Neues Kander-Kraftwerk nimmt Betrieb auf
Schwerpunkt: Durchgängigkeit an Wehranlagen
Schnecken-Kraftwerk an der Ager liefert Ökostrom
Albanisches Kraftwerk mit massiver Leistungssteigerung
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Es ist eine Premiere: Zum ersten Mal in ihrer Geschichte ziert nicht eine schöne, überströmte Wehranlage, oder eine moderne, glänzende Wasserkraftmaschine, oder ein rauschender Gebirgsbach das Cover der zek HYDRO, sondern ein Fisch. Warum auch nicht? Unser Cover-Modell ist eine ausgewachsene, fotogene Bach-Forelle, wie man sie in heimischen Gewässern zum Glück immer noch häufig antrifft. Sie steht für all jene Fischpopulationen, deren Existenz heute auch deshalb wieder gesicherter erscheint, weil jede Menge an Anstrengungen von Seiten der Wasserkraftbranche unternommen werden. Seit mehr als zehn Jahren werden in vielen Teilbereichen der Ökologie aquatischer Flora und Fauna Forschungen angestellt, um technologische Lösungen zu entwickeln, die tatsächlich eine Symbiose von Wasserkraft und Natur ermöglichen, wie sie dem eigentlichen Idealbild entsprechen. Zugegeben, in ferner Vergangenheit wurde keineswegs überall auf das Wohlergehen der Fische geachtet, es hatte nicht höchste Priorität. Doch die Zeiten haben sich geändert. Den Konflikt zwischen Ökologie und Wasserkraft, wie ihn so manche selbsternannte Umweltschützer und Gegner der Wasserkraft bezeichnen, gibt es nicht oder nicht mehr, er gehört definitiv der Vergangenheit an. Angefangen von modernen Fischscheuchanlagen, die mit Elektrizität oder Ultraschall arbeiten, über fischfreundliche Turbinen bis hin zu ausgeklügelten technischen Varianten für Fischauf- und Fischabstiegsanlagen, existiert mittlerweile ein breites Portfolio an technischen Lösungen, um die Gewässerbewohner in ihrer Migration zu unterstützen und sie vor eventuellen Gefahren zu beschützen. Grund genug, dass wir uns für diese Ausgabe der zek HYDRO den Themenschwerpunkt „Durchgängigkeit an Wehranlagen“ gesetzt und dafür einige der innovativsten und spannendsten Lösungsvarianten zusammengetragen haben. Alles dazu finden Sie im letzten Drittel der aktuellen zek HYDRO auf den Seiten 54 bis 74.
Das Thema Ökologie spielte auch eine zentrale Rolle im Programm der ersten Wasserkraftmesse dieses Jahres im deutschsprachigen Raum, der Renexpo Interhydro, die am 21. und 22. März in Salzburg über die Bühne ging – selbstverständlich ebenso wie technische und energiepolitische Belange. Aber das, was dieses erste Veranstaltungs-Highlight heuer besonders auszeichnete, war die positive Stimmung unter den Teilnehmern und den Ausstellern. Und das eigentlich ein wenig überraschend. Denn obwohl noch keineswegs die politischen Weichen für den weiteren dringend notwendigen Ausbau der Wasserkraft in Österreich gestellt sind, war in den Gesprächen tatsächlich so etwas wie branchenimmanente Aufbruchstimmung spürbar. Zahlreiche Projekte in und außerhalb von Europa sind in der Pipeline. Vom einen oder anderen werden Sie wohl demnächst in der zek HYDRO lesen können. Auch für diese Ausgabe haben wir wieder einige neu umgesetzte oder frisch revitalisierte Kraftwerke für Sie besucht. Lesen Sie mehr dazu in der ersten Hälfte der April-Ausgabe.
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.
Ihr
Mag. Roland Gruber (Herausgeber) rg@zek.at
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VERBUND INNKRAFTWERK JETTENBACHTÖGING ERHÄLT ARCHITEKTURPREIS
Das Innkraftwerk Jettenbach-Töging erhält Anerkennung für seine gelungene Symbiose aus traditioneller Architektur und moderner Ingenieurskunst. Der Bauherr VERBUND Innkraftwerke wurde zusammen mit Robert Maier Architekten für ihre herausragende Leistung beim Neubau des Wasserkraftwerks neben den denkmalgeschützten Bestandsgebäuden ausgezeichnet. Der Preis wurde im Rahmen des Bundes Deutscher Architektinnen und Architekten (BDA) Architekturpreises „Über Oberbayern“ 2024 verliehen. In Töging am Inn entstand ein Wasserkraftwerk, das den historischen Anspruch an ein Technikbauwerk zeitgenössisch und selbstbewusst weiterdenkt. Nach vier Jahren Bauzeit konnte 2022 das erneuerte und erweiterte VERBUND Innkraftwerk in Betrieb genommen werden. Der moderne Kraftwerksbau wurde neben dem historischen Bestandskraftwerk errichtet, der 1924 seiner Bestimmung übergeben wurde. Das neue Kraftwerk konnte die installierte Kraftwerksleistung um rund 40 Prozent auf 118 MW und die Jahresstromerzeugung um etwa 25 Prozent steigern. Dadurch wird nun genug Strom erzeugt, um den Bedarf von rund 200.000 bayerischen Haushalten zu decken. VERBUND investierte insgesamt rund 250 Millionen Euro.
KÄRNTNER ÖBB-KRAFTWERK OBER-
VELLACH II GEHT BALD IN BETRIEB
Das neue ÖBB-Kraftwerk Obervellach II im Kärntner Bezirk Spittal an der Drau soll Mitte des Jahres den Betrieb aufnehmen. Wie das Unternehmen vor kurzem mitteilte, wurde Ende Jänner damit begonnen, das fünf Kilometer lange Stollensystem schrittweise mit Wasser zu befüllten, danach wurden bereits die ersten Tests der beiden Turbinen durchgeführt. Ende 2023 wurden die Bauabschnitte fertiggestellt, die maschinelle Ausstattung ist installiert. Aktuell befindet sich das Kraftwerk in der Testphase. Das neue Laufkraftwerk mit Speicherfunktion, an dem seit 2020 gebaut wird, ersetzt zwei alte Anlagen, die Kraftwerke Lassach und Obervellach. Mit dem Neubau wird die Leistung um 35 Prozent auf 37 MW gesteigert, die Jahresenergieerzeugung wird bei 125 GWh liegen – genug für 30.000 Railjetfahrten von Villach nach Wien. Das Wasser aus dem Mallnitz- und Dösenbach wird in einen 60 Mio. Liter fassenden Speicherstollen abgeleitet, der nach Bedarf – etwa zur Abdeckung von Spitzenzeiten morgens und abends – abgelassen wird. Zwei 2,3 Meter große Turbinen werden mit bis zu 9.000 Liter pro Sekunde angetrieben. Die Projektkosten belaufen sich auf 220 Mio. Euro.
Die Jury würdigte insbesondere die ästhetische Integration des Neubaus in die historische Umgebung. Das neue Krafthaus fügt sich dezent und trotzdem kraftvoll in die Landschaft ein.
Ein ausgezeichnetes Team (v.l.): Sebastian Romahn (Robert Maier Architekten) Robert Maier (GF Robert Maier Architekten), Michael Amerer (GF Verbund Innkraftwerke GmbH), Bernhard Gerauer (Projektleiter Erneuerung KW Töging), Tobias Heiserer (Werksgruppenleiter Innkraftwerke GmbH)
Mit dem Neubau wird die Kraftwerksleistung gegenüber dem Altbestand um 35 Prozent gesteigert. Seit 2020 wurde an dem Kraftwerk Obervellach II gebaut.
Die beiden Turbinen für das neue ÖBB-Kraftwerk Obervellach II sind bereits installiert. Sie werden im Probebetrieb noch bis Jahresmitte ausgiebig getestet.
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Mag. Roland Gruber
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KRAFTWERK ROSENBURG: SANIERUNG ANSTELLE VON AUSBAU
Wie der Österreichische Rundfunk ORF kürzlich mitteilte, zieht der niederösterreichische Energieversorger EVN seine Pläne für den Ausbau des Traditionskraftwerks Rosenburg im Bezirk Horn zurück. Bereits nach der Präsentation der Ausbaupläne im Jahr 2015 waren erste Widerstände von Seiten diverser Umweltschutzorganisationen aufgetaucht, die vor „schweren Schäden für das wild-romantische Kamptal“ bei einer „bescheidenen Stromausbeute“ gewarnt hatten. 2002 wurden bei einem Hochwasser Teile der Wehranlage weggerissen und in den Folgejahren nur provisorisch saniert. Laut ORF sollten gemäß der ursprünglichen Ausbauplanung Turbinen, Generatoren getauscht und die Wehranlage mit einer Erhöhung der Staumauer von bislang 4 auf künftig 5,6 m umgebaut werden. Statt des geplanten Ausbaus soll das Kraftwerk nun in kleinerem Ausmaß saniert werden.
45.000 Haushalte kann das Kraftwerk Beznau im Regeljahr mit grünem Strom versorgen. Nun wurde der Axpo Power AG eine neue Konzession für 30 Jahre erteilt.
NEUE KONZESSION FÜR WASSERKRAFTWERK BEZNAU ERTEILT
Der Aargauer Regierungsrat hat der Axpo Power AG eine neue Konzession für das KW Beznau erteilt. Damit wird die Laufzeit des Aare-Kraftwerks in Döttingen um 30 Jahre verlängert, wie die Staatskanzlei erst kürzlich mitteilte. Die neue Konzession tritt rückwirkend mit 29. August 2022 in Kraft und endet somit 2052. Die Axpo Power AG werde die bestehende Kraftwerksanlage unverändert weiter betreiben, heißt es in einem Bulletin zur Regierungsratssitzung. Staupegel und Ausbauwassermenge bleiben unverändert. Vorgesehen seien jedoch Investitionen „zur Gewährleistung eines sicheren und zuverlässigen Betriebs“. Die im Vorfeld der Neukonzessionierung durchgeführte Umweltverträglichkeitsprüfung zeigte, dass das Kraftwerk für weitere 30 Jahre auf ökologisch nachhaltige Weise erneuerbare Energie für rund 45.000 Vierpersonenhaushalte produzieren werde können.
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Im Spätherbst letzten Jahres informierten Projektverantwortliche und Experten die Leobener Bevölkerung über den Status Quo der Planungsarbeiten für das Mur-Kraftwerk Leoben-Ost. Wie lokale Medien berichteten, sollen eine Verbreiterung der bestehenden Pebalbrücke und ein neues Naherholungsgebiet im Umfeld des Kraftwerks am Murufer geplant sein. Von seiner Erzeugungskapazität her soll die Anlage im Regeljahr 36 GWh grünen Strom erzeugen, was dem durchschnittlichen Stromverbrauch von etwa 10.000 steirischen Haushalten entspricht. Der erzeugte Strom soll sowohl ins öffentliche Netz eingespeist als auch über eine Direktleitung an die Voestalpine Stahl in Donawitz geliefert werden können. Aktuell befindet sich das Projekt noch in der UVP-Phase. Die Projektbetreiber hoffen, dass bei einem günstigen weiteren Verlauf, das 45 Millionen-Projekt im Herbst 2026 in die Umsetzungsphase gehen könnte.
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VEGA EXPANDIERT NACH SCHWEDEN UND DÄNEMARK
Auch in Skandinavien steigt die Nachfrage nach innovativer Messtechnik für die Industrie. Mit den neuen Tochtergesellschaften in Dänemark und Schweden, die im Frühjahr 2024 eröffnen, trägt VEGA dieser Entwicklung aktiv Rechnung und rückt mit ihrer modernen Füllstand- und Druckmesstechnik noch näher an die Kunden. Skandinavien ist für VEGA kein Neuland. Seit 2015 gibt es eine Tochtergesellschaft in Norwegen. In Schweden und Dänemark war VEGA bislang über lokale Händler vertreten. Mit der Gründung der beiden Niederlassungen wird der Auftritt in den beiden Ländern mit vielversprechenden Märkten jetzt verstärkt. An der Spitze der Expansion in den Norden steht derzeit Jürgen Schuijren, Geschäftsführer von VEGA Niederlande. „Wir wollen diesen Märkten das Serviceniveau bieten, das wir von VEGA gewohnt sind“, sagt er – also Mitarbeiter, die sich mit den VEGA-Messgeräten bestens auskennen, kurze Logistikwege und eine gemeinsame Sprache mit den Kunden. „Mit Wissen, exzellentem Service und unseren hochwertigen Geräten sorgen unsere Mitarbeiter dafür, jedem Kunden die individuell beste Lösung für die gewünschte Anwendung zu bieten.“ ©
Das österreichische Ministerium für Wasserwirtschaft (BML) hat unlängst zusammen mit Oesterreichs Energie einen Leitfadenentwurf für den Umgang mit schwallbelasteten Gewässern vorgestellt. Damit werden erstmals Standards geschaffen, die es ermöglichen, ökologische Ziele mit den Erfordernissen der Energieerzeugung in Einklang zu bringen. Die stark steigenden und sinkenden Pegelstände, die durch das Ablassen von Wasser aus Speicherseen entstehen, können negative Auswirkungen auf die Gewässerökologie haben. Über 700 km der österreichischen Fließgewässer sind signifikant schwallbelastet. In diesen Strecken sind umfangreiche Maßnahmen erforderlich, um ein „gutes ökologisches Potential“ zu erreichen. Für eine zielgerichtete Entwicklung von ökologischen Verbesserungsmaßnahmen bei schwallbelasteten Gewässern werden dabei „Best Practice“-Lösungen im Bereich Wasserkraft vorgestellt, die eine möglichst hohe ökologische Wirkung und minimale Effekte auf die energiewirtschaftliche Nutzung vereinen. Darauf aufbauend können individuelle Maßnahmenpakete erarbeitet werden, die es unter Berücksichtigung der lokalen Gegebenheiten ermöglichen, den ökologischen Zustand betroffener Gebiete deutlich zu verbessern.
„Die Speicher im alpinen Bereich stellen uns vor besondere Herausforderungen“, erklärt Barbara Schmidt, Generalsekretärin von Oesterreichs Energie. „Der Entwurf schafft Klarheit und erleichtert unseren Unternehmen künftig das richtige Vorgehen.“
KRAFTWERK ROBBIA: ERSTE MASCHINE IM PROBEBETRIEB
Im Repower Kraftwerk Robbia im Kanton Graubünden wird wieder Strom produziert. Die erste von drei Maschinengruppen wurde eineinhalb Jahre nach ihrer Abschaltung erfolgreich mit dem Stromnetz synchronisiert und nahm kürzlich den Probebetrieb auf. In den nächsten Monaten werden die zwei verbleibenden Maschinengruppen ebenfalls schrittweise in Betrieb genommen und ans Netz angeschlossen. Ab Juni 2024 werden gemäß Planung alle drei Maschinengruppen im Vollbetrieb Strom erzeugen. Die offizielle Eröffnung des gesamterneuerten Kraftwerks Robbia ist Ende August geplant. Repower hatte die Gesamterneuerung des Kraftwerks Robbia im Sommer 2020 gestartet. Bei einem Investitionsvolumen von ca. 125 Mio. CHF handelt es sich um die größte Erneuerungsinvestition in der Geschichte des Unternehmens.
© Repower
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Das hydroenergetische Potenzial der Steyr soll im Stadtbereich durch den Bau neuer Kleinwasserkraftwerke stärker genutzt werden.
zu betreiben.
Die oberösterreichische Stadt Steyr will das hydroenergetische Potenzial des Steyr-Flusses verstärkt nutzen. Im März beantragte der Stadtsenat beim Gemeinderat, an den Wehranlagen Zwischenbrücken, St. Anna-Wehr und Kruglwehr die Errichtung von Kleinwasserkraftwerken zu unterstützen. Eine zumindest mehrheitliche Beteiligung der Stadtbetriebe Steyr (SBS) an Errichtung und Betrieb der Anlagen ist Voraussetzung dafür. Die SBS haben bereits mit einer Machbarkeitsstudie die Potenziale ermittelt bzw. bewertet und drei Planungsanzeigen für Kleinwasserkraftwerke beim wasserwirtschaftlichen Planungsorgan eingebracht. Die Stadt als Wehreigentümerin habe Interesse an der Realisierung der Projekte, wobei nicht der maximale Ertrag allein im Vordergrund stehen dürfe, sondern die besondere Lage der Anlagen im Altstadt- und Naturschutzbereich zu berücksichtigen sei, so eine Mitteilung auf der offiziellen Webseite der Stadt Steyr Mitte März.
VIRTUELLE ABBILDUNG VOM EUROPÄISCHEN STROMNETZ
Damit die EU ihr Ziel erreicht bis 2040 den gesamten Energieverbrauch zu dekarbonisieren und die Europäische Union zum ersten klimaneutralen Wirtschaftsraum zu machen, muss noch einiges in Bewegung gesetzt werden. Ein Puzzle-Stein, der zum Gelingen wohl maßgeblich beitragen wird, ist der Digitalisierungsplan des Energiesystems der EU (EU Action Plan To Digitalise The Energy System). Abgeleitet aus diesem ist das Projekt „TwinEU“ entstanden. Wie der Name schon sagt, soll dabei ein digitaler Stromnetzzwilling geschaffen werden, der das gesamte europäische Netz möglichst ident abbildet. Der digitale Zwilling ermöglicht es der APG (Austrian Power Grid) neue Simulationsmodelle zu entwickeln und damit sowohl die Versorgungssicherheit zu erhöhen, als auch das Netz noch kundenzentrierter zu betreiben. „Wenn das gelingt, wird es für alle einfacher, bestehende Defizite zu identifizieren und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, um diese zu sanieren“, sagt Christoph Schuh, APG-Unternehmenssprecher. An dem EU-Projekt sind insgesamt 75 Projektpartner, darunter neben APG weitere 14 TSOs (Transmission System Operator = Übertragungsnetzbetreiber) beteiligt. Das Projekt startete im Jänner und ist mit insgesamt 20 Millionen Euro an EU-Fördergeld ausgestattet. Der Projektzeitraum erstreckt sich auf drei Jahre. Das nun gestartete Forschungsprojekt ,TwinEU´ ist ein wichtiger Baustein für eine Gesamtsystemplanung auf europäischer Ebene“, bekräftigt Schuh abschließend das Commitment zum Projekt seitens APG.
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Am Kraftwerk Rain der Rhein-Main-Donau GmbH laufen die Planungen für den Bau einer Fischaufstiegsanlage. Der Neubau ist ein weiterer Schritt, um die ökologische Durchgängigkeit am Unteren Lech gemäß der EU-Wasserrahmenrichtlinie wiederherzustellen. Im Zuge der Vorplanung wurden mehrere Varianten an beiden Uferseiten untersucht. Gemeinsam mit der örtlichen Fischerei und der Unteren Naturschutzbehörde fiel die Wahl auf die rechte Lechseite. Mit dieser Lösung kann der dortige, ca. 1,8 km lange Entwässerungsgraben – der sogenannte „Rote Graben“ – mit einbezogen werden. Dadurch entsteht in weiten Teilen ein natürlicher Umgehungsbach, der neue Laichhabitate und einen wertvollen Lebensraum für Fische bietet. Damit werden die zwei zentralen Ziele der Wasserrahmenrichtlinie miteinander vereint: die Herstellung der Durchgängigkeit und die ökologische Aufwertung des Lebensraums. Der Start der Baumaßnahmen ist für den kommenden Winter geplant, die Fertigstellung soll ungefähr ein Jahr später erfolgen.
Die Energie AG Oberösterreich erweist sich einmal mehr als Kaderschmiede für Österreichs Energieversorgungsunternehmer: Nach Michael Baminger, der als bisheriger Vertriebschef der Energie AG neuer CEO der Salzburg AG geworden ist, wird Technikvorstand Stefan Stallinger im 2. Quartal 2024 nach Niederösterreich zur EVN AG wechseln. Der Aufsichtsratsvorsitzende der Energie AG Oberösterreich, Wirtschafts-Landesrat Markus Achleitner, betont dazu: „Stefan Stallinger hat mich schon vor einigen Wochen über das Angebot der EVN AG an ihn informiert. Der Ruf aus Niederösterreich unterstreicht einmal mehr die hervorragende Arbeit, die Stallinger für Oberösterreichs Landesenergieversorger und Dienstleistungskonzern geleistet hat, davon mehr als sechs Jahre im Vorstand. Stallinger hat in dieser Zeit einen wichtigen Beitrag für die nötigen Weichenstellungen zur Umsetzung der Energiewende in Oberösterreich geleistet.“ Als neuer Technikvorstand tritt Alexander Kirchner ab 1. August 2024 an.
Als grüne Batterie wird das moderne Pumpspeicherkraftwerk Schwankungen in der Stromerzeugung aus Wind- und Solarkraftwerken ausgleichen.
Das griechische Unternehmen TERNA S.A., das Bauunternehmen der GEKTERNA-Gruppe, beauftragte den internationalen Technologiekonzern ANDRITZ mit der Lieferung der elektromechanischen Ausrüstung für das Pumpspeicherkraftwerk in Zentralgriechenland. Das Projekt ist die größte netzgebundene Energiespeicherinvestition in Griechenland und damit ein Meilenstein für die Energiewende des Landes. Nach der Inbetriebnahme wird das Kraftwerk über eine installierte Gesamtleistung von 680 MW (Erzeugung) und 730 MW (Pumpbetrieb) verfügen und etwa 816 GWh elektrische Energie pro Jahr erzeugen. Der ANDRITZ-Lieferumfang umfasst die Konstruktion, Fertigung, Montageüberwachung und Inbetriebnahme von sechs reversiblen Pumpturbinen-Generatoreinheiten, zusammen mit den zugehörigen Hilfs- und Nebenanlagen, Reglern, Erregungs- und Schutzsystemen, Absperrorganen, Turbinenauslaufschützen sowie digitalen Dienstleistungen.
BAUARBEITEN FÜR WASSERKRAFTWERK TURBACH STARTEN DIESEN SOMMER
Im Sommer nimmt die Kraftwerk Turbach AG, eine Partnerschaft der Schweizer BKW mit der Grünstromproduzentin aventron, die Bauarbeiten für das neue Wasserkraftwerk in der Gemeinde Gstaad auf. Voraussichtlich ab Sommer 2026 wird es erneuerbare Energie für rund 1.400 Haushalte produzieren. Nach dem Erhalt der Wasserrechtskonzession im Jahr 2021 liegt seit Sommer 2023 auch die rechtskräftige Baubewilligung vor. Gestartet wird im Sommer 2024 mit dem Bau der rund drei Kilometer langen Druckleitung entlang der Turbach- und Lauenenstrasse bis ins Gebiet Gütscheli in Gstaad. Das Kraftwerk wird eine installierte Leistung von 2,5 MW besitzen und pro Jahr rund 7,3 GWh Strom produzieren. Die Investitionssumme beläuft sich auf knapp 15 Millionen CHF. Für den Bau und den Betrieb des Kraftwerks ging die BKW mit aventron eine Partnerschaft ein. Das Kraftwerk gehört zu 55 Prozent der BKW und zu 45 Prozent aventron.
KRAFTWERK GÖSCHENEN AG: AUF PETER TRESCH FOLGT ROLAND TRESCH
Bei der Schweizer Kraftwerk Göschenen AG (KWG) geht eine Ära dem Ende zu: Der langjährige Leiter Peter Tresch geht im Juni in Pension, sein Nachfolger Roland Tresch hat per 1. März 2024 die Leitung übernommen. Während seiner 35-jährigen Amtszeit hat Peter Tresch KWG mit sehr viel Engagement geprägt, betont die KWG in einer aktuellen Medienmitteilung. 1989 trat er als Schaltwart ins Unternehmen ein, anderthalb Jahre später folgte die Beförderung zum Schichtführer und kurz danach zum Werkstattchef. 2005 übernahm Peter Tresch die Leitung der KWG. Damals wie heute haben die Kraftwerke zuverlässig und konstant Strom produziert. Sein Nachfolger Roland Tresch ist bereits seit 1. Dezember 2023 bei der KWG und hat sich gut in seine neue Funktion eingearbeitet. Der ausgebildete Elektroinstallateur hat sich unter anderem zum Dipl. Techniker HF Elektrotechnik weitergebildet.
GENERALSANIERTES KRAFTWERK IN SAARBURG WIEDER AM NETZ
Die touristische Hauptattraktion von Saarburg, der Wasserfall, erzeugt wieder nachhaltige Energie: Das Wasserkraftwerk im Keller des Städtischen Museums Amüseum produziert nach einer längeren Sanierungsphase wieder Strom. Bei der Generalsanierung wurden nur jene Teile der alten Anlage neu maßangefertigt, die nicht mehr zu retten waren. Alle anderen, wie z. B. der Schieber, der Leitapparat und der Einlauf, blieben erhalten. In der Francis-Spiralturbine dreht sich ein Laufrad, das mit dem Generator eine Leistung von bis zu 50 Kilowatt erzielt– das reicht zur Versorgung des Museums, der umliegenden Außenbeleuchtung und zur zusätzlichen Einspeisung von rund 100.000 kWh im Jahr. Die Investition ist nicht nur nachhaltig, sondern auch historisch bedeutend: Dort, wo die Leuk heute wieder Strom produziert, hat sie schon um 1900 die Saarburger über ein Wasserrad mit Energie versorgt.
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Hunderte gescheite Menschen haben schon versucht, Intelligenz zu definieren – vergeblich. Vielleicht ist der Mensch nicht intelligent genug, um Intelligenz ein für alle Mal und unumstritten zu definieren. Wir wissen aber, dass Kreativität, Emotion, Begabung oder auch Fleiß jedenfalls nicht dazu gehören. Und das gilt gleichermaßen auch für die künstliche Intelligenz. So wie wir Menschen auch „lernen“ Computer aus Daten und Erfahrungen, um darauf basierend zu beurteilen und Lösungen – ich sage bewußt – „vorzuschlagen“. Richtige Entscheidungen – was immer das auch sein möge – bedürfen aber jedenfalls mehr als nur dieser einen und unvollständigen Grundlage.
KI ist also hinsichtlich der Brauchbarkeit ihrer Lösungsvorschläge von der Menge als auch der Qualität der „eingefütterten“ Daten abhängig. Diese Tatsache grenzt mögliche Anwendungsbereiche auf jene Fachbereiche, Situation oder Branchen ein, wo viele Daten gesammelt werden (können), ausgewertet werden dürfen und letztlich dem „End User“ auch zugänglich gemacht werden.
Wenn ihr „intelligenter“ Weinkeller also bemerkt, dass ihre Rotweinreserven zu Ende gehen – da er Ihren täglichen Konsum kennt, weiß er auch genau wann – sollte er nicht gleich die Bestellung per Internet aufgeben, da es ja möglich ist, dass Sie zufolge einer Allergie auf Weißwein umgestiegen sind.
Im Bereich der Wasserkraft kann somit im Betrieb überwiegend größerer Anlagen KI sehr gut eingesetzt werden. Das betrifft beispielsweise hydrologische Vorhersagen, Betriebsoptimierung aber auch Wartung. Je größer und komplexer die Systeme sind, wie z.B. ganze Kraftwerksgruppen inklusive (Pump)speicher, desto sinnvoller wird der Einsatz der KI, da auch ein enger Zusammenhang mit der Verbrauchscharakteristik besteht. Der für die KI zu treibende Aufwand wird nicht ins Gewicht fallen.
Bei kleineren Anlagen ist der Einsatz der KI im Bereich der Wartung und Erhaltung vorstellbar – aber eben immer nur dort, wo auch Daten gemessen und gesammelt werden – heißt also Überwachungssensoren für Temperatur, Geräusch, Vibration, Feststofftransport, Wasserspiegel, Sohllagen und Ähnliches. Nach entsprechender Trainingsphase kann dann die Empfehlung zur Kontrolle oder auch Abschaltung kommen. Im Bereich der Planung sehe ich den Einsatz der KI nur sehr untergeordnet. Und dies aus vielen Gründen: Die Wasserkraft ist sehr individuell hinsichtlich der Typologie, der Größe, der Besitzerstruktur oder der Hydrologie. Des Weiteren ist die Datenlage weniger als kümmerlich. Selbst wenn ein Planer schon mehrere -zig Anlagen geplant hat und er sorgfältig alle Daten und Entscheidungsprozesse dokumentiert und auch „eingefüttert“ hat (und all das auch seine Kollegen gemacht haben), wird dies nicht genügen, um die KI als hilfreich für eine nächste Planung einstufen zu können. Wasserkraftplanung ist Individualität, Kreativität aber nicht Fließbandarbeit.
Und noch ein Gedanke sollte uns beschäftigen: Woher nimmt die KI ihr „Wissen“? Wohl aus jener Quelle, die wir ihr eröffnen. Und das wird wohl zumeist das Internet und nicht das 24-bändige Lexikon des Großvaters sein. Wer von uns recherchiert nicht im Internet und hat schon festgestellt, dass ebendort auch viel Unsinn zu finden ist. Unsinn im Internet kann aber nicht nur auf mangelnde Kompetenz, sondern auch auf eine beabsichtigte Falschinformation des Autors zurückzuführen sein.
Die KI übernimmt dann die Funktion des Multiplikators. Kein schöner Gedanke. KI ist per se nicht schlecht, sondern bedarf nur sorgfältiger Anwendung und Kontrolle. Entscheidungen müssen trotz KI nur von uns fehlerhaften Menschen getroffen werden!
Das wünscht sich und auch Ihnen
Innerhalb von rund sechs Monaten Bauzeit wurde zwischen Herbst des Vorjahres und dem heurigen Frühjahr im oberösterreichischen Bezirk Vöcklabruck ein neues Restwasserkraftwerk an der Ager errichtet. Realisiert wurde die Anlage vom regionalen Energieversorger Kraftwerk Glatzing-Rüstdorf eGEN (KWG), der mit seinem mittlerweile achten Kleinwasserkraftwerk das hydroelektrische Potential der Restwasserabgabe beim Buchleitenwehr nutzbar macht. Durch den Einsatz einer Wasserkraftschnecke kann die behördlich vorgeschriebene Dotation nun für die Erzeugung von sauberer Energie genutzt werden. Ausgelegt wurde die Schnecken-Turbine auf einen maximalen Durchfluss von 4 m³/s, wodurch diese bei entsprechender Wasserführung 105 kW Engpassleistung erreicht. Bei ihrem neuesten Wasserkraftwerk rechnet KWG mit rund 750.000 kWh Jahresproduktion.
KWG mit Sitz im oberösterreichischen Schwanenstadt hat sich in ihrem 104-jährigen Bestehen als zuverlässiger regionaler Stromanbieter, Netzbetreiber und Energieversorger etabliert. Auf rund 125 km² betreibt das 1920 gegründete, genossenschaftlich organisierte Unternehmen sein eigenes Stromnetz, wozu als technische Infrastruktur unter anderem mehr als 120 Trafostationen und ein ca. 500 km langes Leitungsnetz gehören. Erzeugt wird der Strom für die rund 6.000 Kundinnen und Kunden von KWG zu 100 Prozent aus den nachhaltigen Ressourcen Wasser und Sonne. Obwohl KWG in den vergangenen Jahren die Erzeugungskapazitäten im Bereich der Photovoltaik stark ausgebaut hat, bildet die Stromerzeugung aus Wasserkraft nach wie vor das wirtschaftliche Rückgrat des Unternehmens.
AUSBAUWASSERMENGE VERDOPPELT
Sämtliche Wasserkraftwerke von KWG befinden sich an der Ager, die auf ihrem rund 34 km langen Verlauf als Abfluss des Traunsees das gesamte nordwestliche Salzkammergut entwässert, und dabei traditionell eine ganze Reihe von Wasserkraftwerken antreibt. Das
mittlerweile achte Wasserkraftwerk hat KWG vor kurzem auf dem Gebiet der Gemeinde Desselbrunn beim Buchleitenwehr errichtet, an dem durch eine Gewässerausleitung von maximal 14 m³/s der Kaufinger Mühlbach entsteht. An dieser Ausleitungsstrecke betreibt KWG zwei Kleinwasserkraftwerke, hinzu kommen noch zwei weitere Anlagen von privaten Betreibern. „Vor rund zehn Jahren wurde am Buchleitenwehr, bedingt durch die Vorschreibung der EU-Wasserrahmenrichtlinie, eine neue Fischaufstiegsanlage errichtet. Im Zuge dessen entstand auch die Idee, die günstigen Voraussetzungen am Standort für den Bau eines Restwasserkraft-
werks zu nutzen“, erklärt Eduard Krainz, technischer Betriebsleiter bei KWG. Ursprünglich sollte das neue Dotierkraftwerk auf eine Ausbauwassermenge von lediglich 2 m³/s ausgelegt werden, was genau der konstanten Restwasserabgabe am Wehr entspricht. Diese Variante war bereits von behördlicher Seite genehmigt, sollte aber später noch einmal abgeändert werden. „Damit auch bei höherer Wasserführung, bei der ohnehin mehr Restwasser abgegeben wird, das größere Wasserdargebot auch vom Dotierkraftwerk effektiv genutzt werden kann, wurde die geplante Ausbauwassermenge auf 4 m³/s verdoppelt. Dieser Erhöhung der Nutzwassermenge wur-
de auch von der Behörde im Rahmen einer weiteren Verhandlung zugestimmt“, so Eduard Krainz.
KWG SETZT AUF SCHNECKE
Aufgrund der lokalen Gegebenheit mit konstanter Wasserführung und geringer Fallhöhe entschieden sich die Betreiber, das neue Kraftwerk am Buchleitenwehr mit einer Wasserkraftschnecke auszustatten. Mit dieser bewährten Technologie, die auf dem Prinzip der archimedischen Schraube basiert, hatte KWG bereits bei einem anderen Eigenkraftwerk gute Erfahrungen gemacht. Gleichzeitig sollte der Kraftwerksbau auch für die Erneuerung der Schützenanlage am Beginn des Ausleitungskanals genutzt werden. In die Realisierungsphase konnte das Projekt mit der Baustellenerschließung im September 2023 übergehen. Positioniert wurde das neue Bauwerk für die Wasserkraftschnecke direkt vor dem Beginn des Ausleitungskanals in den Kaufinger Mühlbach. Um angelandeten Schotter und Sedimente vor der Ausleitung ins Unterwasser
Beim
abzuführen, wurde unterhalb des Maschinengebäudes ein Spülkanal errichtet. Je nach Anforderung, etwa nach längeren Niederschlagsperioden mit erhöhtem Geschiebetrieb, können die Sedimente auch durch das Öffnen des neben der Wasserkraftschnecke positionierten Grundablassschütz in die Ager abgeführt werden. Während der Bauarbeiten stellten laut Eduard Krainz die Wasserhaltungsmaßnahmen eine große Herausforderung dar: „Im November und Dezember war wegen der hohen Wasserführung der Ager der Einsatz von leistungsstarken Pumpen notwendig, um die Baugrube möglichst trocken zu halten. Zwischen Weihnachten und Mitte Jänner war die Wasserführung schließlich so stark, dass ein Baustopp aus Gründen der Arbeitssicherheit unabdinglich war.“
Das Herzstück der Anlage, die rund 28 Tonnen schwere Schnecken-Turbine, wurde schließlich Mitte Februar eingebaut. Dabei war sowohl beim Einheben der Wasser-
Die Einlaufschützen am Ausleitungskanal wurden ebenfalls erneuert.
kraftschnecke als auch beim Transport viel Fingerspitzengefühl gefragt, denn die letzten Meter vor dem Buchleitenwehr führten über enge Straßen und eine schmale Brücke. Gefertigt wurde die Schnecken-Turbine vom Branchenexperten REHART GmbH, dessen zuverlässige Lösungen weit über die deutschen Landesgrenzen hinweg einen hervorragenden Ruf genießen. Davon zeugen eine Vielzahl von Projekten, die das bayerische Unternehmen im In- und Ausland erfolgreich realisiert hat. In ökologischer Hinsicht bietet die konstruktionsbedingt langsam drehende Schnecke den Fischen eine sichere Abstiegsmöglichkeit ins Unterwasser. Gewährleistet wird die verletzungsfreie Passage durch die spaltfreien Verbindungen zwischen der Schneckenwendel und dem zentralen Rohr. Durch die einfache und robuste Technik sowie den vergleichsweise geringen Bauaufwand
• Ausbauwassermenge: 4 m ³/s
• Bruttofallhöhe: 3,6 m
• Turbine: Wasserkraftschnecke
• Gewicht: ca. 28 t
• Drehzahl: 21 U/min
• Engpassleistung: 105 kW
• Hersteller: REHART GmbH
• Getriebe: Stirnrad
• Übersetzung: 1:47,62
• Generator: Asynchron
• Drehzahl: 1.000 U/min
• Regelarbeitsvermögen: ca. 750.000 kWh
können Projekte in kurzer Zeit realisiert werden. Zudem kann eine Wasserkraftschnecke auch bei variierenden Wasserständen und niedrigen Fallhöhen durchgängig Strom produzieren. Diesen Punkt hebt auch Eduard Krainz besonders hervor: „Anders als eine Photovoltaikanlage, die nur bei passender Witterung Strom erzeugt, liefert die Wasserkraftanlage konstant Strom. Bei unserem neuesten Kraftwerk rechnen wir mit einer durchschnittlichen Jahresproduktion von ca. 750.000 kWh, was in etwa dem Jahresbedarf von 200 Haushalten entspricht.“
Beim Kraftwerk Buchleitenwehr dreht die auf 4 m³/s Ausbauwassermenge und 3,6 m Fallhöhe ausgelegte Schnecken-Turbine mit 21 U/min, womit diese im Vollastbestrieb 105 kW Engpassleistung erzielt. Als Verbindung mit dem auf 1.000 U/min ausgelegten Asynchron-Generator dient ein zwischengeschaltetes Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis 1:47,62. Für die Ausführung des elektro- und regelungstechnischen Equipments sorgte mit
der Elektro Habermann GmbH ein langjähriger Partner der REHART GmbH. Zum Lieferumfang der Mittelfranken zählte unter anderem die auf der Siemens S7-Reihe basierende Kraftwerkssteuerung, die für den vollautomatischen Betrieb der Anlage sorgt. Die Bedienung der Anlage erfolgt über eine intuitive Visualisierung, wobei wahlweise über ein Touchpanel im Maschinengebäude oder aus der Ferne zugegriffen werden kann. Die Leitwartenanbindung zur Übergabe von Anlagendaten erfolgt mit dem Kommunikationsprotokoll Modbus TCP, womit die Fernsteuerung und Überwachung der Anlage möglich wird. Für die Analyse des Kraftwerksbetriebs über einen längeren Zeitraum hinweg legt die Steuerung automatisiert ein digitales Logbuch an, das verschiedene Parameter wie Erzeugung, Wasserstände, Zuflussmengen, etc. über Wochen und Monate hinweg visuell aufbereitet.
IN REKORDZEIT AM NETZ
Mit einer Einweihungszeremonie feierte KWG Mitte März die Inbetriebnahme des
neuesten Kleinwasserkraftwerks, das erst zwei Wochen zuvor erstmals den Probebetrieb aufgenommen hatte. Dabei äußerte sich der KWG-Geschäftsführer Peter J. Zehetner sehr erfreut über den erfolgreichen Abschluss des Projekts: „Die Fertigstellung des Restwasserkraftwerks Buchleitenwehr ist ein bedeutender Schritt für KWG und ein wertvoller Beitrag zur Energiewende. Wir sind stolz darauf, saubere Energie für unsere Region zu erzeugen. KWG ist aber nicht nur ein regionaler Energieversorger, sondern legt als Genossenschaft auch großen Wert auf die Einbindung der Bevölkerung. So wurde die Finanzierung des Kraftwerks teilweise durch eine Bürgerbeteiligung unterstützt.“ Der technische Betriebsleiter Eduard Krainz zieht ebenfalls ein positives Projektfazit und betont die gute Arbeit und das Engagement der beteiligten Firmen. Das nächste potenzielles Wasserkraftprojekt hat KWG wenige Kilometer flussaufwärts der Ager schon ins Auge gefasst. Wenn die finalen umweltrechtlichen Verhandlungen positiv verlaufen, könnten die Bauarbeiten bereits im heurigen Herbst beginnen.
Mit dem Bau des Wasserkraftwerks Augand im Kanton Bern wurde ein bislang hydroenergetisch ungenutzter Abschnitt der Kander für ein Ökostromprojekt herangezogen. Realisiert wurde das Partnerwerk von der BKW Energie AG und der Energie Thun AG, die gemeinsam die Kraftwerk Augand AG gründeten. Die Projektumsetzung war an eine ganze Reihe von herausfordernden Rahmenbedingungen gekoppelt, wozu nicht nur die Herstellung der baulich aufwändigen Triebwasserstrecke zählte. Unmittelbar nach der Ausleitung unterquert der Kraftabstieg mittels Unterdükerung eine Bahnlinie und geht danach in einen ca. 1,4 km langen Freispiegelstollen über, der untertags verläuft und dabei zwei Bahntunnel im knappen Abstand überquert. Im Krafthaus kommen zwei horizontalachsige Kaplan-Turbinen zum Einsatz, die unter Volllast 8,3 MW Engpassleistung erreichen. Offiziell in Betrieb genommen wurde das Kraftwerk Augand nach rund drei Jahren Bauzeit im September 2023.
Südwestlich des Thunersees wurde in den Gemeinden Wimmis, Aeschi b. Spiez und Spiez zwischen 2020 und 2023 ein neues Wasserkraftwerk an der Kander errichtet. Ursprünglich wurden für den energetisch ungenutzten Gewässerabschnitt oberhalb des Kraftwerks Spiez zwei konkurrierende Konzessionsgesuche eingebracht. Während der rund 10-jährigen Projektierungsphase, innerhalb derer verschiedene Umsetzungsvarianten geprüft wurden, einigten sich schließlich die BKW Energie AG und die Energie Thun AG, das Projekt gemeinschaftlich umzusetzen, wobei für den rechtlichen Rahmen die Kraftwerk Augand AG gegründet wurde. Nachdem der Kanton Bern im März 2019 die Wassernutzungskonzession erteilt hatte, wurde im Dezember 2019 auch das Baugesuch genehmigt. Vorausgegangen ist den Bewilligungen ein zweistufiges Verfahren zur Umweltverträglichkeits-
prüfung. Die zentralen umweltrechtlichen Bestandteile des Verfahrens bildeten dabei das Restwasserregime, die ökologischen Ausgleichsmaßnahmen und die Herstellung der
Fischdurchgängigkeit. In die Umsetzungsphase konnte das Projekt mit der Baustellenerschließung schließlich im Frühjahr 2020 gehen.
HERAUSFORDERNDE BEDINGUNGEN
Grundsätzlich konzipiert wurde das Kraftwerk Augand als Ausleitungsanlage an der Kander im Oberwasserbereich des Kraftwerks Spiez. BKW-Projektmanager und Bauherrenvertreter Patrik Eichenberger betont, dass sich die Auswahl des Standorts der Wasserfassung, der sich direkt neben der BLS-Bahnlinie befindet, stark an den Anforderungen der Ökologie orientierte. „Die Einhaltung der umweltrechtlichen Randbedingungen engten die Möglichkeiten beim Anlagenkonzept so weit ein, dass schlussendlich der Standort der Wasserfassung gegeben war. Die Projektierung der Anlage in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer der wichtigsten alpenquerenden Bahnlinien, der Lötschberg-Basislinie der BLS, war aufgrund der engen Platzverhältnisse sehr herausfordernd.“ Für die Ausleitung von bis zu 30 m³/s Triebwasser, das nach der Wasserfassung direkt die Bahnlinie unterquert, wurde eine Variante mit einem ca. 1,4 km langen Freispiegelstollen gewählt, der unter Tage zur Kraftwerkszentrale führt. Im Rahmen der öffentlichen Ausschreibung qualifizierten sich eine ganze Reihe von bewährten Branchenspezialisten für die Umsetzung der einzelnen Bau- und Techniklose. So wurde für die Realisierung der gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten eine aus drei Schweizer Unternehmen gebündelte Arbeitsgemeinschaft gebildet. Für die umfangreichen Planungen wurde eine Ingenieursgemeinschaft gegründet, deren zentrale Säulen die BKW, die Kissling + Zbinden AG, die Bächthold & Moor AG und die wvw Bauleitungen GmbH bildeten. Gemeinsam mit der BKW war die Kissling + Zbinden AG (K+Z AG) für die stellvertretende Gesamtprojektleitung sowie für die Oberbauleitung
über alle Gewerke hinweg zuständig. Dies beinhaltete unter anderem Teilprojektleitungen, die Erstellung von Ausführungsplänen für den Fischauf- und Abstieg, die Dükerquerung und andere Gewerke an der Wasserfassung. Zum Aufgabengebiet der K+Z AG zählte zudem die Planung und Begleitung der umfangreichen ökologischen Ausgleichsmaßnahmen, die im Bereich der Wasserfassung realisiert wurden.
Die Unterquerung der in Betrieb stehenden Doppelspurstrecke der Lötschberg-Bahnlinie zählte zu den baulich herausforderndsten Baumaßnahmen des Projekts. Durchgeführt wurde die Unterdükerung der Bahnlinie innerhalb von drei Wochen im Spätsommer 2020, wobei die Gleise und Fahrleitungsmasten sowie die Böschung im Bereich der Unterquerung aus Sicherheitsgründen während der
Bauarbeiten geodätisch überwacht wurden. Die Ausleitung des Triebwassers aus der Kander, die durch eine zweiteilige Wehrklappe aufgestaut wird, erfolgt durch einen seitlich angeordneten Einlauf. Von dort fließt das Wasser durch zwei Vorbecken, in welchen das Geschwemmsel und Treibgut von den Rechenreinigungsmaschinen vor den vertikalen Feinrechen aus der Ausleitungsstrecke entfernt werden. Ebenfalls großer Bauaufwand war für die Herstellung der fischökologischen Durchgängigkeit an der Wehranlage notwendig. Um die ca. 7 m Höhenunterschied zwischen dem Ober- und Unterwasserbereich für die Gewässerlebewesen passierbar zu machen, wurde ein technischer Fischaufstieg in Form eines Vertical-Slot-Passes errichtet, der aus insgesamt 49 Einzelbecken besteht. Die Restwasserabgabe an der Wasserfassung orientierte sich in erster Linie an den Lebens- und Wanderzyklen der Seeforelle und beträgt in
Abhängigkeit zur Jahreszeit zwischen 1,5 und 4 m³/s.
Das Ausbrechen des 1.360 m langen Freispiegelstollens mit Hufeisenprofil erfolgte klassisch bergmännisch mithilfe von Tunnelbaggern mit Fräsaufsatz und Abbruchhammer im Schutz vorauseilender Bauhilfsmaßnahmen. Da der Stollen einen in Betrieb stehenden Bahntunnel der BLS-Linie sowie einen weiteren, stillgelegten Tunnel im Abstand von 1,9 bzw. 5,9 m überquert, waren im Projektvorfeld umfangreiche Planungen, Berechnungen und Sicherheitsnachweise erforderlich. „Im Doppelspurtunnel wurden für die permanente Überwachung der Gleise, des Gewölbes und der Tunnelsohle ein Tachymeter installiert, welches vom Start des Vortriebes bis nach den Lasttests in Betrieb war. Auch das
Gewölbe des zweiten, nicht mehr in Betrieb stehenden Hondrichtunnels wurde in regelmäßigen Abständen geodätisch überwacht. Für den Doppelspurtunnel wurden außerdem für den Notfall Sicherungsbögen hergestellt und auf der Baustelle vorgehalten, für den unwahrscheinlichen Fall, dass das Gewölbe des Eisenbahntunnels innert kürzester Zeit hätte gesichert werden müssen“, erklärt Patrik Eichenberger. Der Durchschlag, auf den die Mineure von beiden Stollenseiten rund 1,5 Jahre hingearbeitet hatten, konnte schließlich im März 2022 gefeiert werden.
TURBINEN SCHAFFEN BESTMARKE
Am Ende des Stollens ist das Wasserschloss der Anlage angeordnet, in dem sich die Sonden der pegelgeregelten Turbinen befinden. Vom Wasserschloss führen zwei jeweils 95 m lange Druckrohrleitungen aus GFK-Rohren
An der Wasserfassung sorgt ein Vertical-SlotPass für die fischökologische Durchgängigkeit.
DN2400 auf direktem Wege ins Maschinengebäude. Parallel zu den Druckrohren wurde eine Entlastungsleitung in der Dimension DN2000 installiert, mit der bei einem Anlagenstillstand das Triebwasser vom Wasserschloss an der Zentrale vorbei direkt in die Kander geleitet wird. Die Herzstücke des Maschinengebäudes bilden die beiden Kaplan-Rohrturbinen, die vom österreichischen Wasserkraftexperten Global Hydro Energy GmbH im Rahmen eines elektromechanischen Komplettpakets geliefert wurden. Jede der horizontalachsigen Turbinen wurde auf eine Ausbauwassermenge von 15 m³/s und ca. 30 m Nettofallhöhe ausgelegt, womit diese im Volllastbetrieb 4.150 kW mechanische Engpassleistung erzielen. Darüber hinaus ermöglichen die mittels verstellbaren Leitapparaten und Laufradschaufeln ausgeführten Maschinen auch bei verringertem Wasserdargebot
• Ausbauwassermenge: 30 m ³/s
• Bruttofallhöhe: ca. 32 m
• Nettofallhöhe: ca. 30 m
• Turbinen:2 x Kaplan-Rohrturbinen
• Drehzahl: 2 x 428 U/min
• Ø Laufräder: 2 x 1.480 mm
• Engpassleistung: 2 x 4.150 kW
• Hersteller: Global Hydro Energy GmbH
• Generatoren: 2 x Synchron
• Spannung: 2 x 6.300 V
• Nennscheinleistung: 2 x 5.200 kVA
• Hersteller: Koncar
• Regelarbeitsvermögen: ca. 35 GWh
eine hohe Effizienz über ein breites Betriebsband hinweg. Komplettiert wurden die Maschinensätze durch zwei Synchron-Generatoren vom Hersteller Koncar in wassergekühlter Ausführung und den dazugehörigen Gewerken wie Absperrklappen, Turbinenregler oder die Kühl- und Schmieraggregate. Global Hydro-Projektleiter Stefan Prünstinger betont die herausfordernden Begleitumstände des Projekts: „Gleichzeitig mit der Unterzeichnung des Vertrages sind auch die Einschränkungen seitens Corona in Kraft getreten, sodass die gesamte Abwicklung des Projektes nur über die Ferne gelaufen ist. Trotz dieser Einschränkungen und der nicht einfachen Kommunikation konnten die Anforderungen des Kunden an Qualität der Ausführung, Einhaltung der Termine und Verpflichtungen eingehalten werden. Obwohl kein Modellversuch für die Ausführung vorlag, konnten unsere Techniker mittels CFD-Berechnung den Kunden überzeugen, dass wir ihre Erwartungen erfüllen können.“ Das elektro- und leittechnische Equipment, das für den vollautomatischen Betrieb der Anlage sorgt, wurde von der BKW in Eigenregie ausgeführt. Der von den Maschinensätzen erzeugte Strom wird von den Mittelspannungsschaltanlagen zu den Transformatoren geleitet und im Be-
reich der Wehranlage des Unterliegerkraftwerks ins Netz der BKW eingespeist.
KRAFTWERK FÜR GENERATIONEN
Rund drei Jahre nach Baustart konnte das Kraftwerk Augand Mitte Juni 2023 erstmals im Probebetrieb getestet werden, im September folgte schließlich die offizielle Einweihungsfeier des Partnerwerks von BKW und Energie Thun AG. Im Regeljahr kann der Neubau, in dessen Realisierung ca. 68 Millionen CHF investiert wurden, rund 35 GWh grüne Energie erzeugen, und damit den Strombedarf von rund 7.700 durchschnittlichen 4-Personen-Haushalten abdecken. Patrik Eichenberger betont, dass trotz der widrigen Umstände wie COVID-19-Pandemie, Lieferengpässen, Teuerung, Zeitdruck und zwei großen Hochwasserereignissen die Anlage termingerecht und ohne schwerwiegende Unfälle fertiggestellt werden konnte. Der relevante Termin für die Zusage der kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV bzw. EVS) konnte sogar mit drei Wochen Vorsprung eingehalten werden. „Alle beteiligten Unternehmungen, Ingenieure, Planer und Monteure haben mitgeholfen, eine gelungene Anlage zu konzipieren und innerhalb von etwas mehr als drei Jahren Bauzeit zu realisieren und in Be-
trieb zu nehmen. Bei ihnen allen, sowie bei den BehördenvertreterInnen, welche dieses Projekt unterstützt und begleitet haben, bei allen GrundeigentümerInnen, welche ihr Land oder ihren Wald zur Verfügung gestellt haben, möchte ich mich ganz herzlich bedanken. Angetrieben hat mich meine persönliche Mission: für meine Kinder und für die uns nachfolgenden Generationen haben wir dieses Kraftwerk gebaut, damit es für die nächsten 80 Jahre erneuerbare, lokale Energie erzeugen wird. Dafür haben sich auch die unzähligen schlaflosen Nächte gelohnt.“ Nebst der Fischdurchgängigkeit hat die Kraftwerk Augand AG zusammen mit der Gemeinde Aeschi b. Spiez und der Schwellenkorporation Wimmis mit finanzieller Beteiligung durch Bund und Kanton auch die Kander auf einem Abschnitt unterhalb des Kraftwerks angepasst. Mit der Realisierung dieses Revitalisierungsprojektes aus dem Gewässerrichtplan Kander soll sich die Kander auf einer Länge von rund 450 Metern möglichst viel Gewässerraum eigendynamisch zurückerobern. Als weitere Maßnahme hat die Kraftwerk Augand AG eine bestehende Hochwassersperre mit einer Blockrampe ergänzt und damit sichergestellt, dass die Fische auch oberhalb des Stauwehrs weiter aufsteigen können.
Die erfolgreiche Modernisierung des Wasserkraftwerks Shkopeti für den Kunden Kurum International SHA konnte durch Voith Hydro im Januar 2024 erfolgreich abgeschlossen werden. Die Anlage aus den 1960ern wurde in einem Zeitraum von zweieinhalb Jahren umfassend erneuert, wobei die Inbetriebnahme vorzeitig erfolgte und eine frühere Stromerzeugung als geplant möglich war. Durch gezielte Modernisierungsmaßnahmen konnte zudem eine Leistungssteigerung von 13 Prozent erreicht werden. Das herausragende Merkmal dieses Projekts stellt das innovative siebenflügelige Laufrad dar, welches eine Seltenheit in der Branche ist.
Der Shkopeti-Stausee, der sich etwa 35 Kilometer nördlich von Tirana im Zentrum Albaniens befindet, speist das Wasserkraftwerk Shkopeti, in dem zwei Kaplanturbinen betrieben werden. Der Stausee staut den Mat, den sechstlängsten Fluss Albaniens, auf einer Höhe von 102 Metern über dem Meeresspiegel. Mit einer Länge von etwa neun Kilometern erstreckt sich der See bis zum Damm des Stausees Ulza, der die oberste Talsperre am Fluss Mat bildet.
LEISTUNGSSTEIGERUNG VON URSPRÜNGLICHEN 24 MW AUF 27 MW
Das Shkopeti-Wasserkraftwerk, erstmals 1963 in Betrieb genommen, benötigte nach 60 Jahren Laufzeit eine Modernisierung.
Voith Hydro, in Zusammenarbeit mit den Tochterunternehmen Sintaksa (ein Unternehmen von Voith Hydro) und Elin Motoren (ein Unternehmen der Voith Group), modernisierte das bestehende Kraftwerk erfolgreich und steigerte gleichzeitig die Leistung von ursprünglichen 24 MW auf 27 MW. Die größte Herausforderung bestand aus der Sicht von Voith Hydro in der Anpassung an das be-
stehende Bauwerk und einbetonierte Bauteile – eine Aufgabe, die von den Experten/innen erfolgreich gemeistert wurde.
ZEITSCHIENE UND TECHNISCHE SPEZIFIKATIONEN
Dankrägten Fertigungstiefe im Hause EFG können „Voith Hydro übertraf unsere Erwartungen bei der Modernisierung des Wasserkraftwerks Shkopeti, und erzielte durch die exzellente Zusammenarbeit ein beeindruckendes Ergebnis. Die vorzeitige Inbetriebnahme und die Leistungssteigerung von 13 Prozent sind klare Belege für Voith Hydros Expertise und die erfolgreiche Partnerschaft“, betonte Julian Zoto, Technischer Direktor bei Kurum International SHA.
Das Projekt wurde im Mai 2021 gestartet und konnte im Januar 2024 abgeschlossen werden. Die zuvor erwähnte Leistungssteigerung konnte durch ein neues hydraulisches Design und die exzellente Zusammenarbeit zwischen Voith Hydro, Elin Motoren und Sintaksa erzielt werden, die gemeinsam eine komplette Kraftwerksausrüstung lieferten, darunter zwei vertikale Kaplanturbinen mit jeweils 13,5 MW Leistung, Generatoren und elektrisches Equipment.
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TECHNOLOGISCHE INNOVATION
UND KUNDENZUFRIEDENHEIT
Die von Voith Hydro gelieferte Turbine mit ihrem komplexen Design hebt das ShkopetiWasserkraftwerk als technologisches Vorzeigeprojekt hervor. Die Lieferung erfolgte nicht nur zeitgerecht, sondern auch reibungslos –von der Montage bis zur Inbetriebnahme.
Die modernisierten Turbinen sind auf eine Wassermenge von 40,60 m3/s, eine Fallhöhe von 36,20 m und auf eine Ausbauleistung von je 13,5 MW ausgelegt.
Die Anlage kann im Einzelbetrieb eine erweiterte Leistung von 14 MW erreichen. Aufgrund der spezifischen hydraulischen Gegebenheiten ist dies nur im Einzelbetrieb möglich.
VOITH HYDRO
Voith Hydro lieferte nicht nur Kaplanturbinen mit einem innovativen hydraulischen Design, sondern trug auch maßgeblich zur Leistungssteigerung des Wasserkraftwerks bei. Im Liefer-
• Turbinentyp: Vertikale Kaplanturbinen
• Turbinenhersteller: Voith Hydro
• Fallhöhe: 36,20 m
• Durchfluss: 40,60 m3/s
• Leistung: 13,5 MW je Turbine
• Generatorhersteller: Elin Motoren, ein Tochterunternehmen der Voith Group
• E-Technik: Sintaksa, ein Tochterunternehmen von Voith Hydro
umfang enthalten waren zudem die bedarfsgerechte Erneuerung von Kühlwasser und Entwässerung sowie die Bereitstellung der HPU (Hydraulikaggregat). Es wurde besonderer Wert daraufgelegt, nur das Notwendige zu ersetzen, um Effizienz und Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Die Expertise aus weltweit er-
Dankrägten Fertigungstiefe im Hause EFG können
das Wasserkraftwerk Shkopeti lieferte. Die maßgeschneiderten Generatoren wurden so konzipiert, dass sie die gesteigerte Leistung des Kraftwerks effizient nutzen.
SINTAKSA
Sintaksa war für das elektrische Equipment verantwortlich. Das Unternehmen lieferte eine umfassende elektrische Infrastruktur, die für einen reibungslosen Betrieb des modernisierten Wasserkraftwerks unerlässlich ist. Dies umfasste die Installation von Schaltanlagen, Transformatoren und anderer elektrischer Komponenten, um die gesamte Anlage zu vernetzen und die Energieeffizienz zu maximieren.
ENERGIEAUTARKIE UND UMWELTFREUNDLICHKEIT
Albanien, als eines von nur vier Ländern weltweit, dessen erzeugte Energie zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien stammt, setzt mit dem Shkopeti-Wasserkraftwerk ein klares Zeichen für Energieautarkie und Umweltfreundlichkeit. Trotz des geringen CO2-Ausstoßes pro Kopf nutzt das Land sein enormes Wasserkraftpotenzial bisher nur zu einem Drittel –ein Umstand, den Projekte wie Shkopeti nachhaltig ändern werden.
„13,5 MW pro Einheit – eine beeindruckende Leistung, die die Dimensionen eines Kleinwasserkraftwerks übertrifft.“ Georg Schmit, Leiter der Projektabwicklung, betont stolz die herausragende Konstruktion und Lieferung dieser Turbinen, die sich mutig über das übliche Spektrum der Voith Division Small Hydro in Österreich hinauswagten.
folgreich umgesetzten Referenzprojekten von Voith Hydro, kam auch bei diesem Projekt gezielt und effektiv zum Einsatz.
ELIN MOTOREN
Elin Motoren spielte eine entscheidende Rolle, indem das Unternehmen die Generatoren für
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FAZIT UND AUSBLICK
Mit dem modernisierten Shkopeti-Wasserkraftwerk hat Voith Hydro nicht nur eine technologische Meisterleistung erbracht, sondern auch einen maßgeblichen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung Albaniens geleistet. Die verbesserte Leistungsfähigkeit, das komplexe Design und die pünktliche Umsetzung machen dieses Projekt zu einem Vorzeigebeispiel für die Expertise von Voith Hydro und seiner Tochterunternehmen. Es stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung einer grüneren, nachhaltigeren Zukunft für Albanien dar.
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Zwei Tage lang stand das Messezentrum Salzburg im Frühjahr 2024 wieder im Zeichen der Wasserkraft. Die Fachmesse Renexpo Interhydro galt am 21. und 22. März als Branchentreffpunkt für Europas führende Unternehmen im Bereich der Hydroenergie. Ein Ausstellerplus von 15 Prozent und rund 1.200 Fachbesucher zeigen Aktualität und Relevanz der nachhaltigen Energieproduktion durch Wasserkraft.
Die internationale Ausstellerschaft umfasste die komplette Bandbreite, die der Wirtschaftssektor Wasserkraft zu bieten hat. Von Planung, über Produktion bis hin zur Dienstleistung – vom Großkonzern zum Kleinstbetrieb: Spezialisierung und Expertise im jeweiligen Fachgebiet ist allen eins. Die Besucher profitierten von einem zentralisierten Branchenauftritt für innovative Technologien, Branchenneuheiten und qualitatives Networking. Umrahmt wurden die beiden Messetage von einem versierten Vortrags- und Bühnenprogramm. Zahlreiche Hydro-Profis gaben in ausgewählten Themenbereichen ihr Fachwissen zum Besten und fanden sich auf der Bühne zu Talk- und Diskussionsrunden ein.
SCHWERPUNKT AUF AUSTAUSCH & DIALOG
Über zehn verschiedene Fachvorträge bot die Messeagenda 2024. Die Inhalte reichten von breiter aufgestellten Themenstellungen wie „Die Wasserkraft – ein wichtiger Beitrag für
Klimaschutz und Klimaanpassung“ hin zu spezifischen Lösungsansätzen für ausgewählte Szenarien und Herausforderungen, zB „Systemauslegung zur Schwarzstartfähigkeit eines Trinkwasserkraftwerkes“ und „Wenn sonst nichts mehr hilft – Lösungsmöglichkeiten für „überschüssigen“ Strom“. Zu Beginn erwartete die Besucher der Energietalk „13
Jahre Energiewende: Wohin geht die Reise? Zentrale vs. dezentrale Energieversorgung“ unter österreichisch-bayerischer Beteiligung aus Wirtschaft und Politik mit DI Dr. Gerhard Löffler (Land Salzburg), DI Herwig Struber, MSc (Salzburg AG), Florian Streibl (Bayerischer Landtag) und Dipl.-Ing. Hermann Steinmaßl (LEE Bayern). Einig war
man sich über die gute, grenzübergreifende Zusammenarbeit der beiden Länder, sowie die wichtige Rolle des Themas „gesellschaftliche Akzeptanz“ für das Vorantreiben erneuerbarer Energieformen. Dies impliziere auch das Bewusstsein über notwendige Ausbaumaßnahmen, v.a. im ländlichen Raum. DI Dr. Gerhard Löffler sprach sich dafür aus, dass die Zieldiskussionen im Bereich des Klimawandels aufzulösen seien und zur Tat geschritten werden müsse. Man weiß was zu tun sei, hätte die erforderliche Kompetenz und auch die technischen Voraussetzungen seien vorhanden. Dipl.-Ing. Hermann Steinmaßl betonte, dass im Hinblick auf Investoren frühzeitige Behördenentscheidungen über Realisierbarkeit, Durchführungs- und Planungssicherheit essenziell seien. Der Vorstand der Salzburg AG, DI Herwig Struber, MSc, appelliert, dass zentrale und dezentrale Versorgungsformen nicht gegeneinander ausgespielt werden sollten, sondern ein Miteinander gepflegt werden müsse.
100% Erneuerbare Energien-Botschafter und Präsident der Energy Watch Group, Hans-Josef Fell, präsentierte auf der Fachmesse gemeinsam mit Heinrich Strößenreuther (Umwelt- und Energie-Experte und Co-Autor der Studie) und Dr. Roland Steinhoff (Vorstand Bundesverband Deutscher Wasserkraftwerke) erstmalig Studienergebnisse von #Wasserkraft2030. Diese hebt vor allem die Vorteile des nachhaltigen Energieträgers, wie: die CO²-freie, verlässliche Produktion, wichtige Unterstützungsfunktion in den solar- und windschwachen Wintermonaten, sowie ihren Beitrag zum Katastrophenschutz (Schutz gegen Hochwasser und Dürre) und die regionale Wertschöpfung, hervor.
EXPERT EVENT „RIVERMANAGEMENT & ECOLOGY“ Zeitgleich zur Messe fand in Kooperation mit vgbe energy e.V. und VÖU eine Konferenz zum Thema Flussbewirtschaftung und -öko-
logie statt. Führende Betreiber, Hersteller und Zulieferer, Behörden, Forschungsinstitute und andere Akteure trafen aufeinander, um wichtige Fragen im Bereich der Flussbewirtschaftung und -ökologie zu erörtern. Mit rund 60 Teilnehmern konnte auch hier ein Erfolg verbucht werden.
Über alle Fachbereiche verteilt berichteten die Aussteller von einem versierten Messepublikum, vielversprechenden Gesprächen und wichtigen Kontakten zur gewünschten Zielgruppe. Die nächste Renexpo Interhydro findet am 27. und 28. März 2025 statt.
Weil Wasserkraft nicht nur den Gesetzen der Physik folgen muss
Rechtliche Expertise und Erfahrung bei Wasserkraftprojekten
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Mitte September vergangenen Jahres feierte die Walliser Gemeinde Saas-Grund offiziell die Einweihung ihres neuen, bemerkenswerten Trinkwasserkraftwerks. Die Anlage, die mit zwei Troyer-Turbinen die beiden Hauptstränge der lokalen Trinkwasserversorgung nutzt, wird im Regeljahr genug Strom liefern, um damit rund 420 Haushalte mit grünem Strom zu versorgen. Die Umsetzung des Kraftwerks stellt für das kleinen Bergdorf einen Meilenstein auf ihrem Weg zur energieautarken Gemeinde dar. Dieses Ziel soll nach eigenem Bekunden bis 2032 erreicht sein.
Mit seiner beeindruckenden Naturkulisse zieht Saas-Grund im Herzen des Saastals heute längst nicht mehr nur Wintersportler an, sondern hat sich auch zu einer attraktiven Sommerdestination entwickelt. Ein kleines, malerisches Bergdorf, das einerseits Traditionen lebt, andererseits aber auch auf Modernität und Zukunftsbewusstsein ausgerichtet ist. Ein Beleg dafür ist das richtungsweisende Beleuchtungskonzept, das die 1000-Seelen-Gemeinde im Jahr 2018 erfolgreich umgesetzt hat. Die alten Lampen waren allesamt durch moderne LED-Leuchten ersetzt worden, die zum Teil auch im Boden verbaut wurden. Das Ziel dahinter war zum einen eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Form der Beleuchtung zu finden, die zum anderen auch eine positive Auswirkung auf die zunehmende Lichtverschmutzung in der Region hat. Das Thema Nachhal-
tigkeit hat für das Walliser Bergdorf zentrale Bedeutung. Selbstredend gilt das auch für die Energieversorgung. Schon seit längerem verfolgen die Gemeindeverantwortlichen unter der Führung von Gemeindepräsident Bruno Ruppen die Absicht, die Gemeinde energieunabhängig zu machen. „Unsere Strategie zielt darauf ab, bis 2032 eine energieautarke Gemeinde mit einem energieautarken Skigebiet zu werden“, sagt der umtriebige Gemeindepräsident.
LANGE PLANUNG – KURZE UMSETZUNG
Das funktioniert natürlich nur, wenn Möglichkeiten gegeben sind, eigene Erzeugungsanlagen zu realisieren. Eine höchst bewährte Option dieser Art: ein Trinkwasserkraftwerk. Nachdem auch ein gewisser Erneuerungsund Modernisierungsbedarf an der hiesigen Trinkwasserversorgung gegeben war, ent-
stand schon im Rahmen der Sanierungsstrategie vor über 10 Jahren die Idee, das eigene Trinkwasser auch zur Stromerzeugung zu nutzen. Gegen Ende des Jahres 2013 wurde den Einwohnern von Saas-Grund eine erste Projektskizze präsentiert, die ein klares Ja-Votum in der Ur- und Bürgerversammlung erhielt. In der Folge wurden Experten und Planungsingenieure beigezogen, um das Projekt zu konkretisieren und auch weitere Synergieeffekte zu nutzen, wie etwa Verbesserungen in der Kommunikation oder die Integration der Beschneiungsanlagen in das Gesamtprojekt. Auf dieser Basis konnte eines der wichtigsten Bauvorhaben für das Walliser Bergdorf auf Schiene gebracht werden. Bis zur Umsetzung sollte es allerdings noch ein wenig dauern. Zunächst galt es dafür noch geeignete Partner zu finden. 2016 gründeten die Gemeinde (40 Prozent), das Energieversorgungsunterneh-
men BKW (40 Prozent) sowie die Elektrizitätsversorgung Saas-Grund (20 Prozent) die Trinkwasserkraftwerk Saas-Grund AG. Die neue Betriebsgesellschaft musste sich aber noch etwas in Geduld üben, da eine Einsprache den Projektfortschritt über Jahre blockieren sollte. Nachdem 2019 die Förderzusage aus dem KEV (Kostendeckende Einspeisevergütung) erteilt und nachdem zu guter Letzt auch die Einsprache ausgeräumt worden war, konnten die Baumaschinen im März 2022 gestartet werden.
GUSSROHRE ERSETZEN ALTE PVC-ROHRE
Das Konzept des neuen Trinkwasserkraftwerks sieht vor, dass die zwei Trinkwasserstränge, die beide über 2.000 m Seehöhe gefasst werden, separat zu einer bestehenden Felskaverne auf 1.660 m Seehöhe geführt werden, wo zwei neue Turbinen die Energie des Wassers abarbeiten. Da die Schüttungen der Quellen unterschiedlich groß sind, unterscheiden sich natürlich auch die dazugehörigen neuen Druckrohrleitungen sowie die beiden Maschinensätze. „Im Kreuzboden auf knapp 2.240 m Seehöhe befindet sich die Brunnenstube Engpass, der 6 Quellen zufließen. Sie stellt die größere der beiden Versorgungsleitungen dar. Die zweite, kleinere Leitung im Bereich der Triftalpe wird von vier Quellen gespeist. Früher führten beide Leitungen zu einem Druckunterbrecherschacht auf 1.900 m, in dem die Energie des Wassers abgebaut wurde. Danach gelangte das gesamte Trinkwasser zu einer Felskaverne mit 400 m3 Fassungsvermögen auf rund 1.660 m See-
höhe. Diese Felskaverne wurde nun umgebaut zur Maschinenkaverne, wo die beiden neuen Turbine-Generator-Einheiten untergebracht sind“, erklärt der Projektleiter der Gemeinde Saas-Grund, Fabian Zurbriggen. Baulich sei die größte Herausforderung der Tausch der bestehenden Rohrleitungen gewesen. Über eine Gesamtlänge von knapp 2.800 Meter mussten die bestehenden PVC-Leitungen durch druckfeste Rohrleitungen aus Guss
ersetzt werden. Dabei kamen Gussrohre der Marke VONROLL HYDRO zum Einsatz, die vom Rohrspezialisten Hagenbucher geliefert wurden. Sie sind sowohl außen als auch innen mit einer Zementmörtelumhüllung ausgeführt. Die hochglatte Zementmörtelinnenschicht bietet maximalen Schutz für das wertvolle Triebwasser, die Zementaußenschicht schützt das Gussrohr vor mechanischen Beschädigungen, die mitunter in felsigem Gelände passieren können. „Gerade die Verlegung im unteren Steilgelände war für die Baufirma eine Herausforderung. Zum Teil musste in felsigen Abschnitten geschrämt und gesprengt werden. Unterhalb der Triftalpe konnte aufgrund der Neigung von bis zu 42 Grad im Gelände nur mit einem am Seil fixierten Schreitbagger gearbeitet werden, in gewissen Abschnitten konnte die Rohrkünette auch nur per Hand ausgehoben werden. Eine zusätzliche Herausforderung war die Querung der Schutzwasserzone“, erinnert sich Fabian Zurbriggen an die Tücken der Verlegearbeiten.
UNGLEICHES MASCHINENDUO INSTALLIERT Zeitgleich zur Errichtung der neuen Druckrohrleitung wurde auch die bestehende Maschinenkaverne umgebaut, sodass hier die beiden neuen Turbinen eingebaut werden konnten. Der Auftrag über die elektromaschinelle Ausrüstung des neuen Trinkwasserkraftwerks ging an den Südtiroler Wasserkraftallrounder Troyer AG, der zusätzlich zur Turbine und zum Generator auch die Zuleitung, Steuerung, Visualisierung, den Trans-
formator, die beiden Turbinen-Bypässe übernahm und somit seine Qualitäten als Turnkey-Spezialist wieder einmal unter Beweis stellen konnte. Die größere der beiden 2-düsigen Peltonturbinen für den Trinkwasserstrang aus dem Kreuzboden ist auf eine Netto-Fallhöhe von 543 Metern und eine Ausbauwassermenge von 90 l/s ausgelegt, wodurch die Maschine auf eine Ausbauleistung von 430 kW kommt. Die kleinere, ebenfalls 2-düsige Peltonturbine für den Trinkwasserstrang aus der Triftalpe weist ein Schluckvermögen von 45 l/s auf und kommt bei einer Nettofallhöhe von knapp 386 Metern auf eine Leistung von 153 kW. Natürlich sind beide Turbinensätze voll trinkwassertauglich ausgelegt, wie Pirmin Schneider, Leiter der Troyer Suisse AG, betont: „Alle wasserberührten Teile der Turbine sind mit trinkwassertauglichem, hochwertigen Inox-Stahl ausgeführt. Um jede Eventualität für einen Kontakt mit Öl auszuschließen, werden die Düsen der Turbine elektrisch ange-
trieben. Auch die Antriebe für den Strahlablenker mit Federpaketen wurde von uns elektrisch ausgeführt.“
TRINKWASSERVERSORGUNG HAT PRIORITÄT
Wie bei modernen Trinkwasserkraftwerken obligatorisch und üblich, bleibt die sichere Versorgung der Bevölkerung mit Trinkwasser dennoch als höchste Priorität bestehen. Daher wurden beide Turbinensätze mit Bypässen ausgerüstet, damit im Fall eines Maschinenstillstands das Wasser an den Turbinen vorbeigeführt werden kann. Selbstredend funktioniert dies vollautomatisch und ist Teil des Steuerungspakets der Troyer AG. „Unsere Programmierer haben die Anbindung unserer Steuerung an das bestehende Trinkwasser-Leitsystem vorgenommen, damit der Wasserwart nun alle Betriebsdaten und Alarme auf der Visualisierung seines Leitsystems übersichtlich dargestellt zur Verfügung hat. Hinzu kommt noch die Anbindung der Troyer-Steuerung an die Kraftwerksbewirt-
Maschine 1
• Ausbauwassermenge: 90 l/s
• Netto-Fallhöhe: 543 m
• Drehzahl: 1.500 Upm
• Nennleistung: 430 kW
Maschine 2
• Ausbauwassermenge: 45 l/s
• Netto-Fallhöhe: 385,5 m
• Drehzahl: 1.500 Upm
• Nennleistung: 153 kW
• Turbinentyp: 2-düsige Pelton
• Fabrikat: Troyer AG
• Generatoren: Synchron
Druckrohrleitung 1 [Kreuzboden]
• Länge: 1.760 m DN250
Druckrohrleitung 2 [Triftalpe]
• Länge: 1.025 m DN200
• Rohrmaterial: Guss
• Fabrikat: VONROLL HYDRO / Hagenbucher
• Steuerungstechnik: Troyer AG
• Regelarbeitsvermögen: 2 GWh
schaftung, die der BKW obliegt. An dieser digitalen Schnittstelle wird allerdings zurzeit noch gearbeitet“, sagt Pirmin Schneider. Ein Kapitel für sich sei auch die Anlieferung der Maschinen in den schwer zugänglichen Bereich der Felskaverne gewesen. So mussten sämtliche elektromaschinellen Komponenten mit Helikoptern angeliefert werden, im Fall von Generator und Transformator wurde dazu sogar ein Schwerlast-Heli angefordert. Die Zuleitungsrohre in der Kaverne wurden nachträglich vor Ort mit einer 7 mm dicken Isolierschicht von Armaflex ummantelt. Die Isolierung dient dazu, dass kein Schwitzoder Kondenswasser in der Kaverne entsteht. Nach ersten Betriebserfahrungen funktioniere sie ausgezeichnet, lobt Fabio Zurbiggen.
ERSTER STROM IM JUNI 2023
Aufgrund der Witterungsbedingungen in der
Höhenlage der Baustellen wurde das Gros der Bauarbeiten in den Sommermonaten durchgeführt. Dabei galt es auch zahlreiche Schnittstellen mit Viehwirtschaft, Wanderwegen und touristisch genutzten Gebieten zu berücksichtigen, sodass verschiede Bauabschnitte nötig waren. Nachdem im März 2022 der Startschuss für die Bauarbeiten gefallen war, konnten die neuen Maschinensätze erstmalig Ende Juni letzten Jahres Strom erzeugen. Am 16. September lud die Trinkwasserkraftwerk Saas-Grund AG zu einem Tag der offenen Tür, in dessen Rahmen das Projekt offiziell eingeweiht wurde und die zahlreichen Interessierten viel über die Technik und die Umsetzung des Trinkwasserkraftwerks erfahren konnten. In seiner Eröffnungsrede freute sich Gemeindepräsident Bruno Ruppen über die erfolgreiche Inbetriebnahme des neuen Trinkwasserkraft-
werks: „Im Rahmen der Sanierung der Trinkwasserversorgung konnten wir in Zusammenarbeit mit BKW und der Elektrizitätsversorgung Saas-Grund das Trinkwasserkraftwerk bauen. Das ist ein Schritt in die richtige Richtung.“ In Summe investierte die Betriebsgesellschaft rund 5 Millionen Schweizer Franken in das Gesamtprojekt.
20 PROZENT STEUERT DAS KRAFTWERK BEI Mit der gesamt installierten Leistung von rund 583 kW erzeugen die beiden Turbinen im Regeljahr etwa 2 Gigawattstunden grünen Strom. Diese Stromproduktion deckt rund 20 Prozent des Strombedarfs der circa 1.000 Einwohner und 3.500 Feriengäste der Gemeinde Saas-Grund. Nachdem die Schüttung der beiden Quellstränge relativ konstant ist, rechnen die Verantwortlichen mit einem Produktionsverhältnis von Sommer zu Winter von etwa 60 zu 40 Prozent. Demnach sind auch in den Niederwasserperioden des Winters sehr gute Energieerträge zu erzielen. Selbstredend ändert sich durch das neue Trinkwasserkraftwerk auch nichts an der verfügbaren Trinkwassermenge, die weiterhin bei durchschnittlich 50 l/s liegt. Das neue Trinkwasserkraftwerk hat die Gemeinde Saas-Grund einen großen Schritt weitergebracht in der Umsetzung ihrer Energievision. Neben der Nutzung des Trinkwassers hat man bereits zwei Photovoltaikanlagen realisiert. Die dritte, die in Kürze gebaut wird, soll definitiv den Weg zur Energieautarkie freimachen, wie Gemeindepräsident Bruno Ruppen betont: „Mit der geplanten Hochgebirgs-Photovoltaikanlage auf Hohsaas werden wir ab 2024 deutlich mehr Strom produzieren als in der Gemeinde Saas-Grund verbraucht wird. Dies ist ganz im Sinne unserer Strategie, bis 2032 eine energieautarke Gemeinde mit einem energieautarken Skigebiet zu werden.“
Kurz vor Weihnachten 2021 beauftragte Österreichs größter Wasserkraftbetreiber, Verbund Hydro Power GmbH, den weltbekannten Systemspezialisten Siemens Energy aus Salzburg mit der Modernisierung der Leittechnik der beiden Traditionskraftwerke an der Enns Altenmarkt und Landl. Die Siemens Energy Austria GmbH ist bekannt für ihre technologische Kompetenz und das fundierte Know-how für die Errichtung und Modernisierung von Wasserkraftwerken sowie für seinen ausgezeichneten Service. Altenmarkt und Landl kommen als zwei weitere erfolgreiche Referenzprojekte in Österreich auf der Visitenkarte des Unternehmens hinzu.
Seit über 60 Jahren erzeugt das Kraftwerk Altenmarkt zuverlässig grünen Strom aus dem Herzen der Steiermark, heute sind es im Regeljahr 150 GWh. Die Anlage wurde 1958 bis 1960 errichtet und liegt im Gemeindegebiet von Altenmarkt bei St. Gallen im steirischen Bezirk Liezen. Der letzte Leittechnikumbau erfolgte im Jahr 1999. Es war somit Zeit für eine Modernisierung. Der Auftrag darüber ging an die Siemens Energy Austria GmbH, deren Liefer- und Leistungsumfang sich auf die Leit- und Automatisierungslösung von Wehr- und Hauptkraftwerk (Maschinenleittechnik, Allgemeine Leittechnik, Zählung, Wehranlage, Wasserwirtschaftsregelung, Ersatzsteuerung, Zweitweg und Kraftwerksüberwachungssystem) sowie auf die Geber und Aktoren (Niveaumessungen an den Betriebswindkesseln bzw. Sickerölpumpen, Endschalter für den Leitapparat, Knicklenker und Drehzahlgeber, Pegelmessungen sowie Drehwinkelgeber an den Wehrklappen) aufteilte. Als Leittechnik wurde eine neue SICAM A8000 Steuerung in Verbindung mit einer ZENON-Visualisierung umgesetzt. Die einzelnen Komponenten sind untereinander mit einem KW-Prozess-LAN verbunden. Die Bedienung und Beobachtung erfolgt sowohl vor Ort über einen lokalen Leitrechner, als auch zentral in der Zentralen Leitstelle der Verbund Hydro Power GmbH.
HERAUSFORDERUNGEN FÜR
DIE SOFTWARE-INGENIEURE
Die eingesetzte SICAM A8000 verfügt über
Der größte Wasserkraftbetreiber Österreichs, Verbund Hydro Power GmbH, vertraut einmal mehr auf die Kompetenz von Siemens Energy Austria GmbH aus Salzburg.
hohe Funktionalität und Flexibilität, was wiederum eine Vielzahl an Kombinationen von Automatisierungs-, Fernwirk- und Kommunikationsaufgaben erlaubt. Ergänzt um die skalierbare Leistungsfähigkeit und verschiedene Redundanzkonfigurationen wird eine optimale Anpassung an die jeweiligen Anforderungen des Prozesses im Wasserkraftsegment erreicht. Vor allem in Hinblick auf die immer größer werdenden Heraus- und Anforderungen an die Cyber Security sowie an das Schnittstellen- und Kommunikationsma-
nagement ist die A8000 aus der SICAM-Familie den anderen eingesetzten Produkten am Wasserkraftmarkt weit voraus. Als besonders herausfordernd für die Software-Ingenieure in Salzburg stellte sich die Umsetzung der Wasserhaushaltsregelung unter Berücksichtigung sämtlicher Einflüsse und Optimierungsmöglichkeiten dar. Nach intensiven Stunden der Projektierung konnte dank der Erfahrung und des Know-hows aller beteiligten Ingenieure gemeinsam mit dem Kunden eine für den Betrieb optimale Lösung entwickelt und
umgesetzt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse können somit auch als Basis für weitere gemeinsame Projekte genutzt werden.
ANGENEHME UND PROFESSIONELLE KOOPERATION
Die Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber Verbund Hydro Power GmbH wird von den Ingenieuren der Siemens Energy von der Projektierung bis zur Fertigstellung und Übergabe in höchstem Maße kooperativ, angenehm und vor allem in Zeiten der permanenten Belastungen auch menschlich sehr positiv beschrieben. Von der Beauftragung bis zur Übergabe der fertigen Anlagen Haupt- und Wehrkraftwerk Altenmarkt vergingen nicht mehr als circa 18 Monate, wodurch die Maschinensätze teilweise sogar vor der vereinbarten Frist wieder ans Netz gehen konnten und somit ein erheblicher Mehrwert für den Kunden generiert wurde. Während der Projektierungsphase wurde in enger Zusammenarbeit aller am Projekt beteiligten Gewerke in kürzester Zeit der Grundstein für das gemeinsame Ziel, die erfolgreiche und möglichst effiziente Durchführung der Kraftwerksmodernisierung, gelegt.
„Die Abwicklung der Leittechnikerneuerung im Wehr- und Hauptkraftwerk Altenmarkt war für mich insofern herausfordernd, als dies das erste gemeinsame Projekt mit der Firma Siemens Energy war. Das Resümee nach abschließender Inbetriebnahme der beiden Kraftwerke (Wehr- und Hauptkraftwerk) ist ein durch und durch positives“, sagt der Projektleiter von Verbund, Ing. Erich Tippl, resümierend.
ERFOLGSGESCHICHTE IN MEHREREN AKTEN
Die Wasserkraftspezialisten der Siemens Energy Austria aus Salzburg konnten mit ihrer Leistung sowie der Flexibilität der Mitarbeiter einen weiteren Kunden in höchstem Maße zu-
frieden stellen. Das Kraftwerk Altenmarkt ist nicht das erste und vor allem nicht das letzte von den Spezialisten aus Salzburg realisierte Kraftwerk für den größten Wasserkraftbetreiber Österreichs, der Verbund Hydro Power GmbH. Die Basis für die erfolgreiche und nachhaltige Zusammenarbeit gründet zum einen auf der hervorragenden Qualität der erbrachten Leistungen und zum anderen auf den sehr guten und gepflegten zwischenmenschlichen Beziehungen aller beteiligten Personen. Sich auf Augenhöhe begegnen und gegenseitige Wertschätzung stellen eine hohe Qualität dar, welche sich sowohl Verbund Hydro Power GmbH als auch Siemens Energy Austria GmbH mit Recht und Stolz auf die Fahnen heften.Das gemeinsame Projekt zur Modernisierung der Leittechnik für das Haupt- und Wehrkraftwerk von Landl befindet sich aktuell in der Umsetzungsphase. Mit der Beauftragung zur Lieferung der Leittechnik, Turbinenregler und Schutztechnik für das an der Mur
Die neue Technik erfüllt
neu errichtete Kraftwerk Gratkorn findet die Zusammenarbeit Verbund Hydro Power GmbH und Siemens Energy Austria GmbH eine Fortsetzung.
Die Wasserkraftwerksspezialisten von Siemens Energy Austria GmbH mit dem Kompetenzzentrum für Wasserkraft in Salzburg haben jahrzehntelange Erfahrung und eine installierte Basis von hunderten Kleinwasserkraftwerken in der ganzen Welt. Das Unternehmen ist bekannt für seine technologische Kompetenz und das fundierte Know-how für die Errichtung und Modernisierung von Wasserkraftwerken sowie für seinen hervorragenden Service. Als Systemanbieter hat Siemens Energy umfassende Kenntnisse bei der Realisierung von komplexen Modernisierungs- als auch Neubauprojekten. Der Betreiber profitiert somit von einer hohen Anlagenverfügbarkeit.
Bald zwei Jahre erzeugt das neue Kleinwasserkraftwerk Waldbach in der Oststeiermark sauberen Strom. Realisiert wurde das Projekt durch engagierte Bürgerinnen und Bürger, die nach dem Bau von zwei Photovoltaikanlagen ein Kleinwasserkraftwerk am Weißenbach realisierten. Bei der Betreibergesellschaft ÖKO Energie RIPO KG zeigt man sich stolz, dass das Kraftwerk zum Großteil von regionalen Branchenexperten umgesetzt wurde. Dabei ist in erster Linie die Mayrhofer Maschinenbau GmbH zu nennen, die sowohl den Stahlwasserbau der Wehranlage als auch die komplette elektromechanische Ausstattung für das Krafthaus lieferte. Das Herzstück der Anlage bildet eine Durchström-Turbine mit 110 kW Engpassleistung, deren jährliches Regelarbeitsvermögen bei rund 300.000 kWh liegt.
Das Joglland in der Nordoststeiermark, Heimat des berühmten Schriftstellers Peter Rossegger, bietet mit seiner hügeligen Topographie und den zahlreichen Gewässern ideale Voraussetzungen für die Stromgewinnung aus Wasserkraft. In der waldreichen Region, die sich über die Bezirke Hartberg-Fürstenfeld und Weiz erstreckt, reicht die Wasserkraft-Tradition mehrere Jahrhunderte zurück. Schon in früheren Zeiten nutzten Handwerker klassische Wasserräder für den Antrieb mechanischer Transmissionen für ihre Mühlen, Schmieden oder Sägewerke. „Mit der Einführung der Elektrizität wurden vermehrt Insel-Kraftwerke errichtet, die oft auch von mehreren landwirtschaftlichen Betrieben gemeinschaftlich genutzt wurden. Um die 30 Kleinanlagen sollen in der Region in Betrieb gewesen sein“, sagt Franz Riegler, der Geschäftsführer der ÖKO Energie RIPO KG, die eines der neuesten Kleinwasserkraftwerke in der Gemeinde Waldbach-Mönichwald errichtet hat.
Im Gespräch mit zek HYDRO hebt Franz Riegler den hohen Stellenwert von nachhaltiger Stromerzeugung in der Region hervor, wobei in Waldbach-Mönichwald eine ganze Reihe von erneuerbaren Quellen genutzt werden. So kommt eine mit lokalem Holz befeuerte Biomasseanlage (Kraft-Wärme-Kopplung) zur Strom- und Wärmeproduktion zum Einsatz. Außerdem gingen 2014 und 2016 zwei Photovoltaikanlagen mit gemeinsam mehr als 500 kWp Gesamtleistung in Betrieb. Im Sommer 2022 konnte schließlich ein neues Kleinwasserkraftwerk am Weißenbach in Betrieb genommen werden. „Wir haben bereits bei der Projektierung der ersten Photovoltaik-Anlage mit dem Bau eines Wasserkraftwerks geliebäugelt, dessen
Baustart nach umfassender Konzeption letztendlich im Herbst 2021 erfolgte“, so Franz Riegler, der betont, dass bei der Konzeption der Anlage auf eine ganze Reihe von Randbedingungen unterschiedlicher Natur Bedacht genommen werden musste. Etwa beim ursprünglich weiter bachaufwärts geplanten Standort der Wehranlage. Dieser musste weiter nach unten verlegt werden, wodurch ein unter Naturschutz stehendes Gebiet vom Bau des Kraftwerks unbeeinträchtigt blieb. In bautechnischer Hinsicht stellte die Rohrverlegung im anspruchsvollen Gelände und einer
• Ausbauwassermenge: 420 l/s
• Nettofallhöhe: 34 m
• Druckrohrleitung: ca. 1,3 km
• Ø: DN600
• Material: GFK
• Lieferant: Geotrade Tiefbauprodukte GmbH
• Turbine: Durchström-Turbine
• Drehzahl: 485 U/min
• Hersteller: Mayrhofer Maschinenbau GmbH
• Generator: Asynchron
• Nennscheinleistung: 110 kW
• Regelarbeitsvermögen: ca. 300.000 kWh
Vielzahl von zu querenden Leitungen keine leichte Herausforderung dar. „Wir hatten das Glück, dass mehrere Mitglieder der Kraftwerksgesellschaft handwerklich sehr begabt sind. Dadurch konnten viele Arbeiten, wie beispielsweise die Rohrverlegung, in Eigenregie umgesetzt werden, was sich natürlich positiv auf die Kosten ausgewirkt hat“, sagt Franz Riegler.
Neben den selbst durchgeführten Arbeiten setzte die Kraftwerksgesellschaft auf die Kompetenz namhafter Branchenexperten. Den kürzesten Anfahrtsweg hatten die Mitarbeiter der Mayrhofer Maschinenbau GmbH aus Wenigzell, deren Firmensitz sich nur ca. fünf Kilometer vom Krafthaus der Anlage befindet. Das seit über 60 Jahren aktive Unternehmen schnürte für den Neubau ein umfassende Komplettpaket, das sowohl den gesamten Stahlwasserbau als auch das elektromechanische Equipment sowie die Kraftwerkssteuerung beinhaltete. Franz Riegler betont, dass mit dem Kraftwerksbau auch eine lokale Wertschöpfungskette verbunden war – vom lokalen Elektriker über den Baustoffhandel bis hin zum Baumaschinenverleih profitierten eine ganze Reihe von örtlichen Unternehmen von dem Projekt. Zuständig für die Planung der Anlage war die niederösterreichische IB Mosbacher GmbH, deren Geschäftsführer Jürgen Mosbacher auf eine beträchtliche Anzahl von Referenzprojekten in der Region verweisen kann. Darüber hinaus war das Ingenieurbüro auch für die Bauaufsicht während der Projektumsetzung zuständig.
An der Wasserfassung wird der Weißenbach durch eine hydraulisch betriebene Wehrklap-
Die Wasserfassung, an der bis zu 420 l/s Triebwasser aus dem Gewässer entnommen werden, wurde mit einer Wehrklappe in Fischbauchausführung ausgerüstet.
pe aufgestaut und das Triebwasser zum orographisch rechts angeordneten Seiteneinlauf geführt. Direkt nach der Ausleitung strömt das Wasser durch das Entsanderbecken, in dem sich die feinen Sedimente des Gewässers absetzen können. Größeres Treibgut und Geschwemmsel werden am Ende des Entsanders durch einen vertikalen Feinrechen gestoppt. Die Rechenreinigung übernimmt eine hydraulisch bewegte Rechenreinigungsmaschine in Teleskoparmausführung, die das Rechengut in eine Spülrinne befördert. Der Fischaufstieg, der sich direkt neben dem Entsanderbecken befindet, wurde in Form einer technischen Lösung hergestellt. Der relativ geringe Höhenunterschied zwischen Oberund Unterwasser wird durch einen Vertical-Slot-Pass passierbar gemacht, dessen Becken durch die Platzierung von hölzernen Schlitzelementen gebildet werden. Dotiert
Die ca. 1,3 km lange Druckrohrleitung besteht aus GFK-Rohren DN600, die von der oberösterreichischen Geotrade Tiefbauprodukte GmbH geliefert wurden.
wird der Fischaufstieg mit konstant 80 l/s, wobei der Großteil der behördlich vorgeschriebenen Restwasserabgabe durch den Beckenpass geleitet wird. Die gesamte Restwasserabgabe, die im 3-Monats-Rhythmus angepasst wird, beträgt in Abhängigkeit zur Jahreszeit zwischen 88 und 104 l/s. Franz Riegler merkt an, dass auch innerhalb der Restwasserstrecke Maßnahmen gesetzt wurden, um die Fischdurchgängigkeit zu verbessern. Dazu gehörten der Abbau von bestehenden Fallstufen, aber auch die gezielte Platzierung von Gewässerbausteinen, um den Wasserstand in gewissen Bereichen zu erhöhen.
KRAFTABSTIEG AUS GFK
Die Verlegung des knapp 1,3 km langen Kraftabstiegs, der zur Gänze aus glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GFK) besteht, ©
Der Geschäftsführer der ÖKO Energie RIPO KG Franz Riegler beim zek HYDRO Lokalaugenschein in der Nordoststeiermark.
Die Durchström-Turbine mit direkt gekoppeltem Asynchron-Generator deckt konstruktionsbedingt ein breites Betriebsband ab.
stellte laut Franz Riegler die größte Projektherausforderung dar. „Die Rohrtrasse verläuft in manchen Abschnitten in direkter Nähe zu einer bestehenden 20 kV-Leitung, welche die erdverlegte Energieableitung vom Windpark Steinriegel bildet. Somit war höchste Vorsicht bei der Rohrverlegung geboten, wobei die notwendigen Querungen der Mittelspannungsleitung in Anwesenheit vom Netzbetreiber Feistritzwerke durchgeführt wurden.“ Neben der Energieableitung vom Windpark musste die Druckrohrleitung auch die kommunale Infrastruktur wie Abwasserkanäle und Stromleitungen mehrfach queren. Hinzu kam noch anspruchsvolles Gelände im Bereich eines Steilhangs. Begünstigt wurden die Arbeiten von den weltweit im Wasserkraft-, Kommunal- und Industriesektor bewährten GFK-Rohren, deren geringes Gewicht im Vergleich zu weitaus schwereren Guss- oder Stahlrohren ein einfacheres Handling bei der Rohrverlegung ermöglichten. Geliefert wurde das komplette Rohrmaterial inklusive Sonderformstücken vom oberösterreichischen Vertriebsexperten Geotrade Tiefbauprodukte GmbH. Das leichte und dennoch robuste Rohrmaterial der Marke SUPERLIT vereint eine ganze Reihe von Vorteilen. Dazu zählen unter anderem die ausgezeichneten hydrauli-
Die Anlagensteuerung, die von verschiedenen Endgeräten wie PC oder Smartphone aus Kontrolle und Fernzugriff auf die Anlage ermöglicht, war ebenfalls Teil des Mayrhofer-Komplettpakets.
schen Eigenschaften, Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse, konstant hohe Abriebfestigkeit sowie die sehr guten Fließeigenschaften zur Minimierung des Reibungswiderstands. Mitverlegt mit der GFK-Leitung wurden zudem ein Stromkabel sowie ein Lichtwellenleiter zur digitalen Anbindung der Wehranlage, die mittels Videokamera auch aus der Ferne überwacht werden kann.
Das Krafthaus, das in unmittelbarer Nähe des Weißenbachs vor seiner Einmündung in die Lafnitz errichtet wurde, musste aufgrund der 20 kV-Leitung um einige Meter vom geplanten Standort abrücken. Unverändert blieb hingegen das elektromaschinelle Konzept im Inneren des Maschinengebäudes, das Mayrhofer entworfen hatte. Das Kernstück der Anlage bildet eine Durchström-Turbine mit direkt gekoppeltem Asynchron-Generator. Mit ihrem 2-zelligen Aufbau kann die Turbine auch bei stark verringertem Wasserdargebot konstant Strom erzeugen. Bei vollem Wasserdargebot schafft der für 420 l/s Ausbauwassermenge und 34 m Nettofallhöhe konzipierte Maschinensatz 110 kW elektrische Leistung. Komplettiert wurde der Mayrhofer-Lieferumfang durch die gesamte elektro- und leittech-
nische Ausstattung. Dies beinhaltete die automatische Anlagensteuerung inklusive Visualisierung und Fernwartungszugriff via PC, Smartphone oder Tablet, die Wasserstandsregelung über die Wehrklappe bzw. die Turbine, die Automatiksteuerung der Rechenreinigungsanlage sowie die Blindstromkompensation. Eingespeist wird der erzeugte Strom ins öffentliche Netz in unmittelbarer Nähe zum Krafthaus an einem Transformator des Netzbetreibers Feistritzwerke.
BALD ZWEI JAHRE IN BETRIEB
Rund zehn Monate nach dem ersten Spatenstich erfolgte im Juli 2022 die Erstinbetriebnahme des Neubaus. „Obwohl die Technik einwandfrei funktionierte, waren die ersten Betriebsmonate im Hinblick auf die Stromproduktion nicht sehr ertragreich. Schuld daran war die äußerst trockene Witterung über mehrere Monate hinweg, die grenzübergreifend die Stromerzeugung aus Wasserkraft minimierte. Glücklicherweise hat sich die Niederschlagssituation aber wieder stabilisiert, wodurch das Kraftwerk nun effektiv arbeiten und erzeugen kann“, resümiert Franz Riegler, der abschließend darauf hinweist, dass auch die Dachfläche des Maschinengebäudes mit einer Photovoltaik-Anlage ausgestattet wurde.
Zum mittlerweile 22. Mal geht in diesem Jahr eine der weltweit renommiertesten Wasserkraftkonferenzen über die Bühne: die Viennahydro. Im exklusiven Rahmen von Schloss Laxenburg vor den Toren Wiens werden von 13. bis 15. November wieder die zentralen Themen der Wasserkraft in den Fokus gerückt. Das traditionell international bunt gemischte Fachpublikum darf sich einmal mehr auf hochkarätige Vorträge, lebendige Diskussionen und ein anregendes Rahmenprogramm freuen. Unter dem Leitmotto „Wert der Wasserkraft für die Energietransition“ finden sich in diesem Jahr Themenschwerpunkte wie Flexibilisierung, Speicherung und Digitalisierung.
Welche Innovationen braucht es, und in welche Richtung muss die Forschung zielen, damit die Wasserkraft die Anforderungen von morgen bewältigen kann? So lauten die zentralen Fragen, die an der 22. Ausgabe der Viennahydro in diesem Herbst erörtert werden. Unter den unterschiedlichen Gesichtspunkten werden sich sowohl erfahrene Branchengrößen als auch junge Forscherkollegen und -kolleginnen diesem Themenfeld nähern und neue Impulse setzen. Zentrale Voraussetzung dafür, dass die Qualität der Themen und Vorträge hoch bleibt, stellt das bewährte Veranstaltungskomitee dar. „Unser Veranstaltungskomitee besteht aus 35 international anerkannten Experten, die letztlich dafür Sorge tragen, dass keine mittelmäßigen oder gar unterdurchschnittlichen Arbeiten zum Zug kommen. Im Gegenteil: Für die Veranstaltung werden nur Arbeiten zugelassen, die einen hohen Innovationsgrad, akademische Reife und eine entsprechende Aufbereitung
aufweisen“, sagt Prof. Christian Bauer, Bereichsleiter Strömungsmaschinen am Institut der TU Wien, der mit seinem Team wie gewohnt die Veranstaltung ausrichtet und organisiert.
EXZELLENTE VORTRAGSQUALITÄT GARANTIERT
Die Tatsache, dass die Viennahydro im Zwei-Jahres-Rhythmus veranstaltet wird, macht durchaus etwas von ihrem Reiz aus. Hinzu kommt, dass auf diese Weise auch mehr Zeit bleibt, um neue Themen zu erarbeiten und die Qualität der Vorträge hoch zu halten. Nachdem die Veranstaltung im Jahr 2020 Corona-bedingt abgesagt werden musste und sie 2022 sozusagen ein erfolgreiches Comeback gab, kann nun in diesem Jahr wieder das bewährte Veranstaltungsformat angeboten werden. Wobei eine Neuerung aus der vergangenen Auflage auch in diesem Jahr wieder umgesetzt wird – die Online-Teilnahme. Christian Bauer: „Wir haben das Onlineformat 2022 erstmalig angeboten. Es hat gut funktioniert, daher werden wir diese Option auch in diesem Jahr unseren Tagungsteilnehmern und einigen Vortragenden ermöglichen.“
Traditionell weist die Viennahydro einen sehr hohen Grad an Internationalität auf.
Das Organisationsteam um Christian Bauer geht davon aus, dass auch 2024 rund 40 Prozent der Teilnehmer aus dem internationalen Ausland kommen werden. Die Veranstaltung ist grundsätzlich zweisprachig, kommuniziert und vorgetragen wird sowohl in deutscher als auch englischer Sprache.
DOKTORANDEN BEREICHERN PROGRAMM
Absolut einzigartig macht die Viennahydro, dass sie Doktoranden aus der ganzen Welt die Möglichkeit bietet, ihre Forschungsarbeit einem internationalen, fachkundigen Auditorium vorzustellen. Dank des guten Rufs der Veranstaltung wird diese Möglichkeit mit zunehmendem Interesse von zahlreichen PHD-Studenten wahrgenommen. „Mehrheitlich kommen die PHD-Studenten in diesem Jahr aus dem Ausland. Ihre Themen sind breit gefächert und dabei dennoch ganz nah dran an den wichtigsten internationalen Forschungsschwerpunkten“, freut sich Christian Bauer und verweist auf eine Auswahl interessanter Vorträge aus den Einreichungen der Doktoranden – wie etwa: „Flexible Stromnetze der Zukunft“, „Validierung von Modelluntersuchungen durch Prototypmessungen im Bereich der transienten Betriebsführung“, „Integration von Photovoltaik und hydrokinetische Energie in das Wasserkraftsystem“, „Dynamische Leistungsbewertung eines Pumpspeicherkraftwerkes, das an ein Übertragungsnetz angeschlossen ist“, „Untersuchung der Skalierungseffekte von Kavitation bei Scherströmungen“, „Erkennung und Stabilisierung von Anlagen im Inselbetrieb“, oder „Numerische Untersuchung mit CFD einer Peltondüse mit strukturierten und unstrukturierten Berechnungsnetzen“.
FOKUS AUF AKTUELLEN THEMEN
Die Arbeiten der Doktoranden korrespondieren dabei bestens mit den Themenfeldern, die 2024 in Laxenburg behandelt werden. Diese reichen von „Flexibilisierung und Smart Grids“ über „Pumpen und Pumpturbinen“ und „Digitalisierung auf Maschinen-Ebene“, weiter über „Planung und Betrieb von drehzahlvariablen Pumpspeicherkraftwerken“,
„Physische Modelle und numerische Simulationen“, sowie „Hydraulische Systeme und transientes Verhalten“ bis hin zu „Experimentellen Versuchen an Prototypen“ und „Kavitation unter extremer Belastung“, um nur einige der Themenfelder zu nennen.
Was den Ablauf der Veranstaltung betrifft, so werde es zu keinen gravierenden Abweichungen zu den früheren Tagungen kommen, betont Cheforganisator Christian Bauer. Er unterstreicht, dass die Teilnehmer nicht nur die hochkarätigen Vorträge und Diskussionsrunden, sondern auch den gediegenen Rahmen von Schloss Laxenburg zu schätzen wissen. Aus diesem Grund wird auch am Veranstaltungsort rund sechs Kilometer südlich von Wien festgehalten.
TEILNEHMER GOUTIEREN RAHMENPROGRAMM
Hochgeschätzt ist auch das Rahmenprogramm der Viennahydro. Längst ist es dafür bekannt, dass Wiener Tradition, Flair und Wiener Gemütlichkeit einen essentiellen Teil des Rahmenprogramms darstellen. Wie zuletzt wird daher auch in diesem Jahr der Abendempfang im Wappensaal des Wiener Rathauses stattfinden, ein wunderbares Ambiente, das Wiener Geschichte und Wiener Kultur vermittelt. Am zweiten Abend steht der traditionell nicht weniger beliebte Besuch
Bekannte Größen der Wasserkraftbranche lassen sich die Viennahydro ebenso wenig entgehen wie junge Forscher, die zum Teil auch ihre eigenen Arbeiten vorstellen können.
beim Traditionsheurigen Fuhrgasslhuber auf dem Programm, das vom Branchenspezialisten Voith Hydro gesponsert wird. Ein weiteres Highlight, das gleichzeitig den Auftakt der dreitägigen Veranstaltung bildet, ist die Podiumsdiskussion im großen Saal. „Die Podiumsdiskussion hat zuletzt eine sehr positive Resonanz ergeben. Daher werden wir auch in diesem Jahr eine hochkarätig besetzte Diskussion zum Leitthema ‚Wert der Wasserkraft für die Energietransition‘ organisieren“, verrät Christian Bauer. Wasserkraftinteressierte sollten sich den Termin vom 13. bis 15. November schon jetzt rot im Kalender markieren. Hinweis: Die Anmeldung zur Tagung auf der Homepage wird ab 15.5.2024 freigeschaltet.
WEITERE INFOS UNTER: www.viennahydro.com
• INNOVATION, TRENDS and FUTURE TECHNOLOGIES
• FLEXIBILISATION and SMART GRIDS
• REQUIREMENTS FROM ELECTRICAL GRID TO POWER GENERATION AND STORAGE
• PUMPS and PUMPTURBINES
• DIGITALISATION ON MACHINE and SYSTEMLEVEL
TECHNOLOGICAL ASPECTS
• PLANNING and OPERATION of VARSPEED PUMPED
STORAGE PLANTS
• OPERATION, MAINTENANCE, REHABILITATION and MODERNISATION
© Viennahydro
• DESIGN RULES, STANDARDISATION and LEGAL ASPECTS
• PHYSICAL MODELLING and NUMERICAL SIMULATIONS
• EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS on MODELS AND PROTOTYPES
• CAVITATION UNDER EXTREME LOAD CONDITIONS
• HYDRAULIC SYSTEMS and TRANSIENT BEHAVIOUR
• MARKET CHANGE, BUSINESS MODELS and ECONOMICS OF HYDRO POWER
• SUSTAINABILITY and ENVIRONMENTAL IMPACT
• SMALL HYDRO
die Anlage
In der Gemeinde Bex im Südwesten der Schweiz erzeugt das Wasserkraftwerk Glarey seit Februar 2024 sauberen Strom. Realisiert hat den Neubau im Kanton Waadt der Energieversorger Romande Energie SA. Das Triebwasser für die Anlage stammt von einem ca. 1,5 km flussaufwärts gelegenen Kraftwerk der Schweizer Salinen AG, das sein turbiniertes Wasser direkt in ein Übergabebecken für den Unterlieger weiterleitet. Als Komplettausstatter für das gesamte elektromechanische und leittechnische Anlagenequipment wurde die bewährte österreichische GUGLER Water Turbines GmbH beauftragt. Das Kernstück des Lieferumfangs bildeten zwei leistungsstarke FrancisSpiralturbinen, die im Volllastbetrieb eine gemeinsame Engpassleistung von rund 2,3 MW erreichen. Im Regeljahr wird das neue Ökostromkraftwerk am Gewässer Avançon rund 7,5 GWh saubere Energie erzeugen.
Rund 20 Kilometer südlich des Genfer Sees im Rhonetal wurden in der Gemeinde Bex in den vergangenen beiden Jahren zwei Wasserkraftwerke neu gebaut bzw. umfassend erweitert. Bei der erweiterten Anlage handelt es sich um das vor über 80 Jahren fertiggestellte Kraftwerk der Schweizer Salinen AG. Das in den 1940er Jahren errichtete Kraftwerk wurde im Zuge der Erweiterung umfassend modernisiert und mit drei neuen Turbinen ausgestattet. Neben der Deckung des gesamten Strombedarfs der Salinenproduktion speist die Anlage ihren erzeugten Strom auch ins öffentliche Netz ein. Unabhängig von der Erweiterung des Salinenkraftwerks wurde in dessen Unterwasserbereich auch ein neues Wasserkraftwerk errichtet.
Der nach dem Ortsteil Glarey benannte Kraftwerksneubau wurde vom Energieversor
ger Romande Energie SA realisiert, der mit seinen rund 30 Wasserkraftwerken im Regeljahr rund 600 Millionen kWh Strom erzeugt. Konzipiert wurde der neueste Zuwachs im
Kraftwerkspark von Romande Energie als Ausleitungskraftwerk am Gewässer Avançon.
„Das Kraftwerk Glarey erhält sein Triebwasser direkt vom Oberliegerkraftwerk der Saline,
bei dem das abgearbeitete Wasser nach dem Maschinengebäude in ein Übergabebecken geleitet wird. Dort beginnt auch die Druckrohrleitung des Kraftwerks Glarey, für das somit keine separate Wasserfassung erstellt werden musste“, erklärt Thomas Berger, Projektleiter der GUGLER Hydro Power GmbH, die für die Lieferung der gesamten elektromechanischen Kraftwerksausstattung zuständig war. „Obwohl die Kraftwerke unabhängig voneinander betrieben werden, ist das Kraftwerk Glarey hinsichtlich der Triebwasserübernahme dennoch direkt von der Oberliegeranlage abhängig. Aus diesem Grund findet auch ein Datenaustausch zwischen Unterund Oberliegerkraftwerk statt, um auf die Betriebsweise des Oberliegers gegebenenfalls schnell reagieren zu können.“
GUGLER LIEFERT KOMPLETTPAKET
Mit dem Zuschlag als Generalausrüster für das Kraftwerk Glarey konnten die international renommierten Wasserkraftexperten aus Österreich einmal mehr ihre Kompetenz in der Schweiz unter Beweis stellen. Thomas Berger betont, dass der GUGLERLieferumfang im Prinzip die komplette elektromechanische und regelungstechnische Ausstattung für das Maschinengebäude beinhaltete. Dazu gehörten unter anderem zwei unterschiedlich groß dimensionierte FrancisSpiralturbinen und die dazugehörigen Generatoren, die Schmier und Hydraulikaggregate, die Kühlpaneele, die Ein und Auslaufschützen sowie der Hallenkran. Der große Lieferumfang sorgte laut Thomas Berger auch für beträchtlichen Koordinationsaufwand: „Um das Projekt ohne Verzug über die Bühne zu bringen, hatte die Anlieferung und Montage der unterschiedlichen Gewerke punktgenau eingetaktet
• Ausbauwassermenge: 7 m ³/s
• Nettofallhöhe: ca. 30,5 m
• Turbinen: 2 x Francis-Spiral-Turbinen
• Ausbauwassermenge Turbine 1: 5,25 m ³/s
• Engpassleistung: 1.615 kW
• Ausbauwassermenge Turbine 2: 1,8 m ³/s
• Engpassleistung: 625 kW
• Hersteller: GUGLER Water Turbines GmbH
• Generatoren: 2 x Synchron-Generatoren
• Nennscheinleistung Gen. 1: 1.800 kVA
• Nennscheinleistung Gen. 2: 700 kVA
• Hersteller: Leroy-Somer
• Regelarbeitsvermögen: ca. 7,5Wh
zu werden. Dies erforderte ein enges Abstimmen mit dem ausführenden Schweizer Bauunternehmen, wobei die Kommunikation stets sehr gut funktioniert hat.“ Die Situierung des Maschinengebäudes in direkter Nähe zu einer Bahnlinie brachte erheblichen Bauaufwand mit sich, schließlich musste die in der Dimension DN1600 verlegte Druckrohrleitung vor dem Übergang in die Kraftwerkszentrale noch die Bahntrasse unterqueren. Hergestellt wurde die Querung der Bahnstrecke durch einen Betondüker, nach welchem die Druckrohrleitung direkt auf das stählerne Hosenrohr vor den Turbinen übergeht. Die Montage des Hosenrohrs, das ebenfalls im GUGLERLieferumfang enthalten war, nahm rund zwei Wochen in Anspruch. Wegen der kalten Witterungsbedingungen und Schneefälle wurden für die Schweiß und Montagearbeiten temporäre Montagezelte aufgebaut.
Aus Schallschutzgründen – das Krafthaus befindet sich im verbauten Siedlungsgebiet der Gemeinde – wurde das funktionell entworfene Maschinengebäude als Betonblock ohne Fenster errichtet. Der Schallschutz war laut Projektleiter Berger auch bei der Konzeption der Maschinensätze eine wichtige Thematik: „Man hätte die Generatoren auch in luftgekühlter Variante ausführen können, aus akustischen Gründen kamen allerdings deutlich leisere, wassergekühlte Maschinen zum Einsatz. Zudem wurden die Generatoren mit Gleitlagern bestückt, was bei dieser Baugröße eher unüblich ist. Als weitere schallreduzierende Maßnahmen wurden die Generatoren mit zusätzlichen Einhausungen versehen und die Hydraulikaggregate mit speziellen, leiseren Motorpumpeinheiten bestückt. Grundsätzlich wurde alles unternommen, um jene
Komponenten, die bekanntlich höhere Geräusche verursachen, möglichst leise auszuführen, damit ein bestimmter Schallpegel nicht überschritten wird.“
FRANCIS-SPIRALTURBINEN IM DOPPELPACK
Das Zentrum des Maschinengebäudes bilden zwei horizontalachsige FrancisSpiralturbinen, die jeweils für 5,25 und 1,8 m³/s Ausbauwassermenge konzipiert wurden. Mit den unterschiedlich groß dimensionierten Turbinen kann auch bei variierenden Zuflüssen
eine maximal effektive Stromproduktion gewährleistet werden. Beide Maschinen nutzen eine Nettofallhöhe von ca. 30,5 m, womit die größere Turbine bei vollem Wasserdargebot 1.615 kW Engpassleistung erzielt, die kleinere Turbine erreicht unter Volllast 625 kW Engpassleistung. Die FrancisLaufräder mit 880 bzw. 620 mm Durchmesser treiben die direkt gekoppelten Wellen der SynchronGeneratoren ohne zwischengeschaltete Getriebe an. Ausgelegt wurden die beiden Generatoren auf jeweils 690 V Betriebsspannung sowie auf
1.800 bzw. 700 kVA Nennscheinleistung. Komplettiert wurde der GUGLERLieferumfang durch die gesamte Elektro und Leittechnik, wozu etwa die Mittelspannungsschaltanlage, der Haupt und Eigenbedarfstransformator, die Turbinenregler und das SCADASystem zählen.
ERFOLGREICHER TESTBETRIEB
Nach Abschluss der finalen Installationsarbeiten wurden die beiden Maschinensätze im Februar 2024 erstmals mit dem Netz synchronisiert und ersten Tests unterzogen. „Die ersten Betriebserfahrungen der Anlage sind sehr positiv verlaufen. Wegen der begrenzten Wasserführung konnte zunächst nur die kleinere Turbine unter Volllast betrieben werden. Wir sind aber sehr zuversichtlich, dass auch die größere Maschine einwandfrei ihre volle Funktionalität unter Beweis stellen wird. Grundsätzlich freuen wir uns, dass wir mit dem Kraftwerk Glarey eine weitere schöne Referenzanlage in der Schweiz realisieren konnten“, so Thomas Berger. Mit der auch in höheren Lagen bald einsetzenden Schneeschmelze wird das Kraftwerk schon bald unter Volllast laufen. Im Regeljahr rechnet Betreiber Romande Energie bei seinem neuesten Kleinwasserkraftwerk mit rund 7,5 GWh Ökostromproduktion.
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Nach 23 Jahren hatte die hölzerne Druckrohrleitung des Kraftwerks Auwehr in Mürzzuschlag das Ende ihrer technischen Lebensdauer erreicht. Es war Zeit für einen Tausch geworden. Das Betreiberunternehmen, die Viktor Kaplan Mürz GmbH, entschied sich für den Einsatz von glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GFK) aus dem Hause Amiblu, die auf eine Länge von 1,1 km verlegt wurden. Trotz der beachtlichen Rohrdimensionen von DN2500 und DN2700 gestaltete sich die Rohrverlegung höchst effizient und wirtschaftlich. In gerade einmal vier Monaten konnte der gesamte Rohrleitungstausch im vergangenen Jahr erfolgreich abgewickelt werden. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Dank der neuen Leitung und einiger Optimierungen an Maschinen und Steuerungstechnik konnte die Ausbauleistung um rund 20 Prozent gesteigert werden.
Alleine der Name lässt unschwer Rückschlüsse zu, womit sich die Viktor Kaplan Mürz GmbH aus dem steirischen Mürzzuschlag beschäftigt. Selbstredend konzentriert sich das Tätigkeitsfeld des Unternehmens auf die Entwicklung von erneuerbaren Energien – und wie sollte es anders sein: auf die Wasserkraft. „Für uns bedeutet der Name von Viktor Kaplan, dem Erfinder der Kaplan-Turbine, eine Inspiration in Sachen For-
schung und Entwicklung im Bereich der Wasserkraft. Er war der berühmteste Sohn der Stadtgemeinde Mürzzuschlag, sein axial durchströmendes Flügelrad mit drehbaren Schaufeln wurde nichts weniger als ein Welterfolg“, sagt DI Stefan Pachmajer, Geschäftsführer der Viktor Kaplan Mürz GmbH. Seit über zwei Jahrzehnten hat das Unternehmen selbst zwei moderne Kaplan-Schachtturbinen im Einsatz, die seitdem zuverlässig im Kraft-
Ursprünglich
werk Auwehr an der Mürz Strom erzeugen. Bis zum kürzlich erfolgten Umbau lieferten die Maschinen im Regeljahr rund 5 GWh Ökostrom. Dass das Kraftwerk Auwehr überhaupt gebaut wurde, war ein eigenes Kapitel für sich. Schließlich galt der Standort lange als unrentabel.
PLANKEN VON SEDIMENTEN ABGESCHLIFFEN
„Am Standort der sogenannten Reinbacher Gründe existierte ein altes Wasserrecht, das ursprünglich der Versorgung einer Industrieanlage diente. Als wir uns mit dem Bau eines Wasserkraftwerks beschäftigten, hieß es von allen Seiten: Das rentiert sich nicht – der Standort ist unwirtschaftlich“, erzählt Stefan Pachmajer und führt weiter aus, dass die Wende zugunsten des Kraftwerks erst nach einer genaueren Untersuchung durch Prof. Bernhard Pelikan kam. „Unter der Voraussetzung, dass man groß dimensionierte Triebwasserwege – sowohl ober- wie unterwasserseitig – realisiere, würde sich die Wirtschaftlichkeit einer Anlage ergeben, war die Conclusio der Forscher der Universität für Bodenkultur Wien. Das eröffnete uns die Perspektive für das Kraftwerk. Zugleich war das aber auch der
Grund, warum wir nach einer wirtschaftlichen Lösung für den Bau der 1,1 km langen Druckrohrleitung suchten.“ Fündig wurden die Betreiber damals bei einem schwedischen Unternehmen, das auf eine spezielle Art von Leitungsbau spezialisiert war: auf Holzrohrleitungen. Es realisierte damals das „Fass ohne Deckel und Boden“, wie Stefan Pachmajer die Holzrohrleitung scherzhaft nennt. „Der Werkstoff Holz war nicht nur relativ günstig, sondern zugleich auch sehr gut geeignet. Mit der Zeit bildete sich an der Innenoberfläche eine glitschig-schmierige Schicht, die relativ gute Reibungswerte ergab“, so der Geschäftsführer. Doch die alte Leitung hatte auch ihre Nachteile: „Wir hatten immer wieder Leckagen, die man regelmäßig sanieren musste. Außerdem war die Leitung über die Jahrzehnte der Sedimentfracht in der Mürz nicht gewachsen. Der Abrieb des scharfkantigen Sedimentgesteins aus dem Karst, dem die Mürz entspringt, führte mit der Zeit dazu, dass die ursprünglich 25 cm dicken Bohlen am Grund zuletzt nur mehr 17 bis 18 cm dick waren. Als dann im Herbst 2022 ein massiver Leitungsbruch passierte, stand es fest: Der Tausch der Rohrleitung war unumgänglich“, erzählt Stefan Pachmajer.
BESTE ERFAHRUNGEN MIT GFK
Das Positive war: Die Betreiber der Viktor Kaplan Mürz GmbH waren für diesen Fall vorbereitet, hatten ihre Hausaufgaben schon im Vorfeld erledigt. „Wir wussten, dass dieser Zeitpunkt kommen würde. Schließlich hatten wir bei den regelmäßigen Begehungen den Zustand der Rohrleitung sehr gut im Blick“, so der Geschäftsführer der Viktor Kaplan Mürz GmbH, die zuvor schon Angebote für eine neue Variante eingeholt hatte. Dass man sich nun für glasfaserverstärkte Kunststoffrohre entscheiden würde, lag nahe. Schließlich hatte man damit bereits sehr gute Erfahrungen gemacht, wie Stefan Pachmajer bestätigt: „Unsere Unterwasserleitung, die als Doppelrohrleitung
ausgeführt ist, wurde vor 23 Jahren schon mit GFK-Rohren der Firma Hobas gebaut. Die beiden Leitungen, die separat von den beiden Turbinen wegführen, sind immer noch in Betrieb und haben sich bis heute bestens bewährt. Daher haben wir uns auch an Amiblu gewandt – und diese Entscheidung nicht bereut.“ Wenig überraschend – die Spezialisten vom weltweit größten Hersteller von GFK-Rohren haben sich auch in unseren Breiten einen ausgezeichneten Ruf erarbeitet. Mit diesem kompetenten Partner an der Seite sollte es dann sehr schnell gehen: Innerhalb von nur drei Monaten waren die Verträge mit Amiblu und der beauftragten Baufirma ausgehandelt und die Vorbereitungen für die Baustelleneinrichtung abgeschlossen. Im Sommer 2023 erfolgte der Startschuss für die Bauarbeiten.
RICHTUNGSÄNDERUNGEN KEIN PROBLEM
Der Rückbau der alten Holzrohrleitung stellte keine große Herausforderung für die Baufirma dar, auch die Entsorgung des Baumaterials Holz war unbedenklich. „Grundsätzlich handelt es sich bei der skandinavischen Kiefer um
unbehandeltes, hochwertiges Holz, das wir gerne auch der Bevölkerung zur freien Entnahme zur Verfügung gestellt haben. Und dieses Angebot wurde sehr gut angenommen“, sagt der Betreiber. Danach konnten die GFK-Rohre im selben Trassenverlauf über 1,1 km unterirdisch verlegt werden. Zu diesem Zweck wurde als optimale Unterlage ein Kiesbett vorbereitet. „Bei einem Gesamtgefälle von 12 m auf 1,1 km Streckenlänge war von der Baufirma gerade in Sachen Vermessung Präzisionsarbeit gefordert. Allerdings funktionierte das Handling mit den Rohrschüssen sehr gut, da das Rohrmaterial trotz seiner Robustheit leicht ist“, so Pachmajer. Konkret kamen jeweils zur Hälfte Rohre der Dimensionen DN2500 und DN2700 der Druckstufen PN06 und der Steifigkeitsklasse SN5000 zum Einsatz. Richtungsänderungen im Trassenverlauf wurden durch vorgefertigte Schrägschnitte an den jeweiligen Rohrschüssen bewerkstelligt. „An einer Stelle wurden zwei Schnitte mit je 15 Grad Winkel hintereinander verbaut, um die gewünschte 30-Grad-Kurve der Leitung zu realisieren. Insgesamt wurden fünf bis sechs dieser speziell vorgefertigten Winkelschnitte vorgenommen“, erinnert sich der Betreiber. Dank der bewährten Verbindungssysteme von Amiblu bleibt die Leitung auch in der Abwinkelung immer dicht.
QUALITÄT GARANTIERT HOHE LEBENSDAUER
Im Zuge der Verlegung zeigte sich bereits, warum so viele Wasserkraftbetreiber heute auf die Qualität von GFK-Rohren aus dem Hause Amiblu setzen: Trotz der beachtlichen Dimensionen brauchte es für die Verlegung kein schweres Gerät für die Handhabung. Die rasche Verlegung trägt somit auch wesentlich zur Wirtschaftlichkeit des Projekts bei. Pachmajer: „Mit unseren Partnern ist es gelungen, die neue Rohrleitung innerhalb von nur vier Monaten zu errichten. Vom Beschluss bis zur Wiederauf-
nahme der Stromproduktion dauerte es gerade einmal ein Jahr. Somit stellte sich die Umsetzung auch als hoch wirtschaftlich dar.“
Ein weiteres zentrales Argument, das für die Entscheidung zugunsten der Rohre von Amiblu sprach, war die bekannte Beständigkeit gegenüber Korrosion und Abrieb sowie die hohe Langzeitsteifigkeit, was eine generell lange Lebensdauer der GFK-Rohre garantiert. Heute kann Amiblu auf Rohrsysteme in bestehenden Kraftwerksanlagen verweisen, die seit mehr als vier Jahrzehnten in Betrieb sind und dabei kaum Verschleiß zeigen.
PERFORMANCE UM 20 PROZENT GESTEIGERT
Ein anderer wichtiger Punkt, warum sich die Viktor Kaplan Mürz GmbH für Rohre von Amiblu ausgesprochen hat, ist mit der Beschaffenheit der Innenoberfläche begründet. Schließlich weisen die Rohre eine extrem glatte Innenoberfläche auf, die merkbar Reibungsverluste reduziert und somit weiter zur Gesamtwirtschaftlichkeit der Anlage beiträgt. „Wir waren überrascht, dass die Oberfläche noch deutlich glatter ist als jene unserer alten Holzrohrleitung. Auf diese Weise ist es gelungen, unsere Reibungsverluste zu minimieren und somit die relative Fallhöhe zu erhöhen, was sich letztlich markant auf die Performance des Kraftwerks ausgewirkt hat“, freut sich Stefan Pachmajer und geht ins Detail: „Dank der neu-
en Druckrohrleitung und auch einiger Optimierungen an den beiden Maschinensätzen und der Steuerung gelang es, die Engpassleistung von circa 1,0 auf nunmehr 1,2 MW zu erhöhen. Wir reden also von einer Leistungssteigerung von rund 20 Prozent.“ Die Betreiber rechnen nun mit einem erhöhten Jahresarbeitsvermögen von etwa 5,5 GWh, was einer Steigerung von über 10 Prozent gleichkommt. Besonders goutiert wurde vom Betreiber des Kraftwerks, dass er mit Amiblu ein Unternehmen an der Seite hatte, das vom Konzept bis zur Wiederinbetriebnahme stets als zuverlässiger Ansprechpartner verfügbar war. Stefan
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Pachmajer: „Amiblu war ein Partner, wie man ihn sich wünscht, auch in der Baukoordination. Jede Rohrlieferung kam absolut ‚on-time‘ auf die Baustelle.“ Die Aussagen passen sehr gut in das Ergebnis der Kundenbefragungen, die Amiblu Ende letzten Jahres startete und die dem Rohrhersteller ein hervorragendes Zeugnis bescherten. Nicht weniger als 90 Prozent der Befragten gaben an, dass sie mit den Produkten und deren Qualität sowie mit dem technischen Service mehr als zufrieden sind. Fragt man die Betreiber des KW Auwehr, dann stimmen sie mit dieser Mehrheit vollumfänglich überein. www.amiblu.com/de Druckrohrleitungen vom Spezialisten & Hersteller für GFK
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Manchmal müssen selbst Schaltschränke edel schimmern – obwohl es in der Industrie nur selten um Schönheit und immer um Funktion geht. Sie müssen empfindliche Steuerungen und Schaltungen auch unter den widrigsten Bedingungen schützen. Das gilt schon für die Standard-Ausführungen der Rittal Serien AX und KX mit robuster Pulverbeschichtung. Für Umgebungen mit besonders hoher Korrosionsgefahr bietet der Systemspezialist jetzt neue Versionen aus Edelstahl. Das glatte Material trotzt selbst Chemikalien, Salzwasser oder extrem hoher Luftfeuchtigkeit und eröffnet dabei die Vielfalt des Rittal Systems.
Mit der Umstellung der Edelstahlschränke auf AX und KX können die Planer und Anwender jetzt die Rittal Systemvorteile auch für spezielle Anwendungen nutzen, die das robustere Material erfordern. Die Kompaktschränke verfügen über ein patentiertes System von eingeprägten Gehäusenocken. So bilden sie zusammen mit den Schienen für den Innenausbau das etablierte 25-mm-System-Raster aus dem VX25
Großschrank ab. Damit sind die AX Kompakt- Schaltschränke auf alle Ausbau- und Nachrüstfälle vorbereitet.
Systemkomponenten und -zubehör lassen sich auf Schienen ohne Bohren einfach, schnell und sicher einbauen – von Türpositionsschaltern oder Türarretierungen über Kabelschläuche und Klemmleisten bis zu Schaltschrankleuchten. Durch den fest definierten Abstand zwischen den Schienen ist auch Sys-
temzubehör wie System-Chassis, Kabelabfangschienen oder Tragschienen aus dem VX25 Schaltschranksystem verwendbar.
Vereinfacht wurde bei AX und KX in Edelstahl mit dem neuen Design auch die Erdung mit automatischem Potenzialausgleich. Beim KX wurden dafür beispielsweise die Seitenteile für den Schutzleiteranschluss optimiert. Um die Tiefe der KX-Klemmenkästen noch besser ausnutzen zu können, ist der Einbau
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Ausführungen:
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der Tragschiene direkt an der Rückwand möglich. Neu im KX-Edelstahl-Portfolio sind auch die E-Box Kleingehäuse mit Tür. Bei beiden Serien AX und KX beschleunigen Rückwandprägungen mit praktischer Körnung zudem die Wandmontage.
Im Schaltschrankbau markiert der AX Edelstahl von Rittal einen entscheidenden Fortschritt. Dieses neue Gehäuse aus hochwertigem Edelstahl setzt Maßstäbe in puncto Robustheit und Widerstandsfähigkeit. Seine glatte Oberfläche ermöglicht eine einfache Reinigung, während es gleichzeitig höchsten Schutz für empfindliche Komponenten bietet. Der AX Edelstahl passt sich individuellen Anforderungen an. Ganz gleich, ob hochwertige Komponenten geschützt oder der Innenausbau und die Wartung vereinfacht werden sollen – das AX Gehäuse bietet die notwendige Flexibilität, ohne Abstriche bei der Sicherheit. Die AX-Serie bietet vielseitigen Schutz vor äußeren Einflüssen wie Staub und Feuchtigkeit und passt sich dank flexibler Gestaltung verschiedenen Anwendungen an. Beispielsweise ermöglicht
Perfektion mit System.
die Erweiterung des Türraums durch Türlochleisten zusätzlichen Stauraum und Effizienz. Die KX Gehäuse stehen für präzise Konstruktion und hochwertiges Material und halten den härtesten Bedingungen stand. Das innovative Design und erstklassiges Edelstahlmaterial schaffen Schaltschränke, die nicht nur widerstandsfähig sind, sondern auch eine bemerkenswerte Langlebigkeit aufweisen. Besondere Schlüsselmerkmale wie z.B. ein optimierter Schnellverschluss mit Torx-Einsatz bei Klemmenkästen und Bus-Gehäusen, eine vereinfachte Erdung und 180°-Türscharnieren zeichnen die KX Gehäuse in Edelstahl aus. Die Klemmenkasten KX-Serie – mit einem geschlossenen Leergehäuse inkl. Deckel und Schnellverschlüssen – und die E-Box KX-Serie – mit Tür und Scharnieren – erweitern die Optionen im Anwendungsfall zusätzlich. Die Busgehäuse KX-Serie ist eine weitere Anwendungsmöglichkeit. Diese Gehäuse sind ideal, um Ihre wertvollen Komponenten in anspruchsvollen Umgebungen zu schützen und zu organisieren, sei es in industriellen Anlagen, Steuerungseinheiten oder anderen Anwendungen, die eine zuverlässige Aufbewahrung erfordern.
Der AX. NEU auch in Edelstahl.
FIT FÜR DIGITALE PROZESSOPTIMIERUNG
Als Systemschränke sind die neuen Edelstahl-Versionen jetzt auch vollständig fit für die digital optimierten Prozesse im Steuerungs- und Schaltanlagenbau, die in Zeiten immer komplexerer Anlagen und knapper Fach-kräfte stark nachgefragt werden. Bei Eplan liegen alle Daten bereit, um nach dem mechatronischen Engineering gleich nahtlos die passenden Komponenten zu konfigurieren. Der digitale Zwilling der Anlagen aus dem Eplan Projekt enthält zudem alle nötigen Daten zur automatischen Bearbeitung beim Steuerungs- und Schaltanlagenbauer, zum Beispiel für Ausbrüche mit Perforex LC 3D-Lasercentern. Die digitale Schaltplantasche ePocket macht die Daten dann im Betrieb der Anlagen verfügbar. Einfache Konfiguration von Schrank und Zubehör sowie die Bestellung ist zudem über das Rittal Tool RiPanel möglich.
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Der AX Kompakt-Schaltschrank leistet als durchgängige Systemlösung einen wichtigen Beitrag zur Optimierung der Wertschöpfung in Unternehmen.
◾ Flexibler: optimale Raumausnutzung, Innen- und Bodenausbauschiene, integrierte Gehäusenocken im 25 mm Systemraster, vielfältiges Systemzubehör
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Moderne Hydraulikzylinder sind es wert, einen besonderen Blick auf ihre technischen Details zu werfen.Von technologischen Fortschritten über die Verwendung neuer Materialien bis hin zur Integration fortschrittlicher Sensorik – Hydraulikzylinder treiben den Wandel im Stahlwasserbau voran und tragen zu nachhaltigen Lösungen bei.
Die grundsätzlichen Normen im Bereich des Stahlwasserbaus mögen seit Jahrzehnten unverändert geblieben sein, doch die zugrunde liegende Technologie hat sich deutlich weiterentwickelt und wird dies auch in Zukunft fortsetzen. Moderne Hersteller von Hydraulikzylindern für den Stahlwasserbau müssen sich heutzutage mit verschiedenen Aspekten wie der Kolbenstangenbeschichtung, dem eingesetzten Material und hochmoderner Sensorik auseinandersetzen. Trotz dieser Veränderungen bleiben die fundamentalen Prinzipien und Vorteile der Hydraulik unberührt:
• Maximale Leistung bei minimaler Baugröße
• Effektive Notbetriebslösungen
• Robustheit und wartungsfreundliche Eigenschaften
RISIKEN VON CHROM VI
Die Erklärung von Chrom VI als potenziell gefährlicher Stoff im Rahmen der REACHVerordnung im Jahr 2011 führte zu raschen Umbrüchen im Bereich der Verschraubungen in der Hydraulik. Aber nicht überall gab es schnelle Alternativen. Viele Beschichter von
beispielsweise Kolbenstangen beantragten Ausnahmeregelungen. Allerdings zeichnet sich ab, dass zum 21. September 2024 viele dieser befristeten Ausnahmeregelungen auslaufen. Derzeit ist der Betrieb von bestehenden Anlagen noch möglich, neue Anlagen zur Verchromung sind – wenn überhaupt – nur mit erheb-
lichen Auflagen möglich. Es ist daher absehbar, dass die typische Verchromung von Kolbenstangen vom Markt verschwinden wird.
SENSORIK UND ÜBERWACHUNG
Während in vielen Betrieben im Bereich von Schleusen und Sperrtoren noch veraltete An-
Materialinnovationen im Stahlwasserbau
Die Auswahl des richtigen Materials für Hydraulikzylinder im Stahlwasserbau spielt eine entscheidende Rolle für die Leistung und Langlebigkeit der Anlagen. Moderne Entwicklungen in der Materialtechnologie ermöglichen es, den spezifischen Anforderungen des Stahlwasserbaus gerecht zu werden. Beispielsweise werden heute vermehrt Verbundwerkstoffe eingesetzt, die eine höhere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten. f
lagen in Betrieb sind, sind bei Neubauten oder Ersatzanlagen verschärfte Anforderungen an Sicherheit, Gesundheit und Umwelt zu berücksichtigen. Dies führt teilweise zu einem höheren Aufwand, insbesondere hinsichtlich der Sicherheitseinrichtungen. Die Verwendung von Sensoren zur Erfassung der Kolbenposition, basierend auf der Magnetostriktion, ist hierbei ein gängiges Verfahren. Zudem wird vermehrt eine dreifache Redundanz gefordert, wobei einige Sensoren durch eine redundante Elektronik ersetzt werden. Bei außenliegenden Systemen ist der zusätzliche Konstruktionsaufwand z.B. durch den Einsatz von drei identischen Sensoren begrenzt, jedoch gestaltet sich dies bei integrierten Systemen in den Zylindern komplizierter. Eine weitere Anforderung besteht darin, dass die Sensoren im Fehlerfall unkompliziert ausgetauscht werden können.
EINSATZ VON BIOLOGISCH ABBAUBAREN MEDIEN
Ein weiterer wichtiger Aspekt betrifft das verwendete Medium, da dieses Einfluss auf die verwendeten Rohmaterialien, Beschichtun-
Die Integration hochmoderner Sensorik in Hydraulikzylindern ermöglicht nicht nur eine präzise Überwachung und Steuerung, sondern auch eine Effizienzsteigerung in den Anlagen. Durch die Echtzeitdatenerfassung und -analyse können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, was zu einer erhöhten Betriebssicherheit und einer verlängerten Lebensdauer der Anlagen führt. v
gen, Ventiltechnik und Dichtungstechnik hat. Besonders die Umweltverträglichkeit spielt hierbei eine zentrale Rolle – sowohl in Bezug auf geringe Leckölmengen als auch im Hinblick auf potenzielle Fehlerfälle wie Schlauchbrüche.
DIE ZS ZYLINDERBAU LIEFERT LÖSUNGEN
Die ZS Zylinderbau verfügt über umfassende Lösungsmöglichkeiten und ist dazu bereit, diese in enger Zusammenarbeit mit ihren Kunden zu entwickeln. Im Rahmen langfristiger Projekte setzt das Unternehmen fortgeschrittene Technologien ein, wie beispielsweise Oxidkeramikbeschichtungen oder laserbasierte Beschichtungsverfahren. Die schwarze Oxidkeramik wird in der Regel auf Stahl aufgetragen, während die per Lasercladding aufgebrachte Beschichtung insbesondere für Offshore-Anwendungen, auch auf Edelstählen, zum Einsatz kommt. Die Laserbeschichtung zeichnet sich zudem durch ihre Schlag- und Abriebfestigkeit aus, wodurch kleinere Schäden unkompliziert repariert werden können. Darüber hinaus bietet das Un-
Im Zuge des wachsenden Bewusstseins für Umweltschutz und Nachhaltigkeit gewinnt auch im Stahlwasserbau die Reduzierung von Umweltauswirkungen an Bedeutung. Hersteller von Hydraulikzylindern setzen vermehrt auf umweltfreundliche Materialien und Fertigungsverfahren, um den ökologischen Fußabdruck der Anlagen zu minimieren. Zudem werden Maßnahmen zur Abfallvermeidung und -recycling in den Produktionsprozess integriert. v
ternehmen Lösungen im Bereich der Sensorik an. Dabei kommen teilweise 3D-gedruckte Elemente zum Einsatz, um eine ordnungsgemäße Führung des flexiblen Sensorstabs zum sternförmigen Zentrum in der Kolbenstange zu gewährleisten. In Bezug auf das verwendete Medium hat die ZS Zylinderbau & Service GmbH bereits Zylinder entwickelt, hergestellt und geliefert, die direkt vor Ort durch Flusswasser gespeist werden. Moderne ölbasierte, biologisch abbaubare Medien oder Wasser-Glykol-Gemische stellen praktisch keine Herausforderung mehr dar. Unter der Leitung von Michael Mohrmann und seinem Sohn Lutz Mohrmann hat das Unternehmen bereits zahlreiche Lösungen gefunden. Gemeinsam strebt man kontinuierlich nach neuen Herausforderungen. Das Motto von Lutz Mohrmann lautet: „Wir fangen dort an, wo andere aufhören.“ Von seinem Vater hat er den Ansatz übernommen, dass zunächst das Problem des Kunden oder Auftraggebers verstanden werden muss, bevor die Konstrukteure gemeinsam mit dem Auftraggeber eine Lösung entwickeln können.
In Europa gibt es viele betagte Wasserkraftwerke, die Revitalisierungsbedarf haben. Global Hydro hat mit seiner eigenen Revitalisierungsabteilung das Know-how und das richtige Personal, um die alten Anlagen an den Stand der heutigen Technik anzupassen.
Mittlerweile existieren heute weltweit Tausende von Wasserkraftwerksanlagen, die veraltet oder modernisierungsbedürftig sind. Diese Kraftwerke wieder auf den neuesten Stand der Technik zu bringen, hat einen Milliarden-Markt geschaffen. Auf dem zu reüssieren gelingt allerdings nur jenen Wasserkraftunternehmen, die viel Know-how, Erfahrung und einschlägige Expertise vorweisen können. Als lupenreiner Turn-Key-Anbieter ist der österreichische Branchenspezialist Global Hydro heute in der Lage, wirtschaftlich ausgereifte technische Lösungen für eine professionelle Revitalisierung von jeder Art von Wasserkraftwerk zu liefern. Unter der Leitung des erfahrenen Wasserkraft-Profis Thierry Burckhart ist die Revitalisierungsabteilung von Global Hydro weltweit aktiv, wobei der Fokus vor allem auf dem europäischen Markt liegt.
Viele alte Kraftwerke, die seit 100 Jahren oder mehr in Betrieb sind, faszinieren noch heute Technik-Begeisterte auf der ganzen Welt. Gerade wenn man sich näher mit der Materie beschäftigt, kommt man nicht umhin, den Ingenieursleistungen der Wasserkraftpioniere den gebührenden Respekt zu zollen. Das tut auch der Leiter der Unternehmensabteilung Revitalisierung beim renommierten oberösterreichischen Wasserkraftspezialisten Global Hydro: „Die Ingenieure von damals hatten keinen Computer zur Verfügung, nur einen Bleistift, ein Blatt Papier und ihr Ingenieurswissen. Und damit gelang es ihnen Kraftwerke zu bauen, die über Jahrzehnte Bestand hatten und noch immer haben. Das waren enorme Leistungen.“ Allerdings, räumt der erfahrene Branchenkenner ein, seien natürlich sogar die bestgewarteten Anlagen aus dieser Zeit mittlerweile in die Jahre gekommen und können die komplexen
Aufgaben eines modernen Wasserkraftwerks nur mehr bedingt erfüllen.
DER REVITALISIERUNGSMARKT WÄCHST
Häufig ist es nicht nur der Zahn der Zeit, der den Altanlagen zusetzt, sondern es können auch andere Umstände ihre Funktionsfähigkeit einschränken. Gerade in Mitteleuropa wurde früher nach Möglichkeit die gesamte Wasserfracht eines Gewässers durch die Maschinen geschickt – und diese wurden dementsprechend ausgelegt. Dass selbige in Zeiten von Restwasserabgaben und Dotationen für Fischauf- und Fischabstieg, die nun in der Regel überdimensioniert sind und somit im Betrieb nicht mehr im Bestpunkt arbeiten, ist ein Problem, das man nicht selten bei Altanlagen findet. Ein anderes kennt man aus jenen Anlagen, die in Mangelzeiten, also etwa zwischen den beiden Weltkriegen oder kurz nach dem Zweiten Weltkrieg errichtet wurden. Da
in dieser Zeit häufig die Mittel für neue, optimal angepasste Turbinen fehlten, wurden nicht selten kurzerhand gebrauchte Maschinen eingebaut, die einigermaßen funktionierten, aber eben nie optimal. All diese Rahmenbedingungen haben in Europa einen Markt für Revitalisierungen entstehen lassen, den Unternehmen wie Global Hydro als Chance wahrnehmen. Für die Wasserkraftallrounder aus Oberösterreicher eröffnet sich die Chance, das über Jahrzehnte erworbene Know-how in diesem Anwendungsfeld zum Einsatz zu bringen. Aus diesem Grund wurden die firmeninternen Ressourcen und Arbeitsprozesse nun auch an diese Entwicklung angepasst und weiter ausgebaut.
VIELE FAKTOREN MITEINBEZIEHEN
Egal ob das Design von alten Turbinen zu erneuern und zu modernisieren ist, ob es um einen Tausch von Schaufeln oder um die Re-
paratur von anderen Komponenten geht: Mit seinem breiten Leistungsportfolio ist Global Hydro heute in der Lage, ein Rundumpaket anzubieten, das von der Sanierung von Einzelteilen bis zur kompletten Revitalisierung einer Wasserkraftanlage reicht. Im Vordergrund bleibt stets der Kundennutzen. Doch nicht immer stehen Effizienz und Performance alleine ganz oben auf der Prioritätenliste der Betreiber. Schließlich spielen gerade beim Thema Revitalisierung mehrere Faktoren hinein, wie Thierry Burckhart betont: „Vom technischen Standpunkt aus ist heute alles möglich. Aber bei Revitalisierungen stehen zwei andere zentrale Faktoren im Mittelpunkt: Zum einen die physischen Strukturen der Anlage. Was lassen die vorhandene Baustruktur, die Kubaturen zu? Gibt es Einschränkungen für einen Umbau, wenn man etwa an denkmalgeschützte, alte Anlagen denkt? Und damit kommt man natürlich zum zweiten wichtigen Faktor: dem wirtschaftlichen. Ist es für den Kunden wirtschaftlich vertretbar, lässt es sich rechtfertigen, wenn man in einen möglichen Umbau 10 oder 20 Millionen Euro investiert? Genau diese Fragen erörtern wir gemeinsam mit unseren Kunden, um für ihre individuelle Revitalisierungsvorhaben das entsprechende Konzept zu erstellen.“
ES BRAUCHT EXPERTISE UND REFERENZEN
Dafür braucht es heute nicht nur das technische Rüstzeug, sondern – wie Thierry Burckhart unterstreicht – auch viel Erfahrung. „Ohne langjährige Expertise und entsprechende Referenzen geht gar nichts“, gibt sich der routinierte Wasserkraftprofi von Global Hydro überzeugt. Daher sei jedes Projekt „auf der grünen Wiese“, also jedes Neuprojekt, weniger anspruchsvoll und komplex wie die Revitalisierung einer Bestandsanlage. Das betrifft nicht nur die technische Umsetzung, sondern letztlich auch Bereiche wie Dokumentation und der Umgang mit dem Kun-
den. Denn, so führt Burckhart weiter aus, habe man es gerade bei Revitalisierungsprojekten in der Regel mit absoluten Wasserkraftprofis zu tun, die ihre eigene Anlage aus dem Effeff kennen und mit denen man nur Lösungen auf Augenhöhe finden kann. Aber dafür ist man bei Global Hydro optimal gerüstet: Man verfügt nicht nur über eine außergewöhnlich leistungsstarke konstruktions- und fertigungstechnische Seite, sondern man kann auch auf ein junges, top ausgebildetes Team zurückgreifen, das interdisziplinär arbeiten kann, die jeweiligen Märkte kennt und zugleich international bestens vernetzt ist.
SCHNITTSTELLEN SIND VERMEIDBAR
Was dieses Team zu leisten imstande ist, haben zahlreiche Referenzprojekte in den letzten Jahren eindrücklich bewiesen. Burckhart erinnert sich an ein Revitalisierungsprojekt, das vor einigen Jahren an einer über 100 Jahre alten Turbine umgesetzt wurde: „Dank einer professionellen Modernisierung konnte die Nennleistung um 36 Prozent gesteigert werden, die Jahresproduktion um 23 Prozent.“
Er verweist weiters auf ein Projekt in der Schweiz, bei dem gerade einmal die Geometrie der Laufräder verbessert werden konnte, was letztlich auch einen Leistungszuwachs im zweistelligen Prozentbereich ermöglichte. „Ein Punkt, der für Global Hydro spricht, ist, dass wir über eine umfangreiche Produktionsline verfügen und somit so gut wie alle Kernkomponenten selbst herstellen können. Das beginnt beim eigenen Design unserer Laufräder und endet nicht bei der eigenen Absperrklappe. Mit diesem Background können wir einen Auftrag von Anfang bis Ende optimal kontrollieren und bieten als Turn-Key-Spezialist Lösungen ohne Schnittstellen an. Das heißt: Der Kunde kann das gesamte Projekt mit einem Ansprechpartner abwickeln“, erklärt Heinz-Peter Knaß, Geschäftsführer von Global Hydro. Das gilt sowohl für den D-ACH-Raum als auch für den Rest Europas. Als kompetenter Anbieter schlüsselfertiger Lösungen hat sich Global Hydro in den letzten Jahren und Jahrzehnten einen hervorragenden Ruf in der Branche erarbeitet. Auf dieser Reputation kann das Unternehmen im Revitalisierungssektor aufbauen.
Dank der langjährigen Erfahrung weiß man bei Global Hydro auch mit Maschinen anderer Hersteller umzugehen. Man kennt sämtliche Turbinentypen, diverse Subvarianten und deren Bauteile und ist in der Lage, diese professionell in einen De-Facto-Neuzustand zu versetzen.
Dass bei alten Kraftwerken die Originalpläne fehlen, kann vorkommen. Für die Profis von Global Hydro stellt dies allerdings keinen echten Prüfstein dar, wie Thierry Burckhart betont: „Mit den Werkzeugen, die uns heute zur Verfügung stehen, können wir die Arbeitsprozesse auch quasi im Rückwärtsgang erledigen.“ Konkret bedeutet das, dass Maschinen ohne Dokumente über die Originalgeometrie ausgebaut und in ihre Einzelteile zerlegt werden. Danach werden diese Einzelteile hochpräzise vermessen – und auf Basis dieser Kenndaten wird dann von den IngenieurInnen eine neue Konstruktionszeichnung angefertigt. Werden im Zuge der weiteren Materialprüfung eventuell Haarrisse oder Verschleiß festgestellt, wird der Austausch des betroffenen Bauteils geprüft. Dabei greift der oberösterreichische Wasserkraftspezialist natürlich auf modernste und leistungsstarke Materialien zurück. Um die Langlebigkeit der Bauteile zu garantieren, kommen nur hochwertigste Stähle zum Einsatz. Machen es Sedimente im Triebwasser erforderlich, sind auch
innovative Beschichtungen wie HVOF möglich. Garant für die hohe Qualität der Lösungen aus dem Hause Global Hydro ist ein striktes Qualitätsmanagement.
AUCH XXL-LAUFRÄDER SIND KEIN PROBLEM
Wie flexibel das Unternehmen am Revitalisierungssegment agiert, lässt sich auch an den Laufrad-Dimensionen erkennen, die Global Hydro noch verarbeiten kann. „Von klein bis
Einsatz in Skandinavien: 2021 realisierte Global Hydro eine komplette Revitalisierung des Maschinensatzes im schwedischen Kraftwerk Jäder der Mälarenergi Vattenfall. Dabei wurde ein altes Kaplan-Laufrad durch eine moderne Kaplanturbine mit einem Laufraddurchmesser von 2,3 m ersetzt. Bei einem Ausbaudurchfluss von 25 m3/s und einer Fallhöhe von 4,95 m erreicht die Maschine nun eine Leistung von 1.087 kW. Eine erfolgreiche Projektumsetzung, die das Kraftwerk in eine neue Ära geführt hat.
groß: Im Revitalisierungsbereich können wir auch noch Laufräder mit 50 MW Leistungsauslegung handhaben. Das ist für uns kein Problem. Erst unlängst konnten wir in Österreich ein Referenzprojekt mit zwei je 22,5 MW starken Pumpturbinen erfolgreich abschließen. Auch in Skandinavien können wir auf Projekte in sehr großen Leistungsbereichen zurückblicken“, sagt Thierry Burckhart, der seit 37 Jahren in der Wasserkraftbranche arbeitet.
Er verweist in diesem Zusammenhang darauf, dass man speziell in Skandinavien auch die neue EVO-Turbinenreihe von Global Hydro mit großem Erfolg am Markt positionieren konnte. In Skandinavien findet man heute oft alte Propellerturbinen, die nach und nach ausgetauscht werden. Gerade dafür bietet sich die neue Kaplan EVOline Turbine hervorragend an, da diese die Umbauarbeiten an den vorhandenen Gebäudestrukturen auf ein Minimum beschränkt. Das Gleiche gilt für die Francis EVOline.
MIT HEROS IN EINE NEUE ÄRA
Besonderes Augenmerk verdient natürlich auch das Steuerungssystem von Turbinen. Schließlich ist es hauptverantwortlich dafür, dass eine Anlage stets im Optimum betrieben wird. Ein wesentlicher Punkt, den es dabei zu berücksichtigen gilt: In der Steuerungstechnik und Softwareentwicklung sind die Innovationsintervalle wesentlich kürzer als im Turbinenbau. Dadurch kommen immer wieder neue Technologien auf den Markt, die den Betreibern die Möglichkeit eröffnen, den Ertrag der Anlage zu maximieren und gleichzeitig die Wartungsintervalle zu minimieren. Hinzu kommt, dass auch der Energiemarkt
ständig in Bewegung ist und sich damit einerseits neue Möglichkeiten für Ertragsoptimierung – Stichwort Regelenergie – ergeben, andererseits aber auch neue Anforderungen entstehen, auf die es zu reagieren gilt, wie etwa neue Grid Codes. Genug Argumente, warum Wasserkraftbetreiber heute mehr denn je darauf achten sollten, dass ihr Steuerungssystem up-to-date ist.
modernisieren – und dies bei möglichst niedrigen Investitionskosten, wenig Bauaufwand und kurzen Stillstandszeiten.
ALTERNATIVE LÖSUNGEN
installiert sind. Den Namen verdankt die „Camelback-Turbine“ der Anordnung der Saugrohre. Gerade diese Art von Turbinen haben vielerorts in Nordamerika das Ende ihrer technischen Lebensdauer erreicht. Sie galten in der jüngeren Vergangenheit daher auch als ineffizient, stör- und fehleranfällig und in gleichem Maße als modernisierungsbedürftig. Für Global Hydro ebenfalls eine durchaus interessante Revitalisierungsperspektive.
GESAMTWIRTSCHAFTLICHKEIT IM BLICK
Mit seiner Kompetenz, auch internationale Revitalisierungsprojekte abwickeln zu können, ist Global Hydro auch am amerikanischen und kanadischen Markt aktiv, wo die technischen Voraussetzungen sich allerdings ein wenig anders darstellen: Schließlich wurden am nordamerikanischen Kontinent vor allem zu Beginn des 20. Jahrhunderts an Niederdruckstandorten häufig sogenannte „Camelback-Turbinen“ realisiert. Sie repräsentierten damals die einzige sinnvolle technische Lösung für Standorte für große Durchflussmengen bei zugleich geringer Fallhöhe. Schließlich war die Kaplan-Turbine zu diesem Zeitpunkt noch nicht erfunden, beziehungsweise hatte ihren weltweiten Siegeszug noch nicht angetreten. „Camelback-Turbinen“ sind dadurch definiert, dass mehrere Francis-Laufräder, in der Regel zwei oder vier, seltener noch mehr, auf einer einzigen Welle
Im Grunde stehen für die allermeisten Revitalisierungsprojekte zwei Prämissen im Vordergrund: die Erhöhung der Effizienz und die Minimierung von Ausfallszeiten. Um dieses Ziel zu erreichen, nutzen die IngenieurInnen von Global Hydro ihr gesamtes Leistungsportfolio. „Wir behalten bei jedem Projekt den gesamtwirtschaftlichen Aspekt im Auge. Dazu zählt neben allen technischen Überlegungen auch die Frage: Wie lange steht die Anlage während des Umbaus still? Nur wenn man sämtliche Aspekte miteinbezieht, kann man für den Kunden das perfekte Revitalisierungspaket schnüren“, fasst Thierry Burckhart zusammen.
Durch die Machine Learning gestützte Datenanalyse von Global Hydro können eventuell auftretende Schäden in einem sehr frühen Stadium erkannt werden, dadurch verringert sich das Risiko eines Ausfalls und das senkt Reparaturkosten. Hier als Beispiel eine Schwingungsanlayse von Generatorlagern. © Global Hydro
Mit seinem Kraftwerksmanagement System HEROS bietet Global Hydro eine hochmoderne digitale Lösung für die Betriebsführung von Wasserkraftwerken, die den gesamten Anlagenbetrieb steuert, überwacht und optimieret. Die neueste Version von HEROS etwa kann mit einem IoT Gateway (Internet of things) ausgestattet werden, um die Betriebsdaten in eine eigene Cloud zu übermitteln. Von dort werden sie ausgelesen und für zweierlei Zwecke verwendet: Erstens wird eine durch Machine Learning gestützte Datenanalyse durchgeführt, um dadurch die Produktion zu maximieren und um eventuelle Anomalien frühzeitig zu erkennen. Durch ein frühzeitiges Detektieren von Abweichungen ergeben sich geringere Wartungs- und Reparaturkosten sowie ein deutlich geringeres Ausfallsrisiko. Zweitens werden die Daten verwendet, um sie im IoT-SCADA HEROS Connect zu visualisieren. „Das HEROS Connect erlaubt es den Betreibern, alle Anlagen auf einer Plattform zu visualisieren, analysieren und sogar zu steuern. Die Software ermöglicht damit, bislang ungenutzte Synergiemöglichkeit zu nutzen“, sagt Geschäftsführer Heinz-Peter Knaß. Ein weiterer wichtiger Pluspunkt des Systems: Beide Lösungen –also sowohl die Machine Learning gestützte Datenanalyse als auch HEROS Connect –sind unabhängig vom Steuerungshersteller einsetzbar. Das heißt: Es muss keine HEROS Steuerung verbaut sein. Gerade im Revitalisierungsfall bietet dies eine einfache Möglichkeit, um veraltete, überholte Steuerungen zu
Dass der Schwerpunkt in den nächsten Jahren auf dem Bereich Revitalisierung liegen wird, betont auch Geschäftsführer Heinz-Peter Knaß. „Genau genommen bieten wir Revitalisierungen ja schon seit Jahrzehnten erfolgreich an. Allerdings hatten wir lange dafür keine eigene Abteilung und Fachpersonal, welches sich ausschließlich mit diesem wichtigen Bereich beschäftigt. Das hat sich geändert. Angesichts des stark gestiegenen Bedarfs haben wir die Revitalisierungsabteilung von Global Hydro gegründet. Und unsere Kunden können sich nach wie vor in beiden Bereichen - Green Field und Revitalisierung – auf unsere Qualität und Leistungen verlassen.“
Das bewährte Standardwerk „Fischschutz und Fischabstieg an Wasserkraftanlagen“ liegt nun in einer vollständig neu bearbeiteten und stark erweiterten Auflage vor. Diese erschließt den weltweiten Stand des Wissens und der Technik in systematischer, kompakter und anwendungsgerechter Form, wobei wissenschaftliche und praktische Aspekte konsequent miteinander verbunden werden.
Das Buch behandelt sowohl die biologischen und technisch-hydraulischen Grundlagen des interdisziplinären Fachgebietes als auch die praktisch bedeutsamen Fragen der Anordnung, Bemessung und Gestaltung von Rechen- und Bypasssystemen. Bestandteil der Darstellungen sind zahlreiche Prognosemodelle, durch deren Anwendung wesentliche ingenieurbiologische Zusammenhänge quantitativ beschrieben werden können. Der Praxiseinsatz moderner Rechen- und Bypasssysteme wird durch ausgeführte Pilotanlagen beispielhaft veranschaulicht. Die der Neuauflage zugrunde liegende Literaturaufarbeitung umfasst 1.435 Studien aus dem europäischen, nordamerikanischen, asiatischen und australisch-neuseeländischen Raum und beinhaltet Informationen zu 104 Fisch- und Neunaugenarten, 180 Standorten sowie 166 Gewässern. Die übersichtlich strukturierten Textdarstellungen werden illustriert und ergänzt durch 84 Zeichnungen und Schemata, 159 Diagramme, 404 Fotos, 61 Tabellen und 57 Tafeln. Ein Register mit 1.180 Begriffen erleichtert das Auffinden von Termini und Artnamen.
HERAUSRAGENDER AKTUALITÄTSBEZUG
Die vorliegende Veröffentlichung ist nicht nur als Praxishandbuch für die ingenieurbiologische Planung von Rechen- und Bypasssystemen nutzbar, sondern auch als Nachschlagewerk zur Klärung spezieller Fragestellungen. Die didaktische Konzeption des Buches unterstützt zugleich dessen Verwendung für Lehrund Studienzwecke.
Angesichts des international forcierten Ausbaus der Wasserkraftpotentiale und der Notwendigkeit, die Umweltverträglichkeit älterer Wasserkraftanlagen durch effiziente Maßnahmen zu verbessern, sind die im Buch behandelten Fragestellungen von herausragender Aktualität.
Guntram Ebel: Fischschutz und Fischabstieg an Wasserkraftanlagen – Handbuch Rechen- und Bypasssysteme. Ingenieurbiologische Grundlagen, Modellierung und Prognose, Bemessung und Gestaltung, Qualitätssicherung, Praxisbeispiele. Mitteilungen aus dem Büro für Gewässerökologie und Fischereibiologie, Band 4 (4. Auflage), 671 S., Halle (Saale), Format: 20 x 28 cm (Hardcover), ISBN: 978-3-00-074643-7.
Die systematisch aufbereitete und reichhaltig illustrierte Publikation wendet sich an einen breiten Leserkreis: Planer, Sachverständige, Gutachter, Wasserkraftbetreiber, Fach- und Verwaltungsbehörden, Lehrende und Lernende an Hochschulen und Universitäten, Fischerei- und Naturschutzverbände. Das 671 Seiten umfassende, durchgängig farbig
angelegte Buch ist fadengeheftet im Hardcover-Einband verarbeitet. Es kann zu einem Preis von 225,- EUR (einschließlich Mehrwertsteuer, zuzüglich Versandkosten) beim Herausgeber bezogen werden: Büro für Gewässerökologie und Fischereibiologie (BGF), Saalwerderstraße 10, D-06118 Halle (Saale), E-Mail: info@bgf-halle.de
Beim steirischen Wasserkraftwerk Leims an der Liesing überwinden die Fische das ca. 8 m hohe Wehrbauwerk seit gut 1,5 Jahren durch ein innovatives Fischaufstiegssystem. Aufgrund der begrenzten Platzverhältnisse am Wehrstandort entschieden sich die Betreiber, die Unternehmensgruppe Gebr. Haider, für den Einsatz des Modifizierten Denilpass (eco²-Fischpass), der den Gewässerbewohnern eine barrierefreie Passage ins Oberwasser ermöglicht. Durch die namensgebenden Modifikationen gewährleistet der eco²-Fischpass auch schwimmschwächeren bzw. sohlorientierten Arten einen mühelosen Aufstieg über große Höhenunterschiede hinweg. Seinen Funktionsnachweis lieferte der eco²-Fischpass von der Grazer eco² fish solutions GmbH beim Kraftwerk Leims durch ein biotisches Monitoring, das im Vorjahr erfolgreich absolviert wurde.
Die Unternehmensgruppe Gebr. Haider hat sich in den vergangenen Jahrzehnten als zuverlässiger Partner in der Wasserkraftbranche etabliert. Davon zeugen eine Vielzahl realisierter Kraftwerke unterschiedlicher Bauart und Leistungsklassen, die von den Fachleuten der Unternehmensgruppe errichtet wurden. Neben der Projektierung, Finanzierungs- und Behördenabwicklung sowie der Umsetzung der gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten für Kundenanlagen sind die Gebr. Haider auch als Errichter und Betreiber von Eigenkraftwerken aktiv. Eine der ersten selbst gebauten und betriebenen Anlagen ist das Kraftwerk Leims an der Liesing, das seit Ende der 1980er Jahre im steirischen Bezirk Leoben sauberen Strom erzeugt. Nach über drei Jahrzehnten Dauerbetrieb wurde die Anlage zwischen 2020 und 2021 im Rahmen einer Komplettrevitalisierung auf den modernen Stand der Technik gebracht. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Erneuerung des hydroelektrischen und leittechnischen Equipments im Maschinengebäude. Dank der Erneuerung der beiden Kaplan-Turbinen mit ca. 600 kW Gesamtleistung sowie der Restwasser-Turbine konnte das Regelarbeitsvermögen des Kraftwerks durch die wiedergewonnene Betriebssicherheit um ca. 50 Prozent gesteigert werden.
NEUER FISCHAUFSTIEG NOTWENDIG
Für die Wiederverleihung der Wasserrechtskonzession war auch die Erneuerung der vorhandenen Fischaufstiegshilfe gefordert, deren Funktionalität nicht mehr den aktuellen Erfordernissen entsprach, erklärt der Gebr. Haider Bereichsleiter Energie
Christian Mandl: „Wegen der begrenzten Platzverhältnisse an der Wehranlage und des großen Höhenunterschieds zwischen Ober- und Unterwasserbereich von ca. 8 m hatte man zunächst ein kombinier-
tes System geplant. Dabei sollten ein technischer Schlitzpass und eine Fischaufstiegsschnecke zum Einsatz kommen, um die beträchtliche Höhendifferenz auf möglichst
geringer Fläche zu überwinden.“ Diese im Zuge des Behördenverfahrens bereits bewilligte Variante stellte sich laut Christian Mandl in der Ausführungsplanung allerdings als zu aufwändig dar: „Bei näherer Betrachtung musste man sich eingestehen, dass die Kombination aus Schlitzpass und Fischaufstiegsschnecke für diesen Standort mit zu hohem Bauaufwand und Gestehungskosten verbunden war, weswegen eine alternative Lösung angestrebt wurde.“ Fündig wurden die Betreiber bei der in Graz ansässigen eco² fish solutions GmbH, deren Geschäftsführer Georg Seidl ein traditionelles Fischaufstiegssystem funktionell auf den nächste Level gehoben hat.
AUCH FÜR SCHWACHE SCHWIMMER GEEIGNET
„Der Modifizierte Denilpass (eco²-Fischpass) stellt eine Weiterentwicklung des Standard-
Denilpasses dar, welcher aufgrund seiner platzsparenden, einfachen Errichtung und der geringen Baukosten bis in die 90er-Jahre auch in Europa vielerorts umgesetzt wurde. Allerdings war dieser Bautyp gegenüber kleinen schwimmschwachen Fischen sehr selektiv, und für die Passage von bodenorientierten Fischen ungeeignet“, erklärt der Entwickler. Das weiterentwickelte System, das in enger Kooperation mit der TU Graz entstanden ist, unterscheidet sich vom herkömmlichen Denilpass durch das Einbringen einer Substratgabione und einer neuartigen Lamellengeometrie. Die damit verbundenen Optimierungen der Strömungseigenschaften konnten im Rahmen mehrerer Versuchsanordnungen im Wasserbaulabor bestätigt werden. In der Praxis stellt der eco²-Fischpass seine Tauglichkeit an mittlerweile 24 Standorten unter Beweis,
wobei an 21 Anlagen die Funktionsfähigkeit auch für Kleinfische und bodenorientierte Arten mittels biotischen Monitorings bestätigt wurde. „Der Vorteil dieses Bautyps liegt neben den reduzierten Kosten, der deutlich verringerten Dotation und dem geringen Platzbedarf auch in der einfachen Wartung. Durch einfache Drosselung der Dotation kann der Wartungszustand der Fischaufstiegshilfe schnell und effizient überprüft werden. Die ziehbaren Lamellen ermöglichen eine einfache und schnelle Wartung. So erhöht sich bei gezogenen Lamellen der Durchfluss und die Fließgeschwindigkeiten im System, wodurch der Fischaufstieg effizient gespült werden kann“, so Georg Seidl.
UNKOMPLIZIERTE MONTAGE
Nachdem die Änderung des Fischaufstiegskonzepts auch von behördlicher Stelle bewilligt worden war, konnten die Gebr. Haider die bauliche Umsetzung Ende 2021 starten. Im Wesentlichen besteht der Fischaufstieg aus sechs Denil-Elementen und sieben Ruhebecken, die jeweils alternierend angeordnet sind. Bei der baulichen Umsetzung wurden zunächst die Ruhebecken, zwischen denen ein Höhenunterschied von jeweils 130 cm besteht, betoniert. Als nächster Schritt folgte das Einbringen der inklusive Substratgabionen angelieferten Denil-Elemente, die mit einem mobilen Schwerlastkran eingehoben wurden. Finalisiert wurde der Einbau durch das Fixieren und Abdichten der einzelnen Elemente und dem abschließenden Einschottern. Die Inbetriebnahme und Funktionstests der neuen Fischaufstiegsanlage konnten schließlich im Herbst 2022 erfolgen. Weiterhin in Betrieb belassen wurde auch der alte Beckenpass, der mit 35 l/s dotiert wird und somit ein
Trockenfallen des Tosbeckens im Unterwasserbereich verhindert. Der neue eco²-Fischpass wird mit konstant 260 l/s dotiert. Im Vergleich zum Vertical-Slot-Pass, der zum Betrieb mindestens 400 l/s benötigt hätte, steht somit mehr Wasser zur Verfügung, das von der Restwasser-Turbine des Kraftwerks abgearbeitet werden kann.
Christian Mandl zieht ein positives Resümee über den ersten eco²-Fischpass bei einem Kraftwerk der Gebr. Haider: „Unter dem Strich kann man sagen, dass das gewählte
Die Funktionalität des Modifizierten Denilpass wurde im Rahmen eines biotischen Monitorings im Jahr 2023 nachgewiesen.
System aufgrund der beengten Platzverhältnisse und der Topographie die kostengünstigste und auch die vernünftigste Variante dargestellt hat. Alles andere wäre mit höheren Kosten, längerer Bauzeit und aufwändigerer Abwicklung verbunden gewesen. Dabei hat auch die Zusammenarbeit mit Georg Seidl, der das Projekt von Beginn an mit großem Engagement begleitet hat, sehr gut funktioniert.“ Georg Seidl betont neben den Faktoren Flächen- und Kosteneffizienz auch die ökologische Funktionalität des eco²Fischpass: „Während des im Jahr 2023 durchgeführten Monitorings konnte die
Funktionsfähigkeit der Fischaufstiegshilfe beim Kraftwerk Leims bestätigt werden. Trotz des schlechten Fischbestandes im Unterwasser war es möglich, während des Beobachtungszeitraums mehrere hundert Fische zu zählen. Darunter waren auch mehrere Koppen, eine bodenorientierte Fischart, welche die alten herkömmlichen Denil-Fischpässe nicht passieren konnte.“ Sehr erfreut zeigt sich Georg Seidl über die Tatsache, dass bei der aktuellen Überarbeitung des Leitfadens für Fischaufstiegshilfen der eco²-Fischpass für einige Regionen zum Stand der Technik erklärt wird.
Der renommierte deutsche Turbinenhersteller und Wasserkraftentwickler
DIVE Turbinen GmbH & Co. KG kooperiert mit dem Wasserkraft-Innovator Natel aus den USA, um den Einsatz von FishSafe™-Wasserkraftturbinen rund um den Globus zu beschleunigen. Im Wettlauf bei der Bekämpfung des Klimawandels war die Instandhaltung und Erweiterung des weltweiten Wasserkraftwerksparks noch nie so wichtig wie heute. Wasserkraft ist eine erprobte und zuverlässige erneuerbare Energiequelle, doch ihre herkömmliche Umsetzung kann für Flussökosysteme mit Nachteilen verbunden sein, insbesondere weil ihre Querbauwerke die sichere Passage von Fischen stromauf- und -abwärts behindern. Dabei gibt es heute viele Strategien für die Fischpassage stromaufwärts, aber gerade die Passage stromabwärts durch die Turbine ist von besonderem Interesse und stellt somit eine echte Herausforderung für die Turbinenbauer dieser Welt dar.
Die neue Zusammenarbeit zwischen DIVE und Natel basiert auf der zeitgemäßen Erkenntnis, dass Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels zugleich auch die Bestrebungen, den Verlust der biologischen Vielfalt zu minimieren, unterstützen müssen. Daher steht im Mittelpunkt der Kooperation eine möglichst effektive Verbindung des DIVE-Turbinen-Antriebsstrangs mit dem FishSafe™️- Laufraddesign von Natel. DIVE kann auf eine belegte Erfolgsbilanz als Turbinenhersteller verweisen und hat seit 2006 mehr als 65 kompakte, effiziente und zuverlässige Turbinen an Standorten auf der ganzen Welt installiert. Mit einer weltweit installierten Kapazität von 32 MW produzieren die Turbinen von DIVE heute schon rund 160 GWh/a saubere Energie pro Jahr. Im Vergleich zu einem modernen Gaskraftwerk werden damit pro Jahr umgerechnet 54.000 Tonnen CO₂-Emissionen eingespart. DIVE-Turbinen verwenden hocheffiziente Permanentmagnetgeneratoren mit Direktantrieb in einzigartiger Anordnung, welche den Betrieb von Wasserkraftwerken mit außergewöhnlich geringen Kosten und Risiken ermöglicht.
Seit langem ist es DIVE ein Anliegen, sich für die Förderung fischfreundlicher Wasserkraft zu engagieren. DIVE-Turbinen verwenden ein Laufrad mit festen Laufschaufeln und flexibler Drehzahl, was bereits zu einer wesentlich geringeren Fischsterblichkeit führt als eine Kaplan-Turbine mit verstellbaren Laufschaufeln und fixer Geschwindigkeit. In der Zusammenarbeit mit Natel arbeitet DIVE daran, die Fischfreundlichkeit seiner Turbinen weiter zu erhöhen. Natel hat einzigartige Ansätze für die Konstruktion von Turbinenlaufrädern entwickelt, die sich auf die Sicherheit von Fischen in Wasserkraftanwendungen konzentrieren. Durch permanente Verbesserungen hat Natel bei hohen Drehzahlen Überlebensraten bei der Fischpassage von 98–100 Prozent über mehrere Fischarten und Lebensstadien hinweg erreicht. Mit dem Laufraddesign von Natel wollen die beiden Unternehmen Fischsicherheit unter allen Betriebsbedingungen (Teillast bis Volllast) erreichen, ohne dass ein zusätzlicher Feinrechen erforderlich ist.
Bei der DIVE-Natel-Turbine handelt es sich um eine leistungsstarke, wartungsfreie Turbine, die Sicherheit für die Fischdurchgängigkeit bietet und die Stärken beider Unternehmen in sich vereint. Die DIVE-Natel-Turbinen sind
für Standorte mit bis zu 40 m Fallhöhe geeignet und in Leistungsgrößen bis 4,50 MW erhältlich. Die DIVE-Natel-Turbine ist ihrer Bauform nach eine direkt angetriebene Turbine mit vertikaler Achse, die immer vollkommen hochwassersicher ist. Ausgeliefert wird die Maschine vorgetestet und vormontiert, wodurch der Arbeitsaufwand vor Ort minimiert wird. Aufgrund der einzigartigen
Designbild mit 3 Laufradschaufeln: Natels FishSafe™-Laufraddesign in CFD-Simulation mit dem spezifischen dicken, nach vorne gekehrten Blattdesign.
DIVE-Dichtung und des DIVE-Lagers ist die Turbinen-Generatoreinheit weitgehend wartungsfrei, sodass nur ein Ölwechsel alle 5 Jahre und ein Lagerwechsel alle 20 Jahre erforderlich ist.
Die DIVE-Natel-Turbine verfügt über Natels patentiertes, dickes, nach vorne geschwungenes Schaufeldesign, das den Einsatz eines Feinrechens zum Schutz der Fische vor Turbinenverletzungen überflüssig machen kann. Ohne Feinrechen kann mehr Durchfluss zur Erzeugung genutzt werden und die mit der Installation und Wartung von Feinrechen verbundenen Kosten fallen weg.
EINE EINMALIGE CHANCE
Die globale Wasserkraftflotte weist heute einen dringenden Modernisierungsbedarf auf. Die Lösung für viele der aktuellen Fragen liefert die DIVE-Natel-Turbine. Dank ihrer Eigenschaften trägt sie dazu bei, die Standorte an die neuesten Vorgaben für das Überleben von Fischen anzupassen.
„Wir freuen uns, dass wir mit der DIVENatel-Turbine heute eine effiziente, tauchfähige Wasserkraftturbine für Standorte mit niedrigen und mittleren Fallhöhen anbieten können, die hohe Leistung und Zuverlässigkeit mit sicherer Fischpassage flussabwärts kombiniert,“, sagte Christian Winkler, Vertriebs- und Produktmanager bei DIVE. „Durch die Integration des FishSafe™️-Laufraddesigns von Natel in unsere wartungsarme
DIVE-Turbine können wir die Effizienz und Umweltverträglichkeit einer bestehenden Anlage verbessern.“
Wie die Standard-DIVE-Turbine verfügt die DIVE-Natel-Turbine grundsätzlich über feststehende Laufschaufeln. Bei variablen Strömungs- und Fallhöhenverhältnissen kann bei Bedarf die Geschwindigkeit der DIVENatel-Turbine variiert werden, anstatt den Anstellwinkel der Laufradschaufeln zu verändern. Das Teillastverhalten dieser Turbine wird mit der Drehzahlvariabilität so weit verbessert, dass ein Betrieb bis 5 Prozent des Durchflusses möglich wird. Durch das Variieren der Drehzahl werden ähnliche Effekte wie bei der mechanischen Verstellung der Laufschaufeln einer Kaplanturbine erreicht. Die
Wirkungsgrade sind dabei vergleichbar. Die Verwendung des Natel FishSafe™️-Laufrads mit der DIVE-Turbine ermöglicht höhere Drehzahlen im Volllastpunkt und gewährleistet dennoch einen sicheren Fischdurchgang. Die DIVE-Natel-Turbine ermöglicht eine sichere Fischpassage stromabwärts und vereinfacht gleichzeitig den Betrieb und die Wartung sowie die Minimierung des Überschwemmungsrisikos für die Turbinen-Generatoreinheit. Bei reduzierter mechanischer Komplexität kann die DIVE-Natel-Turbine in typischen Anwendungen eine jährliche Produktion erzielen, die der einer Ka-
plan-Turbine entspricht Am wichtigsten ist, dass DIVE-Natel-Turbinen sowohl hocheffizient als auch äußerst zuverlässig sind, was zu geringeren Ausfallzeiten und einer insgesamt verbesserten Stromproduktion führt.
HOHE FISCHSICHERHEIT BEI NIEDRIGEN
BETRIEBS- UND INVESTITIONSKOSTEN
DIVE-Turbinen, bekannt für ihren direkt gekoppelten Generator und das einzigartige Dichtungs- und Lagerkonzept, minimieren aufgrund des nahezu wartungsfreien Betriebs und ihrer Robustheit die operativen Kosten (OPEX). Ihre Kompaktheit und ihr individuelles Design ermöglichen eine einfache Integration in bestehende Kraftwerke und minimieren die Investitionskosten (CAPEX). „Dank der Zusammenarbeit mit DIVE können wir die Expertise von DIVE als Turbinenhersteller mit der bahnbrechenden FishSafe™️-Technologie von Natel verbinden“, sagte Gia Schneider, CEO und Mitbegrün derin von Natel. „Fische sind für die Weltwirtschaft, die Nahrungsmittelversorgung und die Funktion des Ökosystems von entscheidender Bedeutung. Daher ist es wichtig, dass wir eine Zukunft planen, in der die Fischbestände erhalten bleiben und die es uns gleichzeitig ermöglicht, die bestehende Wasserkraftflotte zu modernisieren und den Übergang zu einem zuverlässigen, kohlenstofffreien System voranzutreiben.“ Durch die Kombination der bewährten FishSafe™️-Laufraddesigns von Natel mit den kompakten, effizienten und zuverlässigen Turbinen von DIVE und der nachgewiesenen Fertigungserfahrung haben die beiden Unternehmen eine Lösung entwickelt, die den Standard für fischverträgliche Wasserkraftwerke neu definieren wird.
Nach dem Kraftwerk Lienz gelang es der SAK nun auch das Kraftwerk Blatten mit einer modernen Fischaufstiegs- und Fischabstiegshilfe auszurüsten. Seit Herbst letzten Jahres ist die Anlage nach dem erfolgten Umbau wieder in Betrieb. Ziel ist es, dass der Rheintaler Binnenkanal bis Ende 2024 vollständig fischdurchgängig wird.
Bis vor wenigen Jahren stellten die drei Kleinkraftwerke Lienz, Blatten und Montlingen schwer zu überwindende Hindernisse für die Migration der Fische im Rheintaler Binnenkanal dar. Nachdem die Betreiberin der Anlagen, die St. Gallisch-Appenzellische Kraftwerke AG (SAK), 2022 bereits am Kraftwerk Lienz die Fischdurchgängigkeit nach modernsten ökologischen Richtlinien realisiert hatte, folgten im vergangenen Jahr nun die entsprechenden Anpassungen am Kraftwerk Blatten. Die neue, knapp 100 Meter lange Fischaufstiegsanlage und eine speziell entwickelte Fischabstiegsklappe ermöglichen den Gewässerbewohnern mittlerweile die Passage der Anlage in beide Richtungen. Bis Ende des Jahres soll auch noch der Umbau am Kraftwerk Montlingen erfolgen, sodass danach die komplette Durchgängigkeit des Rheintaler Binnenkanals hergestellt ist.
Um die Bewohner des Rheindeltas vor Hochwasser zu schützen und um die Rheintalebene zu entwässern, wurde von 1894 bis 1904 als einer von mehreren Binnenkanälen der Rheintaler Binnenkanal im schweizerisch-österreichischen Grenzgebiet errichtet. Der Kanal, der sich von der Gemeinde Sennwald bis zur Einmündung in den Alten Rhein in St. Margrethen über eine Länge von 23 Kilometer erstreckt, nimmt das Wasser zahlreicher Seitengewässer und Drainageleitungen auf und entwässert so das gesamte Gebiet zwischen Rhein und Alpstein. Bei Lienz, Blatten und Montlingen wurden damals drei Geländestufen mit je drei bis dreieinhalb Meter Höhenunterschied künstlich angelegt. „Schon während des Baus hatten die Verantwortlichen daran gedacht, diese Gefällstufen zur Stromgewinnung zu nutzen. Und im Jahr 1903 hatte der Grosse Rat des Kantons St. Gallen beschlossen, an allen drei Standorten ein Kraftwerk zu errichten“, schildert der zuständige Planer der Umbauprojekte,
Dipl.-Ing. Fernando Binder vom Planungsbüro fmb-ingenieure mit Sitz in Baar, die Entstehungshistorie der drei Kraftwerksanlagen. Ab dem Jahr 1906 war das Kraftwerks-Trio am Rheintaler Binnenkanal im Vollbetrieb und versorgte die umliegenden Rheintal-Gemeinden mit Strom. Die alten Maschinensätze hatten bis
Mühlegasse 18m, CH-6340 Baar, +41 41 761 68 38, info@fmb-ingenieure.ch, www.fmb-ingenieure.ch
1988 Bestand, ehe sie durch moderne Kegelrad-Rohrturbinen ersetzt wurden.
ALTER FISCHPASS FUNKTIONIERTE SUBOPTIMAL Alle drei Kraftwerke werden heute vom Ostschweizer Energieversorgungsunternehmen SAK betrieben, das 2016 offiziell den Auftrag vom Kanton erhielt, die Durchgängigkeit für die Fische an den Standorten gemäß der 2011 in Kraft getretenen Revision des nationalen Gewässerschutzgesetzes zu realisieren. „In der Folge gelang es uns, in enger Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Umwelt (BAfU) sowie dem Amt für Wasser und Energie des Kantons St. Gallen die Grundlagen für die Sanierungsprojekte auszuarbeiten. Diese wurden ab 2018 vom erfahrenen Ingenieursbüro fmb-ingenieure planerisch umgesetzt“, erzählt der Projektleiter der SAK, Martin Hersche. Er verweist auf den Umstand, dass die Kraftwerke bereits über Fischaufstiegshilfen verfügt hätten, diese aber modernen Standards nicht mehr gerecht
Die neue Fischaufstiegshilfe am Kraftwerk Blatten wurde als 95 m langer, gestreckter Vertical-Slot-Pass ausgeführt.
geworden wären. „Die ursprüngliche Aufstiegslösung am Standort Blatten war als Beckenpass ausgeführt, der 1988 angelegt worden war. Im Nachhinein muss man diesen funktionell als suboptimal bezeichnen, da die Treppe für viele Arten zu steil war“, so Martin Hersche. Was den Fischabstieg anbelangt, so war das zuvor nur bei Hochwasser über die Wehranlage möglich. Welche Bedeutung diese Anpassung an moderne ökologische Kriterien hinsichtlich Fischmigration nun hat, unterstreicht Ralph Egeter, Leiter der Projektentwicklung SAK: „Der Rheintaler Binnenkanal ist ein wichtiges Gewässer für viele Fische. Hier leben 23 einheimische Fischarten – darunter auch vom Aussterben bedrohte, wie die Nase, Bitterlinge oder der Aal. Mit der nun erfolgten Sanierung können alle Fische flussaufwärts den Kraftwerksstandort umgehen und zudem haben sie jederzeit über die neue Fischabstiegsklappe die Möglichkeit ins Unterwasser zu gelangen.“
• Ausbauwassermenge: 13,5 m3/s
• Bruttofallhöhe: 4,27 m
• Turbine: Kegelrad-Rohrturbine
• Engpassleistung: 400 kW
• Generator: Synchron
• Wehrklappe: B7000 x H2400 mm
• Horizontalrechen: B22000 x H1900 mm
• Stababstand: 15 mm
• Fischabstiegsklappe: B1000 x H2300 mm
• Einlaufschütz: B6000 x H3900 mm
• Stahlwasserbau: Wild Metal
• Fischaufstiegshilfe: Vertical-Slot
• Länge: 95 m Stufenhöhe: 15 cm
• Planung: fmb-Ingenieure
• Regelarbeitsvermögen: 1,7 GWh
VERTICAL-SLOT ALS IDEALLÖSUNG
„Gemeinsam mit unserem Planer haben wir im Vorfeld verschiedene technische Varianten für die Fischaufstiegshilfe untersucht. Letztlich hat sich für die drei Standorte am Rheintaler Binnenkanal der Vertical-Slot-Pass als optimale Variante herausgestellt“, erinnert sich Martin Hersche. Mit der Umsetzung wurde die St. Galler Betonspezialistin SAW Group beauftragt, die für die technische Aufstiegsvariante des Schlitzpasses die vorgefertigten Bauteile lieferte. „Konkret haben wir einen ca. 95 m langen Vertical-Slot-Fischpass realisiert, an dem die Pegeldifferenz zwischen den einzelnen Becken 15 cm beträgt. Die Becken selbst sind 2,25 mal 3,00 m groß und weisen eine Schlitzbreite von 35 cm auf“, geht Planer Fernando M. Binder ins Detail.
Die Lockströmung, die den Fischen das Auffinden des Einstiegs in den Fischpass erleichtert, ergibt sich aus dem Turbinenauslauf. Sie verläuft diagonal von der anderen Flussseite in Richtung der Fischaufstiegshilfe. Das finale Monitoring, das für 2025 geplant ist, wird letztlich gesichert Aufschluss darüber geben, wie gut die Fischaufstiegshilfe von den Bewohnern des Rheintaler Binnenkanals angenommen wird.
Der von der Fa. Wild Metal realisierte Horizontalrechenreiniger hält den Feinrechen über eine Länge von 22 m von Geschwemmsel frei.
Eine komplette Novität für das Kraftwerk Blatten und die tierischen Bewohner des Rheintaler Binnenkanals ist die nun integrierte Fischabstiegshilfe, die zugleich generell eine Neuentwicklung darstellt. Fernando M. Binder vom Planungsbüro fmb-ingenieure: „Die Fischabstiegsklappe wurde in dieser Form neu von uns entwickelt und im Modellversuch getestet. Danach wurde sie in mustergültiger Weise vom Südtiroler Stahlwasser- und Maschinenbauspezialisten Wild Metal gefertigt und installiert.“ Es handelt sich um eine permanent überströmte, in halber Trichterform ausgeführte Klappe, die von ihrer Dimension her auch größeren Fischen den Abstieg ins Unterwasser ermöglicht. Sie wurde am Ende des ebenfalls neu eingebauten Horizontalrechens angelegt, sodass die Fische mit der Strömung ganz einfach zur Klappe gelangen können. Über die Fischabstiegsklappe wird auch das von der Rechenreinigungsmaschine entfernte Geschwemmsel abgeführt. Beim Reinigungsvorgang wird die Klappe etwas abgesenkt, um den Abfluss und die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Dadurch wird das Geschwemmsel zuverlässig über die Fischabstiegsklappe abgeführt. Im Zuge der Umbauarbeiten für die Fischmigration wurde zugleich auch die stahlwasserbauliche Ausrüstung komplett erneuert. Der Auftrag darüber wurde an die Branchenspezialisten von Wild Metal vergeben, die einmal mehr in der Schweiz ihre Kompetenz unter Beweis stellen konnten. Neben der erwähnten Fischabstiegsklappe lieferten die Südtiroler die neue 7 m breite Stauklappe, den fast 22 m langen Horizontalrechen mit 15 mm Stabweite und die dazugehörige Rechenreinigungsmaschine, sowie den 6 m breiten Einlaufschütz. Während
© SAK
Klappen und Schütze ölhydraulisch angetrieben sind, erfolgt der Antrieb der Rechenreinigungsmaschine elektromechanisch.
ZEIT FÜR TURBINENSANIERUNG GENUTZT
Die geplante Stillstandszeit des Kraftwerks nutzte die SAK auch, um dessen elektromechanische Ausrüstung wieder auf Vordermann zu bringen. Zu diesem Zweck wurde die Kegelrad-Rohrturbine von 1988 ausgebaut und generalüberholt. „Nachdem wir die Turbine ausgebaut hatten, wurde im Maschinenraum ein Leerrohr installiert. Auf diese Weise haben wir das Wasser durch das Kraftwerksgebäude geleitet. Der vollautomatisierte Einlaufschütz wurde für die Wasserstandsregelung eingesetzt“, erinnert sich Projektleiter Martin Hersche. Die frisch sanierte Kaplan-Rohrturbine ist auf eine Ausbauwassermenge von 13,5 m3/s ausgelegt und erreicht bei der Fallhöhe von 4,27 m eine Ausbauleistung von 400 kW. Im Regeljahr liefert der Maschinensatz rund 1,7 GWh sauberen Strom.
Im Herbst 2023 wurden die Sanierungs- und Umbauarbeiten am Wasserkraftwerk Blatten am Rheintaler Binnenkanal abgeschlossen. In Summe beliefen sich die Kosten für die Sanierung der Fischdurchgängigkeit auf rund 3.5 Mio. CHF, die zur Gänze vom Bund finanziert wurden. Nachdem zuvor bereits 2022 am Oberlieger-Kraftwerk Lienz die Fischdurchgängigkeit hergestellt wurde, wird nun am Umbau des dritten Binnenkanal-Kraftwerks, dem KW Montlingen, gearbeitet. Wenn alles planmäßig verläuft, sollen die Arbeiten bis Ende dieses Jahres abgeschlossen sein. „Danach werden die Fische im Binnenkanal durchgängig in beide Richtungen wandern können“, erklärt Ralph Egeter. Ein echter Meilenstein in der Geschichte des Rheintaler Binnenkanals. Das Monitoring, das für 2025 geplant ist, wird letztlich zeigen, wie gut die barrierefreie Migration für die Gewässerbewohner funktioniert.
Nicht nur Schiffe können die große Schleusenanlage im mittelfränkischen Hilpoltstein am Main-Donau-Kanal passieren. Neuerdings sind auch die darin lebenden Fische in der Lage, problemlos ins Unterwasser zu gelangen. Möglich macht dies eine neuartige Fischabstiegshilfe, die als ein im Bauwerk integriertes DruckkammerSchleusensystem den oberwasserseitigen Wasserdruck langsam an das Unterwasserniveau anpasst. Auf diese Weise können die Bewohner des Main-DonauKanals einen Höhenunterschied von knapp 25 m überwinden. Erste Erfahrungen belegen die Funktionalität des Systems, das von der Betreiberin, der Bayerische Landeskraftwerke GmbH, mit Partnern über Jahre entwickelt worden ist.
Der 171 Kilometer lange Main-Donau-Kanal ist ein wichtiger Bestandteil des europäischen Binnenschifffahrtnetzes. Mithilfe von 16 Schleusen können die Schiffe die europäische Hauptwasserscheide überwinden, die 406 Meter über dem Meeresspiegel liegt. Als eine der höchsten Schleusen gilt jene im mittelfränkischen Hilpoltstein, die neben ihrer Funktion als Schiffsschleuse noch einer weiteren Aufgabe dient: Sie stellt sicher, dass ausreichend Wasser vom deutlich feuchteren Süden in den trockeneren Norden von Bayern gelangt. Heute fließen mit Hilfe dieses Überleitungssystems jährlich rund 125 Millionen Kubikmeter Donauwasser in den Main. „Als die Schleusenanlage Ende der 1980er Jahre bis Anfang der 1990er gebaut wurde, dachte man auch an eine energetische Nutzung. Es wurde ein Kraftwerk integriert, das vorrangig das Wasser der Donau-Main-Überleitung nutzt. Es wird heute von der staatlichen Bayerische Landeskraftwerke GmbH betrieben“, erklärt Stephan Harrer, technischer Leiter der LaKW. Mittels einer Francis-Turbine mit 3,3 MW Nennleistung wird die Energie aus dem Überleitungswasser gewonnen, im Regeljahr sind das ungefähr 8,1 Millionen kWh. „Die Maschine funktioniert optimal, ist aber nur ungefähr ein Drittel des Jahres in Betrieb, den Rest der Zeit steht sie still“, so Stephan Harrer.
SYNERGIEN AUS ZWEI PROJEKTEN
Vor einigen Jahren entstand die Idee, eine kleine Hausturbine einzubauen, die in den Stillstandszeiten der großen Maschine Strom für den Eigenbedarf des Kraftwerks an der Schleuse liefern sollte. Zur Minimierung des Wartungsaufwands des kleinen Maschinensatzes planten die Verantwortlichen dazu eine vollautomatische Rückspülung des Feinrechens vor der Turbine. Gleichzeitig wurde an ersten Plänen für eine Lösung für einen Fischabstieg getüftelt. Es galt, eine Antwort auf die Frage zu finden, wie ein problemloser Abstieg der Fische aus der Scheitelhaltung des Kanals in die 24,7 m tiefer gelegene Haltung Eckersmühlen bewerkstelligt werden konnte.
Stephan Harrer: „Etwa zur gleichen Zeit waren wir auch mit den Planungen für die Fischauf- und Fischabstiegshilfe Eixendorf auf Basis einer Druckkammerfischschleuse nach dem einkämmrigen System Höllenstein zugange. Aufbauend auf den ersten Erfahrungen mit dieser Prototypen-Planung haben wir festgestellt, dass wir vieles auch hier am
Standort Hilpoltstein umsetzen können. Die beiden Projekte haben sich somit wechselseitig befruchtet, auch wenn die jeweiligen Ausgangssituationen doch recht unterschiedlich waren.“ Nach dem Start im Jahr 2016 wurde 2017 die Paul Müller Ingenieurgesellschaft mbH mit den Planungen beauftragt. 2019 wurde der Genehmigungsantrag eingereicht. Ein Jahr später erging der Auftrag über die Ausführung der Textur an das renommierte Ingenieurbüro IB Pfeffer aus Regen, das letztlich für beide Projekte verantwortlich zeichnete und mit dessen Hilfe es gelang, Synergieoptionen zu nutzen. 2021 ging es weiter mit Antrag und Bewilligung der Tektur. Die technische Fertigstellung erfolgte im ersten Quartal 2023, die behördliche Abnahme schließlich im Herbst letzten Jahres.
DER WEG DURCH DIE SCHLEUSE
Technisch wie optisch unterscheiden sich die Anlagen Eixendorf und Hilpoltstein in mehreren Punkten. Während am Standort der Sperre Eixendorf die Fische einen Höhenun-
terschied von 5 Meter sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts überwinden, gelangen sie am Standort der Schleuse Hilpoltstein in einem Fischabstieg vom Ober- ins Unterwasser über eine Fallhöhe von 24,7 Meter. Als markantester Unterschied kommt hinzu, dass am Standort Hilpoltstein ein Zweikammersystem und in Eixendorf ein Einkammersystem für den Druckausgleich installiert wurde. Die Gemeinsamkeit, die beiden Projekten zugrunde liegt, besteht aber im Konzept des Schleusensystems. Und dieses beruht darauf, den Fischen ein problemloses Passieren des Querbauwerks mittels behutsamen Druckausgleichs in den Schleusenkammern zu ermöglichen. Stephan Harrer erklärt das System in Hilpoltstein: „Über den oberwasserseitigen Zulauf gelangen die Fische entlang der Leitströmung in das Schleusensystem und landen mit dem zuströmenden Wasser in einer der
beiden parallel angelegten Kammern vor dem Schutzrechen, wo sie dann verweilen. Zu diesem Zeitpunkt befinden sie sich noch im Druckniveau des Oberwassers. Danach werden die Schieber und somit das System geschlossen, damit in der Druckkammer mittels Ventile ein behutsamer Druckausgleich auf das Niveau des Unterwassers erfolgen kann. Ist dies geschehen, öffnet der unterwasserseitige Schieber, und die Fische können ins Unterwasser ausschwimmen. Am Ende des Schleusenzyklus werden die Schieber wieder geschlossen, sodass sich nun in der Druckkammer wieder der Wasserdruck des Oberwasserniveaus einstellen kann.“ Gemeinsam mit Fischökologen wurde für die Druckanpassung ein Grenzwert von maximal 0,2 bar pro Minute eingestellt, sodass der Zyklus des Druckausgleichs etwa 15 Minuten in Anspruch nimmt. Generell sind beide Kammern permanent durchströmt, der
Durchfluss ist also auch für die Energieerzeugung konstant. Im Verlauf der Ausschwimmphase wird zugleich der Feinrechen rückgespült. Der Wechsel von einer Kammer auf die andere wird über die vollautomatische Steuerung geregelt. Wichtig dabei ist, dass die Leitströmung permanent gewährleistet bleibt.
EIGENBEDARF DECKT NEUE MASCHINE
Maßgeblich ist darüber hinaus auch, dass die Strömungsgeschwindigkeit in einem moderaten Bereich bleibt. „Das ist auch der Grund, warum stets beide Kammern durchströmt sind“, erklärt Planer Ing. David Hirtreiter vom Ingenieursbüro Pfeffer einen entscheidenden Punkt des Konzepts. Neben der Funktion als Fischabstiegsschleuse spielte in der Gesamtplanung des Projekts auch die Rückspülmöglichkeit des Feinrechens eine bedeutende Rolle. Gerade während der Mähzeiten, sagt Stephan
Harrer, habe es am Kanal häufig Probleme mit dem anfallenden Grünschnitt gegeben, der immer wieder zu Verlegungen von Rechen geführt hätte. Wie geplant wurde daher eine Drucksonde installiert, die erkennt, ob eine Verlegung oder Verklausung vorliegt – und die eine vollautomatische Rückspülung in Gang setzt. „Das hat bisher sehr gut funktioniert, wir hatten seit der Installation des neuen Systems hier keinerlei Verlegungen am Rechen“, zeigt sich Stephan Harrer erfreut. Und auch der zweite wichtige Synergiepunkt des Gesamtprojekts, die kleine Hausturbine, konnte erfolgreich umgesetzt werden. Als Maschinensatz kommt eine „Pumpe als Turbine“ von KSB zum Einsatz, die einen kleinen Asynchronmotor antreibt. Ausgelegt ist der Maschinensatz auf 27 kW – eine Leistung, die ausreicht, um den gesamten Eigenbedarf am Standort abzudecken.
In planerischer Hinsicht brachte das Projekt in Hilpoltstein durchaus Herausforderungen mit sich, wie David Hirtreiter betont: „Der Knackpunkt aus unserer Sicht war mit Sicherheit, dass das gesamte System innerhalb eines bestehenden Bauwerks integriert werden musste, und die Platzverhältnisse entsprechend eingeschränkt waren. In der baulichen Umsetzung war natürlich gerade die Kernbohrung durch das Bauwerk spannend. Das hat aber perfekt und millimetergenau funktioniert.“ Um die Kernbohrung durchführen zu können, wurde im Unterwasser ein Wasserhaltungskasten aus Metall von Tauchern an die Betonwand angebracht und mit Dübeln fixiert. Nicht zuletzt dank des umgebenden Wasserdrucks war der Behälter komplett wasserdicht. Nachdem er ausgepumpt worden war, konnte von hier aus die Kernbohrung vorgenommen werden. Nach Abschluss der Arbeiten wurde der metallene Kasten wieder entfernt.
Die einzelnen Komponenten des Schleusensystems konnten aufgrund der beengten räumlichen Situation erst vor Ort montiert werden. „Vom gesamten Schleusensystem hatten wir natürlich 3D-Darstellungen. Trotzdem haben wir so wenig wie möglich fixe Flansche, die im Grunde Genauigkeiten im Zehntelmillimeterbereich verlangen, sondern Victaulic-Kupplungen bei der Montage verwendet, um ein spannungsfreies System auch über lange Zeit sicherstellen zu können. Das erleichtert natürlich auch allfällige Wartungs- oder Reparaturarbeiten“, ergänzt der Planer.
Mit Februar letzten Jahres konnte die neue Fischabstiegsanlage in den Probebetrieb übernommen werden. Was folgte, waren kleinere
Sind die Fische mit der Leitströmung in den Druckkammern angelangt, wird jeweils eine der beiden Kammern geschlossen. Mithilfe von Ventilen wird dann der Druck langsam ans Unterwasser angepasst. Ist dies geschehen, öffnet sich der unterwasserseitige Schieber und die Fische können ins Unterwasser schwimmen.
Änderungen und Anpassungen im Betrieb, die letztlich eines zeigten: Das System funktioniert, zahlreiche Fische konnten in dieser Zeit schon in den Schleusenkammern, die mit Bullaugen ausgestattet sind, beobachtet werden. Wie gut die Fischschleuse von den Gewässerbewohnern angenommen wird, wird sich letztlich erst im fischökologischen Monitoring zeigen. „Das fischökologische Monitoring ist bereits im Gange, zumindest der erste Teil – und zwar das Video Monitoring. Danach folgen noch Befischungen sowie Reusenanalysen im Unterwasser. Zu diesem Zweck wurden bereits die erforderlichen Systemkomponenten, wie Kameras, Messtechnik, Weißlicht, Infrarot und Reusenrahmen, integriert“, erklärt Stephan Harrer. Die Ergebnisse des Monitorings werden am Ende auch entschei-
dend sein für die Anpassungen der Regelautomatik. Konkret werden auf dieser Basis dann die Durchlaufzyklen und die Schleusenprozesse für die unterschiedlichen Spezies adaptiert und optimiert.
Mit der Fischschleuse in Hilpoltstein ist es der Bayerische Landeskraftwerke GmbH gelungen, ein Fischabstiegssystem zu entwickeln und umzusetzen, das ohne jeglichen baulichen Eingriff in die Natur funktioniert. Das System ist dabei skalierbar und lässt sich daher auch an Standorten mit großen Fallhöhen und/oder bei sehr beengten Platzbedingungen realisieren. Dass nicht zuletzt auch große Zustimmung von Seiten der Fischerei für diese Variante eines Fischwandersystems gekommen ist, kann mit Fug und Recht als „Ritterschlag“ für die Druckkammer-Fischschleuse gewertet werden.
Zwischen 2020 und 2023 sorgte die Elektrizitätswerke Reutte AG im Tiroler Außerfern für die umfassende Erneuerung des Wasserkraftwerks Kniepass. Dabei wurde die gesamten Elektro- und Leittechnik im Maschinengebäude modernisiert, die Kaplan-Turbine saniert und ein drittes Wehrfeld errichtet, um die Hochwassersicherheit der Anlage zu erhöhen. Eine weitere zentrale Maßnahme stellte die Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit dar. Aufgrund der schwierigen Rahmenbedingungen – äußerst begrenzte Platzverhältnisse und ein Höhenunterschied von nahezu 9 m zwischen Ober- und Unterwasser – entschieden sich die Betreiber für den Einsatz eines innovativen Systems. Mithilfe der von „der Wasserwirt“ Bernhard Monai entwickelten Fischliftschleuse gelangen die Fische über eine hydraulisch bewegte Transporteinheit sicher und zuverlässig nach oben. Beim Kraftwerk Kniepass wurde die Fischliftschleuse erstmals mit einem Fischerkennungssystem ausgestattet, das den Hubvorgang für aufstiegswillige Fische automatisch in Gang setzt und somit die Effizienz der Anlage erheblich steigert.
Knapp sieben Jahrzehnte nach seiner Fertigstellung war es an der Zeit, das Kraftwerk Kniepass umfassend zu modernisieren und auf den neuesten Stand der Technik zu bringen. Für die als Laufwasserkraftanlage am Lech konzipierte Anlage im Tiroler Außerfern, die zwischen 1951 und 1953 errichtet wurde, hatte die Elektrizitätswerke Reutte AG (EWR) ein ganzes Paket an Maßnahmen geschnürt, das zu ökologischen, technischen und energiewirtschaftlichen Optimierungen führen sollte. Nach einer siebenjährigen Planungs- und Genehmigungsphase konnten die Bauarbeiten des rund 15 Millionen Euro schweren Revitalisierungsprojekts im Sommer 2020 begonnen werden.
Die Projektmaßnahmen fokussierten sich im Wesentlichen auf vier zentrale Bereiche: den Ausbau und die Revitalisierung der Kaplan-Turbine, die Erneuerung der gesamten Elektro- und Leittechnik, die Erweiterung der
Wehranlage um ein drittes Wehrfeld und die Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit. Die vertikalachsige Kaplan-SchachtTurbine mit ca. 2 MW Engpassleistung wur-
de demontiert und durch die Firma Kochendörfer komplettsaniert. Völlig erneuert wurde hingegen im Prinzip die komplette elektro- und regelungstechnische Ausstattung
des Kraftwerks durch Siemens Energy. Den größten Bauaufwand verursachte der Bau eines dritten Wehrfelds an der Wehranlage, die auch gleichzeitig vom leistungsstärksten EWR-Kraftwerk Weißhaus genutzt wird. Der Grund für die Ergänzung um ein zusätzliches Wehrfeld war mit der Gewährleistung der Hochwassersicherheit an der Kraftwerksanlage verbunden. „Das dritte Wehrfeld stellt die n-1 Redundanz der Anlage sicher. Der Hubschütz mit Aufsatzklappe stammt von der Firma Künz, welche eine hervorragende Qualität und Arbeit ablieferte“, so Georg Hauser, Leiter Erzeugung bei der EWR. Eine weitere wesentliche Baumaßnahme war die Errichtung der neuen Fischaufstiegsanlage, die als Erstes im Rahmen des mehrstufigen Erneuerungsprojekts in der Kniepassschlucht in Angriff genommen wurde.
Das Lift/Schleusensystem befördert aufstiegswillige Fische in einer hydraulisch bewegten Transporteinheit ins Oberwasser. Aufstiegswillige Fische in der Transporteinheit
Wegen der annähernd 9 m Höhenunterschied zwischen Ober- und Unterwasser und den äußerst begrenzten Platzverhältnissen an der Wehranlage war die Herstellung einer konventionellen Fischaufstiegsanlage keine machbare Variante. Aufgrund dieser Rahmenbedingungen setzten die Betreiber auf die vom Kärntner „der Wasserwirt“ Bernhard Monai entwickelten Fischliftschleuse. Der Wasserwirt hat sich in den vergangenen Jahren auf die vertikale Fischwanderung spezialisiert. Das System kann große Höhenunterschiede auf geringer Fläche überwinden. Anders als bei einem Lift zum Personentransport erfolgt das Heben und Senken der Transporteinheit aber nicht durch ein elektrisches Windwerk, sondern durch das Anpassen des Wasserstandes im Schachtbauwerk des Liftes. Die
schwimmenden Passagiere werden mit Potentialenergie des Oberwassers im Schacht fremdenergiefrei nach oben gehoben, solange bis sich der Wasserspiegel im Schacht mit dem des Oberwassers ausspiegelt. Des Weiteren hat sich an diesem Standort das System mit Überpumpen des Oberwasserspiegels bewährt. Dabei wird der Wasserspiegel im Schacht mittels Pumpe noch circa 1 m über den Oberwasserspiegel gehoben. Die Fische werden dann im leichten Gefälle über eine Rohrleitung ins Oberwasser befördert. Diese Lösung wurde ebenso aufgrund der beengten Platzverhältnisse gewählt. Die einfache Funktion der Fischliftschleuse wird mittels der Hauptkomponenten Transporteinheit (Schwimmerkörper), Ein- und Ausstiegschieber sowie Schieber für die Restwasserdotation und den dazugehörigen Sensoren bewerkstelligt.
Der Entwickler Bernhard Monai führt an, dass sein Schleusensystem bereits acht Mal an unterschiedlichen Standorten in Österreich erfolgreich zum Einsatz kommt. Beim Kraftwerk Kniepass wurde die Fischliftschleuse erstmals um ein Fischerkennungssystem erweitert, das ursprünglich von kanadischen Anwendern für den Einsatz im Monitoring-Bereich entwickelt wurde. „Konkret handelt es sich dabei um den „WAWI resistivity counter“, bei dem eine sogenannte „Counter Box“ beim Einstiegsbereich der Fischliftschleuse platziert wird. Wenn Fische diese Vorrichtung passieren, verursachen sie eine Veränderung des Durchgangswiderstands, die vom WAWI resistivity counter erkannt wird. Infolgedessen wird ein Signal ausgesendet, das den Hub der Transporteinheit mit samt den eingeschwommenen Fischen einleitet“, so Bernhard Monai. Anders als bei den zeitgesteuerten Varianten der älteren Fischliftschleusen wird der Transportvorgang nun anlassbezogen in Gang gesetzt. „Die Integration des Fischerkennungssystems geht mit einer deutlichen Effizienzsteigerung der Vorgängerversionen einher, da die Fischliftschleuse nun keine Leerfahrten mehr durchführt und auch keine Fische im Unterwasser vor einem verschlossenen Einstieg stehen. Mit dieser Technik wird die intermittierende Betriebsweise gedämpft. Das bringt in weiterer Folge wesentliche ökologische Vorteile mit sich, und sorgt außerdem für einen geringeren Verschleiß der Anlageninfrastruktur“, bekräftigt Bernhard Monai.
INDIVIDUELLE ANPASSUNGEN
Der Entwickler lässt nicht unerwähnt, dass das Projekt beim Kraftwerk Kniepass mehrere Herausforderungen mit sich brachte. So er-
folgt der Einstieg in die Fischliftschleuse direkt vom Unterwasserbereich aus über natürliche, in den Fels angepasste Becken. Ein weiterer Punkt waren die extrem beengten Platzverhältnisse, wobei das Schleusensystem auf lediglich 30 m² Fläche untergebracht werden musste. Eine konventionelle Fischaufstiegsanlage hätte beim gleichen Höhenunterschied von knapp 9 m eine Fläche von ca. 600 m² benötigt. Der Vergleich dient als Veranschaulichung. Ein Sonderbauwerk kann bei beengten Platzverhältnissen nicht mit bewährten Systemen verglichen werden.
Zum ersten Mal in Betrieb genommen werden konnte die neue Fischliftschleuse im Herbst 2021. Gemeinsam mit dem 2017 errichteten Oberliegerkraftwerk Höfen, dessen Fischwanderanlage bereits für voll funktionsfähig erklärt wurde, hat die EWR nun bei allen ihren Eigenkraftwerken am Lech von der Staatsgrenze bis zum Ursprung die freie Fischwanderung ermöglicht. Diese wichtige ökolo-
gische Maßnahme trägt wesentlich zur Erhaltung und Vernetzung von Lebensräumen für heimische Fischarten im gesamten Lech und der Vils bei. Bernhard Monai bekräftigt, dass mit der Anlage beim Kraftwerk Kniepass seit der Inbetriebnahme sehr gute Erfahrungen gesammelt werden konnten. Auch die Ergebnisse des fischökologischen Monitorings bestätigten mit den sehr guten Aufstiegszahlen die Funktionalität des Systems, das es mittlerweile zur Aufnahme in den offiziellen Leitfaden zur Herstellung von Fischaufstiegsanlagen geschafft hat. Georg Hauser, der Leiter Erzeugung bei der EWR, stellt Bernhard Monai und seinem Team ein sehr gutes Zeugnis aus: „Die Kniepassschlucht mit einer zu überwindenden Höhe von über knapp 9 m und beidseitigen nahezu senkrechten Felsflanken stellte uns bei der Auswahl der geeigneten Fischwanderhilfe vor eine große Herausforderung. Mit dem Ingenieurbüro der Wasserwirt – Projektmanagement GmbH konnten wir für diese nicht alltägliche Aufgabe einen profunden Partner gewinnen. Besonders die In-
novationskraft und die Lösungsorientiertheit sowie die Begeisterung bei den unterschiedlichen Themenstellungen gilt es hervorzuheben. Bernhard Monai und sein Team waren zu allen Tages- und Nachtzeiten in enger Abstimmung mit unseren Projektleitern und haben uns speziell mit der Hydraulik und Automatisierung stark gefordert. Umso größer war unsere Freude, als wir die ersten Forellen mit dem Lift in das Oberwasser befördern konnten.“ Nach der ca. drei Jahre umfassenden Erneuerung konnte das technisch und ökologisch auf den neuesten Stand der Technik gebrachte Kraftwerk im Sommer 2023 wieder den Regelbetrieb aufnehmen. Seine nächsten Fischliftschleusen hat Bernhard Monai übrigens bereits in Planung, schon in der nahen Zukunft werden mehrere Anlagen in Österreich, Deutschland und der Schweiz realisiert. Ein neues innovatives Thema bei der Wasserwirt wird die Nutzung des Dotationswassers (Restwasser, Leitströmung) bei Fischliftschleusen und Fischaufstiegshilfen im Allgemeinen sein.
Das Wasserkraftwerk Schwarzmühle an der Alm in Oberösterreich stellt bereits seit ca. 50 Jahren klimafreundlich elektrische Energie bereit. Um die Anforderungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie zu erfüllen, wurden 2023 Anpassungen an der Wehranlage des Ausleitungskraftwerks vorgenommen. Es wurde ein Restwasserkraftwerk mit einem Ausbaudurchfluss von 2,1 m³/s sowie eine Fischwanderhilfe in Form der Fishcon-Schleuse errichtet. Monitoring-Untersuchungen im Herbst 2023 konnten nun die Funktion der wassersparenden Fischwanderhilfe nachweisen.
Bei der Fishcon-Schleuse handelt es sich um eine wartungsarme und kostengünstige Technologie, um die Gewässerdurchgängigkeit in beiden Richtungen, also für Fischauf- und Fischabstieg, auf engstem Raum herzustellen. Im Wesentlichen besteht die Fishcon-Schleuse aus zwei Schleusenkammern, die wechselweise zum Oberwasser oder zum Unterwasser geöffnet werden. Fische und andere aquatische Organismen können somit jederzeit von beiden Seiten in die Schleusenkammern einschwimmen und nach einer Positionsänderung der Verschlussorgane, die alle 15 min erfolgt, weiterwandern. Mit Hilfe einer hydraulischen Verbindung der beiden Schleusenkammern wird erreicht, dass eine Leitströmung durch die Kammern fließt, welche die Fische bei ihrer Wanderung führt. Die Wassermenge der Leitströmung kann an den Standort angepasst werden, sodass einerseits optimale Strömungsgeschwindigkeiten für eine schonende Wanderung vorliegen, aber andererseits auch nur soviel Wasser abgegeben wird, als tatsächlich notwendig ist. Somit können in vielen Fällen große Wassermengen gegenüber herkömmlichen Fischwanderhilfen eingespart werden. Zusätzlich ist eine Nutzung der Leitströmung mit einer kleinen Turbine möglich.
KFD SETZT AUF VIELVERSPRECHENDES KONZEPT DER FISHCON-SCHLEUSE
Das Konzept der Fishcon-Schleuse hat auch das Unternehmen KFD aus dem Almtal überzeugt, das unter anderem selbst neun Wasserkraftwerke betreibt. Geschäftsführer Stefan Drack war von Beginn an von der Technologie begeistert „Die Vorteile der Fishcon-Schleuse haben mich sofort überzeugt, wodurch wir uns auch 2018 am Linzer Unternehmen FISHCON beteiligt haben. Nun konnten wir auch selbst ein Projekt mit FISHCON umsetzen und sind extrem zufrieden mit den Ergebnissen.“
Restwasserkraftwerk mit parallel dazu angeordneter Fishcon-Schleuse am Schwarzmühlwehr
Im Zuge des angesprochenen Projekts wurde 2023 die Fishcon-Schleuse parallel zu einem neu errichteten Restwasserkraftwerk bei der Schwarzmühlwehr an der Alm installiert, um die ca. 3,7 m Höhendifferenz zu überwinden. Die Fishcon-Schleuse in der Ausführung DN900 wird mit einer Wassermenge von 100 l/s betrieben und wurde nach der Installa-
tion zu großen Teilen mit Schotter überdeckt. Im Herbst 2023 wurde die Funktion der Fishcon-Schleuse vom Ingenieurbüro Umweltgutachten Petz erfolgreich untersucht.
Der Fischbestand der stark geschiebeführenden Alm ist abschnittsweise sehr gering. Bei einer Befischung im Unterwasser der Wehranlage wurden vor allem Bachforellen und Koppen, vereinzelt auch Regenbogenforellen und Äschen festgestellt. Die Alm zählt im Bereich des Schwarzmühlwehres zur Unteren Forellenregion. Dementsprechend wurde das Monitoring in den Herbstmonaten durchgeführt, da zur Laichzeit der Leitfischart Bachforelle die meisten Wanderbewegungen zu erwarten sind. Allerdings wurden bei der Bestandserfassung im Unterwasser vorwiegend Jungfische gefangen und so waren anfangs die Erwartungen der Experten an einen häufigen Aufstieg auch eher gering.
Im Becken oberhalb der Fishcon-Schleuse wurde eine Kamera installiert, um den Aufstieg, aber auch den Abstieg der Fische zu dokumentieren. Diese Kamera war insgesamt 65 Tage von Ende September bis Ende Oktober 2023 in Betrieb, wovon 50 Tage ausgewertet wurden. Die Ergebnisse waren insofern positiv überraschend, als in diesem Zeitraum 345 Fische über die Fishcon-Schleuse aufgestiegen sind – mehr Individuen, als der Unterwasserbestand erwarten ließ. Dabei handelte es sich vor allem um Bachforellen, aber auch Regenbogenforellen und einige Äschen nutzten die neu eröffnete Möglichkeit, das Oberwasser der Wehranlage zu besiedeln. Der kleinste aufgestiegene Fisch war eine 4,1 cm lange Koppe, der größte Fisch eine Bachforelle mit 47 cm Länge. Besonders bemerkenswert war der Aufstieg von 19 Koppen. Die Koppe ist eine wenig mobile, bodenlebende Kleinfischart, die zudem als schlechter Schwimmer bekannt ist. Die Untersuchung ergab somit eine uneingeschränkte Passierbarkeit für alle im Unterwasser auftretenden wanderbereiten Individuen. Gleichzeitig konnte mit dem Kameramonitoring dokumentiert werden, dass die Fishcon-Schleuse am Schwarzmühlwehr auch die
Wanderung flussabwärts ermöglicht. Insgesamt
43 Fische zwischen 9 und 36 cm Länge nahmen über die Schleuse den Weg nach unten. Aufgrund dieser guten Ergebnisse ergab die Bewertung der Funktionsfähigkeit durch die Experten des Ingenieurbüros Umweltgutachten Petz eine Einstufung des Fischaufstieges als „voll funktionsfähig“ (Klasse I).
AUCH AN WEITEREN STANDORTEN ÜBERZEUGT DIE FISHCON-SCHLEUSE
Das Monitoringergebnis überrascht Bernhard Mayrhofer von FISHCON nicht: „Wir konnten die Funktion bereits an zwei weiteren Standorten erfolgreich nachweisen. Es haben bereits tausende Fische aus über 30 Arten die Fishcon-Schleuse für deren Wanderung genutzt.“ Die guten Ergebnisse, die auch zu einer Berücksichtigung im Österreichischen Leitfaden zum Bau von Fischaufstiegshilfen geführt haben, sowie die vielen Vorteile haben auch weitere Kraftwerksbetreiber überzeugt. Mittlerweile sind in Summe sechs Fishcon-Schleusen in Österreich, Deutschland und der Schweiz in Betrieb. Weitere Projekte befinden sich in Umsetzung.
BESICHTIGUNG DER FISHCON-SCHLEUSE SCHWARZMÜHLWEHR GEPLANT UND FUNKTIONSGARANTIE
Um rasch weitere Kraftwerksbetreiber von der Fishcon-Schleuse zu begeistern, bietet KFD mit dem hauseigenen Ingenieurbüro für Kult-
Die Bachforelle ist die häufigste Fischart in der Alm und nutzt die neue Aufstiegsmöglichkeit über das Schwarzmühlwehr.
urtechnik und Wasserwirtschaft derzeit eine Rückkaufgarantie auf die Fishcon-Schleuse. „Wir sind überzeugt, dass die Fishcon-Schleuse funktioniert und wollen mit dieser Aktion unser junges Partnerunternehmen FISHCON unterstützen“, sagt Stefan Drack. An der Aktion teilnehmen können Kraftwerksbetreiber oder Wasserberechtigte aus Österreich. Allerdings ist die Anzahl an Garantiezusagen limitiert und die Vergabe erfolgt nach dem FirstCome-First-Serve-Prinzip – es lohnt sich also hier schnell zu sein!
Des Weiteren ist 2024 eine Veranstaltung geplant, bei der die Fishcon-Schleuse Schwarzmühlwehr besichtigt werden kann! Der genaue Termin wird auf der Webseite und der Facebookseite von FISHCON angekündigt oder melden Sie sich bei Interesse direkt beim Unternehmen FISHCON. Über Ihren Besuch würden sich das Team von FISHCON und KFD sehr freuen!
Seit 22. März dieses Jahres ist die ökologische Durchgängigkeit der Weißen Elster in den Erlbach im Norden der Thüringer Stadt Gera hergestellt. Möglich macht dies das innovative System des enature® Fishpass, der überall dort erfolgreich zum Einsatz kommt, wo beengte Platzverhältnisse die Integration von Fischwanderhilfen erschweren. Die patentierte Fischaufstiegshilfe des österreichischen Fertigteilherstellers MABA Fertigteilindustrie, ein Unternehmen der Kirchdorfer Gruppe, konnte auch beim Einsatz in Thüringen voll und ganz überzeugen. Die Betreiberin der Wehranlage, die Chemiewerk Bad Köstritz GmbH, investierte rund 400.000 Euro in das Vorzeigeprojekt, das zur Hälfte vom Freistaat Thüringen gefördert wurde.
Seit mehr als 180 Jahren entwickelt und stellt das Chemiewerk Bad Köstritz, kurz CWK, in Thüringen anorganische Spezialchemikalien her, die für Anwendungen in unterschiedlichsten Branchen zum Einsatz kommen. So traditionell der Industriestandort, so traditionell ist auch die Nutzung des Prozesswasser, das aus dem angrenzenden Erlbach, einem Zubringer der Weißen Elster bezogen wird. Etwa 270 m oberstrom der Einmündung des Erlbach in die Weiße Elster ist die Wehranlage der Chemiewerk Bad Köstritz GmbH situiert, die als regelbares Schützenwehr ausgeführt ist. Das Nutzwasser für die Produktion wird mittels einer fixen Pumpstation orographisch rechts aus dem Stauraum der Wehranlage entnommen. Linksseitig schließt sich ein Hochwasserschutzdeich an. Eine Fischaufstiegshilfe gab es bis vor kurzem
noch nicht, daher bestand aus fischökologischer Sicht Handlungsbedarf. Das sah auch die Stadt Gera so, die gegenüber der Chemiewerk Bad Köstritz GmbH einen Bescheid erließ, die erforderliche ökologische Durchgängigkeit herzustellen. Zu diesem Zweck sollte auf der orographisch linken Seite eine funktionelle Fischaufstiegshilfe unter Beibehaltung des Querbauwerks angelegt werden.
SYSTEM MIT GERINGEM PLATZANSPRUCH
Gemeinsam mit den Ingenieuren des beauftragten Planungsbüros IB Lochmühle standen die Verantwortlichen vor der Herausforderung, ein System zu finden, das einerseits wirtschaftlich und wassersparend ist und das andererseits allen Anforderungen moderner Fischmigration am Standort Rechnung trägt. Hinzu gesellte sich ein weiterer zentraler As-
pekt: Viel Platz für eine raumgreifende naturnahe Lösung war nicht verfügbar. „Die Frage der Grundstückverfügbarkeit wurde letztlich zu einem wichtigen Kriterium, sodass sich die Betreiber auf eine technische Variante festlegten“, erinnert sich der Projektleiter des österreichischen Fertigteilherstellers MABA Fertigteilindustrie Michael Pötsch. Dass die CWK sich für die patentierte Lösung des enature® Fishpass entschied, war letztlich auch einem glücklichen Umstand zu verdanken, wie die Bauleiterin Inka Richter von der Heinrich Wassermann GmbH & Co.KG erzählte: „Herr Dipl.-Ing. Jan Berling von IB Lochmühle besuchte vor einigen Jahren die Renexpo Interhydro in Salzburg, wo er im Rahmen der Messeausstellung auf das Fischaufstiegssystem von MABA aufmerksam geworden ist. Daraufhin hat er für das
Projekt in Gera-Thieschitz ein Angebot eingeholt – und damit konnte es auf Schiene gebracht werden.“
FISCHPASS MIT HOHER WIRTSCHAFTLICHKEIT
Um die Höhendifferenz von 90 cm an der Wehranlage zu überbrücken, setzte man auf die mittelgroße Variante des MABA Multistruktur-Schlitzpasses, wobei die Schlitzweite mit 20 cm festgelegt wurde. Die zu überwindende Gefällstufe zwischen den einzelnen Becken beträgt 15 cm. Über eine Länge von 20 m erstreckt sich somit das 6-stufige System des Vertical-Slot-Passes. Als Bemessungsfisch diente für das Projekt am Erlbach die Bachforelle mit einer Länge von 50 cm und einer Höhe von 10 cm. Das Sohlsubstrat mit darin untergebrachten Störsteinen ist 20 cm hoch darin aufgebracht. Dotiert wird die Fischaufstiegshilfe mit 100 l/s. Was nun die ausgeprägte Wirtschaftlichkeit des enature® Fishpass ausmacht, hat mit mehreren Faktoren zu tun: Zum einen zeichnet das System die verminderte Betriebswassermenge aus. Konkret benötigt es einen um 30 bis 40 Prozent geringeren Wasserdurchfluss als ein herkömmlicher Schlitzpass bei voller Funktionalität. Zum anderen handelt es sich um ein System aus Beton-Fertigteilen, das sich vergleichsweise einfach und schnell montieren lässt. Daraus resultieren kurze Stillstandszeiten, was der Wirtschaftlichkeit des Gesamtprojekts selbstverständlich zuträglich ist. Die wassersparende Eigenschaft des eingesetzten enature® Fishpass ist deshalb von erhöhter Relevanz, weil damit die Entnahme des Prozesswassers und der Betrieb der Fischaufstiegsanlage auch in trockenen Sommern gesichert sind.
BÖSE WEIHNACHTSBESCHERUNG
Zu einer echten Herausforderung wurde die Baustelle zur Weihnachtszeit letzten Jahres. Aufgrund von Starkregen schwoll der Erl-
bach in der Nacht von 23. auf 24. Dezember über seinen kritischen Pegel an. Das Wasser stieg über die Wehrmauer und flutete in der Folge die komplette Baugrube mitsamt der Betonfertigteile, die zuvor bereits angeordnet waren. Die Baufirma reagierte schnell auf die missliche Lage zu dieser ungünstigen Zeit und sorgte für den Deichschluss, um angrenzende Gebäude zu schützen und weiteren Schaden abzuwenden. Dies gelang, es kam zu keinen nennenswerten Schäden. „Nachdem das Ganze überstanden war, wurde die Baugrube ausgepumpt und wieder hergerichtet. Sämtliche Betonfertigteile konnten gereinigt und wiederverwendet werden. Ein weiterer Punkt, der für das MABA-System sprach“, erinnert sich die Bauleiterin.
ERFOLG MIT WECHSELNDER SCHLITZFOLGE Grundsätzlich handelt es sich beim enature® Fishpass um eine Weiterentwicklung des klassischen Schlitzpasses oder Vertical Slot Passes.
Im Rahmen einer zweijährigen Zusammenarbeit mit der Universität für Bodenkultur Wien entwickelte die F&E-Abteilung der Kirchdorfer Gruppe das neuartige Fertigteilsystem, das den Bedürfnissen der Gewässerorganismen in optimaler Weise gerecht wird, den Wasserbedarf minimiert und sich optimal für Standorte mit beengten Platzbedingungen eignet. Charakterisiert ist der Bautyp durch die vertikalen Schlitze der Zwischenwände, die über die gesamte Höhe des Bauteils reichen. Ein wesentlicher Unterschied zu herkömmlichen Schlitzpässen liegt darin, dass die Schlitze alternierend angebracht sind. Das heißt: die Schlitze befinden sich nicht auf einer Seite, sondern sind wechselweise angeordnet. Auf diese Art bildet das System auch kleine Zwischenbecken aus. Diese liegen zwischen den großen Erholungs- bzw. Ruhebecken, in denen die Energiedissipation erfolgt. „Die Abwechslung der Schlitzseite je Bauteil sowie die Ablenkung beim Schlitz führen zu einer
• Bauart: Multi-Struktur-Schlitzpass
• Fabrikat: MABA / Kirchdorfer Gruppe
• Gewässer: Erlbach (Thüringen)
• Länge: ca. 20 m
• Gesamthöhendifferenz: 90 cm
• Stufenanzahl: 6
• Höhendifferenz je Stufe: 15 cm
• Schlitzweite: 20 cm
• Sohlsubstrat: 20 cm
• Dotierwassermenge: 100 l/s
• Inbetriebnahme: März 2024
Strömungsumlenkung, um eine geradlinig durchgehende Kurzschlussströmung von Schlitz zu Schlitz zu verhindern. Damit wird eine geschwungene Hauptströmung gewährleistet“, erläutert Michael Pötsch die Vorzüge des patentierten Systems.
Um den Multistruktur-Fischpass an die Anforderungen an die jeweilige Leitfischart, respektive Fischregion bestmöglich anzupassen, ist das Fertigteilsystem ist in zwei verschiedenen Systemgrößen und mit unterschiedlich breiten Schlitzen (von 15 bis 45 cm) verfügbar. Für jede Systemgröße können zwei gerade Becken – entweder links oder rechts ausgerichtet – sowie ein 45-Grad-Becken gewählt werden, mit denen sich beliebige Kehren und Ausweichmöglichkeiten realisieren lassen. Für eine professionelle Planung greift der Hersteller auf ein spezielles 3D-Tool zurück, das sämtliche Fertigteile des enature® Fishpass und jegliche Bemessungsparameter für unterschiedliche Gefällevarianten berücksichtigt. Die Software wird übrigens auch dem Kunden zur Verfügung gestellt.
Dass der enature® Fishpass von den Gewässerbewohnern hervorragend angenommen wird, belegen die Ergebnisse aus zahlreichen videobasierten Monitoring-Studien in sämtlichen
Fischregionen. Dabei konnten auch die Passagen von stark bodenorientierten und schwimmschwachen Arten belegt werden. Die größten bislang über den enature® Fishpass aufgestiegenen Fische sind der Wels mit 1.350 mm und der Huchen mit 1.200 mm Körperlänge.
Der innovative, modular aufgebaute Multi-Struktur Schlitzpass aus dem Hause der Kirchdorfer Gruppe hat sich mittlerweile bestens etabliert und wurde schon über 100 Mal erfolgreich im gesamten D-A-CH-Raum sowie in Südtirol umgesetzt. In Österreich wurde das System etwa auch in den aktuellen Leitfaden zum Bau von Fischaufstiegshilfen aufgenommen.
Mit der Fischaufstiegshilfe am Thüringer Erlbach kam nicht nur eine weitere Referenzanlage auf der langen Liste der österreichischen Fertigteilbau-Spezialisten hinzu. Darüber hinaus handelt es sich um eine echte Premiere: Schließlich wurde das innovative Baukas-
tensystem des enature® Fishpass erstmalig in Thüringen geplant, genehmigt und gebaut. Am 22. März dieses Jahres nahmen Lars Böttcher, Geschäftsführer des Chemiewerkes Bad Köstritz, und Michael Schanze, technischer Leiter, gemeinsam mit Planer und Erbauern die neue Fischaufstiegsanlage am Wehr am Erlbach in Gera-Thieschitz offiziell in Betrieb. Passenderweise wurde das Projekt mit Fischnachwuchs gefeiert. Sie besetzten den Bach mit 100 Bachforellen, die im Gegensatz zu früheren Generationen nun problemlos ihre Wanderung in die Weiße Elster unternehmen können. Die Inbetriebnahme der neuen Fischaufstiegshilfe ist insofern ein ökologischer Meilenstein, als damit der Lebensraum Weiße Elster dauerhaft wieder mit den Lebensräumen Erlbach und Saarbach verbunden wird. Ein Einzugsgebiet von ca. 100 km² ist wieder als Laichgebiet, Lebensraum, Rückzugsgebiet und zur Nahrungaufnahme für Fische sowie andere Wasserkleintiere aus der Weißen Elster erreichbar.
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