage der Becherströmung äußerst komplex und mit großem Aufwand verbunden. „Zudem haben wir die Methoden in den letzten Jahren so weiterentwickelt, dass auch die Gehäuseströmung oder die Wasserführung unter der Turbine untersucht werden kann. Dieser Fortschritt leistete einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung des neuen Konzepts.“ Aber auch die Modellversuchstechnik wurde vor neue Herausforderungen gestellt. „Die größte Schwierigkeit für unsere Modellmaschinen-Konstrukteure war sicherlich, die Flexibilität zur Weiterentwicklung des Gehäuses zu gewährleisten“, erklärt Peter Mössinger. „Nicht alle numerisch entwickelten Varianten bewähren sich auf Anhieb, entsprechend ist Flexibilität in der Modellmaschine sehr wichtig.“

Das Speicherkraftwerk Gerlos: Übersichtslängenschnitt

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entsprechend höher. „Unsere Kollegen aus St. Pölten haben sich während der mechanischen Konstruktion für die HP3+ sehr viel einfallen lassen, um bezüglich Wartung schnell und sicher arbeiten zu können“, erzählt Peter Mössinger. „Herausgekommen sind hier ebenfalls innovative Lösungen, die es so vorher nicht gab.“ Hinzu kommt: Vor rund 20 Jahren hat man angefangen, alte Krafthäuser, die mit horizontalen Maschinen ausgestattet waren, komplett zu entkernen, um dann vertikale Maschinen einzusetzen. Dazu mussten bauseitig die Unterwasserkanäle und die gesamte Infrastruktur rückgebaut werden. Weil das Krafthaus zu niedrig ist, um die Wartung einer vertikalen Maschine ordentlich durchzuführen, blieb aber diese Lösung immer ein Kompromiss. „Für eine Generalwartung muss oftmals der gesamte Generator gekippt werden, um den Rotor dann in horizontaler Lage zu demontieren. Das ist natürlich mit einem erheblichen Aufwand verbunden“, erklärt Reiner Mack. Dieser Aufwand entfällt bei einer Weiterverwendung mit horizontalen Einheiten natürlich. Auch sind die baulichen Maßnahmen wesentlich kleiner, da die neuen, horizontalen Maschinen im Idealfall auf die bestehenden Fundamente aufgesetzt werden können.

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Alles auf einer Höhe – einfachere Wartung Die jahrelange Forschungsarbeit hat sich gelohnt, das neue Konzept konnte die Erwartungen erfüllen. HP3+ nennt Voith Hydro die Innovation, was für horizontale Peltonturbinen mit drei oder mehr Düsen steht. Durch die Erhöhung der Düsenzahl steigt die Leistungsdichte und damit auch die Drehzahl. Als Konsequenz können sowohl Generator als auch Turbine kleiner gebaut werden.

Reiner Mack sieht noch einen weiteren großen Vorzug: „Die Wartung einer horizontalen Maschine ist sehr viel einfacher als bei einer vertikalen Welle, denn bei einer horizontalen Anordnung befindet sich alles auf einer Ebene.“ Das Wartungsteam kann für die Instandhaltung auf einem Stockwerk und in der Krafthausumgebung bleiben und hat direkte Sicht auf den Hallenkran. Bei vertikalen Anordnungen muss das Montage-Team oft über mehrere Stockwerke hinweg steigen und dort unter provisorischen Lichtverhältnissen mit Kettenzügen arbeiten. Der Aufwand für eine sichere Arbeitsumgebung ist

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„Wir haben die Methoden in den letzten Jahren so weiterentwickelt, dass auch die Gehäuseströmung oder die Wasserführung unter der Turbine untersucht werden kann. Dieser Fortschritt leistete einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung des neuen Konzepts“, sagt Dr. Peter Mössinger, verantwortlich für die numerische Strömungssimulation der Peltonmaschinen.

Die Strömungssimulation unterstützt die Entwicklung und Optimierung der hydraulischen Komponenten.

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Ideal für Modernisierungsprojekte Das Pilotprojekt zeigt deutlich, warum die horizontale Anordnung der Peltonturbinen gerade Modernisierungsprojekten zugutekommt: „In Gerlos 1 wurden vier sehr alte vertikale Maschinen durch eine horizontale ersetzt, weil das Krafthaus zu niedrig und auch die Krafthausfläche zu klein war für eine vertikale“, erklärt Reiner Mack.

In der Spezifikation war ursprünglich eine konventionelle Zwillingsmaschine mit einem Generator und jeweils zwei zweidüsigen Turbinen geplant. Der Bauraum für diese Lösung war allerdings nicht groß genug. „Für unsere HP3+-Lösung konnten wir durch die numerische Entwicklung des Einlaufs wertvollen Platz

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Die beiden Krafthäuser Gerlos 1 (rechts) und Gerlos 2 im Zillertal. Die Anlagen versorgen mehr als 70.000 Haushalte mit erneuerbarer Energie.

gewinnen“, ergänzt Peter Mössinger. „Damit konnte die Maschine gut für alle Wartungsarbeiten in der Krafthaushalle platziert werden.“ Auch bei einem zweiten Pilotprojekt bewähren sich diese Vorteile: Im Vermuntwerk in Vorarlberg, das von den Illwerken betrieben wird, werden fünf zweidüsige Maschinen durch zwei Maschinen mit sechs Düsen ersetzt. Die Leistung bleibt dabei gleich. „Zwei Maschinen bedeuten, dass man nur noch zwei Laufräder und zwei Generatoren und auch nur zwei Transformatoren instand halten muss anstatt vorher je fünf. Dadurch lassen sich die Wartungskosten erheblich reduzieren.“ Reiner Mack hat die Entwicklung dieser Innovation von Anfang an begleitet. „Den ersten Prototyp einer HP3+ montiert und dann in Betrieb zu sehen, war toll.“ Für ihn ist klar: „Eine Entwicklung wie diese braucht auf der einen Seite innerhalb von Voith Vorgesetzte, die den nötigen Weitblick besitzen, um den Erfolg einer solchen Idee zu sehen. Auf der anderen Seite ist auch ein über viele Jahre kontinuierlicher Zusammenarbeit entstandenes Vertrauen der Kunden in unsere Lösung notwendig. Letztendlich sollen unsere Kunden mit unseren Maschinen zufrieden sein, das ist die Hauptsache.“

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Pilotprojekt am Speicherkraftwerk Gerlos 1 im Zillertal in Tirol Der Öffentlichkeit vorgestellt wurde die neue Turbine erstmals auf einer führenden internationalen Wasserkraftkonferenz in Wien. Dort stieß das Konzept auf großes Interesse seitens der Wasserkraftbetreiber. Die spannende Frage war jetzt, wie sich die neue Turbine in der Praxis bewähren würde. Das entsprechende Pilotprojekt lief bereits an. Denn schon zuvor war Voith Hydro bei der Suche nach einem geeigneten Unternehmen, das den nötigen Pioniergeist, Mut und auch das technische Verständnis für die neue Lösung mitbrachte, fündig geworden.

Der Kandidat, der diese Voraussetzungen erfüllt, ist das führende österreichische Energiewendeunternehmen Verbund.

Dessen Kraftwerk Gerlos 1 ist ein Speicherkraftwerk im Zillertal in Tirol. Es wurde 1949 in Betrieb genommen und weist nun eine Jahreserzeugung von 326 GWh auf. Damit versorgt das Kraftwerk über 70.000 Vier-Personen-Haushalte mit erneuerbarer Energie, denn seit Oktober 2022 ist hier die erste sechsdüsige horizontale Peltonturbine erfolgreich in Betrieb. Sie ersetzt die bisher installierten vier zweidüsigen vertikalen Maschinen.

Diese Lösung reduziert die Anzahl der zu wartenden Einheiten, nicht nur auf der Turbinenseite, sondern auch auf Generator- und Stromableitungsseite. Damit einhergehend sind erhebliche monetäre Einsparungen. Hinzu kommt, dass durch die horizontale Lösung die Wartung wesentlich einfacher und sicherer geworden ist.“

Innovative Turbinenentwickler bei Voith: Reiner Mack, Dr. Peter Mössinger und Dr. Jörg Necker (v.l.)

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Das rechte Wehrfeld der Wehranlage an der Thur in der Kleinstadt Weinfelden wurde im Herbst 2024 komplett erneuert.

In den vergangenen Herbstmonaten hat die Wehranlage in der Kleinstadt Weinfelden im Kanton Thurgau eine Modernisierung erfahren. Dabei wurde das am rechten Ufer der Thur befindliche Wehrfeld, das nach über acht Jahrzehnten sein technisches Lebensende erreicht hatte, umfassend erneuert. Anstelle des ausgedienten Dachwehr-Systems kommt nun eine moderne Stauklappe mit einseitigem Hydraulikantrieb zum Einsatz, die vom Südtiroler Stahlwasserbauexperten Wild Metal geliefert wurde.

Dank der genauen Vorplanungen, günstigen Witterungsbedingungen während der Bauphase und dem vorbildlichen Einsatz der ausführenden Unternehmen konnte die Erneuerung innerhalb von nur zweieinhalb Monaten erfolgreich abgeschlossen werden. ie in ihrer Grundsubstanz über 100 Jahre alte Wehranlage an der Thur hat zwei grundlegende Funktionen. Zum einen dient diese als Hochwasserschutzeinrichtung für die rund 12.000 Einwohner zählende Kleinstadt Weinfelden. Zum anderen wird mit der aus drei Wehrfeldern bestehenden Anlage das Gewässer aufgestaut, womit in weiterer Folge drei Kleinwasserkraftwerke an einem rund 2,5 Kilometer langen Werkskanal mit jeweils 11 bzw. 22 m³/s Triebwasser versorgt werden können.

Rund 150 m nach der Ausleitung teilt sich der Oberwasserkanal in die beiden getrennten Kanalstränge Fabrikkanal und Mühlekanal, an denen sich die ersten beiden Kraftwerke befinden.

Das Kraftwerk Model erzeugt seit dem Jahr 1942 Strom und liegt auf dem Areal des namensgebenden Verpackungsherstellers Model AG. Bei einer Ausbauwassermenge von 11 m³/s und 4,65 m Bruttofallhöhe erreicht die Anlage ca. 400 kW Engpassleistung, das Regelarbeitsvermögen beträgt rund 2,2 GWh. Das seit 1950 in Betrieb stehende Kraftwerk Mühle befindet sich auf dem Gelände der Meyerhans Mühlen AG, die sich auf die Verarbeitung von Getreide spezialisiert hat. Auch diese Anlage mit rund 400 kW Engpassleistung nutzt maximal 11 m³/s Ausbauwassermenge, die Bruttofallhöhe beträgt 4,9 m, im Regeljahr kann das Kraftwerk ca. 2,3 GWh saubere Energie erzeugen.

Nach den beiden Kraftwerken vereinigen sich die beiden Kanäle wieder zu einem einzelnen Gerinne. Rund 200 m vor der Rückgabe in die Thur wird das Triebwasser schließlich am 1989 fertiggestellten Kraftwerk Widen ein drittes Mal zur Stromproduktion genutzt. Die jüngste und gleichzeitig leistungsstärkste der drei Anlagen schafft bei einer Ausbauwassermenge von

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22 m³/s und 4,3 m Bruttofallhöhe ca. 760 kW Engpassleitung, im Regeljahr erzeugt das Kraftwerk Widen rund 4,2 GWh Ökostrom.

Zeit für Erneuerung gekommen

Den rechtlichen Rahmen für den Betrieb der drei Kleinwasserkraftwerke bildet seit 2008 die Wasserkraftwerke Weinfelden AG, zuvor wurden die Anlagen von jeweils separaten Gesellschaften betrieben. Mit der Geschäftsführung der Gesellschaft wurde im Jahr 2019 die Entegra Wasserkraft AG betraut, die sich vor allem im östlichen Teil der Schweiz als zuverlässiger © Entegra

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SÜDTIROLER RÜSTEN SCHWEIZER WEHRANLAGE AN DER THUR MIT MODERNEM STAHLWASSERBAU AUS

Eindruck von den Betonarbeiten an der Wehrschwelle

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sich die Staueinrichtung des Öfteren nicht mehr selbsttätig aufgerichtet bzw. geschlossen hat.“

Bewährte Technik hat ausgedient

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Abbrucharbeiten am Wehrfeld mit schwerem Gerät

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Partner für die Planung, die Umsetzung und den Betrieb von Kleinwasserkraftwerken einen Namen gemacht hat, so der stellvertretende Entegra-Geschäftsführer Claudio Caflisch, der die Notwendigkeit des Modernisierungsprojekts folgendermaßen beschreibt: „Die heutige Grundkonstellation der Wehranlage mit ihren drei Wehrfeldern stammt aus den 1940er-Jahren, als die beiden älteren Kraftwerke am Kanal für die Erzeugung von elektrischem Strom umgerüstet wurden. Während an dem in Flussrichtung gesehen linken Wehrfeld noch immer die originale Technik mit einem Gegengewichtsantrieb – einer sogenannten Lutz-Falle – im Einsatz ist, wurde das mittlere Wehrfeld schon in den 1990er-Jahren mit einer hydraulisch betriebenen Wehrklappe ausgestattet. Am rechten Wehrfeld, sind vor ca. drei Jahren immer wieder Probleme aufgrund von technischen Verschleißerscheinungen aufgetreten, die letztendlich zur Entscheidung für eine grundlegende Erneuerung geführt haben.

Dabei ist es wichtig zu erwähnen, dass die Hochwassersicherheit zu keiner Zeit beeinträchtigt war, da das Öffnen des Wehrfeldes stets funktioniert hat. Die Problematik lag darin, dass

Der Antrieb der neuen Wehrklappe erfolgt mittels Hydraulikzylinder.

Vor der Erneuerung war das rechte Wehrfeld mit einem Dachwehr ausgestattet. Dabei handelte es sich im Prinzip um einen selbstständig funktionierenden Wehrverschluss, der ohne Fremdenergie funktionierte. Die Anlage bestand im Wesentlichen aus zwei Wehrtafeln, einem darunter liegenden Schwimmkörper und einer Schwimmersteuerung. Bei ansteigenden Abflüssen senkten sich die Wehrtafeln aufgrund der Schwimmersteuerung ab, wobei sich der Innenraum des Dachwehrs entleerte und der Schwimmkörper seinen Auftrieb verlor.

Sobald die Abflüsse zurückgingen, sorgte die Schwimmersteuerung erneut für die Flutung des Innenraums. In weiterer Folge wurden die Wehrtafeln durch den Auftrieb des Schwimmkörpers angehoben, bis diese ihre für die Stauhaltung notwendige Position erreicht hatten. „Man kann den Konstrukteuren der alten Dachwehranlage guten Gewissens ein Kompliment aussprechen, die Einsatzdauer von mehr als acht Jahrzehnten ist definitiv beachtlich. Zuletzt war die Funktionalität, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der Wasserkraftwerke unabdinglich ist, aber aufgrund der technischen Gebrechen nicht mehr gegeben“, bekräftigt Claudio Caflisch.

Wild Metal überzeugt Betreiber

Ende des Jahres 2023 wurde von der Wasserkraftwerke Weinfelden AG schließlich die Entscheidung für eine umfassende Erneuerung getroffen. Das obligatorische Behördenverfahren konnte innerhalb kurzer Zeit positiv abgeschlossen werden, schon im Mai 2024 lag die Baubewilligung auf dem Tisch. „Am Beginn der Projektierung stand auch der Einsatz einer luftgefüllten Schlauchwehranlage zur Debatte, es war dann aber relativ schnell klar, dass das Wehrfeld mit einer hydraulisch betriebenen Stauklappe ausgestattet werden sollte. Einerseits handelt es sich dabei um ein weltweit bewährtes System. Andererseits wurde damit eine Vereinheitlichung der Systeme geschaffen, denn das mittlere Wehrfeld hatte man bereits in den 1990erJahren mit einer solchen Klappe ausgerüstet“, so Claudio Ca­ flisch. Bei der Vergabe der Bau- und Techniklose konnte sich der Branchenexperte Wild Metal GmbH den Zuschlag für die Ausführung der neuen Stauklappe sichern. Die Südtiroler konnten laut Claudio Caflisch im Vergleich zu den Mitwerbern am Markt eine deutlich kürzere Lieferzeit anbieten, darüber hinaus überzeugte das gute Preis-Leistungs-Verhältnis die Betreibergesellschaft. Für die Umsetzung der Bauarbeiten und der Wasserhaltungsmaßnahmen kamen bewährte Unternehmen aus dem Kanton Thurgau zum Zug. Die in Müllheim ansässige Tschanen AG wurde mit der Durchführung der Betonarbeiten beauftragt.

Zuständig für die Herstellung der Spundwand an der Baugrube war die aus Weinfelden stammende Kreis-Wasserbau AG. Ebenfalls im Einsatz war die für die Betriebsführung der Wasser-

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Der Südtiroler Branchenexperte Wild Metal lieferte das komplette Stahlwasserbauequipment sowie die dazugehörige Hydraulikausrüstung.

kraftwerke zuständige Esolva AG aus Weinfelden, die hinsichtlich der Baustellenkoordination wertvolle Dienste leistete.

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Weitere Modernisierungen in Sichtweite

Rund vier Monate nach der Wiederinbetriebnahme des Wehrfeldes zieht Claudio Caflisch ein durchwegs positives Resümee über den Projektverlauf: „Nach der Inbetriebnahme waren zwar noch diverse Nachbesserungsarbeiten und Feinjustierungen notwendig – das ist bei einem Projekt dieser Größenordnung aber nicht ungewöhnlich. Die bislang gesammelten Erfahrungen mit der Stauklappe sind sehr gut, aus betrieblicher Sicht ist die Verlässlichkeit des neuen Wehrverschlusses nun dort, wo sie sein muss. Es soll auch nicht unterschlagen werden, dass die an der Umsetzung beteiligten Unternehmen allesamt vorbildlich gearbeitet haben.“ Nachdem das rechte Wehrfeld im Vorjahr auf den modernen Stand der Technik gebracht wurde, hat die Wasserkraftwerke Weinfelden AG bereits weitere Pläne für ihre Anlagen geschmiedet. Noch 2025 steht bei dem seit über 80 Jahren in Betrieb stehenden Kraftwerk Model eine umfangreiche Erneuerung der Elektromechanik auf dem Programm. Zudem wird in der nahen Zukunft die Wehranlage an der Thur für die Gewährleistung der ökologischen Durchgängigkeit mit einer modernen Fischaufstiegsanlage ausgerüstet werden.

P ROJ E KT E

Um der Hochwassergefahr durch potentielle Sommergewitter auszuweichen, wurde das Projekt im Herbst 2024 realisiert. „Die massive Grundsubstanz der Anlage wie Wehrpfeiler, Wehrschwelle und Wehrrücken sind im Prinzip komplett erhalten geblieben. Natürlich waren aber auch kleinere Anpassungsarbeiten am Betonbau notwendig, um die neue Stauklappe sauber einbauen zu können“, so Claudio Caflisch. Nach dem Einrichten der Baustelle Ende August konnte im September mit der Herstellung der Spundwand gestartet werden, die ein trockenes Arbeiten in der Baugrube möglich machte. Zudem konnte durch den Einbau der Spundwand auch die Stauhaltung an der Wehranlage während der Bauarbeiten aufrechterhalten werden, wodurch in weiterer Folge die Wasserkraftwerke am Werkskanal weiter produzieren konnten. Als noch im September mit die Betonarbeiten begonnen wurde, erfolgte im Oktober dann der Einbau der neuen Stauklappe durch die Südtiroler Branchenexperten. Aufgrund ihrer Länge von 17,2 m wurde die Klappe in zwei Teilen nach Weinfelden geliefert, vor Ort zusammengebaut und schließlich von den Wild Metal-Monteuren fachgerecht eingebaut. Nach der Montage der Stahlwasserbaukomponenten und des im rechten Wehrpfeiler posi-

tionierten Hydraulikzylinders folgten noch die abschließenden Instands- und Fertigstellungsarbeiten. Bereits Ende Oktober konnte die Wehranlage wieder in Betrieb genommen werden.

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FISCHABSTIEGSTAUGLICHE SCHLAUCHWEHRANLAGE ALS PILOTPROJEKT AM SCHWEIZER WKW SURSEE Wasserkraftwerk an der Suhre im Schweizer Kanton Luzern, ausgerüstet mit Schlauchwehr samt Konturmembrane von Hydro-Construct / Steyr-Austria

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Das System des Schlauchwehres mit Konturmembrane (eine von Hydro-Construct patentierte Lösung) ist aus der Idee zur Nutzung von Schlauchwehren bei Surfwellen entstanden, wo einerseits eine flexible Überfallhöheneinstellung mit dem Schlauchwehr erfolgen soll, andererseits aber zur Verhinderung des Verlustes an kinetischer Energie eine möglichst störungsfreie Ableitung des Wasserstrahles zur Erzeugung einer stehenden Welle im Wehrunterwasser erforderlich ist. Auch für überströmte Kraftwerke bzw. bei Nutzung eines Ejektors zur Fallhöhenmehrung bei Überwasser gilt es, die Energie aus der Überströmung direkt zum Saugrohraustritt der Turbinenanlage weiterzuleiten, da hier eine vorzeitige Energieumwandlung nicht erwünscht ist.

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as klassische Schlauchwehr wird dazu mit einer zusätzlichen Membrane versehen, welche von der oberwasserseitigen Klemmung bis zum Ende der festen Wehrplatte an der Unterwasserseite gespannt wird. Die erforderliche Spannkraft wird dazu über die Seilkurven-Theorie ermittelt, wobei als der bestimmende Faktor die Minimierung des Durchhangs aus der Wasserauflast bzw. der Strahlumlenkung gilt.

Ein wesentlicher Einsatz der Konturmembrane für den Regulierbetrieb stellt auch die fischabstiegstaugliche Schlauchwehranlage dar, welche erstmalig, in Zusammenarbeit mit der IUB Engineering AG aus

Ausreichende Spannkraft der Membrane für einen harmonischen Überfall ins Tosbecken

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Systemquerschnitt - Schlauchwehr mit Konturmembrane am Kraftwerk Sursee

Laminare Strömung bis zur Wehrplattenkante

Berechnungsgrundlage – Spannkraft der Konturmembrane

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Bern, an einer kleinen Wasserkraftanlage (Betreiber: Genossenschaft Windenergieanlage Diegenstal) in der Stadt Sursee am Sempachersee im Schweizer Kanton Luzern verwirklicht werden konnte.

Mit dieser speziellen Bauweise wird somit beim Wehrübergang ein Aufprallen der Fische auf der Wehrplatte verhindert. Positive Nebeneffekte liegen in einer Minderung der Lärmentwicklung und auch im Erosionsschutz für die betonierte Wehrplatte.

Mit der Entwicklung der Konturmembrane für Schlauchwehre zeigt die Firma Hydro-Construct aus Steyr in Oberösterreich wieder einmal ihr großes Innovationspotential.

In diesem Zusammenhang wird auch auf die Neuentwicklung einer speziellen Klemmung (Doppelklemmschiene) für Schlauchwehre über 4,50 m Höhe hingewiesen.

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Verminderte Lärmentwicklung und Schutz der Wehrplatte In diesem Fall wird die berechnete Spannkraft der Konturmembrane über ein Gewicht aufgebracht, welches die Membran über eine Rolle nach unten spannt, was bei abgesenktem Schlauchwehr natürlich nur bei ausreichender Sohltiefe im Tosbecken möglich ist. Alternative wäre hierzu ansonst eine mechanische Spannvorrichtung, die am Standort in Sursee aber nicht benötigt wird.

Bauzustand (Februar 2025) des Schlauchwehres in der Unterwasseransicht, mit der neuen Konturmembrane

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TRADITIONSKRAFTWERKE OFFENSEE I UND II DURCH SIEMENS ENERGY AUSTRIA GMBH MODERNISIERT Zwischen 2023 und 2024 erfolgte an den beiden Traditionskraftwerken Offensee I & II der Energie AG Oberösterreich eine großangelegte Modernisierung des elektro- und regelungstechnischen Equipments. Im Rahmen der umfassenden Erneuerungen stellten die Wasserkraftspezialisten von Siemens Energy Austria GmbH aus Salzburg mit ihrer jahrzehntelangen Erfahrung und einer installierten Basis von hunderten Wasserkraftwerken weltweit ihr Know-how einmal mehr unter Beweis. Der Liefer- und Leistungsumfang der Branchenspezialisten beinhaltete moderne Leit- und Automatisierungslösungen für Wehranlagen, Wasserwirtschaft und sämtliche Maschinensätze. Darüber hinaus sorgten die Wasserkraftexperten im Hinblick auf die Cyber Security für die Gewährleistung der digitalen Sicherheit nach internationalem Stand. Der erfolgreiche Projektabschluss machte deutlich, dass Siemens Energy seinem Ruf als zuverlässiger Partner bei der Realisierung von komplexen Modernisierungsprojekten aus gutem Grund gerecht wird.

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ie oberösterreichischen Traditionskraftwerke Offensee I und II des Landesversorgungsunternehmens Energie AG OÖ in der Traunseegemeinde Ebensee wurden 2023 und 2024 durch die Systemspezialisten der Siemens Energy aus Salzburg modernisiert. Die beiden Kraftwerke wurden von Stern&Hafferl, einer Rechtsvorgängerin der heutigen Energie AG, bereits im Jahre 1908 in Betrieb genommen. Zusammen mit dem Kraftwerk Steeg und dem Traunfallwerk bildeten sie die Grundlage für die Elektrifizierung Oberösterreichs. Beide Kraftwerke zusammen liefern eine Engpassleistung von ca. 4.000 kW und ca.

20.000 MWh Regelarbeitsvermögen pro Jahr.

OÖ von einer weiteren Zusammenarbeit überzeugt. Siemens Energy hat mit der erfolgreichen Fertigstellung der Kraftwerke © SEA

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Blick in das Maschinengebäude des Energie AG-Traditionskraftwerks Offensee I im oberösterreichischen Ebensee.

Leit- und Automatisierungstechnik erhöhen Anlagenverfügbarkeit und Schützen vor Cyberangriffen

Für die Großrevision der mitten im Salzkammergut liegenden Kraftwerke Steeg, Gosau und Gosauschmied sowie der Pumpe Gosausee wurden die Spezialisten für Wasserkraft der Siemens Energy in Salzburg bereits 2019 beauftragt. Die erbrachten Lieferungen und Leistungen für die Leit- und Automatisierungstechnik mit Simatic S7-1500, sowie Bedienung und Beobachtung mit dem Visualisierungssystem WinCC, haben sich bestens bewährt und die Kraftwerksbetreiber der Energie AG

Die beiden Kraftwerke stehen kurz vor ihrem 120-jährigen Jubiläum.

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Die Wasserkraftexperten der Siemens Energy Austria GmbH sorgten für die elektro- und regelungstechnische Modernisierung der Traditionskraftwerke.

Anlagen produzieren im Optimalbetrieb

Als besondere Herausforderung für die Software-Ingenieure aus Salzburg stellte sich die Umsetzung der Wasserhaushaltsregelung unter Berücksichtigung sämtlicher Einflüsse und Optimierungsmöglichkeiten dar. Nach intensiven Stunden der Projektierung konnte aufgrund der Erfahrung und dem Knowhow aller beteiligten Ingenieure gemeinsam mit dem Kunden eine für den Betrieb optimale Lösung entwickelt und umgesetzt werden. Als Ergebnis ist ein optimales Abfahren des Wasserdargebotes unter Berücksichtigung der Pegelvorgaben des Offensees und in weiterer Folge ein wesentlich ruhigerer und somit schonenderer Betrieb der Turbinen möglich. Manuelle Eingriffe für den Maschinenwechsel beim KW Offensee II, wie sie bis vor der Modernisierung noch notwendig waren, sind durch die neue Regelung obsolet und für den Betreiber ein zusätzlicher Mehrwert. Die Bedienung und Beobachtung erfolgt durch das Betriebspersonal vor Ort sowohl mit Touch-Panels als auch mit einem lokalen Leitrechner je Kraftwerk. Die redundante Verschaltung der beiden Leittechnikrechner zwischen den Kraftwerken erhöht die Anlagenverfügbarkeit sowie die Möglichkeit flexibel auf etwaige Störeinflüsse von außen zu reagieren. Am Ende konnten beide Kraftwerke sogar früher wie-

der ans Netz gehen, als es der straffe Terminplan ursprünglich vorsah. Dies war der hervorragenden Zusammenarbeit aller am Projekt beteiligten Personen geschuldet, die stets sowohl menschlich als auch technisch auf einem sehr hohen Niveau und auf Augenhöhe zusammengearbeitetet haben.

Digitale Sicherheit erfüllt internationalen Standard

Vor allem in Hinblick auf die immer größer werdenden Anforderungen an die Cyber Security sowie an das Schnittstellen- und Kommunikationsmanagement hat Siemens Energy die passenden Lösungen für die Betreiber von Kraftwerken, welche der kritischen Infrastruktur zuzurechnen sind. Im konkreten Fall wurde an den beiden redundanten Servern eine Systemhärtung nach internationalem Standard CIS durchgeführt, wodurch die Kraftwerksanlage den Anforderungen der internationalen Richtlinien entspricht. Auch zu diesem wichtigen Thema kann Siemens Energy bereits auf erfolgreich durchgeführte Projekte verweisen und dem Kunden Gesamtlösungen aus einer Hand anbieten.

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nicht nur sehr wichtige Referenzen inmitten einer der touristenreichsten Regionen Österreichs, sondern auch die Kundenbeziehung zum größten Energieversorger des Bundeslandes Oberösterreich weiter vertieft. Für die Kraftwerke Offensee I und II bedeutete dies, dass ein optimal eingespieltes Projektteam die Umbauarbeiten mit einem hohen Maß an Professionalität und Qualität erledigen konnte. Der von Siemens Energy Austria GmbH zu liefernde Liefer- und Leistungsumfang teilt sich auf die Leit- und Automatisierungslösung von Wehranlagen, Wasserwirtschaft sowie der Hauptmaschinen auf. In Summe wurden fünf Außenbauwerke und fünf Maschinensätze mit einer auf den letzten Stand der Technik befindlichen Leittechnik und Automatisierung ausgestattet. Die Turbinenregler wurden ebenfalls neu ausgeführt und eine Leistungsoptimierung aufgrund neuer mathematischer Modelle erreicht. Dabei wurde nicht nur die Regelung der einzelnen Maschinen, sondern auch das Zusammenspiel der Maschinen in der Wasserhaushaltsautomatik optimiert.

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Erfolgsgeschichte aus Salzburg

Die Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber war von der Projektierung bis zur Fertigstellung in höchstem Maße kooperativ und menschlich sehr positiv hervorzuheben. Während der Projektierungsphase wurde in enger Zusammenarbeit mit allen am Projekt beteiligten Gewerken in kürzester Zeit eine Basis für das gemeinsame Ziel, die erfolgreiche und möglichst effiziente Durchführung der Modernisierung, geschaffen. Die Wasserkraftspezialisten der Siemens Energy Austria mit dem Kompetenzzentrum für Wasserkraft in Salzburg konnten mit ihrer Leistung sowie der Flexibilität der Mitarbeiter einen weiteren Kunden in höchstem Maße zufrieden stellen. Die Kraftwerke Offensee I und II sind demnach nicht die ersten und vor allem nicht die letzten von den Spezialisten aus Salzburg realisierten Kraftwerken für den größten Wasserkraftbetreiber in Oberösterreich, die Energie AG. Die Basis für die erfolgreiche und nachhaltige Zusammenarbeit gründet zum einen auf die hervorragende Qualität und hoher technischen Lösungskompetenz der erbrachten Leistungen und zum anderen auf die gegenseitige Wertschätzung und den gepflegten Kommunikationsstil aller beteiligten Personen.

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GLOBAL HYDRO SETZT BEI DER LAUFRADFERTIGUNG AUF MODERNSTE TECHNOLOGIEN WIE ETWA SCHWEISSAUTOMATISIERUNG Seit 2024 sind bei Global Hydro zwei Schweißroboter im Einsatz. Diese garantieren höchste Qualität und Präzision.

Die digitale Transformation in der Wasserkraftbranche ist längst im Gange. Als ein Vorreiter von Industrie 4.0 in der Wasserkraft hat sich das oberösterreichische Technologieunternehmen Global Hydro Energy einen Namen gemacht. Seit Jahren beschreitet der renommierte Turbinenbauer auch in Sachen Fertigung erfolgreich neue Wege. Mit modernen Schweißrobotern kann heute ein bislang unerreichtes Qualitätslevel sichergestellt werden, zudem verringern diese die Durchlaufzeiten drastisch und eröffnen neue Perspektiven in puncto Automatisierung. Inzwischen gilt Global Hydro nicht nur als Experte für innovative Schweißverfahren, sondern seit längerem auch für die klassische Fräsung aus dem Monoblock. Wobei dies im Fall von Francis-Laufrädern nicht immer möglich ist, wie bei kleinen Laufrädern mit großer Fallhöhe, wo die Zugänglichkeit das entscheidende Kriterium ist. Der Spezialist für Kaplan-, Francis- und Pelton-Laufräder bietet für jeden Anwendungsfall die ideale Fertigungstechnologie. Darüber hinaus laufen bei Global Hydro Forschungsprojekte im Bereich „additiver Fertigung“, Optimierungen im Schweißdesign sowie bei Beschichtungen. Diese Forschungsarbeit trägt bereits erste Früchte, gleich mehrere Erkenntnisse daraus fließen in die Laufradfertigung ein. Damit ist der oberösterreichische Wasserkraftspezialist in der Lage, modernstes Laufraddesign auf höchstem Qualitätsniveau umzusetzen – sowohl für Neuanlagen als auch wenn es darum geht, Ersatzlaufräder für betagte Maschinensätze kurzfristig zu liefern.

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er einmal einen Schweißroboter in Aktion gesehen hat, braucht keine Erklärungen mehr, warum der beste menschliche Schweißspezialist mit den Fähigkeiten der Maschine nicht mithalten kann. Punktgenau auf den Zehntelmillimeter setzt der Roboterarm seine Schweißraupen im Stakkato – zuverlässig, unermüdlich und fehlerfrei. Bei Global Hydro, dem renommierten Wasserkraftallrounder aus Oberösterreich, hat man diese Vorteile schon vor geraumer Zeit erkannt und setzt daher seit 2024 auf den Einsatz von Robotern beim Schweißen der Turbinenlaufräder. Das ist ein absolut neuer Ansatz und einzigartig in der Branche - und es habe sich ohne Einschränkung bewährt, wie Thomas Eder, Leiter der Abteilung Produktion erklärt: „Das Anforderungsprofil an den Schweißer hat sich in den letzten Jahren drastisch gewandelt, weg von der manuellen Arbeit, hin zu mehr Ingenieur- und Programmierleistung. Die Vorteile, die sich aus dem Roboterschweißen ergeben, sind unübersehbar: Geschwindigkeit, Präzision, Qualität, Langlebigkeit und natürlich auch wirtschaftliche Aspekte, da sich mit dem Schweißroboter Arbeitszeiten erschließen, die menschlichen Arbeitnehmern nicht zumutbar und da-

rüber hinaus auch zu teuer wären.“ Ist das Schweißprogramm einmal stabil eingerichtet, läuft der Arbeitsprozess vollautomatisch durch, ohne Pause bis zur Fertigstellung.

Die Transformation im Rahmen von Industrie 4.0 verfolgt man bei Global Hydro konsequent. „Für uns ist von zentraler Bedeutung, dass wir die Arbeit an unserem Produkt, angefangen von F&E, über Engineering bis zur Fertigung, an einem Standort abwickeln können. Das eröffnet uns Perspektiven, immer weiter an neuen Technologien und Lösungen zu schrauben. Vor diesem Hintergrund ist auch der Einsatz der Schweißroboter zu sehen. Das macht Global Hydro einzigartig am Markt“, bekräftigt Geschäftsführer Heinz Peter Knaß.

Weniger Wärmeeintrag – weniger Materialverzug In der Praxis ist die Bedeutung manueller Schweißprozesse stark rückläufig. Gerade der häufig in der Wasserkraft für Laufräder verwendete Edelstahl 4313 bzw. auch 4317 stellt besondere Herausforderungen an den menschlichen Schweißer, da das Material für den Arbeitsprozess auf etwa 120 Grad Celsius vorgewärmt werden muss. „Wenn ein Mitarbeiter sich für

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Bei Global Hydro hat man die Schweißnaht aus dem hochbelasteten Bereich in die Flügelgeometrie der Francis-Laufräder verlegt.

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die Schweißarbeit in einen Bauteil hineinbegeben muss, dann lässt sich das manuelle Schweißen nur mit vielen Pausen bewerkstelligen. Das heißt aber, dass die Schweißnähte nicht durchgezogen werden. Und jeder dieser Absetzpunkte in der Schweißnaht stellt eine mögliche Fehlerquelle dar. Für den Roboter dagegen ist es völlig unerheblich, ob er in einer 120 Grad oder 200 Grad heißen Umgebung arbeitet. Das Ergebnis ist dasselbe“, führt Thomas Eder weiter aus und verweist auch darauf, dass der geringere Wärmeeintrag beim Roboterschweißen bewirkt, dass sich das Bauteil weniger verformt oder verzieht. Hinzu komme die absolute Wiederholgenauigkeit: Gilt es mehrere Laufräder in identischem Design zu schweißen, dann ist die Schweißqualität bei jedem der Bauteile 1:1 gleich hochwertig. Entscheidend sei dabei auch – wie Thomas Eder betont –, wo die Maschine zum Einsatz kommt. Gerade größere Fall- Ist das Schweißprozedere einmal programmiert und stabil eingerichtet, arbeitet der Schweißroboter durch bis zur Fertigstellung. höhen bedingen engere Laufradgeometrien, wodurch die Frafür uns ein absolutes No-Go.“ Im ge der Zugänglichkeit beim Vergleich dazu werden bei GloSchweißen zum dominanten „Für uns ist von zentraler Bedeutung, dass wir die bal Hydro die Laufräder nicht diThema wird. Und auch daArbeit an unserem Produkt, angefangen von F&E, rekt am Nabengrund verschweißt. bei hat der Schweißroboter über Engineering bis zur Fertigung, an einem StandVielmehr wird die Geometrie vom klarerweise unübertroffene ort abwickeln können. Das eröffnet uns Perspektiven, Flügelansatz aus dem Monoblock Vorteile. Bei größeren Laufimmer weiter an neuen Technologien und Lösungen zu gefräst, wodurch die Schweißnaht rädern hingegen steht die schrauben“, sagt Geschäftsführer Heinz Peter Knaß. aus dem hochbelasteten Bereich in Frage der Wirtschaftlichkeit die Flügelgeometrie verlegt wird. im Vordergrund. Auch hier Diese Technik ist aufwändig und führt an den geschweißten know-how-intensiv, bringt aber wesentliche Qualitätsvorteile Laufrädern kein Weg mehr vorbei.

Abgesehen von der hohen Qualität der Schweißnähte weisen mit sich. Im Gegensatz zu den am Nabengrund verschweißten die Schweißroboter noch einen weiteren Vorteil auf: Sie sind Francis-Laufrädern kann diese Schweißnaht nicht reißen. „Mir deutlich weniger energieintensiv als herkömmliche Schweißverist in meiner ganzen Berufslaufbahn noch kein Laufrad von fahren. Daraus resultiert, dass das fertige Produkt wirtschaftliGlobal Hydro untergekommen, das gerissen ist – schon gar cher und zugleich umweltfreundlicher realisiert werden konnte. nicht in der Schweißnaht“, so Thomas Eder, der darauf verweist, dass man sich das innovative Schweißdesign über die Jahre in Neue Wege im Schweißdesign der hauseigenen F&E-Abteilung angeeignet hat.

Dass die Schweißqualität letztlich aber nicht nur von der eingesetzten Robotertechnik abhängt, zeigt sich daran, dass man WAAM eröffnet neue Perspektiven bei Global Hydro den Fokus auch auf das Know-how richtet. Generell ist es Teil der Unternehmens-DNA von Global Hydro, Es gebe in diesem Bereich Fehlerquellen, die man unbedingt dass man der Forschung und Entwicklung, kurz F&E, einen hovermeiden sollte, wie Thomas Eder betont: „Gerade wenn man hen Stellenwert einräumt. Daher geht man seit Jahren gemeinsich das Schweißdesign beim Aufbau von Francis-Laufrädern sam mit Forschern von Universitäten und Fachhochschulen ansieht, findet man am Markt immer noch erhebliche Qualieinschlägigen Fragestellungen nach, um neue Technologien tätsunterschiede. Bei so manchem Turbinenbauer werden die für die Wasserkraft zu entwickeln. Eine dieser Kooperationen Laufradflügel einfach stumpf auf ein Nabenteil aufgeschweißt konzentriert sich etwa auf das Forschungsfeld des „Wire Arc – und das ohne eine durchgehende Schweißnaht. Im FachjarAdditive Manufacturing“, kurz WAAM genannt. Dabei handelt gon wird das ‚nicht gewurzelt‘ genannt. Das ist ein Fehler und es sich um ein Fertigungsverfahren, das analog zum 3D-Druck,

Für jeden Anwendungsfall und Kundenwunsch die entsprechende Fertigungstechnologie: Von der klassischen Fräsung aus dem Monoblock bis hin zu hochqualitativem Schweißdesign und -verfahren.

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„WAAM wird höchstwahrscheinlich nicht die bestehendie Herstellung bzw. die Remas Eder. Damit zählt Global den Fertigungstechnologien ablösen, aber sie wird eine paratur von Metallteilen erHydro weltweit zu dem kleiwertvolle und willkommene Ergänzung zum bekannten möglicht. Konkret werden bei nen illustren Kreis an WasserDrehen, Fräsen und Schleifen sein. Setzt man diese Techdiesem Verfahren so lange kraftunternehmen, die in der nologie intelligent ein, wird sie unseren AutomatisierungsMetallschichten appliziert, bis Lage sind, auch selbst Begrad weiter in die Höhe schrauben“, sagt Thomas Eder, die gewünschte Form realischichtungen vornehmen zu Leiter der Abteilung Produktion bei Global Hydro. siert ist. Der Schweißroboter können. Nur eingeschränkt ist ist dafür zentrale Voraussetman dabei auf Dritte angezung. „Man baut dabei mithilfe des Schweißroboters und dem wiesen. Heute bietet der oberösterreichische WasserkraftallSchweißdraht Schicht für Schicht Strukturen auf, die man zuvor rounder ab Werk neben der schon bekannt bewährten Wolfprogrammiert hat“, erklärt Thomas Eder. Für Global Hydro sei es ramcarbid-Beschichtung auch Kunststoffbeschichtungen, wie in jedem Fall ein hoch interessantes Zukunftsthema, wie auch Metaline oder Belzona, an. Darüber hinaus hat man mit HartGeschäftsführer Heinz Peter Knaß bestätigt: „Wir sind davon legierungen auf Kobalt-Chrom-Basis, bekannt unter der komüberzeugt, dass diese Technologie unser Produktionsportfolio merziellen Bezeichnung Stellite, sein Beschichtungs-Portfolio in in den nächsten Jahren erweitern wird. WAAM wird höchst- den letzten Jahren erweitert. wahrscheinlich nicht die bestehenden Fertigungstechnologien ablösen, aber sie wird eine wertvolle und willkommene Ergän- Global Hydro bietet breites Leistungsportfolio zung zum bekannten Drehen, Fräsen und Schleifen sein. Setzt Dass man das Thema Oberflächenschutz bei Global Hydro man diese Technologie intelligent ein, wird sie unseren Auto- konsequent weiterdenkt, beweist der Umstand, dass man auch matisierungsgrad weiter in die Höhe schrauben.“ Bei Global Hy- auf Technologien aus anderen Industriebereichen zurückgreift. dro ist man davon überzeugt: WAAM wird über kurz oder lang So kommt beispielsweise die Borierung von Metallteilen aus die Art verändern, wie man in Zukunft Laufräder fertigt. Hinzu dem Gassektor. Dabei handelt es sich um ein thermochemikommt, dass sich damit auch neue Möglichkeiten für eine inno- sches Diffusionsverfahren, bei dem Bor in die Werkstoffobervative Reparatur von Laufrädern auftun. Schließlich braucht es fläche diffundiert, was letztlich eine sehr harte und verschleißnicht immer zwingend ein neues Laufrad bei Beschädigungen. feste Boridschicht an der Oberfläche erzeugt. Seit geraumer „Die Zeiten, in denen Pelton-Laufräder noch durch manuelles Zeit setzt Global Hydro nun diese Technologie erfolgreich in der Aufschweißen saniert wurden, sind definitiv vorbei. Das ist wirt- Wasserkraft ein. Im Unterschied zu herkömmlichen Beschichschaftlich auch nicht mehr darstellbar. WAAM bietet uns hier tungsverfahren erfordert die Borierung keine Adaptierungen auch neue Möglichkeiten. Dabei gilt es allerdings, die Technolo- an der Geometrie des Laufrads. Konkret bedeutet das keine gie auf ein optimales Automatisierungs-Level zu bringen. Daran Abflachung von scharfen Kanten, wie etwa bei der Beschicharbeiten wir gerade intensiv“, so Thomas Eder. tung mit Wolfram-Carbid. Dennoch: Die Borierung ist ebenso wenig die „Silver Bullet“ wie Stellite oder andere BeschichtunNeue Wege beim Oberflächenschutz gen. Vielmehr komme es darauf an, den richtigen OberflächenWAAM steht allerdings nicht nur für neue Perspektiven in der schutz für die jeweilige Anforderung auszuwählen, wie Thomas Laufradfertigung. Das wäre zu kurz gegriffen. Auf Basis der ad- Eder betont: „Liegt beispielsweise eine geringe Fallhöhe vor, ditiven Fertigung ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, kann der Bauteil mit Kunststoffbeschichtungen relativ günstig auch unterschiedliche Materialien zu verbinden. Das bedeutet, vor Erosion geschützt werden. Bei Gletscherschliff ohne größedass man im Hinblick auf den Schutz der Laufräder vor Kavita- re Partikel würde man in der Regel eher auf eine konventioneltion, Abrasion und Verschleiß neue Wege in Sachen Beschich- le Wolframcarbid-Beschichtung setzen. Aber wenn es extrem tungen beschreiten kann – und dies bereits heute macht. „Mit harte Oberflächen benötigt, um Kavitation hintanzuhalten, dieser Technologie können wir mit neuen, schweißfesten Ma- können durchaus Stellite oder borierte Bauteile das Mittel der terialien innovative, hochwertige Beschichtungen und Ober- Wahl sein. Damit haben wir schon sehr gute Erfahrungen geflächenpanzerungen auf die Bauteile aufbringen“, betont Tho- macht. Das muss man für jeden Fall individuell entscheiden.“

Close-Up eines Peltonbechers nach dem Aufschweißen.

Vorher-Nachher im Vergleich der aufgeschweißten Peltonbecher.

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Am Computer wird die Zeichnung über den Becher-Scan gelegt.

Gesamte Prozesskette in einer Hand Aber auch wenn das Maschinenequipment nicht aus dem Hause Global Hydro stammt, sind die oberösterreichischen Wasserkraftallrounder in der Lage, schnell ein passgenaues Ersatzlaufrad zu liefern. Dabei bietet das Unternehmen einen einzigartigen „One-Stop-Shop“-Service, der den gesamten Prozess von der Analyse bis zur Fertigung von Laufrädern abdeckt.

Im Rahmen des so genannten „Reverse-Engineering“ beginnt der Arbeitsprozess mit der Vermessung direkt vor Ort, wobei das Laufrad mit einem mobilen 3D-Laser-Tracker vermessen wird. Der Ausbau des Laufrads wird damit obsolet, wodurch dem Kunden längere Ausfallszeiten erspart bleiben. Nachdem von den erfahrenen Ingenieuren im Werk in Niederranna die entsprechende Laufradgeometrie auf Basis der gewonnenen Messdaten entwickelt worden ist, kann die Fertigungskette in Gang gesetzt werden. „Im Gegensatz zu vielen Mitbewerbern, die auf Sublieferanten angewiesen sind, fertigen wir unsere Laufräder im eigenen Werk in Österreich. Unser Service umfasst eine fundierte Analyse der Anlage und berücksichtigt im weiteren Engineering-Prozess dabei auch mögliche Veränderungen, die sich gegebenenfalls auch durch die Auswirkungen des Klimawandels eingestellt haben“, sagt Thomas Eder, und Geschäftsführer Heinz Peter Knaß erklärt resümierend: „Mit unserem Know-how und der vollständigen Kontrolle über den Fertigungsprozess können wir heute dem Kunden auch in Sachen Ersatzlaufräder präzise und termingerechte Lösungen bieten, ganz egal ob es sich um Pelton-, Francis- oder Kaplan-Laufräder handelt.“

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Beim Becher-Scan wird der Istzustand erhoben und begutachtet.

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Wenn es ein Ersatzlaufrad braucht Ist das Laufrad einmal verschlissen oder aus anderen Gründen defekt, kommt der Anlagenbetreiber nicht um ein Ersatzlaufrad herum. Unangenehm und wirtschaftlich belastend sind die damit einhergehenden Stillstandszeiten des Kraftwerks, die am Ende negativ zu Buche schlagen. „Aus diesem Grund ist es höchst ratsam, ‚auf Sicht zu fahren‘ und diese Stillstandszeiten im Voraus zu planen. Regelmäßige Wartungen zeigen natürlich, inwieweit ein Laufrad schon Spuren von Schädigungen aufweist. Auch aus den laufenden Produktionsdaten können erfahrene Wasserkraftbetreiber häufig abschätzen, ob beim Laufrad Verschleiß vorliegt“, erklärt Thomas Eder und verweist darauf, dass Global Hydro sich in diesen Fragen als verlässlicher Partner anbietet. „Wir können dabei beratend zur Seite stehen, wenn sich der Betreiber fragt: Wie lange hält mein Laufrad noch? Mit welchen Produktionseinbußen muss ich im Stillstand rechnen? Macht die Bestellung eines Ersatzlaufrads bereits Sinn?“ Hat der Betreiber sein erstes Laufrad schon bei Global Hydro gekauft, ist die Bestellung eines Ersatzlaufrads geradezu ein Klacks. Sowohl Design als auch sämtliche Parameter sind archiviert und mit wenigen Mausklicks abrufbar.

Wenn die Geometrie nicht verändert werden muss, kann auf diese Weise in einem sehr kurzen Prozess – quasi auf der Expressschiene – ein Ersatzlaufrad geliefert werden.

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Graphische Darstellung der rekonstruierten Peltonbecher in zwei Varianten. Die Ingenieure von Global Hydro setzen dabei modernste Software ein.

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© Joerg Trampert_pixelio.de

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Energieexperte Thomas Eisenhuth kritisiert, dass der massive subventionierte Ausbau von Photovoltaik und Windkraft in Österreich nicht nur eine Bedrohung für die Netzstabilität darstellt, sondern dass diese Fehlentwicklung auch auf Kosten der Wasserkraft geht.

BEJUBELTE WOHLSTANDSVERNICHTUNG

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s war 1884, als in Steyr in Österreich etwas bis dahin Unvorstellbares geschah. Eines der ersten Laufwasserkraftwerke Österreichs mit einer Engpassleistung von weniger als 50 kW nahm seinen Betrieb auf, um das ganze Jahr über gesichert preiswerte elektrische Energie zu liefern. Der Energiebedarf in dieser Zeit, mitten in der Industrialisierung, war gewaltig.

Hätte damals ein Gast aus der Zukunft den Pionieren der Wasserkraft gesagt, dass man in etwa 140 Jahren Wasserkraftwerke bei Sonnenschein abschalten werde, um statt dessen einer vergleichsweise sehr ineffizienten Zufallsenergie den Vorrang zu geben, hätten unsere Vorfahren vielleicht einen Nervenarzt gerufen, um den geistigen Zustand des Besuchers aus der Zukunft untersuchen zu lassen. Fortschritt und Wohlstand sind in der Menschheit immer nur dann entstanden, wenn es gelang, Energie effizienter und damit billiger zu produzieren, als vorherige Generationen dies taten. Erfindergeist wurde nie angefacht, weil Politiker den Erfindern Geld gaben, um den Fortschritt zu befeuern. Im Herbst 2024 besuchte ich wie seit vielen Jahren eine Konferenz von Wasserkraftbetreibern in Österreich. Dort sprach ein Vertreter der österreichischen Energiewirtschaft. Ganz stolz verkündete dieser, dass Österreich im Sommer 2024 viel erneuerbaren Strom ins benachbarte Ausland exportiert habe. Das sei eine Erfolgsgeschichte, ein aktiver Beitrag zur Rettung der Welt und zur Erreichung der politisch verordneten Klimaziele, meinte der Vortragsredner. Die Konferenzteilnehmer applaudierten.

Zweifelhaftes Ziel: 100 % erneuerbar Mit Energie aus Wasserkraft wird zwei Drittel von Österreichs Strombedarf abgedeckt – davon etwa zwei Drittel im Sommer und etwa ein Drittel im Winter. Im Winter wird viel Strom auch mit Erdgas erzeugt und der fehlende Bedarf mit Importen, wie

aus Tschechien, gedeckt. Im Jahr 2021 wurde in Österreich das Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz verabschiedet. Ziel des Gesetzes ist es, die erneuerbaren Energien, wie Photovoltaik und Windkraft, mit Hilfe von Subventionen so auszubauen, dass Österreich bis zum Jahr 2030 sich nicht physikalisch, sondern bilanziell zu hundert Prozent aus diesen Energien versorgt. Das lässt sich vergleichen mit einem Menschen, der immer genug zu essen haben will, dann aber oft hungert und oft viel zu viel isst, damit die eigene Bilanz wieder stimmt. Schlau ist das nicht!

Den Energiemarkt eines Landes spiegeln die Marktpreise an der Börse wider. Dabei zeigen hohe Preise einen Mangel und niedrige Preise ein Überangebot. Negative Preise zeigen, dass ein Angebot im Markt gar nicht gebraucht wird und der Käufer erst noch mit Geld gezwungen werden muss, das nicht nachgefragte Angebot dennoch anzunehmen.

Politik schuf gigantisches Fehlanreizsystem Mit Beginn des massiven Photovoltaik-Ausbaus sah man schon ab Sommer 2023 an sonnigen Wochenenden zunehmend fallende Strompreise, die im Laufe der Saison und der Jahre immer mehr zunahmen und mehr und mehr ins Negative fielen. Österreich hat eine installierte Leistung bei Wasserkraft von etwa 5.900 MW, bei Photovoltaik sind es 2025 inzwischen 8.250 MW. Und der subventionierte Photovoltaik-Ausbau geht weiter. Welche Folgen das von der Politik erschaffene Fehlanreizsystem für Österreichs Wasserkraft hat, kann sich jeder selbst anschauen. Dazu muss man sich nur bei sonnigem Wetter am Wochenende, zunehmend aber auch wochentags zwischen März und September morgens gegen 9 Uhr vor ein Donaukraftwerk begeben. Dann sieht man, wie bei diesem und den meisten anderen großen Laufwasserkraftwerken des Landes das Wasser auf einmal ungenutzt über die Wehranlage geleitet

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tovoltaik, deren Energie größtenteils gar nicht gebraucht werde. Mit einem Investitionsaufwand von 9 Milliarden Euro, den die Stromkunden zu zahlen haben, wolle man die großen Stromleitungen ausbauen, um den Photovoltaik-Strom vom Osten in den Westen Österreichs zu den Pumpspeicherkraftwerken zu transportieren, wo er dann so lange im Kreis zirkulieren solle, bis man ihn braucht. Den volkswirtschaftlichen Wahnsinn kann man sich in Wahrheit sparen. Österreichs Photovoltaik-Anlagen sind größtenteils nicht zentral regelbar. Das ist auch gar nicht unbedingt notwendig. Das Problem ist vielmehr, dass die Politik sowohl im Fördersystem des sogenannten Marktpreises der OeMAG als auch bei der Marktprämie den Strom den Photovoltaik-Betreibern auch dann vergütet, wenn es für diesen keinerlei Bedarf gibt. Eine Weiterverrechnung bei negativen Strompreisen ab der ersten Stunde Wasserkraftwerke, wie das Donaukraftwerk Ybbs-Persenbeug, stellen immer noch das Rückmit negativem Strompreis an die Betreiber grat der österreichischen Stromversorgung dar. von Photovoltaik-Anlagen würde diese dagegen sofort motivieren, deutlich weniger Photovoltaik-Strom wird. Österreichs Wasserkraft sichert die stabile Energieversorbei Überangebot ins Stromnetz einzuspeisen und zumindest gung des Landes und macht so den Betrieb des landesweiten einen Teil der Photovoltaik-Betreibern dazu anregen auch in Stromnetzes möglich. Erst dadurch kann Strom aus ungesichereigene Speicher zu investieren. Einen großen Teil der geplanten ter Erzeugung wie aus der Photovoltaik transportiert werden.

Investitionen für den Ausbau der Stromnetze könnte man sich In puncto Effizienz ist die Stromerzeugung eines Donaukraftso ersparen, was sowohl die Wirtschaft als auch die Haushalte werks mit bis zu 7.000 Volllaststunden verglichen mit der Stromdeutlich entlasten würde. Auch die wertvolle österreichische erzeugung aus Photovoltaik mit nur 1.000 Volllaststunden um Wasserkraft müsste dann nicht mehr abgeregelt werden und Dimensionen wirtschaftlicher. Mit dem subventionierten Zubau könnte so das Stromnetz wieder mehr stabilisieren. von Windkraft und Photovoltaik wurde und wird immer mehr Wenn wir wirklich einen positiven Beitrag für die Allgemeinheit Imbalance im Stromnetz installiert, weswegen die Stromnetzerreichen wollen, sollten wir uns in Zukunft wieder wie unsebetreiber immer mehr eingreifen, um einen Zusammenbruch re Vorfahren auf die Verbesserung von Effizienz und nicht auf der Stromversorgung (Blackout) als Folge einer Leitungsschutzdie Subventionierung von Ineffizienz konzentrieren. Ansonsten abschaltung zu verhindern. Die Photovoltaik ist dabei ein bewird die politisch verordnete Energiewende genauso enden sonderes Problem, da niemand weiß, ob eine Photovoltaik-Anwie eine Firma, die ihre fleißigen Mitarbeiter durch eine Vielzahl lage morgen Strom erzeugen wird oder nicht, weil die Anlage fauler Mitarbeiter ersetzt, weil sie glaubt, so in Zukunft einen eventuell von Wolken beschattet wird. besonderen Nutzen für die Allgemeinheit zu generieren.

Diskussion offensichtlich unerwünscht Thomas Eisenhuth Ende Februar letzten Jahres besuchte ich in Wien die Veranstaltung „Quo Vadis Donau?“, auf der der Chef der meisten Thomas Eisenhuth Donaukraftwerke bekanntgab, dass man den Mehrbedarf an Der Autor, geboren 1967, ist Strom mit seinem Unternehmen nur noch mit dem Zubau von Energieunternehmer in Österreich Photovoltaik und Windkraft decken wolle – mit Wasserkraft

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jedenfalls nicht. Ich war verdutzt. Beim Kaffee sprach ich den Herrn im Beisein von Kollegen auf seine Aussage und die Problematik des Photovoltaik-Ausbaus an. Ich fragte ihn, ob meine Beobachtung richtig sei, dass bei Sonnenschein die Donaukraftwerke zugunsten der zugebauten Photovoltaik abgeregelt werden. Er nickte mir zustimmend zu, drehte sich um und entschwand zum Buffet. Eine Diskussion zum Thema war offensichtlich nicht erwünscht.

Negative Strompreise weiterverrechnen Einige Wochen nach der Veranstaltung sendete der ORF ein interessantes Interview mit dem Chef des Übertragungsnetzbetreibers APG. Darin nannte dieser den eigentlichen Grund des angeblich unbedingt notwendigen Ausbaus des Stromnetzes in Österreich: Die zuvor mit hohen Subventionen zugebaute Pho-

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MODALTEST AN DEN BECHERN EINER WASSERTURBINE Das zu untersuchende Laufrad hat einen Durchmesser von 4 Metern und wiegt 10 Tonnen. Es wurde von Dewesoft hochpräzise validiert.

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rundsätzlich wird der Betrieb eines Wasserkraftwerks heute vollautomatisch von den Bedingungen am Strommarkt gesteuert. Das bedeutet, dass der klassische Dauerbetrieb zumeist in intermittierende Hochläufe übergegangen ist.

Diese Betriebsweise hat naheliegender Weise Einfluss auf die Lebensdauer und erfordert demnach heute auch einen detaillierteren Einblick in das Zusammenspiel der Komponenten.

Ein nicht zu unterschätzender Faktor im Hinblick auf die Betriebssicherheit einer Wasserkraftanlage stellt dabei das Thema der Eigenfrequenzen dar. Schließlich verursacht jeder Antrieb Schwingungen bei der Wellendrehzahl, darüber hinaus auch deren Vielfachen, die im Fachjargon „Harmonische“ genannt werden.

So liegt die Eigenresonanzfrequenz der Becher des Pelton-Laufrads üblicherweise höher, jedoch können höhere Vielfache der Wellendrehzahl genau die Becherfrequenzen anregen. Wird die Maschine länger in diesem Resonanzpunkt betrieben, entstehen Schwingungen mit hoher Intensität, die verstärkte Materialermüdung und in Folge Materialbruch und Totalausfall verursachen.

Neues Laufrad mit geänderten Eigenresonanzfrequenzen Mit einem Problem dieser Art sah sich der westösterreichische Kraftwerksbetreiber TIWAG konfrontiert, der mit der Bitte um

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TIWAG, bekannter österreichischer Kraftwerksbetreiber und führender Energiedienstleister in Tirol, ersuchte Dewesoft um Unterstützung bei der Validierung einer neu konzipierten Wasserturbine. Aufgrund von Verschleiß und wiederholten Sanierungen an den Laufrädern hat sich TIWAG entschlossen, neue Laufräder zu beschaffen. Die nötigen Festigkeitsnachweise inkl. einer numerischen Modalanalyse wurden bereits vom Hersteller im Vorfeld der Messung durchgeführt. Dewesoft lieferte eine effektive Feldlösung für die schnelle Validierung der Modalparameter der Turbine und die Speicherung der Daten zu Nachweiszwecken im Falle zukünftiger Probleme.

Das SIRIUS Messmodul wird per USB-Kabel mit einem Standard-Laptop verbunden.

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Software • DewesoftX: Prüf- und Messdatenerfassungssoftware für Datenaufzeichnung, Signalverarbeitung und Datenvisualisierung • DewesoftX-DSA: Softwarepaket mit Modaltest-Option, OPTMODAL-TEST Modaltests In diesem Fall betrachteten wir einen Impulshammer- oder experimentellen Modaltest als angemessene Testmethode. Diese Methode hat den Vorteil, dass nur ein Minimum an Ausrüstung benötigt wird, nämlich ein Impulshammer und ein Sensor.

Beim Anschlagen mit dem Impulshammer stellte sich heraus, dass die Eigenfrequenzen der 23 Laufradbecher bei etwa 780 Hz lagen. Aufgrund der Fertigungsgenauigkeit der Turbine lagen sie sehr nahe beieinander, und die Phase drehte sich in einem engen Frequenzbereich mehrmals.

Die Wahl der Abtastrate (5000 Hz) und der Linienauflösung (8192 Linien, df = 0,305 Hz) war der kritischste Aspekt. Wir mussten beide Einstellungen aufeinander abstimmen und gleichzeitig die resultierende Messzeit für jeden Schlag im Auge behalten. Sie durfte nicht zu lang sein.

Die verwendete Frequenzauflösung erforderte die Erfassung

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Bei jedem Impulshammerschlag – oben in grün dargestellt – registrierte der Schwingungssensor (unten, blau) einen langen Nachklang, da die massive Metallstruktur eine sehr geringe Dämpfung aufweist.

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Unterstützung bei der Validierung eines neu konzipierten Wasserturbinenmodells an den international agierenden Technologiekonzern Dewesoft herantrat. Das Design musste verändert werden. Das neu designte Laufrad weist nun einen Durchmesser von etwa 4 Metern auf und wiegt 10 Tonnen.

Es ist mit 23 Bechern ausgestattet, wird von sechs Düsen mit einem Druck von etwa 120 bar angetrieben, läuft mit einer Nenndrehzahl von 500 U/min und ist auf eine Leistung von 250 MW ausgelegt. Die Ingenieure der TIWAG brauchten eine Lösung für die Validierung der Modaleigenschaften des neuen Turbinendesigns mit modifizierter Becherform. Diese Änderung sollte den geforderten Sicherheitsabstand von 10 Hz zwischen den Anregefrequenzen aus dem Maschinenbetrieb und den maßgeblichen Becher-Eigenfrequenzen sicherstellen. Weiters wurden die neuen Laufräder aus Schmiedescheiben gefräst, während die alten gegossen wurden. Dadurch sollten Streuungen in den Bechereigenfrequenzen geringer ausfallen.

Dewesoft bot eine effektive Feldlösung für die Validierung der Modaltests und -analyse des Turbinendesigns und die Speicherung der Daten zu Nachweiszwecken im Falle zukünftiger Probleme. Das Dewesoft-Messsystem ermöglicht eine mobile Messung vor Ort, die intuitive Software-Oberfläche und geführte Testroutine helfen Zeit zu sparen. Die hohe Auflösung liefert aussagekräftige Ergebnisse, und durch die visuelle Animation der Schwingbewegung kann verifiziert werden, dass es sich bei den Einzelmessungen tatsächlich um die BecherEigenfrequenzen handelt.

Konfiguration der Lösung Hardware • Dewesoft SIRIUSi in kundenspezifischer Ausführung mit 2xACC, 2xACC+, 2xHV und 2xMULTI: 8-kanaliges isoliertes Datenerfassungssystem mit USB2-Schnittstelle • Endevco 2302-100 (Empfindlichkeit: 22,7 mV/N): Impulshammer • PCB 352A56 (Empfindlichkeit: 99,3 mV/g): Beschleunigungssensor

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Modaltestkonfiguration: Die Registerkarte „Anregung“ zeigt die acht Impulshammer-Anregungspunkte.

Modaltestkonfiguration: Registerkarte „Antwort“ – der Messaufbau erfordert nur einen Sensor.

Das 2D-Softwaremodell der vereinfachten Oberkante.

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Das Geometriemodell Im Modalgeometrie-Editor der Software vereinfachten wir die Becher zu einer 2D-Form mit acht an der Oberkante angeordneten Anregungspunkten. Zur korrekten Visualisierung und Schattierung der Bewegung verbanden wir diese Punkte durch Linien.

Der Beschleunigungssensor wurde an Punkt 8 angebracht, während wir im Rahmen der Routine mit dem Hammer von Punkt 1 zu Punkt 8 wanderten. Um den Erhalt eines brauchbaren Durchschnittsergebnisses zu gewährleisten, wurde jeder Messpunkt je drei Mal mit einem Hammerschlag angeregt. Auf diese Weise erstellten wir für jeden Becher eine neue Datendatei.

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Der Messbildschirm Die Anzeige im Screenshot links unten wird standardmäßig sofort nach Beginn der Messung automatisch generiert. Der Messbildschirm ermöglicht die Echtzeitvalidierung der Anregungsund Antwortsignale im Zeit- und Frequenzbereich zur schnellen Identifizierung von Doppelschlägen und Wiederholungen sowie zur Kontrolle von Übertragungsfunktion und Kohärenz. Die Software markiert den aktuell gemessenen Punkt in Rot. Die Geometrie kann per Maus in 3D gedreht werden, und es stehen mehrere Visualisierungsoptionen wie Draufsicht, Seitenansicht, orthogonale Ansicht und unverformte Form im Hintergrund zur Verfügung.

Die Modalanalyse Nach Abschluss der Messungen wechselten wir zum vordefinierten Bildschirm „Modaltest – Analyse“, um alle Übertragungsfunktionen – die Amplituden und die Phasen – in einem Bode-Diagramm zu untersuchen. Wenn sich die Phase um 180 Grad dreht und die Amplitude maximal ist, deutet dies auf eine Resonanz hin.

Die beiden Krafthäuser Gerlos 1 (rechts) und Gerlos 2 im Zillertal. Die Anlagen versorgen mehr als 70.000 Haushalte mit erneuerbarer Energie

Der Modalhammer besitzt einen integrierten Kraftsensor, der die Anregung über einen breiten Frequenzbereich misst.

gebnisse aus unserem experimentellen Modaltest. Er interpoliert zwischen den FFT-Linien. Die Strukturanimation unten zeigt eine sehr schöne Darstellung der ersten Mode (Auf-/Abwärtsbewegung der Becher, unverformte Struktur in hellgrau).

Beachten Sie den geringen Dämpfungsfaktor, der durch die massive Stahlstruktur bedingt ist.

Fazit Die Messungen an allen 23 Bechern ergaben eine durchschnittliche Resonanzfrequenz von 782,5 ±3,9 Hz. Die Einzelmessungen ermöglichen die Identifikation jener Becher, die ggf. einer Nachbearbeitung bedürfen, um den geforderten Sicherheitsabstand zu den Maschinen-Anregefrequenzen herzustellen („Verstimmung“ durch z.B. Materialabtrag mittels Schleifen). Der gesamte Messvorgang, einschließlich des Aufbaus, nahm nur etwa zwei Stunden in Anspruch, und die TIWAG freut sich darauf, diese einfache Lösung im täglichen Betrieb einzusetzen. „Bei Verwendung des vorherigen Messsystems war unser Kofferraum immer mit Geräten und Kabeln vollgestopft“, berichten die TIWAG-Messtechniker. „Das Dewesoft-System bietet eine viel kompaktere und robustere Lösung. Und die Durchführung der Tests geht viel schneller und macht mehr Spaß!“ Die Messung ist vor einigen Jahren durchgeführt worden. Inzwischen wurden viele Turbinen mit dieser Methode gemessen.

[Text: Dewesoft]

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Frequenz und Dämpfung Das Spektrum zeigte zahlreiche Resonanzen in einem schmalen Band (In der Abb. unten ist von 750–800 Hz gezoomt). Zu diesem Zeitpunkt waren wir hauptsächlich an unserer ersten Mode bei etwa 780 Hz interessiert. Hier erleichtert die lineare Skalierung der y-Achse das Auffinden des dominanten Peaks.

Der Modalkreis bot die Möglichkeit zum Erhalt genauerer Er-

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einer recht großen Datenmenge und eine relativ lange Messzeit für die Berechnung einer FFT (t = 1 / df = 1/0,305 Hz = 3,28 s).

Da die massive Stahlkonstruktion eine geringe Dämpfung aufweist, hielt die als Ton wahrnehmbare Schwingung nach jedem Hammerschlag einige Sekunden an. Deshalb war es auch wichtig, zwischen den einzelnen Schlägen ausreichend Zeit verstreichen zu lassen.

Prüfen der Kohärenz während der Messung

Vorkonfigurierter Bildschirm für die anschließende Datenvalidierung

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Zwischen 2019 und 2021 wurde der rund 3,2 Kilometer lange Triebwasserweg des Vorarlberger Bahnstromkraftwerks Spullersee erneuert. Die drei am Bild ersichtlichen Druckrohrstränge entlang des Steilhangs wurden dabei durch eine einzelne, komplett erdverlegte Stahlleitung ersetzt.

BAHNSTROMKRAFTWERK SPULLERSEE MIT NEUER DRUCKROHRLEITUNG FÜR DIE ZUKUNFT GERÜSTET

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er „Ökostrom-Jubilar“ ist für die ÖBB in Österreichs westlichstem Bundesland von großer Bedeutung. Gemeinsam mit dem Laufwasserkraftwerk Braz, welches mit dem zuvor im Kraftwerk Spullersee turbinierten Triebwasser betrieben wird, wird ausreichend saubere Energie produziert, um den gesamten jährlichen Bahnstrombedarf Vorarlbergs abzudecken.

Zudem kann das Kraftwerk Spullersee Lastspitzen aus dem Bahnstromnetz ausregeln und somit einen wichtigen Beitrag zur Stabilität des ÖBB Stromnetzes liefern. Seit der Erstinbetriebnahme im Jahr 1925 wurde das Speicherkraftwerk mehrfach erweitert, umgebaut und modernisiert. So wurden bereits 1931 die drei bestehenden Maschinensätze um eine weitere Turbine ergänzt, wodurch sich die Ausbauleistung der Anlage von vormals 12,6 MW auf ca. 22 MW erheblich steigerte. Zwischen 1962 und 1966 wurde das Stauziel im Spullersee durch

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Das zwischen 1919 und 1925 errichtete Kraftwerk Spullersee der Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) begeht im heurigen Jahr sein 100-jähriges Jubiläum. Damit die Vorarlberger Speicheranlage mit einer Engpassleistung von 40 Megawatt auch in der Zukunft mit maximaler Effizienz grünen Bahnstrom für das heimische Bahnnetz erzeugen kann, wurde von den ÖBB zwischen 2019 und 2021 eine umfassende Erneuerung des rund 3,2 Kilometer langen Kraftabstiegs durchgeführt. Besonders herausfordernd war die Rohrverlegung im ca. 1.400 m langen Steilabschnitt, bei der die Grabungs- und Montagearbeiten im bis zu 40 Grad steilen Gelände umgesetzt werden mussten. Aufgrund des anspruchsvollen Terrains und des hohen Betriebsdrucks von über 80 bar wurde der Kraftabstieg entlang der Steilstufe aus robusten Stahlrohren hergestellt. Geliefert wurde das hochbeständige Rohrmaterial für die Steilstufe vom Tiroler Branchenexperten ALPE PIPE SYSTEMS GmbH & Co. KG, der seinem Ruf als kompetenter Partner ein weiteres Mal gerecht werden konnte.

Abbauarbeiten der alten Druckrohrleitung am Steilhang.

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umfassende elektro- und leittechnische Modernisierungen in der Kraftwerkszentrale. Dank der Neuwicklungen der Generatoren 1 und 2 und den geringeren Verlusten im neu ausgeführten Triebwasserweg erreicht das Kraftwerk Spullersee nun 40 MW Engpassleistung.

Projekt mit zahlreichen Herausforderungen

eine Sperrenerhöhung um ca. 6 m erhöht, damit vergrößerte sich der Speicherinhalt von 13,5 auf 15,7 Millionen m³. Zwischen 1979 und 1982 erfolgte die Errichtung einer dritten Druckrohrleitung, zudem wurde der Maschinensatz 4 umgebaut. Im Zeitraum zwischen 1984 und 1988 wurden die älteren drei Turbinen durch zwei neue Maschinengruppen ersetzt, damit wurde eine Steigerung der Ausbauleistung auf 36 MW erzielt. Nachdem von 2019 bis 2021 die Erneuerung des Triebwasserwegs durchgeführt wurde, erfolgten zwischen 2022 und 2023 noch © ALPE

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Der Vertriebsspezialist ALPE PIPE SYSTEMS GmbH & Co. KG lieferte die hochwertigen Stahlrohre DN1100 vom Fabrikat Mannesmann Großrohre.

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An der innerhalb von knapp drei Jahren durchgeführten Kompletterneuerung des rund 3.200 m langen Kraftabstiegs, der sein technisches Lebensende erreicht hatte, waren laut ÖBB Projektleiter Stefan Zauner eine ganze Reihe von herausfordernden Randbedingungen geknüpft: „Zu den größten Herausforderungen zählten die hochalpine Lage des Projektgebiets und die damit einhergehenden Witterungsverhältnisse. Hinzu kamen die beengten Platzverhältnisse im Rohrstollen sowie das steile Gelände, in dem große Teile der Rohrverlegungsarbeiten stattgefunden haben. Darüber hinaus fiel nahezu die gesamte Projektdauer auf die Corona-Pandemie, was im Hinblick auf die vorgeschriebenen Hygiene- und Schutzmaßnahmen erheblichen Zusatzaufwand mit sich brachte. Dennoch konnte das Projekt termingereicht abgeschlossen und das Kraftwerk wie geplant wieder in Betrieb genommen werden.“

Triebwasserweg komplett erneuert

Der ÖBB Projektleiter betont, dass die Arbeiten im hochalpinen Gelände auch während der Wintermonate keine Pause einlegten, damit das Projekt im vorgesehenen Zeitraum abgeschlossenen werden konnte. Nachdem im August 2019 die Vorarbeiten begonnen hatten, wurde im Herbst 2019 der rund 480 m lange Zugangstunnel zum bestehenden Rohrstollen als Teil des neuen Ausrüstungskonzepts ausgebrochen. Parallel zu diesen Arbeiten wurde Anfang Jänner 2020 der Spullersee bis auf den ursprünglichen Seespiegel entleert. Im Rahmen der Seeentleerung wurde auch eine neue, seeseitige Apparatekammer ausgebrochen sowie wichtige maschinenbauliche Anlagen wie zwei neue notschlusstaugliche Absperrklappen eingebaut. In einer Zwischenbetriebsphase von Mai bis Juni 2020 wurde das Schmelzwasser im Einzugsgebiet des Speichers abgearbeitet.

Zum Schutz der Arlbergbahnstrecke vor den Bauarbeiten wurde bereits im Oktober 2019 eine Schutzeinhausung errichtet.

Ende Juni 2020 wurden die neuen Absperrklappen geschlossen und das alte Stollenrohr aus Stahl aus dem Jahr 1924 auf der gesamten Länge von 1.750 m durch eine neue Druckrohrleitung aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) ersetzt. Zwei Monate später startete die Rohrverlegung am finalen Abschnitt des Kraftabstiegs, der nach dem Stollen über äußerst steiles Gelände ins Maschinengebäude führt. Dabei wurden drei zuvor oberirdisch verlaufende Rohrstränge durch eine einzelne, komplett erdverlegte Stahlleitung DN1100 mit 1.460 m Länge ersetzt. Für die ausführenden Spezialisten war die Rohrverlegung besonders herausfordernd, da die Arbeiten im bis zu 40 Grad steilen Gelände sowohl im Winter als auch im Sommer durchgeführt werden mussten.

Hochqualitative Rohre vom Vertriebsspezialisten

Eindruck von der herausfordernden Rohrverlegung.

Geliefert wurden die Stahlrohre vom Tiroler Branchenexperten ALPE PIPE SYSTEMS GmbH & Co. KG im Auftrag des Generalauftragnehmers Ing. Berger & Brunner Bauges.m.b.H., die ebenfalls in Tirol ansässig ist. Der ALPE-Geschäftsführer Luis Kluibenschädl beschreibt den Lieferumfang des Referenzprojekts folgendermaßen: „Die spiralgeschweißten Rohre stammen vom deutschen Traditionshersteller Mannesmann Großrohre. Zum APRIL | 25

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Erfolgreicher Abschluss für Großprojekt

Die Erneuerung des Triebwasserwegs wurde im Mai 2021 abgeschlossen, direkt im Anschluss startete der Probebetrieb. Zwischen 2022 und 2023 stand schließlich noch die Neuwicklung

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Im Inneren wurden die Rohre mit einer Epoxyd-Beschichtung versehen, für den Außenschutz vor Umwelteinflüssen sorgt eine PE-Umhüllung.

der Generatoren 1 und 2 sowie eine umfassende Erneuerung der elektro- und regelungstechnischen Sekundärtechnik im Maschinengebäude auf dem Programm. Dies beinhaltete die Modernisierung der Maschinenautomatik, der Kraftwerksleittechnik, der Erregungs- und Schutztechnik sowie der hydraulischen Turbinenregler. Zum 100-jährigen Bestehen des Kraftwerks Spullersee zieht ÖBB Werksgruppenleiter Stefan Pecina ein positives Fazit über das größte Erneuerungsprojekt der Kraftwerksgeschichte und betont dabei die konstruktive Zusammenarbeit der ausführenden Unternehmen und Personen: „Die Stimmung unter den Projektbeteiligten war stets geprägt vom Respekt vor der Größe der Aufgabe und dem gemeinsamen Ziel, das Projekt erfolgreich abzuschließen.“

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Einsatz kamen Rohre mit Wandstärken von 12,5 bis 22,5 mm, die dem Betriebsdruck von mehr als 80 bar zuverlässig standhalten. Die Rohre sind außen mit einer verstärkten PE-Umhüllung und innen mit einer Epoxyd-Beschichtung versehen. Zusätzlich wurden die Rohre bauseits mit einem schützenden Fließ umwickelt, um im Steilhang die Rutschgefahr zu verringern.

Als Verbindungsart kam die Stumpfschweißmethode zum Einsatz, die höchste Qualität garantiert. Da der Rohrtransport bauseits mit einer Materialseilbahn erfolgen musste, betrugen die gelieferten Rohrlängen zwischen 12 und 13,5 m. Damit war sichergestellt, dass die maximale Tragkraft der Seilbahn nicht überschritten wird.“ Luis Kluibenschädl betont, dass aufgrund der hohen Druckstufe hochlegierter Stahl zum Einsatz gekommen ist, der möglichst geringe Wandstärken ermöglichte: „Auf Kundenwunsch wurde die Wandstärke der Rohre nach ‚außen‘ abgearbeitet. Das brachte den Vorteil mit sich, dass trotz unterschiedlicher Wandstärken sämtliche Rohre den gleichen Innendurchmesser aufweisen, was in weiterer Folge die Minimierung der Reibungsverluste begünstigt. Sämtliche Rohre wurden mit der ‚3.2-Zerfifizierung‘ geliefert, die eine Überwachung der Produktion durch den TÜV-Nord nachweist. Für kleinere Richtungsänderungen der Rohrtrasse wurden an den Rohrenden Gehrungsschnitte hergestellt. Die Schweißnähte der einzelnen Rohre wurden bauseits nachträglich mit Schrumpfmanschetten versehen, wodurch eine durchgehende PE-Schutzumhüllung der gesamten Leitung erreicht wurde.“

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Das System gewährleistet eine einfache Wartung und Spülung des Fischpasses.

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ufgrund der guten hydraulischen Ergebnisse war es bereits 2017 möglich, eine Pilotanlage zu errichten und diese einem biotischen Monitoring zu unterziehen. Die Anlage wurde an der Raab, einem Fluss mittlerer Größe, in der Barbenregion (Epipotmal mittel) errichtet und konnte bereits die erfolgreiche Passage von zehn Fischarten belegen. „Im Zuge dieses Monitorings war es auch erstmals möglich die Wanderung von bodenorientierten Kleinfischen in einem Denil-Fischpass nachzuweisen“, sagt Entwickler Georg Seidl. An einer weiteren Pilotanlage am Hirschbach, in der oberen Forellenregion (Epirhithral), wurden ein Beckenpass und der eco²-Fischpass parallel errichtet. Beide Anlagen wurden einem vergleichenden Monitoringprogramm unterzogen, mit der Zielsetzung, die Größenselektivität des neu entwickelten Denil-Fischpasses gegenüber dem Beckenpass zu testen. Als Ergebnis konnte festgestellt werden, dass sich für den eco²-Fischpass keine Größenselektivität gegenüber dem Beckenpass ableiten lässt. Eine weitere Pilotanlage wurde an der Pinka, einem kleinen Fluss in der Barbenregion (Epipotmal mittel) errichtet. Im Untersuchungszeitraum von 57 Tagen konnten rund 9.300 Individuen den Denil-Fischpass passieren, wobei 1/3 der protokollierten Individuen Körperlängen < 10 cm aufwies und der Großteil der Fische durch bodenorientierte Kleinfischarten repräsentiert wurde.

man sofort einen Überblick über den Wartungszustand des Fischpasses erhält“, so Georg Seidl. Offensichtliche Verlegungen können schnell per Hand entfernt werden und durch einfaches Herausziehen der Dotationsblende kann der Fischpass wieder in Betrieb gehen. Bei massiveren Verlegungen kann das System gespült werden. Die Lamellen sind einfach manipulierbar in U-Profilen geführt, sodass die Lamellen schnell per Hand entfernt werden können. Nach dem Entfernen der Lamellen ist das Schluckvermögen des Fischpasses deutlich erhöht und der Strömungswiderstand gebrochen, sodass die erhöhte Wassermenge unter Etablierung hoher Fließgeschwindigkeiten in das System eingeleitet wird und der Fischpass freigespült werden kann. Bei diesem Vorgang ist auch eine ausreichende Spülung © Georg Seidl

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Basierend auf dem Standard-Denilpass wurde der eco²-Fischpass in mehrjähriger enger Zusammenarbeit mit der TU Graz entwickelt und erforscht. Das vom Grazer Unternehmen eco² fish solutions entwickelte System gewährleistet auch schwimmschwächeren bzw. sohlorientierten Gewässerlebewesen einen mühelosen Aufstieg über große Höhenunterschiede hinweg – und das im Vergleich zu anderen Systemen bei geringeren Kosten und weniger Bauaufwand. Auf der Basis von über 140 hydraulischen Messkampagnen in Feld und Labor wurde der Fischpass kontinuierlich entwickelt und die Abmessungen bzw. die Lamellengeometrie optimiert.

© Georg Seidl

ECO²-FISCHPASS: INNOVATIVE UND KOSTENSPARENDE FISCHAUFSTIEGSHILFE ERLANGT DEN STAND DER TECHNIK

Durchdachtes System mit vielen Vorteilen

„Eine wesentliche Zielsetzung bei der Entwicklung des Fischpasses bestand darin, ein betreiberfreundliches System zu entwerfen. Diese Anforderung umspannt, neben dem schnellen Einbau der Fertigteilelemente, der kostengünstigen Errichtung sowie der wassersparenden Betriebsweise auch eine einfache Sicherstellung der nachhaltigen Funktionsfähigkeit“, bekräftigt Georg Seidl. Bei beckenartigen Bautypen ist es oftmals schwierig festzustellen ob sich in den Übergängen Ast- oder Zweigmaterial angeordnet hat. In der Regel ist es notwendig, die Dotation der Fischaufstiegshilfe durch Absenken des Einlaufschützes zu drosseln bzw. zu unterbinden. Die üppigen Bauwerke sind oftmals schwer einsehbar und der Wartungsaufwand meist mit Kletterakrobatik verbunden. „Beim Modifizierten Denil-Fischpass werden Dotationsblenden mitgeliefert. Der einfache und schnelle Einschub drosselt die Dotation, sodass

Ein eco²-Fischpass sorgt beim steirischen Kraftwerk Leims für die gewässerökologische Durchgängigkeit.

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Mit dem Einbau eines modifizierten Denilpasses wurde beim Kraftwerk Gschaid an der Feistritz eine kompakte Lösung für den Wehrstandort gefunden.

Modifizierter Denilpass ist Stand der Technik

Die zahlreichen Monitorings an vielen Wasserkraftstandorten in unterschiedlichsten Fischregionen ermöglichten es dem eco²-Fischpass den Stand der Technik zu erreichen. So wurde mit dem „1. Beiblatt zum Leitfaden zum Bau von Fischaufstiegs-

hilfen – Modifizierter Denil-Pass“ der Einsatz des Modifizierten Denilpasses für mehrere Fischregionen empfohlen. Somit kann diese kosteneffiziente und betreiberfreundliche Fischaufstiegshilfe im Behördenverfahren problemlos an vielen Wasserkraftstandorten bewilligt werden. Bislang wurden 28 Anlagen in sechs Fischregionen errichtet, wobei für 24 Anlagen die Funktionsfähigkeit durch ein Monitoring bestätigt und der Aufstieg von 30 Fischarten belegt wurde. Aktuell sind etwa 30 weitere Projekte bewilligt bzw. in Planung. Dabei kommt der Fischpass bei Fallhöhen von bis zu 15 m Höhendifferenz zum Einsatz.

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der Ruhebecken gewährleistet. Der Wartungsaufwand ist dabei, je nach Anlagengröße, auf eine Zeitdauer von 20 Minuten bis eine Stunde beschränkt. Fremdleistungen und schweres Gerät sind nicht erforderlich.

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eco²-Fischpass:

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Kamerainstallation von den deutschen Videomonitoringspezialisten I AM HYDRO mittels Taucher an der Tiroler Ache (Deutschland)

VIDEOMONITORING AN FISCHAUFSTIEGSANLAGEN Die Sicherstellung der Durchgängigkeit für migrierende Fischarten sind zentrale Aspekte bei der Modernisierung und dem Betrieb von Wasserkraftanlagen. Die technologischen Fortschritte im Bereich des Kameramonitorings, unterstützt durch künstliche Intelligenz (KI), bieten hierfür innovative Lösungen für eine effiziente Überprüfung an diesen Anlagen, Bypässen oder auch Fischschutzeinrichtungen. Die Systeme bieten eine kosteneffiziente Alternative zu den gängigen Monitoringmethoden und eröffnen neue Möglichkeiten für Betreiber, um den regulatorischen Anforderungen gerecht zu werden und die ökologische Verträglichkeit ihrer Anlagen nachzuweisen.

[Gastbeitrag von I AM HYDRO]

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as Unterwasserkamerasystem I AM HYDROCam wurde für diese Anwendungen entwickelt, um auch dauerhafte Einsätze an Wasserbaulichen Anlagen und in freien Fließgewässern zu überstehen. Mittlerweile sind europaweit über 70 Systeme für das kamerabasierte Monitoring von Fischen im Einsatz.

Fallbeispiel: Wirkungskontrolle einer Fischschleuse, Interlaken, Schweiz1

Am Kraftwerk Schifffahrtskanal der Industriellen Betriebe Interlaken AG wurde eine nach modernsten ökologischen Standards konzipierte Fischschleuse installiert, um die Passage für Fische zwischen dem Brienzer- und dem Thunersee zu ermöglichen. Als Bemessungsfischarten wurden dabei der Lachs (Salmo salar) und die Seeforelle (Salmo trutta) ausgewählt, deren Wanderverhalten besondere Anforderungen an das Monitoring und die Funktionsprüfung der Anlage stellt. Für den Funktionsnachweis der Fischaufstiegsanlage wurden strategisch platzierte I AM HYDROCam Systeme sowohl am Einstieg und Ausstieg der Schleuse als auch innerhalb der vorgesehenen

Monitoringeinrichtung, einem Zählbecken installiert. Die Kameras wurden jeweils so ausgerichtet, dass der Wanderkorridor als auch die Netzkehle im Zählbecken überwacht wurde.

Die erfassten Daten zeigten deutlich mehr Fische die durch die Kameras erfasst wurden als durch die Zählkammer. Die Fangeffizienz der Zählkammer lag über alle Arten (Bachforelle, Hasel (Leuciscus leuciscus), Barbe (Barbus barbus), Trüsche (Lota lota), Flussbarsch (Perca fluviatilis) und Hecht (Esox lucius) bei nur 36%. Lediglich zwei der insgesamt 56 Seeforellen wurden mit dem Zählbecken nachgewiesen, alle 56 aber mit dem Videomonitoring. Insbesondere die Bewegungen der Seeforellen wurden durch die Kameras umfassend dokumentiert, was auf eine mögliche Einschränkung der Funktionalität des Fischzählbeckens als Wanderhindernis hindeutete. Diese Erkenntnis führte zu einer vorübergehenden Außerbetriebnahme des Beckens, um eine ungehinderte Passage ohne die Fangeinrichtung zu gewährleisten.

Die anschließende Auswertung bestätigte nicht nur die Funktionsfähigkeit der Fischschleuse, sondern auch, dass keine ar-

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ten- oder größenbedingte Selektivität durch die Anlage besteht. Dies ist ein entscheidender Nachweis dafür, dass die eingesetzten technischen Lösungen effektiv zur Erhaltung der Biodiversität und zum Schutz migrierender Fischarten beitragen. Die in Interlaken gesammelten Erfahrungen unterstreichen die Notwendigkeit auch Fangeinrichtungen auf deren Fangeffizienz zu untersuchen.

Hierbei stellen Kamerasysteme eine fortschrittliche und anwenderfreundliche Methodik dar. Die gewonnenen Daten sind nicht nur für die standörtliche Evaluierung von Anlagen von Bedeutung, sondern bieten Betreibern wertvolle Einsichten zur Optimierung ihrer Anlagen.

Seeforelle während der Passage der Schleusenkammer (A), Forelle in der Netzkehle im Zählbecken (B) und die Längenhäufigkeitsverteilung der Seeforellen-Aufstiegs-Nachweise im Fisch1 zählbecken (C) . Hierbei wurde die Fischlänge bei den Kameranachweisen nur geschätzt, die Tiere im Zählbecken wurden gemessen.

den Standorten kein Stromanschluss verfügbar ist. Durch den flexiblen Einbau und die autarke Stromversorgung konnte das Kamerasystem am ersten Standort in kürzester Zeit installiert und in Betrieb genommen werden. Nach

Der Betrieb des Systems erfolgte mittels einer Photovoltaik-Insellösung, da an

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Fallbeispiel: Funktionsprüfung der Wiederherstellung der ökologischen Durchgängigkeit an zwei Gewässermündungen in den Inn, Österreich

etwa sieben Wochen Monitoring am ersten Standort wurde das System an den zweiten Standort verbracht.

Die Kamera wurde jeweils mit einer Halterung, welche in einer Schiene einfach zur Reinigung aus dem Wasser ge-

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Am neu gebauten Kraftwerk TumpenHabichen an der Ötztaler Ache in Tirol wurde im Herbst ein Videomonitoring durchgeführt, um den Funktionsnachweis der Fischwanderhilfe (Vertical-SlotPass) zu erbringen.

Das Kamerasystem wurde oberstrom des in Fließrichtung ersten Schlitzes und direkt unterstrom der zum Oberwasser führenden Ein- und Ausstiegsöffnung angeordnet. Die Kamera wurde so ausgerichtet, dass Fische, die den letzten Schlitz passiert haben, erfasst werden.

Passierende Fische wurden dabei mit Art, Größe sowie deren Wanderrichtung erfasst. Das Monitoring fand über sechs Wochen von Mitte Oktober bis Ende November, in der Hauptwanderzeit der Bachforelle (Salmo trutta) statt.

Nachweise über Bachforellen, die die Anlage erfolgreich durchwandert haben, wurden mit Größenklasse und Wanderrichtung (auf- oder absteigend) dokumentiert. Am Standort wurden alle Größenklassen (klein, mittel, groß) und sowohl aufsteigende als auch absteigende Fische registriert. Insbesondere die einfache Implementierung der Kamerasysteme in bestehende Anlagen sowie der Einsatz von Bewegungserkennung macht das Videomonitoring zu einer effizienten und kostengünstigen Alternative zu anderen Monitoringverfahren wie Reusen und Telemetrie.

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Fallbeispiel: Vertical Slot, Ötztaler Ache, Österreich

Typische Einbauweisen A & C von Kamerasystemen in Vertical Slot Fischpässen mit Kameraausrichtung auf den Schlitz. B & D zeigen den jeweiligen Sichtbereich der Kamerasysteme Unterwasser.

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Bei hohem Innwasserstand eingestauter Fischaufstieg zur Wiederherstellung der ökologischen Durchgängigkeit an den Pettnauer Gießen (Tirol).

hoben werden kann, an der Wand der Fischwanderhilfe installiert.

Mit dem Videosystem wurden Nachweise der Arten Bachforelle, Äsche (Thymallus thymallus) Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) und Aitel bzw. Döbel (Squalius cephalus), welche aus dem Inn erfolgreich in die kleinen Nebengewässer aufgestiegen sind, dokumentiert. Der flexible Einsatz zeigt den großen Vorteil hinsichtlich der Kosten für ein temporäres Monitoring auch an Anlagen ohne entsprechende In­ frastruktur. Über den integrierten Fernzugriff kann die Datensicherung und Auswertung fast in Echtzeit geschehen und nötige Wartung oder Reinigung des Systems können bedarfsgerecht durchgeführt werden. Zusätzlich konnte in diesem Beispiel der Nachweis über die Wiederherstellung der ökologischen Durchgängigkeit an zwei Anlagen in einer Saison mit nur einem System erbracht werden.

Fazit

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Fischaufstieg zur Wiederherstellung der ökolog. Durchgängigkeit an den Pettnauer Gießen (Tirol)

Das kamerabasierte Monitoring von Fischen etabliert sich zunehmend als kosteneffiziente, flexible und verlässliche Methode zur Überprüfung von Fischwanderhilfen aber auch von Fischschutzeinrichtungen. Die Technologie bietet eine attraktive Alternative zu traditionellen Methoden wie Reusen und Zählkammern, da diese nichtinvasiv ist und die Fischwanderung nicht beeinträchtigt wird. Zusätzlich bietet Videomonitoring standortspezifisch Vorteile in Bezug auf Kosten für Implementierung, sowie Betrieb und Wartung. Durch den Einsatz von Scheibenwischern können die manuellen Reinigungsintervalle und damit die Betriebskosten weiter reduziert werden und ergänzend durch KIAnwendungen der Auswertungsaufwand stark reduziert werden.

I AM HYDROCam-Unterwasserkamerasystem in einer Fischaufstiegsanlage an der Muota (Schweiz) 1

Haas, C., Meyer, M., Schmalz, M. & Tuhtan, J.A. (2024): Kamerabasiertes Monitoring von Fischen in Deutschland und der Schweiz. Springer Wasserwirtschaft 10/2024

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Vogelperspektive auf die neue Fischaufstiegsanlage des Kraftwerks Juramill an der Birs.

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die örtlichen Fischarten wie Bachforellen oder Äschen. Darüber hinaus werden mit den Maßnahmen nationale und internationale Bemühungen unterstützt, um den Lachs wieder im Rhein und seinen Zuflüssen anzusiedeln.

Alter Fischaufstieg nicht mehr zeitgemäß

Als direkter Rheinzufluss ist die Birs als ideales Laichgewässer für den Lachs eingestuft. Deswegen wurde das Kraftwerk Juramill in der strategischen Planung des Kantons Basel-Landschaft zur Sanierung der Wasserkraft als Priorität 1 eingestuft. Die kantonale Sanierungsverfügung sah vor, dass am Kraftwerksstandort sowohl eine verbesserte, lachsgängige Fischaufstiegshilfe als auch ein Fischabstieg erstellt werden muss. Gemäß der Sanierungsverfügung war der bestehende Fischpass mit mehreren Mängeln behaftet: „Die Becken waren zu klein und zu flach, und die Wasserspiegeldifferenzen zwischen den Becken waren zu groß. Zudem lag der Einstieg der Aufstiegshilfe zu weit vom Turbinenauslauf entfernt, so dass die Fische ihn schwer finden konnten“, erklärt ADEV-Projektleiter Andreas Appenzeller in der Verbandszeitschrift von „Swiss Small Hydro“,

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ie 1985 offiziell gegründete Energiegenossenschaft „Arbeitsgemeinschaft für dezentrale Energieproduktion“, kurz ADEV, im Kanton Basel-Landschaft feiert 2025 ihr 40-jähriges Bestehen. Kurz vor dem Jubiläum stand beim ADEV-Kleinwasserkraftwerk Juramill mit ca. 1,5 Millionen kWh Regelarbeitsvermögen zwischen 2023 und 2024 ein großangelegtes Ökologieprojekt auf dem Programm. Das seit 1997 in Betrieb stehende Laufwasserkraftwerk mit einer doppeltregulierten KaplanRohrturbine nutzt eine Ausbauwassermenge von 15 m³/s und eine Bruttofallhöhe im Bereich von 2,3 bis 3,5 m, bei vollem Wasserdargebot erreicht die Maschine 320 kW Engpassleistung. Mit der Realisierung des Durchgängigkeitsprojekts hat die ADEV die Vorgaben des Schweizer Gewässerschutzgesetzes mustergültig erfüllt. Das Kraftwerk war zwar schon vor dem Umbau mit einer Fischtreppe ausgerüstet, diese entsprach allerdings nicht mehr den Vorgaben moderner Fischaufstiegsanlagen. Der Kanton Basel-Landschaft hatte entschieden, dass an der Birs, die bei Basel in den Rhein mündet, eine Verbesserung der Fischdurchgängigkeit notwendig ist. Begründet wurde die Entscheidung mit der Beseitigung von Hindernissen für

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Zwischen 2023 und 2024 wurde beim Kleinwasserkraftwerk Juramill der Energiegenossenschaft ADEV im Kanton Basel-Landschaft ein umfangreiches Fischdurchgängigkeitsprojekt realisiert. Dank der Errichtung moderner Fischauf- und -abstiegsanlagen können die Gewässerlebewesen der Birs das Niederdruckkraftwerk nun ungehindert in beide Fließrichtungen passieren.

Ins Oberwasser gelangen die Fische durch einen technischen Schlitzpass mit 24 Becken, wobei ein Höhenunterschied von etwa 3 m überwunden wird. Als Abstiegsmöglichkeit kommt eine bewährte Kombination aus einem horizontalen Schutzrechen mit Leitfunktion sowie ein Bypasssystem zum Einsatz, welches die Fische über zwei Fallstufen sicher ins Unterwasser führt.

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DURCHGÄNGIGKEITSPROJEKT AM KRAFTWERK JURAMILL ERMÖGLICHT FISCHEN FREIE BAHN

Errichtung der Wasserhaltungsmaßnahmen an der Flussbaustelle.

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Das von WIEGERT & BÄHR gelieferte Hydraulikaggregat zur Steuerung der verschiedenen Stahlwasserbaugewerke wurde in einer geschützten Außenkabine untergebracht.

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die in ihrer Dezember-Ausgabe 2024 ausführlich über das Projekt berichtet hat. Als Generalplaner fungierte die in Chur ansässige Entegra Wasserkraft AG, die für der Erstellung des Vorund Bauprojekts mit allen hydraulischen Auslegungen sowie für die Implementierung der stahlwasserbaulichen, elektrischen und steuerungstechnischen Ausrüstung sorgte. Eine ideale Symbiose im Hinblick auf Planung und Umsetzung wurde mit der Beauftragung der Birsfelder HYDRO-SOLAR Water Engineering AG geschaffen, welche dank der geografischen Nähe die aufwändige Detailprojektierung der baulichen Teile einschließlich der örtlichen Bauleitung effizient abwickeln konnte.

Über 24 Becken ins Oberwasser

Der alte, aus Kalksteinen bestehende Beckenpass wurde durch einen modernen, aus Betonfertigteilelementen hergestellten Schlitzpass ersetzt. Bei einer Gesamtlänge von rund 100 m überwindet der neue Fischaufstieg ca. 3 m Höhenunterschied zwischen Unter- und Oberwasser. Die neue Konstruktion besteht aus 24 einzelnen Becken mit einer Durchschnittslänge von je 3,8 m, die es auch größeren Fischen ermöglicht, das Querbauwerk flussaufwärts zu überwinden. Am Grund der Becken wurde ein naturnahes Sohlsubstrat eingebracht, um die natürlichen Gegebenheiten des Flusslaufes nachzubilden. Zudem ermöglicht

die durchgehende Sohle auch bodenorientierten Gewässerbewohnern 6 kW-Dotierturbine von revita power den Fischaufstieg zu durchwandern. Dotiert wird der neue Fischpass mit konstant 300 l/s, dies entspricht einer Erhöhung der Durchflussmenge im Vergleich zum Altbestand um den Faktor 1,5.

Horizontalrechen in fischfreundlicher Ausführung

Zur Gewährleistung des sicheren Fischabstiegs wurde der Kraftwerkseinlauf umfassend erneuert. Anstelle des zuvor vertikal ausgeführten Einlaufrechens kommt am Krafwerkseinlauf nun ein fischfreundlicher Horizontalrechen nach dem System Ebel, Gluch & Kehl zum Einsatz, dessen Stababstand lediglich 15 mm beträgt. Diese Anordnung macht es Andreas Appenzeller zufolge unmöglich, dass kleinere Fische wie junge Lachse durch den Schutzrechen in die Turbine gelangen: „Der Horizontalrechen dient nicht nur als Barriere, sondern auch als Leitstruktur, welche die Fische linear zum flussabwärts liegenden Rechenende führt. Von dort gelangen sie in einen seitlich angeordneten Bypass, der sie sicher an der Turbine vorbeiführt“, erklärt der Projektleiter im Beitrag von Swiss Small Hydro. Die

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Die Fischauf- und -abstiegsanlagen sind seit Januar 2024 in Betrieb.

Reduzierung der Anströmgeschwindigkeit des Wassers auf maximal 0,5 m/s trägt ebenfalls zur Erhöhung der Fischsicherheit bei. Durch die verringerte Geschwindigkeit wird das Risiko minimiert, dass selbst schwimmschwache Fische an den Rechen gedrückt werden. Die verringerte Anströmgeschwindigkeit und das enger dimensionierte Rechenfeld erforderten einen deutlich größer dimensionierten Schutzrechen sowie die Erweiterung des dahinter befindlichen Einlaufbeckens. Geliefert wurden der 14,8 m lange und 2,15 m hohe Horizontalrechen sowie die dazugehörige Rechenreinigungsmaschine mit Pegelregelung von der deutschen WIEGERT & BÄHR Turbinen- und Stahlwasserbau GmbH. Zusätzlich lieferten die international bewährten Branchenspezialisten für die Erneuerung des Stahlwasserbaus noch eine ganze Reihe an Absperr- und Reguliereinrichtungen. Dazu zählten unter anderem ein 2-teiliger Spülschütz mit Fischabstiegsöffnungen, ein Geschwemmselschütz, ein Absperrschütz am Fischausstieg sowie ein Absperrschütz am Umgehungsgewässer. Ebenfalls im Lieferumfang enthalten waren die elektrischen bzw. hydraulischen Antriebe, das in einer Außenkabine untergebrachte Hydraulikaggregat sowie die Verrohrung der Hydraulikleitungen.

er GmbH geliefert wurde. Die als Rohrbogenturbine mit direkt gekoppeltem Asynchron-Generator ausgeführte Maschine erreicht 6 kW Ausbauleistung. Zum Schutz vor Treibguteintrag wurde am Turbineneinlauf ein von revita gefertigter Lochblechrechen inklusive Rechenreinigungsmaschine montiert.

Nach der Turbinierung fließt das Wasser mit der Dotierwassermenge aus dem Bypass im untersten Becken der Fischaufstiegshilfe zusammen. Durch diesen Zufluss wird eine konstante Lockströmung geschaffen, welche die Fische im Unterwasser gezielt zum Einstiegsbereich der Aufstiegslange leitet.

Dotierturbine im Bypass erzeugt Strom

Der neue Bypass nach dem Horizontalrechen besteht aus zwei Fallstufen und gewährleistet den Fischen eine sichere Abstiegsmöglichkeit zur Unterseite des Stauwehrs. Damit die Fische ihre Schwimmrichtung beibehalten, wird der Bypass mit konstant 800 l/s dotiert. Noch vor der ersten Fallstufe wird ca. die Hälfte des Wassers aus dem Bypass entnommen und zu einer neu installierten Turbine geleitet, die von der Schweizer revita pow-

Ökologieprojekt mustergültig umgesetzt

Die Investitionskosten des mustergültig umgesetzten Ökologieprojekts beliefen sich in Summe auf rund 4,2 Mio. Franken. Hinzu kommen noch 0,7 Mio. Franken für Ertragseinbußen während der fast einjährigen Bauphase sowie für die künftige Minderproduktion infolge des erhöhten Wasserbedarfs für die Fischwandereinrichtungen. Weitere 0,1 Mio. Franken sind für die Wirkungskontrolle vorgesehen. In Summe betragen die Kosten also 5 Mio. Franken. Weil sich die Sanierung ausschließlich auf die Optimierung der Fischdurchgängigkeit fokussierte, werden die gesamten Kosten vom Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU) übernommen. Trotz des erhöhten Wasserbedarfs für die Fischwandereinrichtungen kann durch die zusätzliche neue Turbine auch eine kleine Menge Strom produziert werden. Darüber hinaus wurde durch den Einbau des neuen Schutzrechens eine optimierte Anströmung auf die Hauptturbine erzielt. Somit rechnet ADEV-Projektleiter Andreas Appenzeller damit, dass die Gesamtproduktion des Kleinwasserkraftwerks Juramill nur in geringem Ausmaß beeinträchtigt wird.

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24 großzügig gestaltete Becken bringen die Fische ins Oberwasser.

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© alle Bilder PROCOM SYSTEM

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Beim brasilianischen Wasserkraftwerk Teles Pires ist das Fischschutzsystem NEPTUN seit 2019 im Einsatz.

DAS NEPTUN FISCHSCHUTZ-SYSTEM: INNOVATIV UND LANGJÄHRIG BEWÄHRT Der Schutz wandernder Fischarten stellt eine der größten Herausforderungen für eine nachhaltige Nutzung der Wasserkraft dar.

Obwohl Wasserkraftwerke im Allgemeinen eine erneuerbare und umweltfreundliche Energiequelle darstellen, können sie durch die Unterbrechung natürlicher Flussläufe die Migrationsrouten von Fischen erheblich beeinträchtigen. Zur Bewältigung dieses Problems sind wirksame Schutzmaßnahmen erforderlich, die sowohl die Erhaltung der Fischbestände sicherstellen als auch den effizienten Betrieb von Wasserkraftanlagen nicht beeinträchtigen. *Gastbeitrag von PROCOM SYSTEM S.A.

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ROCOM SYSTEM S.A. hat mit über 30 Jahren Erfahrung in der industriellen Automatisierung und bei Umweltschutzsystemen das NEPTUN-System entwickelt. Diese innovative Technologie schützt Fische, indem sie diese sicher von kritischen Bereichen wie Turbineneinläufen fernhält und gleichzeitig die Fischwanderung durch Leitwirkungen unterstützt. Das System nutzt dafür ein speziell konzipiertes elektrisches Feld, das Fische lenkt, ohne sie zu schädigen. Diese Lösung hat sich bereits in zahlreichen internationalen Installationen als äußerst effektiv und wirtschaftlich erwiesen.

Im folgenden Artikel möchten wir die Funktionsweise, Vorteile und Anwendungsbereiche des NEPTUN-Systems vorstellen und zeigen, wie damit Wasserkraftanlagen vor dem Einschwimmen von Fischen effektiv und kostengünstig geschützt werden können, und es damit auch zur nachhaltigen Bewirtschaftung aquatischer Ökosysteme beitragen kann.

oder Pumpen zu gelangen. Die Anlagen bieten einen wirksamen Fischschutz und können dabei Fische vorbei an kritischen Strukturen hin zu Fischtreppen, Bypässen oder Abstiegseinrichtungen leiten. Das elektrische Feld wird standortspezifisch so

Technik und Funktionsweise des NEPTUN-Systems

Das NEPTUN-System basiert auf der Erzeugung eines nichtlinearen elektrischen Feldes im Wasser, welches Fische wirksam davon abhält, in für sie schädigende Bereiche wie Turbinen

Fischschutz an zwei Kühlwassereinläufen des Heizkraftwerks Żerań

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Fischschutz am Fluss Łupawa in Smołdzino

angepasst, dass es zu keinem Zeitpunkt eine Gefahr für Fische, andere Wasserorganismen oder sich im Wasser befindlichen Menschen oder Tieren darstellt. Die hohe Anpassungsfähigkeit des Systems ermöglicht eine flexible Konfiguration entsprechend den Standortbedingungen wie Wassertiefe (auch stark schwankende Wasserstände), Strömungsverhältnisse und Fischartenspektrum.

so dass artspezifische, kritische Fließgeschwindigkeiten nicht überschritten werden und Fische weiträumig abgehalten werden.

Vorteile des NEPTUN-Systems

• Mobilität Das System ist in zwei Versionen erhältlich. Eine stationäre und eine mobile Version namens NEMO, die den Einsatz an schwer zugänglichen Orten auch ohne feste Stromversorgung ermöglichen.

• Regelkonformität und Sicherheit Das NEPTUN-System wurde gemäß geltender europäischer Normen entwickelt und verfügt über alle erforderlichen Sicherheitszertifikate einschließlich der CE-Kennzeichnung.

• Niedrige Betriebskosten Dank eines optimierten Energieverbrauchs und minimalem Wartungsaufwand gewährleistet das System eine wirtschaftliche und zuverlässige Lösung für den langfristigen Fischschutz.

• Hohe Wirksamkeit Unabhängige Tests belegen eine Effizienz von bis zu 100 Prozent bei der Abwehr von Fischen aus Gefahrenbereichen. Die Wirksamkeit wurde unter verschiedenen hydraulischen Bedingungen erprobt und unabhängig bestätigt.

• Widerstandsfähigkeit gegen Schäden Die Barriere ist robust gegenüber äußeren Einflüssen wie Temperaturschwankungen, Verschmutzungen, Eisbildung oder mechanischer Beschädigung.

• Flexibilität und Anpassungsfähigkeit Das System kann an örtliche Gegebenheiten angepasst werden, so dass standortspezifisch die beste Wirksamkeit der Fischschutzeinrichtung gewährleistet wird. Die technische Ausführung der Anlage kann unter der Einhaltung eines wirksamen elektrischen Feldes stark variieren und durch die Flexibilität in der Ausführung kann das NEPTUN-System flexibel an einer Wasserkraftanlage oder in deren Umfeld eingesetzt werden,

Deutschland verfügt über eine Vielzahl von Wasserkraftanlagen, insbesondere in Bayern und Baden-Württemberg. Das NEPTUN-System wird an mehreren Standorten in Deutschland erfolgreich zum Fischschutz an Wasserkraftanlagen sowie Industrie- und Trinkwasserentnahmestellen eingesetzt. An den Laufwasserkraftwerken spielt die Anströmgeschwindigkeit der Anlage bei der Schutzwirkung und der Ableiteffizienz von sehr wanderwilligen Arten wie dem Aal eine große Rolle.

Zwei NEPTUN-Barrieren am Gewässer Rice Creek in Minnesota, USA

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NEPTUN-System vor der Installation beim Kraftwerk Malczyce

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Fallbeispiele aus Deutschland und der Schweiz

NEPTUN-System an der Spree für den Kunden Stadtwerke Cottbus

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Im November 2021 erfolgte die temporäre Installation des NEPTUN-Systems am Grundablass der Stauanlage Gelmersee in der Schweiz.

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In der Schweiz werden NEPTUN-Systeme bisher an Pumpspeicher- und Speicheranlagen sowie temporär zum Fischschutz und Fischrückhalt bei Seeentleerungen erfolgreich eingesetzt.

Auch bei diesen Einsätzen sind die Anströmgeschwindigkeiten ein kritischer Aspekt für die Effizienz der Anlagen. Die älteste NEPTUN Anlage in der Schweiz am Genfer See wurde bereits 2015 in Betreib genommen.

In den letzten fast 20 Jahren wurden die Systeme NEPTUN und NEMO weltweit über 80-mal in mehr als zehn Ländern implementiert. Dabei wurden die für den Fischschutz relevanten elektrischen Felder im Wasserkörper durch unterschiedlichste Strukturen realisiert. Durch die Implementierungen in Ländern wie Brasilien und den USA wurden neue technische Lösungen entwickelt, die mittlerweile auch in Europa erfolgreich eingesetzt werden. Die größten NEPTUN-Fischschutzsysteme wurden an großen Wasserkraftanlagen in Brasilien installiert, mit Ausbauwassermengen bis zu 500 m³/s pro Turbine, was bedeutet, dass die Systeme unter sehr hohen mechanischen Belastungen arbeiten. Die weltweite Umsetzung der NEPTUN- und NEMOSysteme beinhaltete auch Verhaltensstudien an Fischen, nicht nur zu ihrem Schutz, sondern auch zum Schutz von Gewässersystemen vor der Ausbreitung invasiver Arten. In den USA und Kanada wurden Forschungs- und Feldversuche zu Lösungen durchgeführt, die auf die Bekämpfung invasiver Arten wie

Karpfen und Meerneunaugen abzielen. Die Studien wurden mit Partnern und Regierungsbehörden durchgeführt, darunter USGS (United States Geological Survey) und GLFC (Great Lakes Fishery Commission). Gegenwärtig werden die entwickelten Lösungen zum Fang invasiver Arten mithilfe von elektrischen Barrieren (Barriere- und Leitwirkung) effektiv eingesetzt, um ungewünschte Arten in Fangeinrichtungen zu leiten. Die längste elektrische Barriere (200 m) befindet sich in Polen an einem Laufwasserkraftwerk an der Oder in der Nähe der Stadt Brzeg Dolny. Das NEPTUN-System bietet hier effizienten Fischschutz im Zulauf der Anlage und leitet die abstiegswilligen Fische zu einem Bypass. In Deutschland und Belgien wurden Forschungsund Feldversuche zur Barrierewirkung der Anlagen für Aale durchgeführt, die zeigen, dass die elektrische Barriere eine wirksame Lösung zum Schutz dieser Art ist. Aufgrund der erfolgreichen Untersuchungen wurden in Belgien NEPTUN-Systeme an zwei Standorten an der Maas zum Aalschutz installiert. Die Systeme NEPTUN und NEMO sind auch wirksame Lösungen, die als temporäre Fischschutzeinrichtung eingesetzt werden. Ein solcher temporärer Einsatz fand beispielsweise bei der Seeentleerung des Gelmersees in der Schweiz statt, um Fische daran zu hindern, den Restsee über den Grundablass zu verlassen. Die von PROCOM SYSTEM angebotenen Fischschutzsysteme können auch aus einer Kombination von Systemen bestehen: dem akustischen Scheuchsystem SONARIS und dem Fischschutzund Fischleitsystem NEPTUN. Diese Kombination wurde in Polen

NEPTUN-System im Einsatz am Schweizer Genfersee

Fischschutz am Einlauf des polnischen Kraftwerks Nyska Kłodzka

NEPTUN-Systemimplementierungen

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an zwei Standorten an den Flüssen Weichsel und Nysa Kłodzka eingesetzt. Weitere interessante Umsetzungen sind die in Brasilien und Polen eingesetzten elektrischen Scheuchsysteme, mit denen Fische aus Gefahrenzonen vor der Inbetriebnahme von technischen Anlagen wie Turbinen und Pumpen oder dem Öffnen von Grundablässen vertrieben werden. Die Wirksamkeit dieser Systeme wurde durch Feldtests nach der Umsetzung bestätigt und liegt bei über 90 Prozent.

NEPTUN-Tool3: Systemüberwachung und -steuerung

Fazit

Das NEPTUN-System bietet eine innovative und wirksame Lösung für den Fischschutz an wasserbaulichen Anlagen. Seine Vorteile wie hohe Effizienz, Sicherheit und Flexibilität sowie die

PROCOM SYSTEM S.A. bietet umfassende Dienstleistungen in den Bereichen Konzeptionierung und Entwicklung von Fischschutzlösungen sowie Produktion, Vertrieb und Implementierung des NEPTUN-Systems.

Unser Team von Experten bietet: • Technische Beratung in jeder Phase des Projekts.

• Individuelle Anpassung des Systems an die spezifischen Bedürfnisse des Kunden.

• Professionelle Installation und Inbetriebnahme.

• Schulung im Umgang mit dem NEPTUNTool3-System.

• Service und technische Unterstützung.

Wir sind davon überzeugt, dass das NEPTUN-System die ideale Lösung für die nachhaltige Entwicklung der Wasserkraft in Europa ist und den Schutz wertvoller natürlicher Ressourcen unterstützt. Wir laden Sie ein, sich mit unserem Team und unseren Vertretern in Europa in Verbindung zu setzen, um mehr über das NEPTUN-System zu erfahren und darüber, wie es für Ihr Projekt eingesetzt werden kann.

langjährig bewährte Technologie und die niedrigen Betriebskosten machen es zu einer attraktiven Alternative für mechanische Fischschutzeinrichtungen. Fallstudien, wie das LIFE4FISHProjekt, bestätigen die hohe Wirksamkeit des NEPTUN-Systems beim Schutz von Fischen auch unter sich stark ändernden Umweltbedingungen.

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NEPTUN ist mit dem speziellen NEPTUN-Tool3 ausgestattet, das es dem Benutzer ermöglicht: • Systemleistung in Echtzeit zu überwachen und anzupassen • die Funktion der Fischschutzeinrichtung nachzuvollziehen • Ereignisse und Alarme automatisiert zu protokollieren • Systemeinstellungen auf veränderte Bedingungen zu adaptieren • Datenhistorie und Berichte nachzuvollziehen • Datenvisualisierung über einen Webbrowser zu erhalten Die NEPTUN-Tool3-App ist in unterschiedlichen Sprachen verfügbar, so dass das System für Benutzer in verschiedenen europäischen Ländern und auf der ganzen Welt leicht zu bedienen ist. Das NEPTUN-System kann auch mit zusätzlichen Sicherheitssystemen ausgestattet werden, wie z. B. Kameras mit intelligenten Analyse- und Entscheidungsalgorithmen, welche den Bereich der Anlage überwachen und das System abschalten, wenn sich bspw. eine Person der Anlage nähert.

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Die für ihren Innovationsgeist bekannte oberösterreichische Jank GmbH entwickelte in Zusammenarbeit mit der VERBUND Hydro Power GmbH und der Gesellschaft für Kulturtechnik, Ökologie und Rechtsgutachten mbH von Prof. Helmut Mader ein robotergesteuertes Reinigungsportal, das an der Dauermonitoringeinrichtung der Fischaufstiegshilfe Feistritz-Ludmannsdorf für freien Durchblick sorgt.

JANK-PUTZROBOTER SORGT FÜR KLAREN DURCHBLICK BEI VERBUND-VIDEOMONITORING IN KÄRNTEN

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wischen 1943 und 1988 wurden an der Drau im Bundesland Kärnten zehn Laufwasserkraftwerke errichtet, die im Regeljahr mehr als 2.600 GWh saubere Energie erzeugen. In den vergangenen Jahren wurden von Österreichs größtem Energieversorger VERBUND beträchtliche Investitionen getätigt, um die ökologische Durchgängigkeit an den Draukraftwerken gemäß der Vorgaben der europäischen Wasserrahmenrichtlinie herzustellen. Nachdem VERBUND im Herbst 2020 am Kraftwerk Annabrücke die höchste Fischwanderhilfe Europas mit einem Höhenunterschied von 26 m fertigstellt hatte, wurde zwei Jahre darauf ein weiterer Meilenstein erreicht. Seit der Inbetriebnahme des Fischaufstiegs beim Kraftwerk Feistritz-Ludmannsdorf

© VERBUND

Die im Herbst 2022 erfolgte Fertigstellung der Fischaufstiegsanlage beim VERBUND-Kraftwerk Feistritz-Ludmannsdorf markierte einen gewässerökologischen Meilenstein. Mit der Inbetriebnahme der Aufstiegsanlage war an der Drau auf ihrem 160 Kilometer langen Verlauf durch Österreich erstmals seit 80 Jahren wieder die komplette Fischdurchgängigkeit hergestellt. Eine Besonderheit des Kärntner Fischaufstiegs stellt eine Dauermonitoring-Anlage dar, bei der zur Fischzählung und Artenidentifikation Videokameras und eine KI-gestützte Auswertungssoftware kombiniert werden. Damit die Videoerfassung durch zwei Sichtfenster ordnungsgemäß funktioniert, ist die ungetrübte Sicht auf die beiden Beobachtungspassagen von höchster Priorität. Für die Entfernung des natürlich auftretenden Biofilmbelags an den Sichtfenstern wurde von der Jank GmbH ein robotergesteuerter Schrubbreiniger entwickelt, der den Innovationsgeist der oberösterreichischen Kleinwasserkraftallrounder einmal mehr unter Beweis stellt.

Beim Bau des 650 m langen Fischaufstiegs kam das enature® Fishpass System zum Einsatz.

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im Herbst 2022 ist die Drau auf ihrem gesamten Verlauf durch Österreichs südlichstes Bundesland nach über 80 Jahren wieder komplett durchgängig für die Gewässerbewohner. Einen wichtigen Anteil an der Realisierung der Fischaufstiegsanlagen an der Drau hatte die VERUND-Expertin Sabine Käfer. In ihrer Funktion als Projekt- und Bauleiterin war Sabine Käfer sowohl für die Projektierung, Einreichung, Ausschreibung als auch für die Bau- und Funktionskontrolle der ökologischen Maßnahmen an den Draukraftwerken zuständig. Einen umfassenden Überblick über die Kärntner Fischwanderhilfen ermöglicht das auf der VERBUND-Webseite kostenfrei in digitaler Form verfügbare Buch „Grüne Lebensader – Renaturierungsprojekte an der Drau“, an dessen Erstellung Sabine Käfer als Projektleiterin ebenfalls federführend beteiligt war.

Durch 160 Becken ins Oberwasser

Der vorbildlich realisierte Fischaufstieg des Kraftwerks Feistritz-Ludmannsdorf wird von VERBUND für ein dauerhaftes videobasiertes Monitoring genutzt. Dazu wurde am Kraftwerksgelände eine mit modernster Technik ausgestattete Forschungsstation errichtet. Im Inneren des Gebäudes teilt sich der Fischaufstieg auf zwei Erfassungstunnel mit jeweils 40 cm Breite und 100 cm Höhe auf, die mit integrierten Bodenstrukturen, Weißabgleichkarten und einer umrahmenden Beleuchtung ohne Bodenlicht ausgestattet wurden. Die permanent laufende Überwachung erfolgt auf den beiden Seiten der Erfassungstunnel durch zwei jeweils 1 x 2 m große Sichtfenster, vor denen sich zwei Videokameras im Trockenen befinden. Für die vollautomatische Identifikation der vorbeischwimmenden Fische kommt die KI-gestützte Auswertungssoftware „Fishnet“ zum Einsatz, die in Zusammenarbeit zwischen der Gesellschaft für Kulturtechnik, Ökologie und Rechtsgutachten mbH, der VERBUND Hydro Power­GmbH und der Universität für Bodenkultur Wien entwickelt wurde.

durch mühevolle Handarbeit entfernt werden musste, haben wir in Kooperation mit der VERBUND Hydro Power GmbH eine automatische Reinigungslösung entwickelt“, erklärt Siegi Jank, seines Zeichens Konstruktionsleiter beim oberösterreichischen Kleinwasserkraftspezialisten Jank GmbH: „Mit dem Fischmigrationsexperten Helmut Mader bin ich schon seit längerer Zeit bekannt, wir haben schon in der Vergangenheit bei anderen Projekten zusammengearbeitet und sind seither beruflich in Kontakt geblieben. Im Austausch mit Herrn Mader bin ich auch auf das Dauermonitoringprojekt am Kraftwerk Feistritz-Ludmannsdorf aufmerksam geworden. Die Problematik mit den verschmutzten Sichtfenstern hat mich sehr interessiert. Ich war mir von Beginn an sicher, dass wir als traditionell innovativ ausgerichtetes Unternehmen in der Lage sind, eine passende Lösung für das Problem zu finden.“

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Reinigungssystem mit CNC-Steuerung

Siegi Jank betont, dass die in Kooperation mit VERBUND und Helmut Mader erfolgte Entwicklung des automatischen Reinigungssystems schnell voran ging. Die ersten Konzeptionen sind im Frühjahr 2023 entstanden, der Einbau erfolgte dann bereits wenige Monate später im Herbst. Konkret wurde ein CNC-gesteuertes kartesisches Portal mit einem schwenkbaren Schrubbkopf konstruiert, das im Prinzip sämtliche Positionen im Beobachtungskanal erreichen bzw. reinigen kann. Der mit verschiedenen Geschwindigkeiten ansteuerbare Reinigungskopf saugt sich selbsttätig an der Glasfläche fest und säubert diese © Jank

Fischwanderung unter permanenter Beobachtung

Testaufbau des kartesischen Portals in der Jank-Werkstätte.

S C H WE R P U N KT

Die Fischaufstiegsanlage am Wasserkraftwerk Feistritz-Ludmannsdorf, das bei einer Ausbauleistung von 88 MW im Regeljahr rund 354 GWh Ökostrom erzeugt, überwindet auf 650 m Gesamtlänge einen Höhenunterschied von 22,4 m zwischen Unter- und Oberwasser. Die Fischwanderhilfe wurde mit dem „enature® Fishpass System“ realisiert, das im Vergleich zum Standard-Vertical-Slot-Fischpass eine verbesserte ökologische und ökonomische Funktion aufweist. Der eingesetzte Multistruktur-Beckenpass wurde für das breite Fischartenspektrum der Drau ausgelegt und zeichnet sich durch eine reduzierte Dotation und dadurch sehr geringe Fließgeschwindigkeiten in den insgesamt 160 Becken aus. Das obligatorische Monitoring des Fischaufstiegs, welches unter der Ägide des emeritierten Universitätsprofessors Helmut Mader durchgeführt wurde, startete bereits kurz nach der Fertigstellung der Anlage. Innerhalb des rund 23-wöchigen Beobachtungszeitraums zwischen 2022 und 2023, bei dem der Aufstieg von insgesamt 20 Fischarten festgestellt wurde, konnte der Nachweis der vollen Funktionsfähigkeit erbracht werden.

Innovative Lösung gesucht

„Damit das Auswertungsprogramm die Fische optimal identifizieren kann, ist es von höchster Wichtigkeit, dass die Kameras ein möglichst ungetrübtes Bild auf die Beobachtungstunnel erhalten. Da sich an den wasserbenetzten Sichtfenstern stets ein die Sicht beeinträchtigender Biofilm bildet, der zuvor

Der robotergesteuerte Schrubbreiniger bei seinem ersten Einsatz.

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Freie Sicht auf frei wandernde Fische

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Landeshauptmann Peter Kaiser, Fischmigrationsexperte Helmut Mader, Landesrätin Sara Schaar, VERBUND-Projektleiterin Sabine Käfer, Geschäftsführer VERBUND Hydro Power GmbH Karl-Heinz Gruber und Jank-Konstruktionsleiter Siegi Jank (v.l.) vor dem Kunstwerk „FishDNA“ im Mai 2024.

innerhalb kurzer Zeit von jeglichen Verschmutzungen, die das Blickfeld trüben. „Ich war während meiner Studienzeit in einer Firma aus der Werkzeugmaschinenbranche tätig, in der die CNC-Technik einen hohen Stellenwert eingenommen hat – somit war ich mit der Thematik schon lange vertraut. Zudem haben wir auch bei uns im Unternehmen CNC-gesteuerte Maschinen im Einsatz, die wir natürlich auch selber warten.“ Bei der Auswahl der Komponenten des autonom

funktionierenden Reinigungsroboters setzte Jank auf ein renommiertes deutsches Unternehmen. Dabei überzeugte vor allem das modifizierungsfreundliche Baukastensystem mit seinen erprobten Führungsschienen. Darüber hinaus beinhaltete das System auch eine individuell programmierbare Steuerung. Der elektrisch angetriebene Reinigungskopf ist mit einem Planetengetriebe ausgerüstet und stammt von einem angesehenen Unternehmen aus dem Poolreinigungssektor.

Nachdem das System in der Jank-Werkstätte komplett aufgebaut und anschließend ausgiebigen Tests und Probeläufen unterzogen wurde, erfolgte Mitte September 2023 der Einbau am Kärntner Fischaufstieg. „Die Installation vor Ort ging äußerst rasch über die Bühne, innerhalb eines Tages war die finale Konfiguration erledigt. Es gab anfangs zwar einige technische Kinderkrankheiten, diese konnten aber schnell ausgemerzt werden. Von VERBUND haben wir seit der Inbetriebnahme sehr positive Rückmeldung über das System erhalten. Grundsätzlich handelte es sich um ein spannendes Projekt, bei dem alle Beteiligten ihre Ideen eingebracht und an einem Strang gezogen haben“, bekräftigt Siegi Jank.

Am „World Fish Migration Day“ am 25. Mai 2024 wurde bei einem Tag der offenen Tür die Fertigstellung der Fischwanderhilfe offiziell gefeiert. Dabei konnten sich die Besucherinnen und Besucher auch einen Eindruck von der Arbeitsweise des innovativen Putzroboters verschaffen. Im Rahmen der Feierlichkeiten wurde auch das von Sabine Käfer, Helmut Mader und Siegi Jank gemeinsam geschaffene Kunstwerk „FishDNA“ enthüllt.

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