zek Hydro - Ausgabe 4 - 2016

AUGUST 2016

Verlagspostamt: 4820 Bad Ischl · P.b.b. „03Z035382 M“ – 14. Jahrgang

Fachmagazin für Wasserkraft

HYDRO Kelag ersetzt Kraftwerk aus den 1920ern Happy End für Esslinger Kraftwerks-Duo Kraftwerk Eberstall saniert

Foto: zek | David Tscholl

KW Gohlhaus eröffnet

ABO: www.zek.at

GRP pipework systems for hydropower facilities Flowtite pipes are manufactured from glass-fibre reinforced polyester resin (or GRP for short). GRP has very low weight but is extremely durable and remarkably flexible.

Efficiency, quality and service life make them a convincing proposition. They complement traditional materials such as steel and cast iron for the construction of pressure pipelines.

Some key benefits of pipework systems made from GPR: • Variable diameter, from DN 100 to DN 4000 • High pressure resistance, up to 32 bar • Flexible length (standard lengths are 3, 6 and 12 m)

Germany / South East Europe / Benelux:

Amiantit Germany GmbH info-de@amiantit.eu www.amiantit.eu Austria:

ETERTEC GmbH & Co.KG Rɝ FH#HWHUWHF DW www.etertec.at Switzerland:

APR (Schweiz) AG info@apr-schweiz.ch www.apr-schweiz.ch Amiantit Germany GmbH · Am Fuchsloch 19 · 04720 Döbeln · Tel.: + 49 34 31 71 82 - 0 · info-de@amiantit.eu · www.amiantit.eu · Member of the AMIANTIT Group

HYDRO

Zur Sache

GLEICHES RECHT – AUCH FÜR DIE „ALTE“ WASSERKRAFT! In der steirischen Landeshauptstadt ist ein neues Murkraftwerk in Planung. Nach Angaben von Energie Steiermark werden sich die Investitionskosten auf rund 100 Millionen Euro belaufen. Man rechnet mit einer Förderung von etwa 6 Millionen Euro. Ebenfalls in der Steiermark wurde vor wenigen Wochen der Spatenstich für den Windpark Handalm gesetzt. Er soll mit 58 Millionen Euro zu Buche schlagen. Man rechnet mit einer Förderung – über Einspeisetarife – von 42 Millionen Euro. Im Grunde haben die zwei Projekte nichts miteinander zu tun. Beide sind „Grünstromprojekte“ und interessanterweise erreichen beide eine ähnliche Erzeugungskapazität: Jeweils rund 20.000 Haushalte können damit versorgt werden. Vergleicht man den prozentuellen Förderanteil, ist das Ungleichgewicht unübersehbar. 6 Prozent stehen 72 Prozent gegenüber. Von Fairness kann hier also nicht die Rede sein. Wenn heute in den tagesaktuellen Medien immer häufiger von der Unwirtschaftlichkeit der „alten“ Wasserkraft zu lesen ist, bleiben Vergleiche dieser Art regelmäßig außen vor. Selbstredend kann bei den aktuell niedrigen Strommarktpreisen eine Stromerzeugung ohne Förderung nicht gegen jene bestehen, die von der öffentlichen Hand subventioniert wird. Das bedeutet keineswegs, dass Förderungen ein Allheilmittel sind. Es bedeutet aber, dass Fairness und gleiches Recht für alle vorherrschen sollte. Es wird höchste Zeit, dass sich die Politiker dieses Landes des Themas annehmen, bevor die ersten Kleinwasserkraftwerke in Österreich von der Bildfläche verschwunden sind.

Doch offenbar sind die österreichischen Politiker nicht die einzigen im Alpenraum, die der Kleinwasserkraft nicht jenen Stellenwert einräumen, der ihr gebührt. Auch in der Schweiz war das Murren vieler Kleinwasserkraftbewegter weithin vernehmbar, als der Ständerat vor kurzem der Empfehlung der Kommission für Umwelt, Raumplanung und Energie (UREK-S) gefolgt war. Dabei sieht das UREK-S-Modell sogar eine Unterstützung der Wasserkraft vor, allerdings nur der großen. Davon ausgenommen sollen Anlagen unter 1 MW Leistung bleiben. Das Argument dahinter: Der Nutzen der Kleinstanlagen sei unverhältnismäßig angesichts der Belastungen für die Natur. Laut SRF werden 50 Projekte für Kleinstanlagen keine Fördergelder in Anspruch nehmen können. Dies gilt allerdings nicht für Sanierungen bestehender Kleinkraftwerke, die sich nach wie vor für die KEV (Kostendeckende Einspeisevergütung) anmelden können. Derzeit sieht es ganz danach aus, als ob die Schweiz diesen Weg in ihrer „Energiestrategie 2050“ weiterverfolgen wird. Neue Kleinwasserkraftwerke wären damit so gut wie gar nicht mehr realisierbar.

Wohlwollend gegenüber den Wasserkraftbetreibern in den Alpen zeigte sich in den ersten Sommerwochen der Wettergott. Die ausgiebigen Niederschläge sorgten zumindest für ausgelastete Turbinen und größtenteils für gute Stromerträge. Wie hieß es schön bei der Eröffnung des Kraftwerks Gohlhaus im Emmental (S19), die ebenfalls bei Regen über die Bühne ging: „Für die Wasserkraft gibt es kein schlechtes Wetter: Nur schönes oder gutes!“ So ist es. Das Kraftwerk selbst ist im Übrigen ein Musterbeispiel dafür, wie viel an Ausdauer und Hartnäckigkeit es mitunter erfordert, um ein Wasserkraftprojekt auch angesichts einer Vielzahl an Hürden Wirklichkeit werden zu lassen. Üblicherweise stellt sich heute als größte Herausforderung den Betreibern entgegen, wie sich ein Projekt noch wirtschaftlich darstellen lässt. Besonders spannend wurde uns dies von den Kraftwerksbauern des Kärntner Energieversorgers KELAG geschildert, die ein Traditionskraftwerk aus den 1920er komplett erneuerten – und dabei den Spagat schafften, ihre hohen Qualitätskriterien erhalten zu können und zugleich einen äußerst beengten Kostenrahmen einzuhalten. (S24) 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 Chefredakteur August 2016

03

ideas4you

www.schubert.tech

WASSER BEWEGT SICH STETIG VORWÄRTS. UNSERE TECHNOLOGIE DAZU AUCH. Seit 50 Jahren entwickeln wir effiziente und nachhaltige Technologien für die Energiegewinnung aus Wasserkraft und setzen auch bei der Fertigung unserer Anlagen auf Innovation und Qualitätsarbeit. Mehr Informationen auf www.schubert.tech.

HYDRO

19 KW GOHLHAUS

Inhalt

24 KW UNTERTWENG

36 KW HOSTETBACH

46 KW SCHWARZBACH

Aktuell

Standpunkt

Projekte

08 Interessantes & Wissenswertes SHORT CUTS

18 Ist es jetzt ein Kraftwerk oder eine Fischwanderhilfe?

42 Happy End nach GenehmigungsMarathon für Kraftwerks-Duo KW GÄNSEGARTEN

KOLUMNE PELIKAN

Projekte 19 Feierliche Eröffnung für EmmeKraftwerk mit Vorgeschichte KW GOHLHAUS

03 Editorial 06 Inhalt 08 Impressum

06

August 2016

46 Kraftwerk von Salzburger Möbelwerk umfassend saniert KW SCHWARZBACH 48 Südtiroler Technik bewährt sich in Kraftwerk in der Lombardei KW VALLARO

24 KELAG trotzt mit Kraftwerksneubau widrigen Rahmenbedingungen KW UNTERTWENG

Veranstaltung

30 Städtische Betriebe Rottenmann nähern sich der 10-GW-Marke KW BÄRNDORFERBACH

50 Renexpo Interhydro setzt die Trends der Branche KONGRESSMESSE

33 Ehemaliges Inselkraftwerk erzeugt Strom für 350 Haushalte KW GREITH

Projekte

36 Lokale Geteilschaft realisiert modernes Hochdruck-Kraftwerk KW HOSTETBACH

52 Massive Leistungssteigerung unter Beibehaltung der Bausubstanz KW EBERSTALL

HYDRO

Inhalt

KW METNITZ

56

25 JAHRE HYDRO-SOLAR

Veranstaltung 54 Kleinwasserkraft Österreich tagt in Waidhofen an der Ybbs JAHRESTAGUNG VORSCHAU

62

KW SILBERKARHÜTTE

Branchenjubiläum 62 25 Jahre Jubiläum für Innovationsplaner Hydro-Solar FIRMENJUBILÄUM

Technik

Technik

56 Wasserkraftwerk des Bistum Gurk umfassend revitalisiert KW METNITZ

66 Fischaufstiegsschnecke als Alternative zu Aufstiegslösungen KW HECKERWEHR

Ökologie

Schwerpunkt

58 Praktische Fischversuche an der DIVE-Turbine FISCHMORTALITÄT

68 Alpinhütte im Ennstal setzt auf Mikro-Kraftwerk KW SILBERKARHÜTTE

Technik

70 Neue moderne Leittechnik für Tiroler Trinkwasserkraftwerk TWKW ST. JOHANN

60 Allen Wassern gewachsen Gleitlager-Lösungen LAGER-TECHNOLOGIE

72 Gemeinde Seefeld in Tirol erzeugt aus Trinkwasserquelle Ökostrom TWKW EPPZIRLER QUELLEN

68 TWKW EPPZIRLER QUELLEN 72

Anzeigen

zek HYDRO 4/2016

Schubert Amiantit Global Hydro Energy Andritz Hydro

Opener U2 U3 U4

ABB AEM Alpe Kommunal Auma BHM-Ing. Braun EFG Egger Ing.Büro Electro Adda Elin EN-CO Geotrade Geppert Gross Ing. haacon Hitzinger Hobas HSI Hydro Solar Jank Kobel Koch Planung KÖ-Wasserkraft Künz KWK Österreich Marelli MBK Ossberger Otti - Innsbruck PI Mitterfellner Renexpo Interhydro Renexpo Polen Salzburg AG Siemens Sora Sprenger Planung TRM-Tiroler Rohre Tschurtschenthaler Viennahydro - Laxenburg Watec Hydro Wild Metal WKV WRH

9 29 74 11 31 14 28 17 74 13 73 35 15 43 14 41 57 45 20 53 20 10 54 10 55 49 35 11 18 35 50 12 55 28 74 74 69 49 12 23 21 16 15

August 2016

07

HYDRO

AUF DER WIENER DONAUINSEL WIRD EIN KLEINWASSERKRAFTWERK ERRICHTET Im Bereich Wehr 1 an der Neuen Donau wurde kürzlich mit dem Bau eines neuen Kleinwasserkraftwerks begonnen. Dabei soll in eine bestehende Wehranlage, die der Hochwasserabfuhr dient, eine Wasserkraftschnecke integriert werden, die jährlich rund 400.000 kWh sauberen Strom ans Netz liefern wird.

Das reicht aus, um rund 130 Wiener Haushalte zu versorgen. Das Projekt wird in einer Kooperation von Wien Energie und der städtischen Gewässer-Abteilung MA 45 abgewickelt. In Summe belaufen sich die Errichtungskosten auf 1,8 Mio. Euro, wobei dafür eine Förderung vom Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) in Anspruch genommen werden kann.

08

August 2016

Fotos: Stadtwerke Köflach

Impressum HERAUSGEBER

Mag. Roland Gruber und Günter Seefried VERLAG

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

Kurt Riemer, Bgm. Maria Lankowitz, LH Hermann Schützenhöfer, Dir. Ing. Ernst Knes von Stw. Köflach und Mag. Mag. Helmut Linhart, Bgm. Köflach, bei der feierlichen Eröffnung am 18. Juni dieses Jahres.

CHEFREDAKTEUR

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

David Tscholl, dt@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-240 67 74 Andreas Pointinger, ap@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-22 82 323 MARKETING

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

Über 1.000 Besucher waren am Erlebnistag "Gemma Wasser schau'n" gekommen. Dabei wurde vor allem den kleinen Besuchern ein spannendes und zugleich informatives Rahmenprogramm geboten.

Erika Gallent, office@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-242 62 22 GESTALTUNG

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

MEDIA DESIGN: RIZNER.AT Stabauergasse 5, A-5020 Salzburg Tel.: +43 (0)662/87 46 74 E-Mail: m.maier@rizner.at DRUCK

Im Hochbehälter Maria Lankowitz wurde das neue Trinkwasserkraftwerk installiert. Die moderne 2-düsige Turbine sorgt im Regeljahr für rund 1,1 GWh.

Druckerei Roser Mayrwiesstraße 23, 5300 Hallwang / Salzburg Telefon +43 (0)662-66 17 37 de Foto: Michael Zwanziger_pixelio.de

KÖFLACH NUTZT SEINE TRINKWASSERRESERVEN AUCH ZUM STROMGEWINN Im Rahmen eines Erlebnistages, der unter dem Motto "Gemma Wasser schau'n" stand", fand in der steirischen Stadtgemeinde Köflach am 18. Juni eine feierliche Eröffnungsfeier für die neue Trinkwassertransportleitung Salla – Maria Lankowitz sowie den generalsanierten Hochbehälter statt. Im Beisein von Prominenz aus Politik und Wirtschaft feierten die Köflacher und Köflacherinnen nicht nur die Sicherung ihrer Trinkwasserversorgung. Darüber hinaus standen auch das neue Trinkwasserkraftwerk Maria Lankowitz sowie das neue Kleinwasserkraftwerk Ökopark Lorder im Mittelpunkt der allgemeinen Aufmerksamkeit. Insgesamt investierte die Stadtwerke Köflach GmbH in den letzten Jahren rund 3,3 Mio. Euro in die Sanierung der bestehenden Versorgungseinrichtungen und in die Errichtung neuer Kraftwerkssysteme. Die Stadtwerke Köflach (Wasserwerk) betreiben in Salla 6 Quellen zur Trinkwasserversorgung des Großraumes Köflach. Das Trinkwasser wird über eine rund 14 km lange Transportleitung bis zum Hochbehälter Maria Lankowitz mit einem Fassungsvolumen von 2000 m³ abgeleitet. Hier wurde ein neues Trinkwasserkraftwerk mit 1,1 GWh Arbeitsvermögen installiert. Fast zeitgleich wurde das Kleinwasserkraftwerk Ökopark Lorder am Ködnitzbach realisiert. Es wird im Regeljahr rund 650.000 kWh Strom erzeugen. In Summe erreichen die Stadtwerke Köflach mit ihrem gesamten Kraftwerkspark heute bereits 40 bis 50 GWh jährlich, was einer Eigenversorgungsquote von rund 60 Prozent entspricht. Und dies alles aus erneuerbaren Quellen. Dazu der steirische Landeshauptmann Hermann Schützenhöfer: "Diese Anlage ist ein beispielgebendes Projekt, für das ich allen Verantwortlichen meinen Dank ausspreche.“

Aktuell

VERLAGSPOSTAMT

A-4820 Bad Ischl GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN

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

ABOPREIS

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

Auflage: 12.000 Stück

Auf der Donauinsel soll ein neues Kleinkraftwerk mit 400.000 kWh Erzeugungskapazität errichtet werden.

Beim Bau werden die Grünflächen nicht angetastet, außerdem soll es zu keinerlei Lärmbelästigung für die BesucherInnen der Donauinsel kommen.

Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet

HYDRO

Fotos: Hydro-Solar

Foto: zek

Foto: Jan Kiver, Rhein-Main-Donau AG

Foto: STATKRAFT

Aktuell

In den vergangenen fĂźnf Monaten wurde in Abstimmung mit dem Wasserwirtschaftsamt Ingolstadt eine Ăśkologische Aufwertung der oberen Paar-MĂźndung herbeigefĂźhrt.

Kraftwerk Langwedel

EW SCHILS AG PRODUZIERT WIEDER STROM AUS WASSERKRAFT Mitte Juli haben die abschlieĂ&#x;enden Arbeiten zu StrukturmaĂ&#x;nahmen im Bereich zwischen den beiden Paar-MĂźndungen unterhalb des Bahnstrom-Wasserkraftwerks Vohburg an der Donau stattgefunden. Die Paar dient Ăźber bestimmte Bereiche als Umgehungsgewässer um die Kraftwerksanlage. Nach der Umgestaltung der PaarmĂźndung in den vergangenen fĂźnf Monaten wurden jetzt weitere Flachwasserzonen mit Wasserbausteinen und KiesschĂźttungen geschaffen. Der positive Effekt der MaĂ&#x;nahme ist die Herstellung von Strukturen und strĂśmungsberuhigten Bereichen. FĂźr rund 100.000 Euro lieĂ&#x; die Donau Wasserkraft AG, an der die Rhein-Main-Donau AG zu 99,25 Prozent und Uniper zu 0,75 Prozent beteiligt sind, die Ăśkologische Funktionsfähigkeit der oberen MĂźndung der Paar in die Donau wiederherstellen. Das 1992 erbaute Bahnstrom-Kraftwerk Vohburg verfĂźgt Ăźber drei Kaplan-Turbinen mit einer elektrischen Leistung von insgesamt 23,3 MW.

F.EE MODERNISIERT SECHS STATKRAFT WESER-KRAFTWERKE Mit einem Auftragsvolumen in MillionenhĂśhe erhält der Automatisierungsspezialist F.EE aus Neunburg vorm Wald den Modernisierungsauftrag fĂźr insgesamt sechs Laufwasserkraftwerke der Statkraft Markets GmbH an der Weser. Langwedel, DĂśrverden, Drakenburg, Landesbergen, SchlĂźsselburg und Petershagen heiĂ&#x;en die sechs Statkraft-Standorte, fĂźr deren umfangreichen Retrofit die Tochter des norwegischen Staatskonzerns nun die Wasserkraft-Sparte der erfahrenen Oberpfälzer ins Boot holt. Die Auftragsarbeiten enthalten die Optimierung des Anlagenbetriebs und einen insgesamt deutlich erhĂśhten Automatisierungsgrad aller sechs Kraftwerke. Den Anfang des bis Mitte 2019 angesetzten Projekts macht derzeit das Kraftwerk Langwedel mit seinen vier Kaplanturbinen und einer Nennleistung von 7,2 MW. F.EE modernisierte bereits in der Vergangenheit erfolgreich Statkraft-Standorte, darunter 2013 die Kraftwerke Werrawerk sowie Wahnhausen bei Kassel.

'HĆ‚\KGPVG UKEJGTG 6TCPUHQTOCVQTGP HĂ˜T +JTG #PYGPFWPI!

#DUQNWV

Foto: Hydro-Solar

#$$ DKGVGV CNU GKPGT FGT YGNVITĂ’ÂťVGP 6TCPUHQTOCVQTGPJGTUVGNNGT ĆƒĂ˜UUKIMGKVUIGHĂ˜NNVG WPF 6TQEMGPVTCPUHQTOCVQTGP UQYKG 5GTXKEG Ă˜DGT FKG IGUCOVG .GDGPUFCWGT 7PUGT 2QTVHQNKQ GTNCWDV 'PGTIKGXGTUQTIGTP WPF +PFWUVTKGDGVTKGDGP FKG 4GPFKVG FGU 6TCPUHQTOCVQTGPXGTOĂ’IGPU \W OCZKOKGTGP KPFGO GU GKPG JQJG 5KEJGTJGKV FKG 4GFW\KGTWPI FGT IGUCOVGP .GDGPU\[MNWUMQUVGP WPF QRVKOKGTVG .GKUVWPI DGK INGKEJ\GKVKIGT 5GPMWPI FGT 7OYGNVDGNCUVWPI UKEJGTUVGNNV www.abb.at

August 2016

09

HYDRO

Foto: DTK

Aktuell

Das bereits 17. Deutsche Talsperrensymposium fand 2016 in der Messe Freiburg statt.

17. TALSPERRENSYMPOSIUM 2016 IN FREIBURG In Freiburg im Breisgau fand Mitte Juni das bereits 17. Deutsche Talsperrensymposium statt. Veranstaltet wurde die Fachtagung vom „Deutschen TalsperrenKomitee e. V.“ (DTK). Den Leitgedanken des Symposiums stellte aufgrund der jüngsten Hochwasserereignisse und Trockenperioden sowie dem Klimawandel und der geplanten Energiewende das Thema „Talsperren und Nachhaltigkeit“ dar. Aus einer Vielzahl von eingereichten Fachbeiträgen wurden durch das Programmkomitee für das Vortragsprogramm des Symposiums insgesamt 35 Präsentationen für sieben Vortragsblöcke ausgewählt. Am dritten Veranstaltungstag bestand für die Besucher noch die Möglichkeit zur Teilnahme an einer ganztägigen Fachexkursion. Begleitet von Experten ging es dabei unter anderem in den Südschwarzwald zur denkmalgeschützten Linach-Talsperre sowie zur höchstgelegenen Talsperre Deutschlands, der Schluchsee-Talsperre.

Wasser. Kraft!

Technologie von Künz sorgt für Energie und Sicherheit.

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

10

August 2016

HYDRO

Foto: zek

Aktuell

RWE International SE setzt auf den Ausbau von Wasserkraft in Schottland.

RWE ERWEITERT WASSERKRAFT-PORTFOLIO IN SCHOTTLAND Die RWE International SE baut ihr Wasserkraftwerk-Portfolio in Schottland weiter aus. Ein Laufwasserkraftwerk hat den Betrieb aufgenommen und bei einem weiteren Projekt wurde im Februar mit dem Bau begonnen. Mit der Inbetriebnahme des Laufwasserkraftwerks Cia Aig im westlichen Teil von Schottland betreibt das Unternehmen nun insgesamt 15 Wasserkraftanlagen in Schottland. RWE International ist die neue RWE-Tochtergesellschaft für erneuerbare Energien, Netze und Vertrieb, die am 1. April 2016 an den Start gegangen ist. Die Gesellschaft trägt diesen Namen jedoch nur übergangsweise. RWE International SE verfolgt weiter Wachstumspläne für kleine Wasserkraftwerke in Schottland trotz der Kürzungen im Fördersystem für erneuerbare Energien in Großbritannien. Die nahezu grundlastfähige Wasserkraft sei eine wichtige Säule im erneuerbaren-Mix, gerate aber auch in Deutschland mehr und mehr unter Druck, so der Energiekonzern.

Im März 2016 konnte nach fast 2 Jahren Bauzeit erstmalig Strom im Wasserkraftwerk Cia Aig erzeugt werden. Mit einer installierten Leistung von 2 MW kann die Anlage ausreichend grünen Strom für den jährlichen Bedarf von rechnerisch rund 1.850 Haushalten erzeugen. Rund 120 Kilometer entfernt hat im Februar der Bau für das ebenfalls 2 MW große Wasserkraftwerk Grudie begonnen. Hans Christoph Funke, Leiter Wasserkraft bei RWE International, erklärte: „Schottland bietet optimale Bedingungen für kleine, dezentrale Wasserkraftwerke. Sie bewahren insbesondere bei kleineren Flussläufen die Ökosysteme und das Landschaftsbild und leisten einen wichtigen Beitrag zur dezentralen erneuerbaren Energieversorgung.“ In 2015 hatte die Britische Regierung Kürzungen bei den Feed-in Tarifen für kleine Wasserkraft vorgenommen.

Dennoch wird RWE International weiterhin wirtschaftliche Wasserkraftprojekte in Großbritannien verfolgen.

UNIVERSELL EINSETZBAR Elektrische Stellantriebe für den Stahlwasserbau Zuverlässig, kraftvoll, robust.

AUMA Stellantriebe bewähren sich seit Jahrzehnten bei der automatisierten Betätigung von Schützen, Klappen und Toren in Wehren, Fischaufstiegshilfen, Schleusen oder Wasserkraftwerken.

Mit einen Drehmomentspektrum von 10 Nm bis zu 675 000 Nm eröffnet die AUMA Produktpalette die Möglichkeit, ein durchgängiges und einheitliches Automatisierungskonzept in einer Anlage zu etablieren, von der einfachen AUF-ZU Anwendung bis zur Niveauregelung mit integriertem PID-Regler.

Mehr über unsere Automatisierungslösungen

www.auma.com

August 2016

11

HYDRO

Aktuell

19. Internationales Seminar Wasserkraftanlagen

Flexibilisierung von Wasserkraftanlagen im Energiesystem 09. – 11. November 2016 | Wien, Österreich Topics:

Flexiblere Kraftwerke Transienter Betrieb Moderne Leitsysteme Pumpspeicherung Modernisierung & Instandhaltung

Numerische Berechnungen Designrichtlinien Kleinwasserkraft Rechtliche Rahmenbedingungen Nachhaltigkeitsaspekte

AUMA Stellantriebe automatisieren 3 Schütze in Sydney.

Foto: Ruhrverband

Foto: AUMA

SCHÜTZAUTOMATISIERUNG DURCH ELEKTRISCHE STELLANTRIEBE Die alten ölhydraulischen Antriebe für drei große Schütze in den Potts Hill Outlet Works in Sydney wurde kürzlich durch elektrische Stellantriebe von AUMA ersetzt. Die Schütze regeln die Wasserzufuhr aus drei Rohrleitungen in das Trinkwasserversorgungsnetz der Metropole. Als Hauptgrund für den Umstieg von hydraulischer auf elektrische Antriebslösung nannte der Betreiber Sydney Water Corporation die Sorge vor der Verschmutzung des Trinkwassers durch austretendes Öl. Bei der neuen elektrischen Lösung kommen drei AUMA Drehantriebe SA 14.2 zum Einsatz, jeweils kombiniert mit einem Drehgetriebe GST 25.1 und einer intelligenten Stellantriebs-Steuerung AC .2. Die Stellantriebe wurden in der besonders robusten Stahlwasserbau-Ausführung geliefert und sind speziell für erhöhte Anforderungen von Schützen, Wehren und anderen Wasserbauten ausgelegt.

Millimeterarbeit beim Ausbau des Generators des Kraftwerks Listertalsperre in Nordrhein-Westfalen. Abgeschlossen wurde die umfangreiche Sanierung Mitte Juli.

RENEXPO

TURBINENSANIERUNG IM KRAFTWERK LISTERTALSPERRE In die im März begonnene Sanierung der Anlage hat die 100 %- Ruhrverbands-Tochtergesellschaft Lister- und Lennekraftwerke GmbH rund 300.000 Euro investiert. Die Arbeiten gestalteten sich aufwändig: Da bei der turnusgemäßen Revision des Generators ein Schaden an der Kaplan-Turbine festgestellt worden war, mussten Generator und Turbine in 36 m Tiefe komplett demontiert und danach im ausgebauten Zustand runderneuert werden. Auch professionelle Taucher kamen zum Einsatz, um die Schütztafeln am Ein- und Auslauf des Kraftwerks zu reinigen und abzudichten. Am Druckrohr des Turbinenzulaufs wurden Schweiß- und Konservierungsarbeiten vorgenommen. Im Regelbetrieb liegt die durchschnittliche Jahreserzeugung des Listerkraftwerks bei 1,5 GWh.

®

Poland

6th International Trade Fair and Conferences for Renewable Energy and Energy Efficiency Leading trade fair for Hydropower industry in Poland » » » »

12

6th Polish Hydropower Conference (2-days conference) Forums International Business Matching and much more ...

August 2016

6-ZEK 20% With code RENWA1 on space iti discount on exhib

19 - 21.10.2016 Warsaw EXPO Centre XXI www.renexpo-warsaw.com Contact: Tel: +48-22-266-02-16; info@reeco-poland.pl

HYDRO

Aktuell

Foto: Engadiner Kraftwerke AG

MILLIONENAUFTRAG VON DER ENGADINER KRAFTWERKE AG Mit der Teilerneuerung eines ihrer Wasserkraftwerke hat die Engadiner Kraftwerke AG (EKW) die BKW Engineering beauftragt. Das Auftragsvolumen beträgt rund vier Millionen Franken. Die EKW beabsichtigt, am KW Martina eine umfangreiche Erneuerung durchzuführen. Diese soll einen sicheren und wirtschaftlichen Kraftwerksbetrieb für die nächsten 25 bis 30 Jahre gewährleisten. Das KW Martina ist seit 1994 in Betrieb. Es befindet sich wenige Meter von der österreichischen Grenze entfernt im Berginnern und nutzt das Wasser des Inns für die jährliche Energieproduktion von 290 GWh. Die Teilerneuerung sieht zwei Zeitfenster in den Jahren 2017 und 2018 vor. Neben der Revision der beiden Turbinen und Drosselklappen sowie der Generatoren und weiterer Teile der Anlage werden die gesamte Prozessleittechnik und Teile der Gebäudetechnik ausgetauscht. Ausserdem werden neue Sensoren und eine neue Erregung eingebaut.

Innenminister von Niedersachen, Boris Pistorius

Foto: Bernd Schwabe - Wiki CC

MIT ANGRIFFEN AUF WASSERKRAFTWERKEN RECHNEN Atomkraftwerke, Wasserkraftwerke oder Banken seien immer potenzielle Ziele von Internetkriminalität durch hochkriminalisierte und gut organisierte Gruppen, zeigte Niedersachsens Innenminister Boris Pistorius (SPD) beim „cramer ampts mahl“ im Hotel Landhaus Pollmeyer in Vordersten-Thüle (Kreis Cloppenburg) eine düstere Bedrohungslage auf. Um der Bedrohung zu begegnen, sei zunächst einmal jeder selbst gefragt. Probleme seien nämlich oft mangelnde Vorsicht oder fehlendes Wissen der Nutzer. Deshalb sei es zwingend erforderlich, Nutzer zu sensibilisieren und technisch auf dem neuesten Stand zu bleiben. Pistorius: „Das gilt für Privatleute, für die öffentliche Verwaltung und für jeden wirtschaftlichen Betrieb.“ Zudem betonte der Minister, dass Dialog und die Vernetzung wichtig sind, um der Internetkriminalität zu begegnen.

Das Kraftwerk Martina ist seit 1994 in Betrieb.

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

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

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

August 2016

13

HYDRO

Aktuell

Foto: Beckstet - Wiki CC

Foto: Adrian Sulc - Wiki CC

Wohlensee, Kappelenbrücke und Kappelenring in Hinterkappelen.

Mündung der Agger in die Sieg

BKW „VERKLEINERT“ WOHLENSEE - GEMEINDEN OPPONIEREN Der Energiekonzern BKW hat im Rahmen seines Konzessionsgesuchs für den Weiterbetrieb des Wasserkraftwerks Mühleberg den Wohlensee sozusagen „verkleinert“. Das passt mehreren Gemeinden nicht: Sie haben gegen das Gesuch Einsprache eingereicht.

Die Gemeinden befürchten nämlich, dass mit der Verkürzung der sogenannten Konzessionsstrecke Mehrkosten auf sie zukommen. Innerhalb des Konzessionsgebiets für die Nutzung der Wasserkraft der Aare oberhalb des Wasserkraftwerks Mühleberg ist derzeit noch die BKW wasserbaupflichtig. Es gelte, die neue Konzession den heutigen Verhältnissen anzupassen, schreibt dazu die BKW in einer Stellungnahme. Die BKW findet, sie könne nur dort zur Verantwortung gezogen werden, wo ein Einfluss durch das Kraftwerk besteht.

RHEIN-SIEG-KREIS: FLÜSSE ZUR STROMERZEUGUNG NUTZEN Da wo links und rechts der Flüsse unzählige Bäche auf verhältnismäßig kurzen Wegen viele Höhenmeter zurücklegen, wurden schon im Mittelalter Mühlen gebaut und bis ins 20. Jahrhundert und darüber hinaus betrieben. In den Bergischen Kreisen, linksrheinisch an der Erft, rechtsrheinisch an Sieg, Agger, Wupper und ihren Nebenflüssen habe es weit mehr als 1000 Wasserrechte gegeben, schätzt der Mucher Ratsherr Hartmut Erwin. Was davon geblieben ist, würde er gern für die Stromerzeugung reaktivieren. Im Rahmen einer Studie sollen etwaige Standorte, die für eine Reaktivierung erforderlichen Verwaltungsverfahren sowie die Chancen und Risiken für etwaige Förderungen aufgelistet werden. Am Ende sollen potenzielle Investoren, private, wie gemeindliche, in der Lage sein, aufgrund des Katasters und eines Kriterienkatalogs entsprechende Anträge zu stellen.

(Quelle: Rhein-Sieg Rundschau - Stephan Propach)

Innovations for waterpower p all over the world.

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

MASCHINENFABRIK

14

August 2016

www.braun.at

HYDRO

Aktuell

Foto: Voith

Innenansicht des Maschinenhauses im Wasserkraftwerk Priest Rapids.

USA: VOITH ERHÄLT REHABILITIERUNGSSAUFTRAG FÜR PRIEST RAPIDS York/Heidenheim. Voith hat vom Grant County Public Utility District (GCPUD) im US-Bundesstaat Washington einen Auftrag für Rehabilitierungsarbeiten am Priest Rapids Staudamm in Mattawa in Höhe von über 60 Millionen US-Dollar erhalten. Das Unternehmen übernimmt die Installation der zehn Turbineneinheiten des bereits gestarteten Rehabilitierungsprojekts. „Dieser Auftrag bestätigt unser Engagement für das Priest Rapids Kraftwerk für eine verbesserte Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit in den Bereichen Hydraulik und Umweltbelange”, sagt Bob Gallo, CEO von Voith Hydro USA. „Voith unterstützt die Vision und Investition der GCPUD mit ganzer Kraft. Wir sind federführend bei der verantwortungsbewussten Modernisierung zahlreicher wichtiger Wasserkraftanlagen im Nordwesten der USA, darunter die Staudämme Ice Harbor und Bonneville, der Wanapum Staudamm in Grant County, und nun auch Priest Rapids. Darauf sind wir stolz.”

Voith ist seit 2011 am Priest Rapids Sanierungsprojekt beteiligt. Im gleichen Jahr startete die Turbinenmodelltestphase, die 2014 in der Auftragsvergabe an Voith zur Lieferung der neuen Turbinen mündete. Die neue, von Voith Hydro ab Ende 2016 zu liefernde und installierende Turbinenausstattung wird die Mission von GCPUD, seinen Kunden noch jahrzehntelang effiziente und zuverlässige Wasserkrafttechnik zur Verfügung zu stellen, nachhaltig unterstützen.

MEHR ENERGIE AUS WASSERKRAFT KOMPLETTE ELEKTROMECHANISCHE AUSRÜSTUNG FÜR KLEINWASSERKRAFTWERKE Geppert GmbH Breitweg 8-10b 6060 Hall in Tirol Austria

T +43 5223 57788 F +43 5223 57788 2 RIÀ FH#JHSSHUW DW

AUSTRIA

August 2016

15

HYDRO

Aktuell

Foto: ALPIQ

Foto: KWO

SCHWEIZ: KWO PUBLIKUMSTAG AM 3.SEPTEMBER 2016 Mit einem Publikumstag am Samstag, 3. September 2016, gewährt die Kraftwerke Oberhasli (KWO) Einblick in ihre neuen Kraftwerksanlagen an der Handeck und in Innertkirchen. In den vergangenen fünf Jahren wurden rund 305 Millionen Franken in diese Projekte investiert. Auf spannenden Touren können die Besucher die neuen Anlageteile wie Turbinenraum, Generator, Drosselklappe und das neue Beruhigungsbecken in Innertkirchen besichtigen.

Weiter wird im neuen Werkhof die KWO-Fahrzeugflotte mit vielen Spezialfahrzeugen ausgestellt. Grimsel Hydro zeigt zudem die neusten Bearbeitungstechnologien für die Instandhaltung von Wasserkraftanlagen. Die MIB feiert 2016 ihr 90-Jahre Jubiläum und bringt die Besucher gratis ab Meiringen nach Innertkirchen. Alle weiteren Informationen zum Publikumstag auf www.grimselstrom.ch ALPIQ VERKAUFT AVAG-BETEILIGUNG Der Energiekonzern Alpiq hat seine Beteiligung an der Alpiq Versorgungs AG (AVAG) abgestossen. Alpiq veräusserte die AVAG-Beteiligung von 96,7% zu einem Preis von 312 Mio CHF an ein Konsortium.

Dieses setzt sich aus der EBM Netz AG, den städtischen Betrieben Olten (sbo) sowie der UBS Clean Energy Infrastructure Switzerland zusammen. Die neuen Eigentümer wollen zusammen mit AVAG und a.en (Aare Energie AG) auch in Zukunft eine sichere und wirtschaftliche Energieversorgung gewährleisten, wie sie in einer separaten Mitteilung am Freitag erklärten. Mit den Verkaufsbemühungen der eigenen Wasserkraftwerke sieht sich Alpiq auf Kurs. Das Interesse sei vorhanden, erklärte Alpiq-Sprecher Andreas Meier am Sonntag auf Anfrage der sda. Der Konzern wollte die laufenden Transaktionen aber nicht kommentieren. „Wir befinden uns mittendrin im Prozess“, stellte Meier fest. (Quelle: AWP)

Sie nutzen Ihre Ressourcen zur Erzeugung umweltfreundlicher Energie. Sie legen Wert auf höchste Effizienz, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit. Ein WKV-Generator garantiert Ihnen:

Beste Wirkungsgrade (WKV-Prüffeld-Nachweis)

Höchste Zuverlässigkeit (Garantie bis zu 5 Jahre)

Und das alles 100 % „Made in Germany“

Fordern Sie Ihr persönliches Angebot an unter sales.geno@wkv-ag.com

Tu r b i n e s & G e n e r a t o r s w o r l d w i d e 16

August 2016

wkv-ag.com

HYDRO

ÖNORM

INFORMATION - NEUE ÖNORM B 5050 WASSERKRAFTWERKE UND BESCHNEIUNGSANLAGEN Diese ÖNORM regelt den Nachweis der Dichtheit und Standsicherheit mittels Druckprüfung von wasserführenden Rohrleitungen. Diese ÖNORM gilt für folgende wasserführende, neu zu errichtende und bestehende Rohrleitungen: Triebwasserleitungen und Beileitungen bei Wasserkraftanlagen, Turbinenzuleitungen und Verteilrohrleitungen bis zum Flansch des Abschlussorganes vor der Turbine, Druckrohrleitungen für Beschneiungsanlagen, Füll- und Entnahmeleitungen von Speicherteichen bei Beschneiungsanlagen. Ausgenommen sind Druckstollen und -schächte und deren Panzerungen und unmittelbar an die Panzerung anschließende Turbinenzuleitungen und Verteilleitungen (zB. bei Kavernen und Schachtkraftwerken) sowie Steuer- und Hydraulikleitungen, Abwasserkanäle und Wasserversorgungsleitungen. Diese ÖNORM gilt für alle Rohrmaterialien (zB Stahl, Guss, GFK, PVC, PE, PP, Beton) sowie für längskraftschlüssige und nicht längskraftschlüssige Verbindungssysteme.

Im Speziellen wird dabei auf folgende Punkte eingegangen: Anforderungen an den Prüfer und die Prüfstelle (Ausbildung und Schulungsnachweise sowie Messgeräte) Voraussetzung für die Druckprüfung (Statischer Druck, Druckstoß, Sicherheitszuschlag, Systemprüfdruck) Durchführung der Druckrprüfung (Erstprüfung) Wiederkehrende Prüfungen Prüfungen nach Reparaturen und Erweiterungen Wasserkraftwerke und Beschneiungsanlagen Dokumentation

Nachweis der Dichtheit und Standsicherheit von wasserführenden Rohrleitungen Medieninhaber und Hersteller: Austrian Standards Institute/ Österreichisches Normungsinstitut (ON) Heinestraße 38, 1020 Wien Copyright © Austrian Standards Institute 2014 Alle Rechte vorbehalten.

Nachdruck oder Vervielfältigung, Aufnahme auf oder in sonstige Medien oder Datenträger nur mit Zustimmung gestattet!

E-Mail: publishing@austrian-standards.at Internet: www.austrian-standards.at/nutzungsrechte Verkauf von in- und ausländischen Normen und Regelwerken durch Austrian Standards plus GmbH Heinestraße 38, 1020 Wien E-Mail: sales@austrian-standards.at Internet: www.austrian-standards.at Webshop: www.austrian-standards.at/shop Tel.: +43 1 213 00-300 Fax: +43 1 213 00-818

INFOS und Nachfrage bei: www.egger-europe.com

August 2016

17

HYDRO

Kolumne

Ist es jetzt ein Kraftwerk oder eine Fischwanderhilfe?

Querbauwerke in Flüssen und ungetrübte Fischwanderung passen nicht gut zusammen. Das wissen inzwischen nicht nur Gewässerökologen sondern auch annähernd alle Wasserkraftwerksbetreiber. Ist auch gut so. Weniger gut ist allerdings, dass die aktuell seitens vieler Behördenvertreter bevorzugten Vertikalschlitzpässe erhebliche Durchflüsse erfordern, die in erster Linie bei Wehrkraftwerken zu unangenehm merkbaren Produktionsrückgängen führen. Bei Ausleitungskraftwerken liegt die Situation anders, da Pflichtwasserabgaben naturgemäß zumeist höher sind als die Dotation einer Migrationshilfe.

Kraftwerksbetreiber und –planer sind kreative und technisch versierte Menschen und versuchen lobenswerter- weise Verluste jeglicher Art zu vermeiden oder wenigstens zu minimieren. Diese Motivation führte in jüngerer Vergangenheit zu schönen Entwicklungen wie z.B. der Fischaufstiegsschnecke.

Gerade in den beiden letzten Jahren erlebten auch sogenannte Fischlift- oder Fischschleusensystem eine Renaissance. Die Idee ist ja schon viel älter aber sie blieb dann jahrelang in einem unbefriedigenden Stadium stecken. Nunmehr haben wasserkraftbewegte Techniker wieder die Initiative ergriffen und Weiterentwicklungen dieser im Grundsatz sehr guten Technik vorgenommen. Die Funktionsfähigkeit ist mit inzwischen sehr hoher Wahrscheinlichkeit anzunehmen, da bisherige Monitorings ermutigende Ergebnisse liefern.

Aber auch ein Fischliftsystem braucht Lockströmung, um die wanderwilligen Tiere in die richtige Richtung zu lenken. Ein inzwischen auch patentiertes Fischliftsystem schickt den für die Lockströmung erforderlichen Durchfluss durch eine einfache Turbine und reduziert damit den Erzeugungsverlust um mindesten 95%.

Machen wir ein konkretes Rechenbeispiel: An einer 4 m hohen Wehrschwelle sind 400 l/s als Dotation der Fischwanderhilfe behördlich festgelegt. Dies entspricht einer Leistung von etwa 12 kW und einem Produktionsentgang von näherungsweise 75.000 kWh/a – geht man davon aus, daß an 100 Tagen/a genug Überwasser vorhanden ist.

Die Kombination aus Fischlift und Kleinstkraftwerk verliert nur jenen Durchflussanteil, der zur Füllung der Liftkammer erforderlich ist. Im praktischen Beispiel hat die Kammer einen Querschnitt von 4 m². Daraus ergibt sich bei 4 m Höhenunterschied ein Volumen von 16 m³. Bei einem Betriebsrhythmus von 20 min „verbraucht“ die Lockströmung 480 m³. Davon werden 464 turbiniert und nur 16 gehen verloren. Gerade einmal gute 3%. Ein zusätzliches „Zuckerl“ ist der sehr geringe Platzbedarf des System – oft ein wichtiges Kriterium.

Bei Höhen schon etwa ab 3 Metern wird dieses neue System außerdem deutlich billiger als umfangreiche Schlitzpässe, und die Wirtschaftlichkeit steigt bei zunehmender unbegrenzter Fallhöhe. Auch einige „zig“ Meter sind kein Problem. Da sich der der Leitfaden zum Bau von Fischaufstiegshilfen erfreulicherweise im Stadium einer Überarbeitung befindet, gibt es aktuell die Chance, die beschriebene und andere junge und großartige Ideen zu dessen Inhalt zu machen.

Darauf hofft

Ihr Pelikan

19. Internationales Anwenderforum

18

August 2016

HYDRO

Foto: zek

Projekte

Nach gut 20-jähriger Vorlaufzeit konnte das Emme-Kraftwerk Gohlhaus in Lützelflüh verwirklicht werden. In der warmen Jahreszeit ist die linke Stauklappe nicht ganz geschlossen, um den darunterliegenden Kolk mit Frischwasser zu bedienen.

FEIERLICHE ERÖFFNUNG FÜR EMMEKRAFTWERK MIT LANGER VORGESCHICHTE Der 25. Juni markiert den letzten großen Meilenstein in der sehr langen Projektgeschichte des neuen Kraftwerks Gohlhaus im Kanton Bern. Mit einem Tag der offenen Tür feierten die Verantwortlichen die offizielle Inbetriebnahme des Emme-Kraftwerks, das nach mehr als 20 Jahren an Planungen, Verhandlungen und Behördenmarathons letztlich in 13 Monaten verwirklicht werden konnte. Nicht nur das Happy-End am Ende eines langen und mühevollen Weges gab Anlass zu feiern. Erfreut wiesen die Projektbetreiber auch darauf hin, dass man finanziell eine Punktlandung hinlegte und das geplante Budget von 5,2 Mio. CHF auf Punkt und Komma einhalten konnte. Das neue Kraftwerk in der Gemeinde Lützelflüh erzeugt in einem Durchschnittsjahr rund 2,2 Mio. kWh. Dies reicht aus, um rund 600 Haushalte mit „sauberem Emme-Strom“ zu versorgen. der zähen Anfangsphase bis zur erfolgreichen Inbetriebsetzung als Planungsorgan begleitet hatte. „Als wir 1999 einen zweiten Anlauf für das Kraftwerksprojekt starteten und unsere angepasste Vorprojektstudie beim Wasserund Energiewirtschaftsamt (WEA) einreichten, wehte uns ein ziemlich rauer Wind entgegen. Die Gemeinde gab sich betont abwartend, und von Seiten der Fischerei erwuchs uns eine lautstarke Opposition“, er-

zählt Hydro-Solar-Chef DI Markus Hintermann, der auch so manche Schlagzeile in den Fischerei-Gazetten dieser Tage nicht unerwähnt ließ: „Schlacht an der Gohlhausbrücke“, titelte etwa 2001 eine davon. „Meinen beiden Mit-Initianten Fritz von Gunten und Peter Kast und mir war damals schon bewusst, dass uns ein langer und steiniger Weg bevorstehen würde“, erinnert sich Markus Hintermann.

Das neue Kraftwerk wurde stilvoll in die Landschaft integriert. Über einen seitlichen Einzug wird das Triebwasser entnommen.

Foto: zek

S

elbstverständlich durften Zitate aus der Feder des berühmtesten Sohnes der 4000-Seelen-Gemeinde Lützelflüh, Jeremias Gotthelf, bei der Eröffnung des neuen Wasserkraftwerks nicht fehlen. „Schwerer Anfang ist zehnmal heilsamer als leichter Anfang“, lautet eines davon. Geschrieben bereits vor rund 200 Jahren, passte dieses perfekt zur Projekthistorie, die von mehreren Hürden, Stolpersteinen, Verzögerungen und Neuanfängen geprägt war.

Bereits 1993 tauchte erstmals die Idee auf, die bestehende Wehrschwelle unterhalb der Gohlhausbrücke in Lützelflüh für die Wasserkraft zu nutzen. Es blieb beim Vorhaben. Über eine Vorprojektstudie kam diese erste Initiative noch nicht hinaus. 1997 wurde die Wehrschwelle durch den Kanton Bern saniert und verbreitert. Dies führte dazu, dass zwei Jahre später, 1999, das Kraftwerksprojekt erneut aufgegriffen und in weiterer Folge eine an die neuen Verhältnisse angepasste Vorprojektstudie erarbeitet wurde. Federführend dabei: die Hydro-Solar AG, die das Projekt von

August 2016

19

HYDRO

Fotos: zek

Projekte

Foto: zek

Interessantes, Spannendes und Unterhaltsames in den Reden zur Kraftwerkseröffnung

Peter Kast, Geschäftsführer der Kraftwerk Gohlhaus AG

Andreas Meister, Gemeindepräsident von Lützelflüh

konnte erst wieder fortgesetzt werden, sobald ein Gefahrenkonzept erstellt und die lokal notwendigen Maßnahmen im Wasserbauplan festgehalten waren. Bis dahin war das Ersuchen der Projektbetreiber somit sistiert.

EINSPRACHEN UND ANPASSUNGEN Es dauerte bis 2009, ehe das Ringen um das Kraftwerksprojekt in die nächste Runde ging.

Angepasst an die neuen Gegebenheiten des Hochwasserschutzes unter vollumfänglicher Berücksichtigung sämtlicher Einwände und Anregungen wurde ein neues Konzessionsprojekt eingereicht. „Doch es ging immer noch schleppend voran. Ständig wurden weitere Nachbesserungen und Abklärungen verlangt. Es war derart mühsam, dass wir öfter als einmal ans Aufgeben gedacht haben“, meint Markus Hintermann rückblickend.

Vor allem in fischereirechtlicher Hinsicht mussten Anpassungen vorgenommen werden. Nachdem das Projekt dann im November 2010 im Amtblatt des Kantons Bern veröffentlicht wurde, zog dies erneut Einsprachen von verschiedenen Seiten nach sich. Es folgte ein wahrer Marathon an Verhandlungen an

Markus Hintermann, Mitinitiant, Planer und Teilhaber (Hydro-Solar AG)

Gesprächen mit allen involvierten Parteien, der im Sommer 2013 endlich mit einem positiven, konstruktiven Ausgang endete. Am 22.

August wurde offiziell die Konzessionsbewilligung für das Krafthaus Gohlhaus für die Dauer von 60 Jahren erteilt. Ein weiteres Mal ging das Planungsteam von Hydro-Solar Engineering AG daran, letzte Modifikationen im Hinblick auf den neusten Stand von Ökologie und Technik vorzunehmen.

STARKER PARTNER IM BOOT Bevor die Projektbetreiber jedoch zur Tat schritten, sollte die Betreibergesellschaft eine wichtige Erweiterung erfahren. Als starken wirtschaftlichen Partner wurde die BKW Energie AG ins Boot geholt. Im April 2014 wurde die KW Gohlhaus AG neu konstituiert. Mehrheitsaktionärin mit 60 Prozent wurde nun die BKW Energie AG, die restlichen Anteile verteilen sich auf die Gemeinde Lützelflüh, die Hydro-Solar AG in Person von Markus Hintermann sowie drei Privatpersonen. Im Anschluss daran wurde das Aktienkapital der Gesellschaft massiv aufgestockt. Der offizielle Bauentscheid für die Realisierung

Foto: Hydro-Solar

Foto: Hydro-Solar

HOCHWASSER SORGT FÜR PAUSE Erst 2003 nahm das Projekt wieder Fahrt auf.

Der Gemeinderat von Lützelflüh befasste sich in mehreren Sitzungen mit dem Bauvorhaben und diskutierte über Beteiligungsformen an dem Projekt. In der Folge kam man überein, dass der für den Bau erforderliche Landerwerb von der Gemeinde in Form einer Aktienbeteiligung abgegolten werden soll. Damit waren die Schienen gelegt für die Gründung der Betreibergesellschaft, der KW Gohlhaus AG, die im November 2004 aus der Taufe gehoben wurde. Gehalten wurde sie von der Standortgemeinde, der Hydro-Solar AG und drei Privatpersonen. Noch vor dem Jahreswechsel reichte die Gesellschaft das Konzessionsgesuch ein. Doch der erhoffte Durchbruch wollte sich wieder nicht einstellen. Markus Hintermann: „Einmal mehr war der Widerstand der Fischerei erheblich. Es sind gleich mehrere Einsprachen gegen das Projekt eingegangen.“ Und als ob dies nicht schon genügend Ungemach bereitet hätte, trat im August 2005 ein massives Hochwasser auf, wodurch das Projekt umgehend auf die lange Bank geschoben wurde. Das Konzessionsverfahren

Roger Lüönd, Verwaltungsratspräsident der Kraftwerk Gohlhaus AG (BKW Energie AG)

20

August 2016

Gesamtplanung der Wasserkraftanlage GesamtplanungGohlhaus der Wasserkraftanlage Gohlhaus

HYDRO

Foto: zek

Projekte

Überzeugend - sowohl in Funktion, als auch in Design: die Horizontal-RRM aus dem Hause Wild Metal. Mit 80 cm/s wird der Feinrechen vollautomatisch gereinigt.

des neuen Kraftwerks wurde durch den Verwaltungsrat im Oktober 2014 beschlossen.

Noch vor dem Jahreswechsel wurde mit den Vorarbeiten begonnen, erste Rodungen getätigt, das Baufeld vorbereitet und der Netzanschluss hergestellt. Es war alles bereit für den ersten Spatenstich, den eigentlichen Baubeginn Ende Januar 2015. Über 20 Jahre lagen die ersten Planungen für das Projekt zurück.

Nun konnte es endlich losgehen.

BAULICHE HERAUSFORDERUNGEN Die Anlage ist konzipiert als modernes Laufkraftwerk, das keinerlei Ausleitungsstrecke beansprucht. Das neue Krafthaus wurde orographisch rechts der ebenfalls neu zu gestaltenden Wehrschwelle errichtet. Marco Weisskopf, Gesamtprojektleiter: „Das Projekt brachte baulich zwei große Herausforderungen mit sich. Das betraf zum einen den Schwellenaufbau mit Stahlklappe und zum anderen die Baugrube hinsichtlich der Grundwasserproblematik. Zeitgleich wurde mit den Arbeiten daran begonnen.“ Die Baugrube umfasste eine

Größe von 16 Mal 60 m. Gesichert wurde sie durch Spundwände, die in Summe eine Fläche von 2‘500 m2 abdeckten abdeckten und teilweise bis 18 m lang waren. Um die Baugrube einigermaßen trocken zu halten, waren die eingesetzten Pumpen rund 25‘000 Stunden im Einsatz. Mitte April 2015 wurde der erste Beton am Krafthausstandort eingebracht, insgesamt sollten es 1‘600 m3 Beton werden, die verbaut wurden. Die gesamten Arbeiten wurden unter Bauleitung von Hydro-Solar Engineering abgewickelt. Gerade die Koordination erwies sich dabei als Herausforderung.

Insgesamt waren nicht weniger als 25 Unternehmen an der Umsetzung beteiligt. Nicht zuletzt dank guter Witterungsbedingungen schritten die Arbeiten gut voran.

STAHLKOLOSSE REGELN EMME Als besondere Herausforderung entpuppte sich der Aufbau der beiden Stauklappen auf die bestehende Spundwandschwelle. Zwei stählerne Klappen mit 23 m Länge und 1,7 m Höhe waren dafür vorgesehen. Verantwort-

lich für deren Konstruktion, Fertigung und Montage war der etablierte Südtiroler Stahlwasserbauspezialist Wild Metal, der damit seine bislang größten Wehrklappen in die Schweiz lieferte. Angesichts der Dimensionen war spezielles Know-how gefragt. Schließlich spielt die Torsionsfestigkeit dabei eine große Rolle, zumal die beiden Wehrklappen jeweils nur von einem Zylinder aus angetrieben werden. „Die Hydraulikzylinder müssen leistungsstark ausgelegt sein. Sie sind in der Lage, 100 Tonnen zu bewegen. Gleichzeitig muss die Steuerung der Klappen schnell reagieren können, da die Emme bei Hochwasser sprungartig anschwillt. Auf diese Weise wird eine effiziente Hochwasserabfuhr sichergestellt“, erklärt Geschäftsführer Markus Wild. Um die Dichtungen an den Wehrklappen zu schützen, wurden die Schleifbleche mit einer Heizung ausgeführt. Auch am Grundablass wurde eine Heizung implementiert. Diese Details dienen generell dazu, die Anlagenverfügbarkeit auf hohem Niveau zu halten.

INNOVATIVE LÖSUNGEN Darüber hinaus hat sich Wild Metal auch aufgrund seiner Design-Kompetenz in der Wasserkraftbranche einen ausgezeichneten Namen gemacht. Dies stellten die Südtiroler auch beim neuen Kraftwerk Gohlhaus unter Beweis. So wurde etwa der Hydraulikzylinder am Grundablass am Wehrpfeiler versenkt, sodass keinerlei Gestänge nach oben ragt, wie dies bei herkömmlichen Lösungen zumeist der Fall ist. Dabei wirken die Stahlwasserbaulösungen aus dem Hause Wild Metal sehr robust und langlebig. „Es zählt sicherlich zu unseren Stärken, dass wir gerne individuelle Lösungen für spezifische Anforderungen entwickeln“, sagt Markus Wild.

Dazu zählt auch die Horizontal-Rechenreinigungsmaschine RRM, die den ebenfalls von Wild Metal gelieferten Feinrechen vollauto-

Wild Metal GmbH • Hydraulic steel constructions • Patented Coanda-system GRIZZLY • Trash rack cleaner • Gate • Security valve • Water intake rake • Complete water intake systems made of steel Wild Metal GmbH • Handwerkerzone Mareit Nr. 6 I-39040 Ratschings (BZ) • Italy

Tel. +39 0472 759023 Fax +39 0472 759263

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

We clean water August 2016

21

HYDRO

Über einen Schlitzpass gelangendas die Neben dem denkmalgeschützten Gebäude wurde unterirdisch Fische vom Unter-sich ins Parkplätze.

Oberwasser. neue Kraftwerk gebaut. An der Oberfläche befinden

matisch von Treibgut befreit. 16 Mal 2 Meter misst der Feinrechen, der eine lichte Stabweite von 15 mm aufweist. Der Arm mit der Putzharke streift das Schwemmgut seitlich ab, das weiter über den Spülschütz ins Unterwasser geleitet wird. Mit der beachtlichen Geschwindigkeit von 80 cm/s wird der Putzarm vollautomatisch über den Einlauf geführt.

Dabei kommt eine weitere Stärke der RRM aus dem Hause Wild Metal zum Tragen. Dank eines hochwertigen elektrischen Antriebs wird der Putzarm tatsächlich auf den Millimeter genau geführt. Gerade im Hinblick auf die häufig auftretenden Hochwässer der Emme kommt der RRM aus dem Hause Wild Metal eine bedeutende Rolle zu.

STARKE PERFORMANCE IN DER ZENTRALE Bis maximal 16 m3/s werden am Einlaufbauwerk entnommen und nach Passieren des Feinrechens der Turbine zugeführt. Für das leistungsstarke „Herz“ der Anlage kam bei einer Brutto-Fallhöhe von 4,1 m nur eine doppelt regulierte Kaplan-Turbine in Frage. Konkret fiel die Wahl auf eine WATEC-Kaplanturbine mit einer Nennleistung von 515 kW. Diese ist direkt mit einem Permanentgenerator vom Fabrikat Hydronova gekoppelt, der einen Wirkungsgrad von über 97 Prozent gewährleistet. Dieses Maschinengespann besticht nicht nur durch seine Effizienz, sondern auch durch die extreme Laufruhe und Geräuscharmut. Selbst unter Volllast ist neben dieser Maschine durchaus noch ein Gespräch möglich. Der erzeugte Strom wird über den Transformator auf 16‘000 Volt hochgespannt und ins Netz der BKW eingespeist.

Projektinitiant und Chef-Planer Markus Hintermann äußert sich sehr zufrieden über die installierte Maschine, die selbst bei sehr niedrigen Wassermengen noch Strom liefert: „Das untere Zuflusslimit liegt bei rund 1

22

August 2016

Foto: zek

FREIER WEG FÜR DIE FISCHE Für Fische ist zu ihrem Glück die derart enge horizontale Anordnung der Rechenstäbe nicht überwindbar. Direkt anschliessend dem Feinrechen wurde für sie ein Fischabstieg installiert, der sie gefahrlos ins Unterwasser führt. Aufstiegswillige Fische finden die Strömung für den Fischaufstieg unmittelbar neben dem Turbinenauslauf im Unterwasser. Über einen Schlitzpass können die Fische linksseitig am Turbinenhaus entlang Richtung Oberwasser schwimmen. „Es gab früher schon einen Fischaufstieg an der Wehrschwelle, der aber häufig durch Hochwasser verstopft war und eigentlich nie funktionierte. Daher hat sich mit dem Kraftwerk im Hinblick auf die Passierbarkeit des Querbauwerks ein markanter ökologischer Vorteil eingestellt“, sagt Peter Kast, Geschäftsführer der Kraftwerk Gohlhaus AG.

m3/s, selbst damit erzeugt der Maschinensatz noch 20 bis 30 kW. Dabei ist der Wirkungsgrad natürlich alles andere als gut.“ Für die Firma WATEC ist ihr Engagement am eidgenössischen Wasserkraftmarkt zur echten Erfolgsstory geworden. Rund 30 der insgesamt rund 250 Anlagen in den letzten 15 Jahren wurden in der Schweiz verwirklicht – und dies mit sehr guter Resonanz. Und auch die Betreiber des KW Gohlhaus zeigen sich mit der Performance ihrer Maschine hoch zufrieden. Der Stromertrag lag in der ersten Jahreshälfte deutlich über dem prognostizierten Regelarbeitsvermögen.

Foto: zek

Foto: zek

Fotos: zek

Foto: zek

Die Stauklappen messen 23 x 2,7 m. Im Hochwasserfall werden sie in Minutenschnelle umgelegt und der Kraftwerksbetrieb eingestellt, damit der freie Geschiebetrieb möglich wird.

Projekte

MODERNE STEUERUNG & LEITTECHNIK Ganz wesentlichen Anteil an der Anlageneffizienz trägt dabei auch die Steuerung und Leittechnik. Diese wurde an den Schweizer Branchenspezialisten Kobel Elektrotechnik AG aus Affoltern aus Affoltern im Emmental vergeben, der einmal mehr seine hohe Kompetenz unter Beweis stellen konnte. Die Anlage wurde, wie heute generell üblich, für den vollautomatischen, wärterlosen Betrieb konzipiert. Von den Technikern der Firma Kobel wurde ein Fernzugriff eingerichtet, der es den Betreibern ermöglicht, das Kraftwerk von der Ferne aus zu steuern und sämtliche Parameter in Echtzeit abzufragen. In der Maschinenzentrale selbst erfolgt die Bedienung via Touchscreen, wobei eine übersichtliche Menüführung und ansprechende visuelle Darstellung für hohe Bedienerfreundlichkeit sorgen. Zusätzlich sind in die Steuerung auch Kameras eingebunden, die Bilder aus unterschiedlichen Perspektiven liefern.

Eine kleine Sonderausstattung besteht darin, dass sich in der Maschinenzentrale auch Joy-sticks zur Funksteuerung finden, über die die AusDie WATEC-Kaplanturbine ist auf eine Nennleistung von 515 kW ausgelegt. Sie treibt einen Permantmagnetgenerator an. Ein äußerst ruhiges Maschinengespann.

HYDRO

Foto: zek

Projekte

Markus Hintermann (li) erläutert die Steuerungsmöglichkeiten via Joystick. Entwickelt wurden sie von der Firma Kobel.

Foto: zek

Markus Wild, GF Wild Metal, Rolf Gschwind, WATEC-Hydro und Markus Hintermann, GF Hydro-Solar beim Fachsimpeln in der Maschinenzentrale. (v.l.)

senanlagen sich noch einfacher steuern lassen.

Für die Firma Kobel hat das Kraftwerk insofern auch eine besondere Bedeutung, als es nur wenige Autominuten vom Firmensitz entfernt liegt.

13 MONATE BIS ZUR IBS Gegen Ende 2015 waren die Bauarbeiten größtenteils abgeschlossen. Im Januar folgten die Installation der Steuerung und die Verkabelung aller Komponenten. Am 9. Februar war schließlich der große Tag, zum ersten Mal wurde Wasser aus der Emme über die Turbinenschaufeln geleitet und die Turbine in Rotation versetzt. Die Inbetriebnahme verlief rundum erfolgreich. Nach rund 13 Monaten Bauzeit lieferte das Kraftwerk Strom. „Für alle Beteiligten war natürlich wichtig, dass wir den gesetzten Budgetrahmen einhalten. Zum Glück ist uns dabei eine echte Punktlandung

geglückt. Insgesamt haben wir 5,2 Millionen CHF investiert. Für die heimische Wirtschaft bedeutete dies auch einen erfreulichen Impuls, da wesentliche Aufträge an Firmen in der Region vergeben werden konnten“, so Markus Hintermann. Er weist darauf hin, dass dank der KEV – der Kostendeckenden Einspeisevergütung – ein wirtschaftlicher Betrieb garantiert ist, und das finanzielle Risiko dadurch überschaubar bleibt.

VON GOHLHAUS ZUM GOLDHAUS? Dank deutlich geringerer Verluste als berechnet und dank der ausgezeichneten Wirkungsgrade liegt die effektive Ausbauleistung der Turbine sogar deutlich über der Nominalleistung. „In der ersten Betriebsphase ab Februar dieses Jahres konnten wir sogar die 500 kW-Marke erreichen, und dies trotz noch fehlender Fallhöhe", so Projektleiter Marco

Weisskopf. Für die Inbetriebnahmephase entpuppte sich das regnerische Wetter in dieser Zeit als sehr hilfreich. Einige kleinere Hochwasserereignisse begünstigten das geplante Freispülen der Auslaufzone sowie die Bildung einer Niederwasserrinne.

Am 19. Februar dieses Jahres erfolgte die Freigabe für den Regelbetrieb. Die Konzession läuft nun für 60 Jahre. In dieser Zeit wird die Anlage rund 150 Mio. kWh sauberen "Emme-Strom" produzieren. Mit einer durchschnittlichen Jahreserzeugung von 2,2 GWh deckt die Anlage den Bedarf von 500 bis 600 Haushalten. Die Investoren und Projektbeteiligten ziehen mittlerweile ein sehr positives Fazit. Beinah überschwänglich meinte Roger Lüönd als Vertreter der BKW Energie AG und Verwaltungsratspräsident der KW Gohlhaus AG in seiner Eröffnungsrede: „Vielleicht wird unser Traum ja doch noch wahr: Dass aus unserem Krafthaus Gohlhaus einmal das Kraftwerk Goldhaus wird.“ Eine erfrischende Aussage, denn Optimismus ist in Zeiten wie diesen ein rares Gut geworden.

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 16 m3/s • Turbine: Doppelt regulierte Kaplanturbine • Laufraddurchmesser Ø: 2'000 mm • Drehzahl: 142,8 Upm Flügelzahl: 4 • Nennleistung: 515 kW • Generator: PMG (Permanentmagnetgenerator)

mit E

• Fabrikat: WATEC-Hydro

he in

itenzertiŸzie r

g un

Foto: zek

• Nettofallhöhe: 3,90 m

I FORTSCHR EC Hydro durch WAT

TT

• Fabrikat: VUES / HYDROnova • Generatorleistung: 600 kVA • Gewicht: 10 to • Stahlwasserbau & RRM: Wild Metal • Feinrechen: 16 x 2 m • Wehrklappen: 2 Stk. 23 x 1,7 m • Steuerung & Automation: Kobel • Regelarbeitsvermögen: 2,2 GWh

Kaplanturbinen & Wasserkraftanlagen Watec Hydro GmbH | Alpenstraße 22 | D-87751 Heimertingen Tel.: +49 (0) 83 35/98 93 39-0 | E-Mail: info@watec-hydro.de

www.watec-hydro.de

August 2016

23

HYDRO

Foto: zek

Projekte

Seit Herbst letzten Jahres ist das neue KW Untertweng in Betrieb. Es ersetzt eine Altanlage aus den 1920er Jahren.

KELAG TROTZT MIT KRAFTWERKSNEUBAU WIDRIGEN RAHMENBEDINGUNGEN Im äußerst engen Kostenkorsett von 3,6 Millionen Euro ist es den Wasserkraftspezialisten des Kärntner Energiedienstleisters KELAG gelungen, das alte Kraftwerk Untertweng aus den 1920er Jahren in einer Bauzeit von nur neun Monaten komplett zu erneuern. Dank eines neuen Anlagenkonzepts wurde aus dem betagten, kleinen Speicher-Kraftwerk eine sowohl energiewirtschaftlich als auch ökologisch hochwertige Laufwasserkraftanlage. Mit zwei baugleichen Francis-Turbinen aus dem Hause EFG erzeugt sie heute im Regeljahr rund 6,3 GWh, das bedeutet eine Produktionssteigerung von mehr als 50 Prozent. Ein eindrücklicher Nachweis, dass sich mit dem nötigen Know-how auch unter schwierigen Rahmenbedingungen ein Kraftwerksneubau wirtschaftlich darstellen lässt.

T

ief in den Berg eingeschnitten erstreckt sich der Kirchheimer Graben zwischen Bad Kleinkirchheim und Radenthein im Herzen des schönen Kärntner Nockgebiets.

Durch den „Tiefen Graben“ – wie er auch genannt wird – bahnt sich der Tieferbach seinen Weg ins Tal. Ein Gewässer, das schon seit langer Zeit im Dienste der Wasserkraft steht. Vier Kleinkraftwerke nutzen heute die Energie des Wildbachs: das KW Twengbach zuoberst, das KW Bad Kleinkirchheim darunter, das KW Tieferbach im mittleren Abschnitt und das KW Untertweng als Unterlieger-Anlage.

Während das KW Bad Kleinkirchheim zu 100 Prozent dem Kärntner Energieunternehmen gehört, ist es am KW Tieferbach 30-prozentiger Anteilseigner. Die Unterlieger-Anlage Untertweng befindet sich seit 1997 im Besitz der KELAG, nachdem man sie damals von der Veitsch-Radex AG (heute 100%-ige Tochter der RHI) erworben hatte.

24

August 2016

SPITZENSTROM-BOLIDE ALS DAUERLÄUFER Gebaut wurde das Kraftwerk Untertweng bereits in den 1920er Jahren. Von seinem ursprünglichen Konzept her handelte es sich um ein Speicherkraftwerk, das über einen kleinen Speichersee mit einem Fassungsvermögen von wenigen Tausend Kubikmetern verfügte. Das Triebwasser wurde über eine Francis-Turbine abgearbeitet, die auf ein Schluckvermögen von 1,4 m3/s ausgelegt war.

Im Grunde also ein Spitzenstromkraftwerk, das aber seit langer Zeit nicht mehr als solches betrieben worden war. „Der Speicher war durchaus etwas problematisch. Er war größtenteils verlandet und dringend sanierungsbedürftig. In diesem verlandeten Zustand war er nicht mehr als ein Absetzbecken. Wirtschaftlich betrachtet, war er völlig sinnlos geworden“, erklärt dazu DI Stefan Leitner von der KELAG. „Als Volllastmaschine eines Speicherkraftwerks war die Turbine nur auf einen

Punkt ausgelegt. Unter den gegebenen Umständen wurde sie aber seit Jahrzehnten im Dauerbetrieb genutzt. Dass dies keine optimalen Wirkungsgrade erwarten lässt, liegt auf der Hand. Es gab also Gründe genug, das gesamte Konzept der Anlage zu hinterfragen und gegebenenfalls auf neue Beine zu stellen.“ Im Vorfeld eines derartigen Unterfangens galt es allerdings, die wirtschaftliche Machbarkeit zu prüfen. Angesichts der aktuellen Marktpreissituation erschien ein Neubau keineswegs einfach durchsetzbar. „Als am Markt operierender Energieversorger dürfen und können wir nur Projekte umsetzen, die wirtschaftlich darstellbar sind. Aus diesem Grund wurde für das Projekt ein sehr enges Kostenkorsett von 3,6 Millionen Euro geschnürt. Im Grunde bestand die größte Herausforderung für uns darin, das Projekt mit diesen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zu realisieren. Zum Glück ist uns das gelun-

HYDRO

Projekte

gen, ohne Kompromisse hinsichtlich unserer Qualitätsstandards eingehen zu müssen“, resümiert Stefan Leitner.

Die beiden Francis-Spiralturbinen aus dem Hause EFG bringen heute um 25 bis 30 Prozent mehr Leistung als der alte Maschinensatz. Sowohl die Turbinen als auch die Generatoren von AEM mussten höchste technische Standards erfüllen.

Foto: zek

ROHRVERLEGUNG AM SEIL Für die Wasserkraftspezialisten der KELAG war von Anfang an klar, dass das Konzept mit dem kleinen Speicher vor der Fassung keine Neuauflage erfahren würde. Eine Entlandung wäre aufgrund der schwer zugänglichen Geländetopographie mit schwerem Gerät kaum durchführbar, ein Neubau hoch kompliziert gewesen, heißt es. Darüber hinaus sollte die Auflösung des alten Speichers und die Verlegung der Fassung direkt an den UW-Kanal des Oberliegerkraftwerks Tiefer Bach einen Fallhöhengewinn für ein neues Laufkraftwerk von über 20 m bedeuten. „Wir haben daher beschlossen, die alte Fassung rückzubauen und ein neues, längliches Schachtbauwerk zu errichten. Es dient als Übergabebauwerk, in welches das abgearbeitete Triebwasser aus dem KW Tieferbach direkt eingeschleust wird“, so der Ingenieur der KELAG. Konsequenterweise entschied man sich auch für eine Totalerneuerung der Druckrohrleitung. Die alte Rohrleitung, eine genietete Stahlrohrleitung, die auf Sätteln gebettet war, sollte durch eine vollständig erdverlegte Leitung aus GFK-Rohren ersetzt werden. Eine bemerkenswerte Materialwahl, nicht zuletzt aufgrund der enormen Steilheit des unteren Trassenabschnitts oberhalb des Maschinenhauses. „Die FLOWTITE Rohre der Firma

Amiantit/Etertec sind für die hier auftretenden Kräfte ausgelegt“, bekräftigt Stefan Leitner. Eine große bauliche Herausforderung war allerdings die Verlegung der Rohre über die letzten 250 m der Rohrtrasse im Kirchheimer Graben. Bei einer Hangneigung von fast durchgehend 37 Grad mussten sowohl Schreitbagger als auch Monteure immer wieder am Seil gesichert werden. Positiv wirkte sich bei diesen heiklen Arbeiten das geringe Materialgewicht der GFK-Rohre aus, was das Handling mit den Rohrstücken erleichterte.

Die gesamte Druckrohrleitung wurde mittels FLOWTITE Rohren von Amiantit erstellt.

Foto: Etertec

Foto: Etertec

NEUBAU IN NEUN MONATEN Anfang 2014 begann das Kraftwerksteam der KELAG mit den Vorarbeiten an dem Neubauprojekt, für das noch im ersten Quartal desselben Jahres der positive Bescheid der Behörden erteilt wurde. Nach der erfolgten Ausschreibung konnten bereits im Juni 2014 erste Gespräche mit den beauftragten Unternehmen geführt werden.

In Summe nahmen die folgenden Bau-, Montage- und Inbetriebsetzungsarbeiten gerade einmal neun Monate in Anspruch. Am 24. September letzten Jahres konnte der Probebetrieb erfolgreich abgeschlossen und das Kraftwerk in den Regelbetrieb übergeführt werden. „Ein Vorteil in der Planung der Anlage lag nicht zuletzt darin, dass wir aufgrund der Oberlieger-Anlagen die Ganglinie des Tieferbachs sehr gut kennen – und die Anlage dementsprechend präzise auslegen konnten“, erklärt Stefan Leitner.

Für ihn und sein Team war von Anfang an klar, dass auch die elektromaschiSehr aufwändig gestaltete sich die Rohrverlegung im nelle Ausrüstung vollständig erneuert untersten Trassenabschnitt mit Neigungen von 37°. werden musste. Dies lag weniger am

Alter der installierten Francis-Turbine, sondern eher daran, dass die Drehzahlen aufgrund des suboptimalen Betriebsmodus der auf Spitzenlast zugeschnittenen Turbine nicht mehr stimmten und diese für den geplanten Laufkraftwerksbetrieb nicht geeignet war. „Unsere eigenen Berechnungen zeigten schnell, dass unter diesen Voraussetzungen die Bestlösung aus zwei Maschinensätzen bestehen sollte“, erklärt dazu Michael Kandutsch. Eine Schlussfolgerung, die auch das beauftragte Turbinenbauunternehmen EFG aus dem Kärtner Feldkirchen teilte und voll unterstützte.

August 2016

25

HYDRO

Foto: EFG

Projekte

Die Verteilrohrleitung wurde vom Turbinenlieferanten EFG ideal an die Gegebenheiten adaptiert.

Foto: EFG

Montage des Verbindungsrohres zwischen Rohrbrücke und Verteilrohrleitung: Um Verluste zu vermeiden, wurde das Strömungsbild numerisch berechnet.

sich auch in den umfangreichen technischen Spezifikationen nieder. Dieser Herausforderung haben wir uns gerne gestellt“, sagt Gero Pretis. Er verweist in diesem Zusammenhang auf eine besondere Knacknuss für die Ingenieure: „Das Schwierige bei diesen hydraulischen Bedingungen ist, die Vorgaben und Anforderungen in der geometrischen Kleinheit zu realisieren. Nicht alles lässt sich um mehrere Größeneinheiten auf klein skalieren.

Irgendwann stößt man auf natürliche Grenzen. Praktisch gesehen, sind wir gefordert eine Kompromisslösung abzuliefern, die einerseits ein Höchstmaß an Wirkungsgrad bringt und dabei eine hohe Lebensdauer garantiert. Ich glaube, das ist uns sehr gut gelungen.“ OPTIMIERTE STRÖMUNGSBEDINGUNGEN Grundsätzlich erfolgte die technische Umsetzung in enger Abstimmung zwischen der KELAG und EFG, wobei für spezielle Fragen auch die TU-Graz konsultiert wurde. „Aus den genannten Gründen kam die hydraulische Auslegung der Francis-Turbinen nicht aus der Schublade, sondern wurde speziell dafür entwickelt. Dabei haben wir eng mit der Uni Graz zusammengearbeitet“, so Gero Pretis. Die Zusammenarbeit wurde auch bei der Verteilrohrleitung fortgesetzt. Schließlich verGrafik: KELAG

ANSPRUCHSVOLLE VORGABEN „Die Oberlieger-Anlage Tieferbach ist mit zwei ungleich großen Maschinensätzen ausgerüstet. Von dieser Variante sind wir allerdings abgerückt. Unserer Kalkulation zufolge waren bei den Gegebenheiten am Standort des KW Untertweng, einer Fallhöhe von 110 m und einer Ausbauwassermenge von 1,5 m3/s, zwei baugleiche Maschinensätze vorzuziehen. Wir haben festgestellt, dass die Wirkungsgradkurven bei niedriger spezifischer Drehzahl doch so flach verlaufen, dass diese Variante keinen nennenswerten Einfluss auf die Jahreserzeugung haben wird. Auf dieser Basis haben wir unser Angebot erstellt“, erzählt DI Gero Pretis, Projektleiter von EFG. Dass die erfahrenen Turbinenbauer aus Feldkirchen den Zuschlag für die Lieferung der elektromaschinellen Ausrüstung erhielten, lag vor allem daran, dass im Zuge der Ausschreibung neben dem Preis auch der Wirkungsgrad und die technische Ausführung relativ hoch bewertet wurden. In dieser Kombination konnte sich EFG gegen die Mitbewerber durchsetzen. Dabei gelten die Vorgaben des Kärntner Energieversorgers bei Projekten dieser Art als streng und anspruchsvoll zugleich. „Die KELAG verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Wasserkraft, und das schlägt

Am Institut für hydraulische Strömungen der Uni Graz wurden umfangreiche numerische Berechnungen zu den Verhältnissen der Zuströmung in der Verteilrohrleitung angstellt. Damit konnte eine wichtige Optimierung des Bauteils erreicht werden.

26

August 2016

puffen alle durch modernstes Maschinendesign erreichten Wirkungsgradvorteile in der Gesamtperformance, wenn etwaige Strömungsverluste in der Triebwasserzuführung den Anlagenwirkungsgrad senken. Aus diesem Grund haben die Verantwortlichen die Verteilrohrleitung ganz genau unter die Lupe genommen. „Durch die gegebene Topographie am Standort waren – letztlich auch um die Hochwassersicherheit der Rohrbrücke zu gewährleisten – markante Richtungswechsel erforderlich, die zugleich aber ein Minimum an Strömungsverlusten aufweisen sollten. Daher wurde vom Institut für hydraulische Strömungsmaschinen der Uni Graz mittels numerischer Berechnungen analysiert, wie sich die Zuströmung sowohl beim Einzelbetrieb als auch beim Zwei-Maschinenbetrieb darstellt.

Mithilfe eines speziellen Optimierungsalgorithmus, dessen Zielparameter zum einen in der Qualität der Zuströmung und zum anderen in der Minimierung der Fallhöhenverluste bestanden, haben wir uns schließlich der Idealvariante angenähert. Eigentlich wird ein derartig aufwändiger Rechenprozess nur für Großanlagen angestellt. Dank permanent stärker werdenden Rechnern sind solche Methoden heute auch für kleinere Anlagen wirtschaftlich anwendbar“, so Gero Pretis.

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 1,5 m3/s

z Netto-Fallhöhe:

• Turbinen: 2 Stk. Francis-Spiralturbinen

z Fabrikat:

• Drehzahl: 1.500 Upm

z Nennleistung: je 734

• Generatoren: 2 Stk. Synchron

z Fabrikat:

• Generator-Leistung: je 940 kVA je

z cos

• Durchgangsdrehzahl: 2.860 Upm

z Schleuderdrehzahl:

• Druckrohrleitung: Länge: 750 m

z Material:

• Durchmesser Ø: DN 1000/DN800

z Rohrlieferant:

• Steuerung & E-Technik: SIEMENS • Regelarbeitsvermögen: 6,3 GWh

107,8 m

EFG kW

AEM

phi: 0,9 3.150 Upm

GFK (FLOWTITE) Etertec

HYDRO

Projekte

Foto: EFG

Probezusammenbau der FrancisTurbine und Maßkontrolle mittels 3D-Faro Messarm

terdruck in der Druckrohrleitung durch eine entsprechende Erhöhung des Trägheitsmomentes zu beherrschen. Gero Pretis: „Unsere Druckstoßrechnungen zeigten, dass wir ein relativ großes Trägheitsmoment schaffen müssen, um das Durchgangsverhalten zu beherrschen. Große Schwungräder bergen aber auch ein gewisses Risiko. Zum einen muss es mechanisch-statisch einwandfrei sein. Zum anderen muss der gesamte Wellenstrang den Drehzahlen sowie den auftretenden Kräften standhalten. Aus diesem Grund wird bei derartigen Bedingungen häufig das Schwungrad auf einem separaten Lagerbock gesetzt. Dies wollten wir allerdings vermeiden, da die dabei auftretenden Lagerverluste keineswegs zum ausoptimierten Gesamtkonzept des Maschinenbaus gepasst hätten. Daher die ‚fliegende‘ Variante.“ Foto: AEM

SCHWUNGMASSEN FÜR SICHERHEIT Für Gero Pretis und sein Team waren damit noch nicht alle technischen Herausforderungen gemeistert. Noch ein anderes Thema drängte sich in den Vordergrund: die Druckstoßproblematik. Dazu Stefan Leitner: „Die Leitungstrasse weist vor dem Steilabfall eine rund 700 m lange Flachstrecke auf. Beim Übergang, also dem ‚Knie‘ der Leitung, wäre eigentlich der ideale Ort für den Bau eines Wasserschlosses, wie sie im Übrigen die Altanlage besessen hat. Doch die möglichen Varianten dafür hätten unser enges Kostenkorsett gesprengt. Daher waren wir auf eine andere Alternative angewiesen – und zwar die einer maschinenbaulichen Lösung.“ Die Ingenieure der EFG standen somit vor der großen Herausforderung, das Auftreten von Un-

Die beiden Synchrongeneratoren von AEM wurden für extreme Belastungen ausgelegt. Sie sind in der Lage, Schleuderdrehzahlen von bis zu 3.150 Upm zu beherrschen.

DREHZAHLEN ÜBER 3.000 UPM Das hohe Trägheitsmoment ermöglicht ein Schließen der Maschinen, bevor sie in den Bereich der Durchgangsdrehzahl gelangen. „Bei einer regulären Schnellabschaltung wird der Schließprozess an den Stellorganen so ausgeführt, dass wir gar nicht in den Bereich der Durchgangsdrehzahlen kommen. Gerade bei kleinen Maschinen ist das von Bedeutung. Immerhin sprechen wir hier von einer Nenndrehzahl von 1.500 Upm. Die Durchgangsdrehzahl liegt bei 2.860 Upm – und die Schleuderdrehzahl ist noch einmal 10 Prozent höher“, sagt Gero Pretis. Er verweist darauf, dass diese Vorgaben für den Generatorlieferanten eine erhebliche Herausforderung darstellten: „Wir mussten feststellen, dass sich die Anzahl der Generatorhersteller schlagartig auf ein Minimum senkte, als man sich näher mit dieser Maschinenauslegung befasste. Es mangelte offenbar nicht nur am Know-how und der Bereitschaft, einen derartigen Generator zu bauen. Die meisten der Firmen hatten in ihren Hallen nicht die technische Möglichkeit, eine Maschine mit über 3.000 Upm zu schleudern.“ ENORME AXIALKRÄFTE GEBÄNDIGT Eine der wenigen rühmlichen Ausnahmen stellte der deutsche Generatorspezialist AEM-Anhaltische Elektromotorenwerk Dessau GmbH dar, der sich an das Projekt wagte und ein entsprechendes Angebot abgab. Dank der jahrzehntelangen Erfahrung verfügt das Unternehmen sowohl über den theoretischen als auch über den praktischen Hintergrund, eine derartige Maschine zu bauen. Grundvoraussetzung war es, die hohen Axialkräfte durch das direkt montierte Francis-Laufrad, die im Normalbetrieb zwischen +20 und -10 kN und bei transienten Betriebszuständen kurzzeitig bei +35 bis -25 kN liegen können, in den Griff zu bekommen. Hinzu kommen die zusätzlichen Radialkräfte, die sich aufgrund des direkt montierten Schwungrades mit einer Masse von 843 kg ergeben. „Wir mussten aus diesen Gründen auch die extrem hohen Anforderungen an das Schwingungsverhalten berücksichtigen und versuchen, die biegekritischen Drehzahlen in jedem möglichen Betriebspunkt zu vermeiden, was nicht ganz einfach war. Darüber hinaus galt es, Lösungen für die äußerst hohen Belastungen der Lagerbaugruppen und die Lager selbst zu finden. Man kann sich vermutlich schwer vorstellen, welche Kräfte entstehen, wenn sich eine Masse von rund 2.500 kg mit 3.150 Upm dreht“, sagt Tino Storch, Geschäftsführer von AEM. Wie ausgeprägt die Qualitätskriterien der KELAG dabei waren, lässt sich auch anhand der vorgegebenen RundlaufforAugust 2016

27

HYDRO

Projekte

20-30 PROZENT MEHR LEISTUNG Grundsätzlich zeigen sich die Verantwortlichen der KELAG sehr zufrieden mit der maschinellen Ausrüstung der Anlage. Im Zuge der Inbetriebsetzungsphase wurden umfangreiche Wirkungsgradtests angestellt. Dazu Stefan Leitner: „Die Wirkungsgradmessung wurde mittels Ultraschall-Durchflussmessung, gekoppelt mit einer Druckdifferenzmessung, durchgeführt. Dabei hat sich gezeigt, dass die Firma EFG die angegebenen Wirkungsgrad-Vorgaben vortrefflich erfüllt.

Die Messtoleranz lag bei 2 Prozent.“ Beide Turbinen sind auf ein Schluckvermögen von je 750 l/s ausgelegt. Mit 1,5 m3/s Gesamt-Ausbauwassermenge wurde also eine geringfügige Erhöhung gegenüber dem Altbestand, der noch auf 1,4 m3/s ausgelegt war, erreicht. Bei einer Nettofallhöhe von 107,8 m liegt die Nennleistung jeder der beiden Maschinen bei 734 kW. Nicht zuletzt da ja auch die Fallhöhe gegenüber dem Altbestand um mehr als 20 m erhöht wurde, kann heute von einem Leistungsplus von circa 25 Prozent gesprochen werden.

MASSGESCHNEIDERTE ELEKTRO- UND LEITTECHNIK INKLUSIVE SERVICE Was die Steuerung des Kraftwerks angeht, so spielte dabei gerade die Einbindung in die übergeordnete Leittechnik die entscheidende Rolle. Dazu Michael Kandutsch: „Die KELAG verfügt mit der Zentrale in Klagen-

Foto: zek

derungen ermessen, die innerhalb einer Toleranz von 0,01 mm lagen. Die Wirkungsgrade waren unter Auflagen von Pönalen zu erfüllen. Der Generator lag letztlich im Betriebspunkt PN100% knapp 1% über dem geforderten Wert, wie Tino Storch erfreut anmerkt.

Last but not least verfügt die Maschine über eine Drehzahl- und eine Temperaturüberwachung sowie eine automatische Nachschmiereinrichtung.

Stefan Leitner von der KELAG (links) stellt eine Münze auf den Saugrohrkonus. Ein traditioneller Beweis für die Vibrationsarmut einer Maschine.

Werner Goldberger (re) assistiert.

furt über ein zentrales Steuerungssystem, von dem aus jedes unserer Kraftwerke fernüberwacht wird. Daher war eine der wichtigsten Aufgaben die Einbindung in unsere übergeordnete Energieleitzentrale. Die anspruchsvolle Aufgabe der Maschinenleittechnik haben wir an SIEMENS Graz vergeben, mit der wir eng zusammengearbeitet haben. Das Spezielle ist, dass wir bei Kraftwerken dieser Größenordnung auf digitale Turbinenregler verzichten.

Diese werden vollständig in der Leittechnik eingebettet.“ Eine weitere steuerungstechnische Anforderung stellte die Herstellung einer effektiven Pegelregelung dar. „Mit einer Oberfläche von rund 80 m2 konnte das Übergabebauwerk nur sehr klein gebaut werden. Aus diesem Grund wurde es zu einer echten Herausforderung für das Team von SIEMENS Graz, hier eine schnelle und dabei zuverlässige Pegelregelung zu implementieren. Letztlich ist aber auch das sehr gut gelungen“, resümiert Kandutsch.

Auch bei der elektrischen Ausrüstung und der Anbindung an das 20-kV-Stromnetz wurde

Umfassende Lösungen für Kleinwasserkraftwerke.

Wir sind Ihr erfahrener Partner für den Bau von Kleinwasserkraftwerken. siemens.com/hydro

28

August 2016

nicht an Qualität gespart. Mit der Beauftragung der SIEMENS AG Österreich / PG IE SH Region Süd, mit der Niederlassung in Graz, wurde der Auftrag an eine Firma mit bekannt hoher Kundenzufriedenheit und sehr großer Erfahrung im Kraftwerksbau, sowie einen Garanten für langfristige Partnerschaft und Verfügbarkeit als auch Kundennähe vergeben.

Angepasst an die Kundenwünsche lieferte Siemens für dieses Bauvorhaben die gesamte elektrische Ausrüstung von der Netzeinbindungsschaltanlage, sowie der Kraftwerkssteuerung bis zur Steuerung der Bachfassung. Zum Lieferumfang gehörten eine 20-kV-Mittelspannungsschaltanlage, ein Transformator aus dem Werk Weiz mit einer Leistung von 2.000kVA, Niederspannungs- und Gleichspannungsverteilung, die gesamte Schutz-, Automatisierungs- und Kraftwerksleittechnik sowie sämtliche Verkabelungen für das Kraftwerk inkl. Detailengineering, Lieferung, Montage und Inbetriebsetzung. SIEMENSkonnte im Rahmen der Auftragsvergabe mit

HYDRO

Foto: zek

Projekte

Blicken zufrieden auf eine hervorragende Kooperation zurück: Ing. Michael Kandutsch und DI Stefan Leitner (KELAG) sowie EFG-Geschäftsführer Ing. Werner Goldberger und Projektleiter DI Gero Pretis. (v.l.)

einem Komplettpaket aus maßgeschneiderter Elektro- und Leittechnik, lokalem Service, Kundennähe und fachlicher Kompetenz überzeugen.

Die Lieferung, Montage und Inbetriebsetzung für die beiden Maschinensätze konnte pünktlich realisiert werden.

STAHLWASSERBAU UND MASCHINENBAU IN EINER HAND Die Kompetenz, sowohl Maschinenbau als auch Stahlwasserbau anbieten zu können, zählt zu den starken Seiten der Turbinenbauer aus Feldkirchen. Dazu EFG-Geschäftsführer Ing. Werner Goldberger: „Für den Kunden hat diese Lösung den Vorteil, Schnittstellen zu reduzieren, was sich des Weiteren auch in einer besseren Kostenkontrolle widerspiegelt.

Für uns war dabei wichtig, dass wir durch die maßgeschneiderte Anpassung von Rohrbrücke und Verteilrohrleitung weiterhin den Gesamtanlagenwirkungsgrad in unseren Händen hatten. Ich denke, das hat sich positiv bemerkbar gemacht. Natürlich war gerade die Montage der Rohrbrücke, die im Hochsommer durchgeführt wurde, aufgrund von Temperaturen weit über 30° eine besondere Herausforderung für unsere Monteure. Aber am Ende hat alles sehr gut geklappt.“ Gerade wenn es spezieller Lösungen bedarf, beweist das Team von Werner Goldberger immer wieder Flexibilität und Problemlösungskompetenz. Als Beispiel dafür mag etwa der Seitenauslass im Krafthaus dienen, der ebenfalls im Lieferumfang der EFG lag. „Behördlich war vorgeschrieben, dass eine Weiterleitung des Triebwassers jederzeit gesichert sein muss, sollte die Anlage einmal außerplanmäßig zum Stillstand kommen. Aus diesem Grund war natürlich ein Bypass unerlässlich und wurde von uns zur vollen Zufriedenheit des Kunden realisiert“, so Werner Goldberger. Generell verweist er darauf, dass dieses Projekt - wie viele andere zuvor - wieder im Rahmen der bewährten Zusammenarbeit mit dem langjährigen Partner, dem Südtiroler Wasserkraftspezialisten Tschurtschenthaler erfolgreich umgesetzt wurde.

ETERTEC GmbH & CoKG Hochstrass 592 3033 Klausen-Leopoldsdorf

AUSTRIA

Tel: +43 (0) 2773 42 700

UM 50 PROZENT MEHR ERTRAG Seit Herbst 2015 läuft das neue Kraftwerk im Kleinkirchheimer Graben nun einwandfrei. Mittlerweile wächst die Vegetation schon dicht über die neue Rohrtrasse, sodass von den baulichen Eingriffen kaum mehr etwas zu sehen ist. Das Team der KELAG kann zufrieden einen Schlussstrich unter ein Projekt ziehen, das in Hinblick auf das enge wirtschaftliche Korsett keineswegs einfach zu realisieren war. Das Kraftwerksteam der KELAG bewies dabei nicht nur seine hohe technische, sondern auch wirtschaftliche Kompetenz. Dank des neuen Anlagenkonzepts und modernster Maschinentechnik konnte das Regelarbeitsvermögen von 4 GWh auf nunmehr 6,3 GWh hochgeschraubt werden, also um über 50 Prozent. Ein Musterbeispiel dafür, welches Steigerungspotenzial in so manch altem Kleinwasserkraftwerk steckt.

Die Spezialisten für Wasserkraftgeneratoren.

Seit 60 Jahren. Und in Zukunft. In Wasserkraftwerken aller Welt erzeugen unsere Generatoren zuverlässig und effizient sauberen Strom. Von AEM konzipiert, konstruiert und mit hoher Fertigungstiefe produziert. Mit hohem Wirkungsgrad für Umwelt und Kunden.

Für Neubauten und Modernisierungen. Für Wasserkraft mit Zukunft: Ihre E-Mail an wasserkraft@aemdessau.de, www.aemdessau.de

DREHSTROMMOTOREN UND -GENERATOREN AUS DESSAU.

August 2016

29

HYDRO

Projekte

Foto: zek

Die 3-düsige Pelton-Turbine von ANDRITZ Hydro erreicht bei einer Ausbauwassermenge von 130 l/s und einer Nettofallhöhe von 218,5 m eine Maximalleistung von 246 kW.

STÄDTISCHE BETRIEBE ROTTENMANN NÄHERN SICH MIT NEUEM KRAFTWERK 10 GWH MARKE

as neue Kleinkraftwerk ist bereits das dritte Wasserkraftwerk der Städtischen Betriebe Rottenmann. Neben dem Laufwasserkraftwerk Palten mit einer installierten Leistung von mehr als 1.100 kW verfügt das für die regionale Infrastruktur zuständige Unternehmen noch über ein 2004 in Betrieb genommenes Trinkwasserkraftwerk.

Gemeinsam erzeugen die beiden Anlagen rund 8,5 GWh Strom aus Wasserkraft. Mit dem neuen Kraftwerk am Bärndorferbach wird sich der Energieertrag jährlich noch einmal um etwa 1,1 GWh erhöhen, sagt Elektromeister Johann Nebel, der die Entstehung des Kraftwerks von Beginn an begleitet hat.

Neben der Nutzung von Wasserkraft setzen die Städtischen Betriebe zur nachhaltigen Stromgewinnung auf Sonnenenergie. Dazu errichtete man 2014 auf dem Hochplateau Kaiserau einen Solarpark, der mit großflächigen Photo-

D

30

August 2016

voltaik-Zellen jährlich mehr als 2 GWh Strom aus der Kraft der Sonne erzeugt.

EIN JAHR BAUZEIT Beim Anlagenkonzept des neuen Gemeindekraftwerks handelt es sich um ein klassisches Ausleitungskraftwerk mit Pelton-Turbine, welche durch eine unterirdisch verlegte Druckrohrleitung aus Guss mit Triebwasser versorgt wird. Die Wasserfassung ist mit einem selbstreinigenden Coanda-Rechen ausgerüstet. Als Ausbauwassermenge stehen 130 l/s zur Verfügung, die vorgeschriebene Restwasserabgabe beträgt 25 l/s. Die Bauarbeiten starteten mit der Verlegung der 1,6 Kilometer langen Druckrohrleitung (DRL) im Spätherbst 2014 und stellten den aufwändigsten Teil der des Projektes dar. Etwas mehr als ein Jahr nach Baubeginn konnte im Dezember 2015 erstmals der Probebetrieb aufgenommen werden.

Foto: Städtische Betriebe Rottenmann

In der obersteierischen Stadtgemeinde Rottenmann im Bezirk Liezen erzeugt seit Anfang des Jahres am Bärndorferbach ein neues Kleinwasserkraftwerk Ökostrom. Für die Energieproduktion zuständig ist eine 3-düsige Pelton-Turbine des Herstellers ANDRITZ Hydro, welche eine Fallhöhe von fast 220 m ausnutzt und damit rund 250 kW Maximalleistung erzielt. Den aufwändigsten Teil der Bauarbeiten stellte die Verlegung der 1,6 km langen Druckrohrleitung im unwegsamen Gelände dar.

Die Betreiber rechnen mit einer durchschnittlichen Jahresarbeit von rund 1,1 GWh. Gemeinsam mit zwei Bestandskraftwerken erzeugen die Städtischen Betriebe Rottenmann nun durch die Nutzung von Wasserkraft fast 10 GWh Strom pro Jahr.

Die Rohrtrasse der Druckrohrleitung verläuft im oberen Bereich über äußerst steile Hanglagen.

HYDRO

Projekte

Das Anfang 2016 in Betrieb genommende Kraftwerk Bärndorferbach ist bereits das dritte Wasserkraftwerk der Städtischen Betriebe Rottenmann.

Foto: zek

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

KOMPLEXE ROHRVERLEGUNG Als Generalplaner wurde die BHM INGENIEURE – Engineering & Consulting GmbH der Unternehmensniederlassung Graz beauftragt. Der bei BHM fĂźr Wasserkraft zuständige Dipl.-Ing. Michael Kolarik spricht von einem interessanten Projekt, bei dem von planerischer Seite gesehen schon im Vorfeld die jeweiligen Interessen von Gemeinde, Anwohnern und der Wildbach- und Lawinenverbauung (WLV) berĂźcksichtigt werden mussten. In der baulichen AusfĂźhrung stellten sich die geologischen Verhältnisse als grĂśĂ&#x;te Herausforderung dar.

Aufgrund des Trassenverlaufs der DRL im durchgängig schwierigen Gelände wurde die Leitung auf einer Länge von 1.662 m komplett in schub- und zuggesicherter Ausfßh-

rung erstellt. Beim Rohrmaterial kommen duktile Gussrohre der TIROLER ROHRE GmbH in den Dimensionen DN300 und 400 zum Einsatz. „Im oberen Bereich entlang der ersten 700 lfm der DRL musste die LeitungskĂźnette direkt im Felsen ausgefräst werden. Weiter unten erschwerte ein Steilhang die Bauarbeiten. Im unteren Abschnitt der Rohrtrasse kam es schlieĂ&#x;lich zu beengten Platzverhältnissen durch andere Leitungsträger sowie den gleichzeitig durchgefĂźhrten Arbeiten an der Ăśrtlichen WLV“, beschreibt Michael Kolarik die komplexe Rohrverlegung.

SELBSTREINIGENDE WASSERFASSUNG Bei der Wasserfassung der Anlage kommt ein selbstreinigendes Coanda-Rechensystem der SĂźdtiroler Wild Metal GmbH zum Einsatz.

Wasserkraft Wärmekraft Biomasse

Technische Daten

Sonderprojekte

• Ausbauwassermenge: 130 l/s • NettofallhÜhe: 218,5 m • Turbine: 3-dßsige Pelton • Maximalleistung: 246 kW • Nenndrehzahl: 1.000 U/min

BHM INGENIEURE

• Hersteller: ANDRITZ Hydro • Generator: Synchron • Nennscheinleistung: 310 kVA • Anschlussspannung: 400 V

BL-Dipl.Ing. (FH) Ing. Michael FÜlsner, MPA, MBA; Geschäftsfßhrer Städtische Betriebe Rottenmann

Engineering & Consulting GmbH %DKQKRIJÂ UWHO , 020 *UD], Austria Telefon +43 RIILFH JUD]#EKP LQJ FRP

• Hersteller: Hitzinger • Druckrohrleitung: Guss DN 300/400 • Länge: 1.662m • Hersteller: Tiroler Rohre GmbH

F E L D K I R C H r L I N Z r G R A Z W I E N r S C H A A N r P R A G

• RegelarbeitsvermÜgen ca. 1,1 GWh

August 2016

31

HYDRO

Visualisierung der Kraftwerkssteuerung.

Foto: zek

Foto: Städtische Betriebe Rottenmann

Für das Krafthaus wurden wegen seiner Lage unmittelbar neben einem Wohngebiet umfangreiche Schallschutzmaßnahmen vorgesehen.

Projekte

EFFEKTIVE PELTON-TURBINE Bei der maschinellen Ausrüstung ihres neuen Kraftwerks entschieden sich die Betreiber für eine 3-düsige Pelton-Turbine des bewährten Herstellers ANDRITZ Hydro. Die horizontale Turbine nutzt eine Ausbauwassermenge von 130 l/s. An Nettofallhöhe stehen 218,5 m zur Verfügung, wodurch sich eine maximale Leistung von 246 kW erzielen lässt.

Das aus Edelstahl gefertigte Laufrad der Turbine wird durch 3 elektromechanische Düsen exakt angesteuert und erreicht eine Drehzahl von 1.000 U/min. Durch ihre 3 Düsen kommt die Turbine auch mit stark verringertem Wasserdargebot bestens zurecht und hält die Strompro-

Foto: zek

Die Wehranlage ist mit einem selbstreinigenden „Grizzly“Coanda-Rechen des Herstellers Wild Metal ausgestattet.

32

August 2016

duktion sogar in Trockenperioden konstant aufrecht. Als Stromwandler dient ein horizontal gekoppelter Synchron-Generator der Marke Hitzinger. Der Generator verfügt über eine Nennscheinleistung von 310 kVA und eine Anschlussspannung von 400 V. SCHALLSCHUTZ SORGT FÜR LEISE ENERGIEPRODUKTION Die komplette Elektrotechnik der Anlage wurde von der Grazer Niederlassung der Siemens AG Österreich geliefert und fachgerecht montiert. Zusätzlich programmierte Siemens die Steuerung inklusive anwenderfreundlicher Visualisierung. Zur Energieableitung vom Krafthaus zu einer nahe gelegenen Trafostation wurde eine erdverlegte Stromleitung inklusive Bachquerung hergestellt. Die Druckrohrleitung des Kraftwerks ist durch den Neubau zusätzlich in die Löschwasserversorgung des Ortes eingebunden. Dazu wurden vier Hydranten an die DRL angeschlossen und im Ortsgebiet versetzt.

Anfängliche Bedenken der Anrainer wegen Lärmbelästigung durch den Anlagenbetrieb wurden in der baulichen Ausführung des Kraftwerks entsprechend Rechnung getragen. Das Krafthaus errichtete man in massivem Stahlbeton mit 30 cm starken Wänden und Decken. Außerdem verfügt das Gebäude abgesehen von den beiden hintereinander angebrachten Schallschutztüren über keine zusätzlichen Öffnungen in der Außenwand. Zusätzlich wurden im Unterwasserauslauf jeweils eine Stau- und Tauchwand aus Holz eingebaut um eine Schallausbreitung zu erschweren. Dass sich die Schallschutzmaßnahmen bezahlt gemacht haben, ist dem Vernehmen nach bestens gelungen, die Anrainer stufen das gewohnte Rauschen des Baches lauter ein als das neue Kleinkraftwerk im Vollbetrieb.

Mit dem Maschinengespann des Kraftwerks Bärndorferbach lassen sich jährlich rund 1,1 GWh Ökoenergie erzeugen.

Foto: zek

„Man hat sich nach reiflicher Überlegung für den Coanda-Rechen entschieden, weil die Selbstreinigungsfunktion des Systems den geringsten Wartungsaufwand erwarten lässt. Zudem erspart man sich durch den Wegfall einer Rechenreinigungsmaschine zusätzliche Technik an der Wehranlage“, erklärt Johann Nebel. Von der reibungslosen Funktion eines Coanda-Rechens im laufenden Betrieb konnten die Betreiber sich bei einem naheliegenden Kleinkraftwerk überzeugen.

Durch einen unterhalb des Coanda-Rechens installierten Spülschutz erfolgt die automatische Reinigung der Wasserfassung von angeschwemmten Sedimenten, welche nicht über das Feinsieb abgeschwemmt werden. Das Entsanderbecken ist zur Überwachung mit Schottersonden ausgestattet und wird im Anlassfall ebenfalls automatisch ausgespült. Sämtliche Schützen der Wehranlage werden mittels hydraulischem Antrieb in Bewegung versetzt. Zusätzliche visuelle Kontrolle des Einlaufbereichs gewährleistet eine Videokamera an der Wehranlage, die jederzeit durch die Kraftwerkssteuerung abrufbar ist.

HYDRO

Projekte

Foto: zek

DI Georg Wippel setzt zur Versorgung seines Kraftwerks Greith auf die Kombination von zwei Wasserfassungen mit selbstreinigender Coanda-Technik.

Insgesamt 265 l/s Ausbauwassermenge stehen zur Stromproduktion zur Verfügung, wodurch ein Jahresarbeitsvermögen von rund 1,4 GWh Ökostrom ereicht wird.

EHEMALIGES INSELKRAFTWERK GREITH ERZEUGT ÖKOSTROM FÜR 350 HAUSHALTE Mit dem im Herbst 2015 fertig gestellten Kraftwerk Greith im obersteierischen Bezirk Bruck-Mürzzuschlag realisierte Forstwirt DI Georg Wippel bereits sein drittes Wasserkraftprojekt. Das neue Ausleitungskraftwerk ersetzt ein bereits 1955 zur Eigenversorgung des familiären Forstgutes errichtetes Inselkraftwerk und speist seinen Ertrag nun fast zur Gänze ins öffentliche Stromnetz ein. Im neuen Krafthaus erreicht eine moderne 3-düsige Pelton-Turbine des Herstellers ANDRITZ Hydro bei einer Bruttofallhöhe von 162 m eine Engpassleistung von 353 kW. Das Jahresarbeitsvermögen reicht nun zur Versorgung von rund 350 Haushalten. Die Ausbauwassermenge von 265 l/s wird als technische Sonderlösung an zwei separaten Wehranlagen durch selbstreinigende Coanda-Schutzrechensysteme gefasst.

Foto: zek

O

auch der schlechte Zustand der alten Francis-Turbine. Diese zeigte vor allem im Teillastbereich erhebliche Schwächen und konnte die Stromversorgung des Forstgutes nicht mehr konstant aufrechterhalten“, erklärt der Betreiber. Das an neuer Stelle errichtete Kraftwerk

Greith liefert seit seiner Inbetriebnahme im Vorjahr nun genug Energie für rund 350 durchschnittliche Haushalte. Der Strombedarf für das Forstgut wird seit dem Neubau quasi nebenbei erledigt. Für die Gesamtplanung des neuen Kraftwerks wurde das IngeniFoto: zek

bwohl das Wasserrecht des alten Kraftwerks erst 2045 abgelaufen wäre, entschied sich Betreiber Georg Wippel schon viel eher zu einem großangelegten Neubau. „Neben einer massiven Erzeugungssteigerung sprach für den Kraftwerksneubau

Für die Druckrohrleitung der Anlage verlegte man mehr als 4.000 m GFK Rohre der Marke SUPERLIT. Der Trassenverlauf erforderte die Herstellung von insgesamt 6 Bachquerungen.

Das Krafthaus wurde um einige Kilometer versetzt an neuer Stelle errichtet.

August 2016

33

HYDRO

Die 3-düsige Pelton-Turbine des Herstellers ANDRITZ Hydro erzielt bei voller Ausbauwassermenge eine Engpassleistung von 353 kW. Eine weitere Stärke spielt die Turbine bei geringem Wasserdargebot aus. Im heurigen Winter mit ungewöhnlich langer Trockenphase blieb die Stromproduktion trotz nur eines Bruchteils der Ausbauwassermenge konstant am Netz.

eurbüro PI Mitterfellner GmbH beauftragt, mit welchem Georg Wippel beim Bau seines KW Grünsee schon gute Erfahrungen gemacht hatte.

Regelung der Wasserzufuhr in die Druckrohrleitung erfolgt ebenfalls an der unteren Wasserfassung durch Pegelsteuerung. Geliefert und montiert wurden die Coanda-Rechen von der Wild Metal GmbH aus Südtirol. Das selbstreinigende Schutzrechensystem funktioniert nach dem namensgebenden „Coanda“-Effekt - Flüssigkeit folgt einer Oberfläche – und benötigt keine zusätzliche Reinigungseinrichtung.

ROHRTRASSE MIT 6 BACHQUERUNGEN Die insgesamt mehr als 4 km lange Druckrohrleitung (DRL) des Kraftwerks Greith besteht fast zur Gänze aus GFK-Rohren der Marke SUPERLIT, welche vom oberösterreichischen Rohrvertriebsprofi Geotrade aus Ried in der Riedmark geliefert wurden. Lediglich das Hosenrohr, mit welchem die Zuleitungen der beiden Wasserfassungen zusammengeführt wurden, besteht aus Metall. „Die Zuleitungen von den Wasserfassungen sind jeweils in DN400 ausgeführt, teilweise konnten sogar die BeFoto: zek

2 COANDA-RECHEN IM EINSATZ Für die Versetzung des Krafthauses um mehrere Kilometer sprachen vor allem zwei Gründe: Zum einen konnte durch die tiefere Lage ein Gewinn an Fallhöhe erreicht werden, zum anderen verkürzte man durch den neuen Standort die herzustellende Energieableitung ins öffentliche Stromnetz erheblich. Als Wasserfassung wurden wie beim alten Kraftwerk zwei Wehranlagen miteinander kombiniert, wobei die jeweils um rund 30 m nach oben versetzten Querbauwerke nun mit selbstreinigender Coanda-Technik ausgerüstet sind. „Die beiden Wehranlagen haben einen geodätischen Höhenunterschied von circa 2 m, wobei das untere Wehr etwas größer dimensioniert ist und für etwa 60 % der Wasserzufuhr zuständig ist“, führt Georg Wippel aus. Die

Foto:zek

Projekte

Beide Wehranlagen sind völlig ident ausgeführt. Der wie eine Radarfalle anmutende Außenschaltschrank beinhaltet die Elektrotechnik zur Regelung der elektrisch betriebenen Restwasser- und Rohrbruchschützen.

34

August 2016

standsrohre weiter verwendet werden. Ab dem Zusammenschluss verläuft die DRL durchgängig in DN500, auf der gesamten Länge wurden Rohre mit den Druckstufen PN6 bis PN20 verwendet“, sagt PI Mitterfellner Projektleiter Ing. Roland Irregger.

Begünstigt wurden die von der Firma Haider Hoch- und Tiefbau GmbH durchgeführte Rohrverlegung durch das vergleichsweise leichte Material und das anwenderfreundliche Steckmuffensystem. Zudem stehen die GFK-Rohre für hervorragende Fließeigenschaften und lange Lebensdauer.

Insgesamt erforderte der Trassenverlauf der DRL die Herstellung von 6 unterirdischen Bachquerungen, welche laut Projekteiter Irregger durchwegs aufwändig herzustellen waren.

Jeweils im Abstand von 1.000 Meter baute man T-Stücke in die DRL ein, wodurch sich das Rohrsystem zu Kontroll- und Wartungszwecken mit einer mobilen Kamera befahren lässt.

TURBINE AUCH BEI NIEDRIGWASSER AM NETZ Dass er mit der 3-düsige Pelton-Turbine von ANDRITZ Hydro die richtige Maschine für sein neues Kraftwerk ausgewählt hatte, bestätigte sich für Betreiber Wippel im niederschlagsarmen Winter des Vorjahres. „Trotz einer konstanten Niederwassersituation konnte im Jänner 2016 mit nur 5 % der ursprünglichen Ausbauwassermenge weiterhin Strom produziert werden.“ Ermöglicht wird der Betrieb bei massiv verringertem Triebwasser durch die exakte elektronische Regelung der 3 Turbinendüsen. Insgesamt stehen der Turbine bei vollem Wasserdargebot 265 l/s zur Verfügung. Bei einer Bruttofallhöhe von 162 m erzeugt die Turbine eine Engpassleistung von 353 kW. Als Stromwandler kommt ein Synchron-Generator von Hitzinger zum Einsatz.

Der direkt an die Turbinenwelle gekoppelte

Technische Daten • • • • • • • • • • • • •

Ausbauwassermenge: 265 l/s Bruttofallhöhe: 162 m Turbine: 3-düsige Pelton Engpassleistung: 353 kW Hersteller: ANDRITZ Hydro Generator: Synchron Nennscheinleistung: 380 kVA Hersteller: Hitzinger Druckrohrleitung: GFK DN500/400 Länge: ca. 4 km Lieferant/Hersteller: Geotrade/SUPERLIT E-Technik: MBK Jahresarbeit im Regeljahr: ca.1,4 GWh

HYDRO

Bild: MBK

Projekte

Visualisierung der Kraftwerkssteuerung von MBK.

Generator hat eine Nennscheinleistung von 380 kVA und eine Anschlussspannung von 400 V. Mit dieser Maschinenausrßstung kommt das Kraftwerk Greith auf ein JahresarbeitsvermÜgen von rund 1,4 GWh. Die Energieableitung ins Üffentliche Stromnetz erfolgt ßber eine 20 kV Leitung und verläuft auf einer Länge von 2,3 km komplett erdverlegt.

Als Stromwandler dient ein Synchron-Generator von Hitzinger.

Die Energieableitung wurde durch eine 20 kV-Erdleitung hergestellt.

Foto: zek

AUTOMATISIERTE STROMERZEUGUNG FĂźr die gesamte elektrotechnische Ausstattung der Anlage wurde die im Kleinwasserkraftsektor bewährte MBK Energietechnik GmbH aus dem steierischen Ilz beauftragt. Zum Leistungsumfang von MBK gehĂśrte neben der kompletten elektrotechnischen Hardware wie die 20 kV-Trafostation im AuĂ&#x;enbereich natĂźrlich auch die Programmierung der Kraftwerkssteuerung. Die Turbinenregelung geschieht vĂśllig automatisiert, eine Ăźbersichtliche Visualisierung gibt via Internetzugang und Steuerungs-PC permanenten Ăœberblick Ăźber den aktuellen Anlagenbetrieb. „Eingebunden in die Ăźbergeordnete Kraftwerkssteuerung sind natĂźrlich auch die beiden separaten Wasserfassungen. Dort erfolgt durch elektronisch gesteuerte SchĂźtze die dynamische Abgabe des Restwassers“, erklärt MBK-GeschäftsfĂźhrer Christian Mund und fĂźhrt weiter aus: „FĂźr die ohnehin notwendige Elektrifizierung der Wasserfassungen wurden zum einen Ethernet-Kabel fĂźr die elektronische Steuerung sowie 900 V-Stromleitungen verlegt. Dabei wurde auch gleichzeitig die Stromanbindung ans Ăśffentliche Stromnetz der „Energie Steiermark“ fĂźr das nahe gelegene Forstgut erledigt. Sollte das Wasserkraftwerk zum Stillstand kommen, kann somit dennoch weiterhin Strom bezogen werden. Längere Stillstandsphasen sind allerdings sehr unwahrscheinlich. Seit der Inbetriebnahme im Vorjahr hat die Stromproduktion des Kraftwerks Greith trotz ungewĂśhnlich trockenem Winter keine Pause eingelegt.

A-8811 Scheifling | HummelstraĂ&#x;e 5 Telefon: +43 (0)3582 22299 | Fax: +43 (0)3582 22299-5 office@planing.at | www.planing.at

Ihr Spezialist fĂźr Wasserkraft

Rohrsysteme fĂźr Wasserkraftwerke GFK-Rohre

und

GUSS-Rohre

DN300 - DN4000

DN80 - DN2000

“ X_XU 2beSXVUcdYW[UYd “ WUbY^WUc 7UgYSXd “ X_XUb 1RbYURgYTUbcdQ^T “ cUXb WedU SXU]YcSXU 2Ucdy^ TYW[UYd “ X_XU cdQdYcSXU 2U\QcdRQb[UYd “ gUbTU^ c_g_X\ Y] CSX\UeTUb Q\c QeSX Y] GYS[U\fUbVQXbU^ XUbWUcdU\\d

“ X_XU 4beS[RUcdy^TYW[UYd “ \UYSXdU FUb\UWe^W “ VŽb cSXgYUbYWcdU 5Y^RQeRUTY^ We^WU^ WUUYW^Ud “ \y^Wc[bQVdcSX\ŽccYW jeWVUcd “ bQcSXU e^T cYSXUbU =_^dQWU “ gUbTU^ Y] CSX\UeTUbfUbVQXbU^ XUbWUcdU\\d

FUbdbYURc`Qbd^Ub VÂŽb tcdUbbUYSX CSXgUYj e^T 4UedcSX\Q^T

8Q^TU\cWUc ] R 8 Â&#x201C; 8_SXcdbQÂ&#x2022; ($ Â&#x201C; $#!" BYUT Y^ TUb BYUT]Qb[ Â&#x201C; D5< $# '"#& #! $ " Â&#x201C; 5=19< _VVYSU0WU_dbQTU Qd

August 2016

35

HYDRO

Projekte

LOKALE GETEILSCHAFT REALISIERT MODERNES HOCHDRUCK-KRAFTWERK NAH AM GRIMSELPASS Seit Ende Mai dieses Jahres drehen sich die Laufräder im brandneuen Kraftwerk Hostetbach in der Berner Gebirgsgemeinde Guttannen. Auf Initiative der Bäuertgemeinde, wie Geteilschaften im Berner Oberland genannt werden, wurde im steilen Gelände der Ostflanke oberhalb des 350-Seelen-Dorfes ein Hochdruck-Kraftwerk am Letztstand der Wasserkrafttechnik errichtet. Die Anlage, ausgerüstet mit zwei ungleich großen 2-düsigen Peltonturbinen des Südtiroler Qualitätsherstellers Troyer AG, wird im Regeljahr rund 3,8 Millionen kWh sauberen „Hochgebirgsstrom“ erzeugen – genug, um circa 700 Haushalte mit Strom zu versorgen. Das Kraftwerk setzt die große Tradition innovativer Wasserkraftnutzung fort, für die das Aaretal seit Jahrzehnten weithin bekannt ist.

Das neue Kraftwerk Hostetbach wurde im Wesentlichen unterirdisch angelegt. Die Maschinenzentrale wurde als Kaverne in den Fels geschlagen. Über einen Winterzugang ist der Maschinenraum auch nach Verlegung durch einen Lawinenabgang erreichbar.

36

August 2016

Foto: zek

A

worden. Der Bau der großen Kraftwerke und in der Folge ihr Betrieb sorgten für wirtschaftlichen Aufschwung in einem im Grunde strukturschwachen Gebiet.

GENEHMIGUNG VON KWO Traditionell haben sich im Berner Oberland die Bäuerten gehalten, die von ihrer Ausrichtung her althergebrachten Geteilschaften wie etwa Genossenschaften entsprechen und ein Arbeits- und Besitzkollektiv darstellen. Eine davon ist die Bäuertgemeinde Guttannen, die ihren Weitblick aber auch ihre Vitalität im Jahr 2009 unter Beweis stellte, als man erstmalig eine Initiative für ein eigenes Kleinwasserkraftwerk vorstellte. „Die Idee stammt von Walter Willener-Jaggi aus der Bäuertkommission, der sich in der Folge an mich gewandt hat. Gemeinsam haben wir dann das Projekt vorangetrieben“, erzählt der heutige Präsident der Kraftwerk Hostetbach AG Hans Schläppi-Fischer. „Noch im selben Jahr konnten wir im Einvernehmen mit der Bäuertgemeinde Guttannen die Planung in die Wege leiten.“ Zu diesem Zeitpunkt stand allerdings noch ein sehr großes Fragezeichen über dem Projekt. Schließlich lag das rund 3,5 Quadratki-

lometer große Einzugsgebiet zur Gänze im Konzessionsgebiet der KWO. Eine ablehnende Haltung des großen Stromversorgers hätte unweigerlich das frühe Aus für das Kraftwerksprojekt bedeutet. „Zeitgleich mit unserer ersten Planung haben wir die KWO über unser Vorhaben in Kenntnis gesetzt – und schriftlich um ihre Genehmigung ersucht. In ihrem Brief vom 22. Januar 2010 haben sie uns – zu unserer großen Freude – zugesichert, dass sie keine Einwände gegen das Projekt hätten und wir es wie vorgesehen in ihrem Einzugsgebiet verwirklichen könnten“, so Hans Schläppi-Fischer.

ZÜGIGER BEHÖRDENWEG Schon wenige Monate später wurde eine Grobanalyse verbunden mit einem Vorprojekt in Auftrag gegeben. Das Projekt nahm Fahrt auf.

Gegen Ende 2011 war man mit den Planungen bereits so weit fortgeschritten, dass an der ordentlichen Versammlung der Bäuertgemeinde die Standorte von Fassung und Zentrale, sowie die Linienführung der Zufahrtsstraße zur künftigen Zentrale und jene von Druckrohrleitung und Energieableitung definiert werden konnten. Das Kraftwerk HostetFoto: zek

ls raue Hochgebirgslandschaft präsentiert sich die Nordrampe des Grimselpasses, beeindruckend und faszinierend in ihrem Erscheinungsbild gleichermaßen.

Guttannen, dessen Gemeindegebiet sich bis zu den imposanten Gipfeln des Finsteraar-, des Lauteraar- und des Schreckhorns erstreckt, ist mit rund 200 km2 flächenmäßig die zweitgrößte Gemeinde im Kanton Bern.

Allerdings ist nur ein kleiner Teil davon, knapp 10 Prozent, land- oder forstwirtschaftlich nutzbar. „Die ausgedehnten Gletscher, Firnen und Felsen werfen zwar keinen messbaren Ertrag ab, sie sind aber für die Talbewohner ein Stück Heimat und daher von hohem ideellen Wert“, heißt es im Selbstporträt auf der Gemeinde-Homepage.

Noch stärker als die umgebende Gebirgslandschaft prägte in den letzten Jahrzehnten der Wirtschaftsfaktor Wasserkraft das Leben in Guttannen. Die großen Wasservorkommen, die Talstufen und die geologische Stabilität dank des vorherrschenden Granitgesteins im Aaretal stellen einen enormen natürlichen Reichtum dar, den die Elektrizitätswirtschaft schon früh für sich zu nutzen vermochte.

Schritt für Schritt wurden seit den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts die Erzeugungskapazitäten ausgebaut. Maßgeblich daran beteiligt: die Kraftwerke Oberhasli AG – kurz KWO. In der Region ist sie zum größten Steuerzahler und wichtigsten Arbeitgeber ge-

HYDRO

Stern zu stehen. Nur wenige Wochen später hielten die Guttanner bereits die Wasserkraftkonzession in Händen. Einsprachen gegen das Projekt? Keine.

VOM KLEINKRAFTWERK ZUM KRAFTWERK Nachdem man im Dezember 2014 die „KW Hostetbach AG“ gegründet hatte und dieser die Wasserkraftkonzession von der Bäuertgemeinde übertragen hatte, gaben neue Berechnungen aus der Projektoptimierung Grund zu Diskussionen. „Die verfeinerten Berechnungen des Wasserzuflusses, für dessen genaue Ermittlung wir zuvor über drei Jahre Messungen der Ganglinie angestellt hatten, ergaben auf einmal einen deutlich höheren Stromertrag. Auf Basis der neuen Kalkulationen haben

Zwei ungleich große Maschinensätze bilden das "Herz" der Anlage. Die 2-düsigen Peltonturbinen aus dem Hause Troyer sind in Summe auf eine Leistung von 1'240 kW ausgelegt. Sie treiben jeweils einen direkt gekoppelten Synchrongenerator vom Fabrikat Hitzinger an.

Foto: Hydro-Solar

Foto: zek

bach nahm erste Formen an – zumindest am Reißbrett. Im Mai des nächsten Jahres folgte ein weiterer wesentlicher Schritt: die Anmeldung für die Kostendeckenden Einspeisevergütung – KEV. Wieder ein Jahr später, Ende Januar 2014, reichten die Projektbetreiber in einem koordinierten Verfahren das Konzessions- und Baugesuch für einen Maschinensatz ein. „Nach unserem Dafürhalten erreichten wir den ersten Meilenstein in der Realisierungsphase am 9. September 2014, als an der außerordentlichen Versammlung der Bäuertgemeinde beschlossen wurde, das Kleinkraftwerk zu bauen, zu betreiben und zu finanzieren“, erinnert sich Hans Schläppi-Fischer. Das Vorhaben schien tatsächlich unter einem guten

Foto: zek

Die Wasserfassung am Hostetbach auf 1'681 m Seehöhe. Unter dem Grobrechen befindet sich ein CoandaSystem (Wild Metal), das Sedimente über 0,6 mm Größe filtert.

Auch das Nebengebäude, in dem sich ein Zweikammer-Sedimentationsbecken befindet, wurde in der Böschung integriert.

Foto: zek

Foto: zek

Projekte

wir im März 2015 um die Konzessionserweiterung für eine zusätzliche, kleinere Maschinengruppe angesucht“, so der Präsident der Betriebsgesellschaft. Erneut mit promptem Erfolg. Nachdem Mitte Mai 2015 die Zusicherung für die Aufnahme ins KEV-Regime eintraf, erfolgte keine zwei Wochen später die Genehmigung für die Konzessionserweiterung. Hans Schläppi-Fischer: „Mit der Leistungserhöhung auf nunmehr über 1 MW und der damit verbundenen erhöhten Energieproduktion konnte nun auch die Konzessionsdauer von 60 auf 80 Jahre verlängert werden.

Aus unserem Kleinwasserkraftwerk Hostetbach war ein Kraftwerk Hostetbach geworden.“ Die Fördergarantie aus dem KEV erstreckt sich über 20 Jahre, beginnend mit der Inbetriebnahme im Mai dieses Jahres.

HEIKLE SPRENGARBEITEN IN ALPINEM GELÄNDE Ähnlich reibungslos wie die Behördenverfahren sollten in weiterer Folge auch die Arbeiten am durchaus nicht einfachen Bauprojekt verlaufen. Der Spatenstich erfolgte am 13. April 2015, wobei als eine der ersten Arbeiten eine 320 m lange Zufahrtsstraße zum künftigen Zentralenstandort, einer Kaverne im Fels, erstellt werden musste. Wenig später wurde mit dem Bau des Fassungsbauwerks „Furi“ und dem angeschlossenen Nebengebäude auf 1‘681 m Seehöhe begonnen, ebenso wie mit der 1‘025 m langen Druckrohrleitung, die größtenteils durch äußerst steiles und felsiges Gelände führt. „Die Verlegung mit dem Spinnenbagger in dem schwierigen Gelände erforderte viel Routine und Können von den Profis. Beides hat das Team der beauftragten Baufirma bewiesen“, sagt Hans Schläppi-Fischer. Während im obersten Bereich des Trassenabschnittes GFK-Rohre der Dimensionen August 2016

37

HYDRO

Letzte Bauarbeiten an Wasserfassung und Nebengebaude.

Foto: Mera Digital Cinema GmbH

Foto: Mera Digital Cinema GmbH

Foto: zek

Projekte

KWO im Dorfzentrum von Guttannen verlegt. Mittels Kabelbrücke wurde dabei einmal auch die Aare gequert. „Dank guter Koordination und fachtechnisch qualifiziertem Personal vor Ort, aber auch aufgrund der optimalen Witterungsverhältnisse während der ganzen Bauphase konnten die Bauarbeiten termingerecht abgeschlossen werden“, so Hans Schläppi-Fischer. Konkret bedeutete das, dass im Spätherbst das Gros der Bauarbeiten abgeschlossen war, zudem bereits die wichtigsten Kabel eingezogen waren und somit zu Anfang Winter 2015/2016 die provisorische Energieversorgung in der Kaverne sichergestellt war.

Die Verlegung der Druckrohrleitung im alpinen Gelände gestaltete sich sehr anspruchsvoll

Die Maschinenkaverne wurde in einem Felskopf auf 1'304 m Seehöhe ausgebrochen.

Foto: zek

Foto: Gasser Felstechnik

Die rund 1 km lange Druckrohrleitung wurde im unteren Abschnitt komplett in duktilen Gussrohren ausgeführt.

Foto: Mera Digital Cinema GmbH

DN600 eingesetzt wurden, kamen im unteren Abschnitt duktile Gussrohre DN500/DN400 zum Einsatz.

Mitte Juni startete eines der schwierigsten baulichen Unterfangen des Projektes: der Bau der Kavernenzentrale „Blatti“ mit dem Traforaum, die beide im Sprengvortrieb aus dem Fels gebrochen wurden. Dazu Hans Schläppi-Fischer: „Die Sprengarbeiten im Felskopf waren sehr heikel. Aufgrund des geologischen Felsaufbaus bestand bei jeder Sprengung die Gefahr, dass die Kaverne einbrechen könnte. Das beauftragte Unternehmen, die Gasser Felstechnik AG, musste dafür schon ihr ganzes Know-how aufbieten. Zum Glück sind sämtliche Bauarbeiten komplikations- und unfallfrei verlaufen.“ Zeitgleich zum laufenden Bau an Fassung, Zentralenkaverne und Druckrohrverlegung wurde im Sommer letzten Jahres auch die Energieableitung realisiert. Über eine Strecke von circa 1.300 m wurde das 16-kV-Kabel von der Zentrale „Blatti“ bis zur Übergangsstation der

POSITIVER EINDRUCK DER WASSERKRAFTPROFIS Nachdem die bauliche Infrastruktur sämtlicher Anlagenteile im Wesentlich hergestellt war, konnte der nächste große Schritt in Angriff genommen werden: Die Montage der Maschinen. Der Transformator war noch im November des Vorjahres in die eigens dafür errichtete Trafo-Kaverne geliefert worden. Im März dieses Jahres sollten die beiden Maschinengespanne folgen. Der Auftrag über die elektromechanische Ausrüstung des Kraftwerks, inklusive der gesamten Steuerungstechnik, erging an das innovationsstarke Wasserkraftunternehmen Troyer AG aus Sterzing. Das Traditionsunternehmen aus Südtirol hatte nicht nur mit seinem Angebot, sondern auch mit seinem Know-how und seiner Produktqualität die angehenden Kraftwerksbetreiber aus Guttannen überzeugt. Hans Schläppi-Fischer: „Wir waren sehr angetan davon, wie gut und umfassend wir von der Firma Troyer informiert wurden. Wir haben uns im Vorfeld auch das moderne Werk in Sterzing angesehen, wo uns Hubert Wassertheurer, Projektmanagement, durch die Hallen führte. All das hat einen sehr positiven Eindruck bei uns hinterlassen. Und letztlich hat sich unser guter Eindruck dann auch bei der Qualität der Maschinen bestätigt.“

38

August 2016

HYDRO

Foto: zek

kommt natürlich einer funktionellen Steuerungseinheit eine bedeutende Rolle zu. Auch in dieser Hinsicht gilt die Firma Troyer AG als absoluter High-End-Lieferant, der zu den führenden Anbietern in diesem Bereich gehört. Entsprechend zufrieden zeigt sich der Präsident der Betriebsgesellschaft mit dem gesamten SCADA-System: „Die Steuerung geht sehr weit in die Tiefe und ist doch sehr übersichtlich zu bedienen. Besonders die graphische Aufbereitung fasziniert mich. Wir können auf dem Display nicht nur sämtliche Betriebsparameter in Echtzeit ablesen, sondern finden darin auch Tendenzen, die wichtige Aufschlüsse über die Trends und Entwicklungen in der einen oder anderen Komponente liefern.“ LEISTUNGSFÄHIGE GENERATOREN Um eine möglichst hohe Anlagenverfügbarkeit zu garantieren, war es den Verantwortlichen wichtig, den hochwertigen Turbinen auch hochwertige Generatoren anzukoppeln.

Man setzte auf Generatoren des österreichischen Traditionsherstellers Hitzinger, der einmal mehr maßgeschneiderte Maschinen für den Einsatz im Hochgebirge über Guttannen lieferte. Der Generator der kleineren Maschine ist auf eine Leistung von 480 kVA ausgelegt, der größere auf 950 kVA. Was die Gene-

ratoren aus dem Hause Hitzinger auszeichnet, ist einerseits ihre enorme Robustheit – und andererseits ihre Effizienz. In jeder Maschine von Hitzinger steckt die jahrzehntelange Erfahrung eines Herstellers, der nach wie vor viel Energie in die Forschung und die Weiterentwicklung seiner Generatoren investiert.

Das erklärt, warum so viele Kleinwasserkraftbetreiber auf die Generatoren aus Linz vertrauen.

Die beiden Maschinen für die Kavernenzentrale wurden mit einer Luftkühlung ausgeführt. Um das Funktionieren der Kühlung auch in den heißen Monaten zu gewährleisten, wird derzeit gerade eine Kernbohrung an der Rückseite der Kaverne auf die Schattseite des Felskopfes durchgeführt, in den die Kaverne ausgebrochen wurde. Da hier die Temperaturen auch bei Sonnenschein markant tiefer liegen, will man diese kühlere Luft nutzen.

KOMPONENTEN IM FELS VERBORGEN Im Überblick betrachtet besteht das Hochdruck-Kraftwerk Hostetbach im Wesentlichen aus der Fassung „Furi“, der rund 1 Kilometer langen „Hybrid-Druckrohrleitung“ und der Kavernenzentrale „Blatti“. Als Fassung auf 1.681 m Seehöhe dient das bewährte Coanda-System aus dem Hause Wild Metal, das unterhalb eines klassisch anmutenden

Foto: zek

ZWEI UNGLEICHE MASCHINENGESPANNE IM ZUSAMMENSPIEL Entsprechend der Konzessionserweiterung und angepasst an die Jahresganglinie des Hostetbachs entschieden sich die Verantwortlichen für zwei ungleich große Maschinen – im klassischen Größenverhältnis von ungefähr ein Drittel zu zwei Drittel. Während M1, die größere der beiden Maschinen, auf ein Schluckvermögen von 258 l/s ausgelegt ist, beträgt die Ausbauwassermenge für M2 nur 142 l/s. Entsprechend dieser Auslegung kommt M1 bei einer Bruttofallhöhe von knapp 377 m auf 800 kW Ausbauleistung, M2 liefert im Maximum noch etwa 440 kW. Beide Peltonturbinen werden über zwei Düsen angespeist, die Lage der Turbinenwelle ist horizontal. Die gesamte installierte Turbinenleistung liegt also bei 1‘240 kW. Das Kraftwerk ist dabei für 32 Volllasttage konzipiert.

Im Durchschnitt werden an 72 Tagen im Regeljahr beide Maschinen in Betrieb sein. Mit dieser Maschinenkonstellation erreichen die Betreiber einerseits sehr hohe Wirkungsgrade im Volllastbereich, zum anderen aber auch noch recht gute im Teillastbereich, da die kleine „Winterturbine“ in der Lage ist, noch mit rund 15 l/s und einer Düse am Netz zu verbleiben. Für ein optimales Zusammenspiel der beiden ungleichen Maschinengespanne

Auch die beiden Kugelhähne wurden von der Firma Troyer AG konstruiert, gefertigt und montiert.

Foto: zek

Foto: zek

Neben dem denkmalgeschützten Gebäude wurde unterirdisch das neue Kraftwerk gebaut. An der Oberfläche befinden sich Parkplätze.

Foto: Mera Digital Cinema GmbH

Am 11. April dieses Jahres konnte die Maschinenmontage beginnen.

Foto: zek

Projekte

Speziell mit der anschaulichen und bedienungsfreundlichen Visualisierung zeigen sich die Kraftwerksbetreiber hoch zufrieden.

Moderne und grundsolide Steuerungs- und E-Technik - auch das ein unverkennbares Qualitätsmerkmal der Troyer AG.

August 2016

39

HYDRO

STROM FÜR 700 HAUSHALTE Um die Fassung mit Strom zu versorgen, wurde parallel zur Druckrohrleitung ein 900-V-Stromkabel mitverlegt. Im Nebengebäude wird der Strom auf 400 V herunterge-

Das 350-Seelendorf Guttannen liegt an der Nordrampe des Grimselpasses. Ein Alpenidyll auf über 1'000 m Seehöhe.

Foto: zek

Tirolerwehrs implementiert wurde. Von hier gelangt das Triebwasser in das Nebengebäude, das erdüberdeckt in die seitliche Böschung eingebunden wurde. Dies hat mehr als gute Gründe, wie Hans Schläppi-Fischer bestätigt. Es ginge dabei nicht nur um den Landschaftsschutz, der natürlich auch eine große Rolle spiele, sondern vor allem darum, dass man sich in einem massiv von Lawinen bedrohten Hang befinde. „Wir müssen sogar die hier installierte Außenkamera vor Wintereinbruch abmontieren, sie wäre das erste Opfer jeder Lawine“, so Schläppi-Fischer. In der Gemeindechronik von Guttannen wird gleich mehrfach von verheerenden Lawinentragödien berichtet. Naheliegend, dass sich diese Bedrohung auch in der Umsetzung des Kraftwerksprojektes widerspiegelt. Das Nebengebäude besteht aus zwei spülbaren Wasserkammern, die als Sandfang dienen. Zum Glück führt der Bach nur sehr wenig Sedimentfracht mit sich, das Spülen der Kammern wird aus diesem Grund nicht sehr häufig nötig sein. Über knapp 377 m stürzt das Wasser aus dem Hostetbach dann durch die Druckrohrleitung bis zur Kavernenzentrale. Angesichts der Exponiertheit im hochalpinen Bereich wurde ein spezieller „Wintereinstieg“ von oben in die Kaverne gebohrt. Es stellt quasi ein Mannloch dar, durch das man auch dann in die Zentrale gelangt, wenn eine Lawine den herkömmlichen Zugang versperrt.

Projekte

spannt, um damit die wesentlichen Nebenanlagen betreiben zu können. Selbstredend wurde auch ein LWL-Kabel für die Steuerung in der Trasse mitverlegt, heute eigentlich schon unverzichtbarer Bestandteil eines modernen Steuerungssystems.

Mit der Montage der Maschinengruppen im Frühjahr dieses Jahres bog das Bauvorhaben zügig auf die Zielgerade ein. Von Mitte April bis Mitte Mai wurden die Turbinen und Generatoren montiert, die Laufräder installiert und ausgerichtet sowie die Zuleitungen und Absperrorgane eingebaut. Die Arbeiten liefen nicht zuletzt deshalb sehr zügig, weil die bauliche Infrastruktur für die Montagearbeiten vorzüglich vorbereitet worden war, wie die Verantwortlichen der Firma Troyer konstatierten. Nach erfolgreicher Druckprüfung

war die Zeit für den großen Moment gekommen: Am 27. Mai erfolgte der Erstkontakt der Turbine mit dem Triebwasser und die ersten Kilowattstunden erschienen auf dem Zähler. Im Durchschnittsjahr werden es rund 3,8 Millionen sein. Das reicht aus, um etwa 700 Haushalte mit sauberem Strom zu versorgen. Noch stehen einige Restarbeiten auf dem Programm, die in wenigen Wochen abgeschlossen sein werden. Dann können Hans Schläppi-Fischer und seine Mitstreiter endgültig einen Schlussstrich unter das erfolgreiche Projekt ziehen. Ob sie noch für ein weiteres Wasserkraftprojekt aktiv werden?„Eher nicht“, meint Hans Schläppi-Fischer, „Zwar wäre oberhalb noch eine Stufe möglich, aber das überlassen wir guten Gewissens unseren Nachfahren.“

Technische Daten • Einzugsgebiet: 3,49 km2 • Restwasser: 5 l/s • Bruttofallhöhe: 376,80 m • Turbinen: 2 Stk. Pelton-Turbinen • Düsenzahl: 2-düsig • Fabrikat: Troyer AG • Maschine 1: 800 kW (Q=258 l/s) • Maschine 2: 440 kW (Q=142 l/s) • Drehzahl: 1'500 Upm (beide) • Generatoren: 2 Stk. Synchrongeneratoren • Fabrikat: Hitzinger • Generatorleistung: M1: 950 kVA / M2: 480 kVA • Coanda-Rechen: Wild Metal • Druckrohrleitung: L: 1'025 m / DN600/500/400 • Steuerung & Automation: Troyer AG • Regelarbeitsvermögen: 3,8 GWh

40

August 2016

Foto: zek

Foto: zek

• Ausbauwassermenge: 400 l/s

Maßgeblich für den Erfolg des Projektes verantwortlich: der Präsident der KW Hostetbach AG, Hans Schläppi-Fischer und sein "Vize" Hans Nägeli. (v.l.)

HYDRO

Projekte

HIGH-LEVEL-PERFORMANCE MIT BEWÄHRTER GENERATORTECHNOLOGIE Die ungleich dimensionierten Maschinensätze in der Zentralenkaverne des neuen Kraftwerks Hostetbach sind seit rund zwei Monaten im Einsatz und haben in dieser Zeit ihr hohes Qualitätslevel unter Beweis gestellt. Sowohl die beiden Turbinen, als auch die beiden direkt gekoppelten Synchrongeneratoren haben die Betreiber bislang überzeugt. Dass man im neuen Schweizer Kavernenkraftwerk auf Generatortechnik der Firma Hitzinger setzt, hat sehr gute Gründe.

Hitzinger-Synchrongeneratoren Geno 1: • Drehzahl: 1‘500 Upm • Schleuderdrehzahl: 2‘700 Upm • Nennscheinleistung: 480 kVA • Nennstrom: 692 A • Spannung: 400 / 231 V • Gewicht: 1‘815 kg

Foto :zek

Geno 2: • Drehzahl: 1‘500 Upm • Schleuderdrehzahl: 2‘700 Upm • Nennscheinleistung: 950 kVA • Nennstrom: 1‘371 A • Spannung: 400 / 231 V • Gewicht: 3‘500 kg

VERLUSTE MINIMIERT Im Detail punkten Hitzinger-Generatoren etwa durch die Verwendung moderner Hochleistungsstähle, woraus mehrere Vorteile resultieren: Durch die hohe Stahlqualität ist man heute in der Lage, dünneres Blech zu verwenden. Dies wiederum bedeutet nicht nur ein geringeres Gewicht, sondern vor allem geringere Verluste und somit einen Mehrertrag für den Kunden. Dies macht sich bei Generatoren aus dem Hause Hitzinger besonders be-

merkbar, schließlich sind die Maschinen auf die klassisch langen Lebenszeiten einer hochwertigen Wasserkraftmaschine von mehreren Jahrzehnten ausgelegt.

Dabei bleibt jede einzelne elektrische Maschine im Dokumentationsarchiv des Herstellers gelistet. Dies stellt einen raschen Überblick über sämtliche Spezifikationen, Konstruktionsdetails oder Wicklungsdaten sicher. Selbst nach Jahrzehnten liegen damit alle essentiellen Informationen über den Generator vor.

Generator-Fertigung in Linz. Im Bild: die einzigartige Rotor-Wickelmaschine - gebaut nach eigenen Vorstellungen und Anforderungen.

Foto :zek

Behutsam wird der Generator vom Lkw gehievt und in die Maschinenkaverne eingehoben.

Foto: Mera Digital Cinema GmbH

D

ie Intention der Kraftwerksbetreiber in Guttannen widerspiegelt sich nicht zuletzt auch in der elektromaschinellen Ausrüstung, die für Nachhaltigkeit, wirtschaftliche Effizienz und Langlebigkeit steht.

Für all diese Eigenschaften stehen auch die Generatoren aus dem Hause Hitzinger – dem Marktführer in Sachen Kleinwasserkraftgeneratoren. Wie bei allen anderen Maschinen, die das Fertigungswerk in Linz verlassen, wurden auch die beiden Generatoren für das KW Hostetbach individuell und passgenau für die jeweiligen Anforderungen maßgeschneidert.

Angefangen von der magnetischen Auslegung, über das Isolationssystem bis hin zum optimalen Verhältnis zwischen Eisen und Kupfer wurden auch diese beiden Maschinen von Grund auf angepasst. Mit 950 kVA an der größeren und 480 kVA an der kleineren Turbine bieten beide Generatoren ausreichend Leistungskapazität. Die Wirkungsgrade liegen dabei über den gesamten Betriebsbereich im absoluten Spitzenfeld.

Zwei leistungsstarke Maschinengespanne im neuen Kraftwerk Hostetbach im Kanton Bern.

August 2016

41

HYDRO

Projekte

Fotos: Helmuth Kern

Vor der Errichtung der Kleinkraftwerke Gänsegarten und Melchiorwehr (Titelbild) in der deutschen Gemeinde Neckartenzligen musste erst ein langjähriger Behördenmarathon absolviert werden.

HAPPY END NACH GENEHMIGUNGSODYSSEE FÜR KRAFTWERKSDUO In der Gemeinde Neckartenzlingen im baden-württembergischen Landkreis Esslingen sorgen seit dem Sommer des Vorjahres zwei völlig neu errichtete Kleinkraftwerke für umweltfreundliche Stromerzeugung. Gemeinsam decken die beiden Laufkraftwerke „Gänsegarten“ und „Melchiorwehr“ den jährlichen Energiebedarf von rund 300 durchschnittlichen Haushalten. Den aufwändigsten Teil im Entstehungsprozess der Wasserkraftprojekte stellten die langwierigen Behördenverhandlungen dar. Dank eines breiten Bündnisses auf lokalpolitischer Ebene in Verbindung mit einem ausdauernden Investor konnten die Kraftwerke dank umfangreicher ökologischer Ausgleichsmaßnahmen schließlich doch noch realisiert werden. rofessor a. D. Helmuth Kern war in seiner Funktion als ehemaliger Gemeinderat eine jener treibenden Kräfte, die zur Realisierung der Wasserkraftprojekte maßgeblich beigetragen haben. Für die Schriftenreihe „Neckartenzlinger Geschichtsblätter“ dokumentierte Helmuth Kern die aufwändige Entstehungsgeschichte der neuen Kleinkraftwerke. Dabei entstand eine lesenswerte Dokumentation, die durch akribische Protokollierung der langjährigen Verhandlungen die komplexe Entwicklungsphase des Kleinwasserkraftprojektes anschaulich macht.

P

ZUKUNFTWEISENDE GEMEINDERATSSITZUNG Die Entstehung des Projektes begann mit einer richtungsweisenden Sitzung des Neckartenzlinger Gemeinderates im Oktober 2008.

Im Zuge der Diskussion zur notwendigen Umgestaltung eines Streichwehrs im Gemeindegebiet unmittelbar neben dem Spielplatz „Gänsegarten“ wurde die rund vier Jahre zuvor verworfene Idee zur Wasserkraftnutzung

42

August 2016

am Wehrstandort wieder aufgegriffen. „Am Ende der Beratung wurde einstimmig beschlossen, dass die Planung zur Umgestaltung des Streichwehrs an der Erms nicht nur die

ökologische Durchgängigkeit und die Hochwassersicherheit, sondern auch die Prüfung von Stromgewinnungsmöglichkeiten einbeziehen muss“, schreibt Helmuth Kern, dessen

Gemeinsam erzeugen die als Flusskraftwerke konzipierten Anlagen (am Bild das KW Gänsegarten) genug Ökostrom für den Jahresenergiebedarf von rund 300 Haushalten.

Projekte

HYDRO

Betreiber Dr. Tillmann Hellwig (l.) und Dr. Egbert Laege.

Vor dem Bau des Kraftwerks Gänsegarten stellte eine Gefällestufe hinter der evangelischen Kirche ein unüberwindbares Hindernis für Fische dar.

politische grün-alternative Fraktion „Die Alternative für Neckartenzlingen“ mit der Suche nach Ansprechpartnern für das potentielle Wasserkraftprojekt beauftragt wurde.

Gemeinsam mit seiner Fraktionskollegin Walburga Duong kam es somit unmittelbar nach der Gemeinderatssitzung zu einem Treffen mit Ortsbaumeister Bernhard Fritz, bei welchem grundlegende Aspekte des Projekts besprochen werden sollten. Dabei stellte sich heraus, dass ein gewisser Dr. Tillmann Hellwig bereits seit längerem Interesse an der Errichtung eines Wasserkraftwerks an besagtem Standort gezeigt hatte.

Dies erwies sich vor allem in monetärer Hinsicht als Glücksfall, weil durch einen privaten Investor das Projekt ohne finanzielle Belastung des Gemeindebudgets umgesetzt werden konnte.

PROJEKTVORSTELLUNG Ende März 2009 schließlich präsentierte Dr. Hellwig dem Gemeinderat die gemeinsam mit seinem Geschäftspartner Dr. Egbert Laege erarbeitete Projektvorstellung. Das Konzept der „Hellwig & Laege GbR“ sah neben der Errichtung eines Kleinkraftwerks in der Ortsmitte den Bau einer weiteren Anlage am sogenannten Melchiorwehr etwas außerhalb des Gemeindegebiets vor.

Bei der Präsentation wurde von Dr. Hellwig darauf hingewiesen, dass das Konzept bereits im Februar dem zuständigen Landratsamt vorgestellt und als grundsätzlich genehmigungsfähig erachtet wurde. Von diesem Entwurf sollte vor allem die Gemeinde profitieren, da mit dem Bau der Kraftwerke auch gleichzeitig die von der EU vorgeschriebene Fischdurchgängigkeit an den bestehenden Gefällestufen hergestellt werden konnte. Die Herstellung des Fischaufstiegs wäre auch ohne die Kraftwerksprojekte obligat gewesen und hätte für die Gemeinde Kosten von mehreren 100.000 Euro bedeutet.

Dies überzeugte auch den Gemeinderat und die Gemeindeverwaltung, wodurch die Entscheidung zum Bau der Kraftwerke guten Gewissens an die Hellwig & Laege Gbr vergeben werden konnte. Die Komplettplanung für das doppelte Wasserkraftprojekt wurden von der Betreibergesellschaft an das im Kleinwasserkraftsektor bewährte Ingenieurbüro Wolfgang Gross aus Reinheim vergeben.

Begründet wurde die Ablehnung des Kraftwerksbaus mit dem als Naturdenkmal deklarierten Gebiet am Melchiorwehr, dessen Flora und Fauna durch die anstehenden Bauarbeiten nicht beeinträchtigt werden sollte. Weil aber am Melchiorwehr ebenfalls schweres Gerät zur vorgeschriebenen Herstellung von Fischdurchgängigkeit erforderlich gewesen wäre, ließ sich die behördliche Entscheidung schwer nachvollziehen. Mit diesem Bescheid wollten sich weder die Gemeindevertreter noch die Investoren, für welche aus wirtschaftlichen Gründen nur der Bau von beiden Kraftwerken in Frage kam, abfinden.

PROJEKT ZÄHLT AUF BREITE UNTERSTÜTZUNG Bewegung in die Sache kam schließlich im Dezember 2010. Dazu wurde ein Lokalaugenschein am Melchiorwehr organisiert sowie ein Pressegespräch veranstaltet, an welchem auch der später zum Ministerpräsidenten von Baden-Württemberg gewählte Winfried Kretschmann vom Bündnis 90/Die Grünen teilnahm. Kretschmann sprach sich dabei eindeutig für den Ausbau regenerativer Energieformen aus. Positive Resonanz fand die Veranstaltung auch bei lokalen Zeitungen, die sich in mehreren Artikeln und Kommentaren für den Kraftwerksbau aussprachen.

Nach einem weiteren Treffen von Gemeindevertretern, Investoren, Baumeister und Planer mit Vertretern des Regierungspräsidiums und des Landratsamtes Esslingen Mitte Januar 2011 zeichnete sich eine Lösung für das umstrittene Projekt ab. In einem rund drei Wochen später vom Landratesamt an die Betreiber geschickten Schreiben wurde festgehalten, „dass aufgrund der unzureichenden Datenlage (Artenvorkommen, Umfang des Eingriffs) eine objektive Beurteilung des Eingriffs in die Natur noch nicht abschließend möglich ist.“

NEGATIVER BESCHEID DER NATURSCHUTZBEHÖRDE Nachdem die Vorplanungen der Wasserkraftprojekte Mitte Februar 2010 beim Landratsamt Esslingen eingereicht wurden, kam rund vier Monate später eine für die künftigen Betreiber ernüchternde Antwort.

Darin wurde festgehalten, dass die Naturschutzbehörde aus naturschutzrechtlichen Gründen einem Kraftwerksbau am Standort Melchiorwehr negativ gegenübersteht. Für das unterhalb situierte neue Kraftwerk Gänsegarten hingegen gab es keine grundsätzlichen Einwände.

August 2016

43

HYDRO

Projekte

Bewegliche Stauklappe am Standort Melchiorwehr. Für die Umsetzung des Stahlwasserbaus an beiden Anlagen wurde die in Pforzheim ansässige KWT Hydro Anlagenbau GmbH engagiert.

In Folge wurde eine arten- und naturschutzrechtliche Untersuchung des geplanten Anlagenstandortes durch ein geeignetes Fachbüro empfohlen. Sollte diese Prüfung ergeben, dass keine erheblichen Beeinträchtigungen durch die Bauarbeiten an der Tier- und Pflanzenwelt zu erwarten sind, dann „sind wir bereit, gemeinsam mit den Planern und Fachplanern nach Möglichkeiten für eine Eingriffsminderung bzw. nach Ersatzmaßnahmen zu suchen, um dann letztendlich zu einer positiven Gesamtbeurteilung zu kommen“, heißt es weiter in dem Bescheid.

BEHÖRDENMARATHON GEHT WEITER Als ökologische Ausgleichsmaßnahme sollte etwa ein Ersatzhabitat am Melchiorwehr für die bei der naturschutzrechtlichen Prüfung gesichteten und unter strengem Schutz stehenden Zauneidechsen errichtet werden. Zusätzlich wurden anstelle der bestehenden Sohlschwelle am Melchiorwehr fünf Querriegel aus Granit in das Bachbett gesetzt, wodurch sich ein sanftes Gefälle ergibt. „Aufgrund des Eingriffs ins Naturdenkmal

Melchior wurde als Ausgleichsmaßnahme die Herstellung der Durchgängigkeit an der Stützschwelle Brücke Altdorferstraße umgesetzt. Damit ist der Neckar direkt angeschlossen und über die beiden Anlagen bis Bempflingen für Gewässerlebewesen durchgängig gestaltet“, ergänzt Planer Wolfgang Gross.

Bis es schließlich zum Baustart im Herbst 2014 kommen konnte, mussten noch weitere Auflagen und Bedenken von verschiedenen Stellen erfüllt beziehungsweise ausgeräumt werden. Das größte Hindernis stellte dabei eine geplante Stauzielerhöhung bei beiden Kraftwerken um 30 cm dar, weswegen negative Auswirkungen auf die Gewässerökologie sowie eine bestehende Oberliegeranlage befürchtet wurden. Diese Bedenken konnten schließlich durch mehrere Gutachten ausgeräumt werden, dennoch verlief das Genehmigungsverfahren weiterhin schleppend.

Die wasserrechtliche Bewilligung des Landratsamtes zum Kraftwerksbetrieb für die Hellwig & Laege GbR wurde schließlich im Juni 2014 zugestellt: Darin hieß es :„Nach Abwägung aller Belange ist festzustellen, dass das

öffentliche Interesse an der Realisierung der Maßnahme zur regenerativen Energiegewinnung mit künftiger Durchgängigkeit der Erms höher liegt als die Erhaltung des Status quo. Die Wasserkraft soll im Interesse des Klimaschutzes und der Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energien genutzt werden.“ Nachdem auch noch die letzten Einwände der evangelischen Kirchengemeinde bezüglich etwaiger Lärmbelästigung durch den Einbau eines körperschallentkoppelten Generators im Kraftwerk Gänsegarten ausgeräumt wurden, konnten die Bauarbeiten schließlich Mitte September 2015 beginnen.

ZWEI FAST IDENTE KRAFTWERKE Die bauliche Ausführung und maschinelle Ausrüstung der Kraftwerke Gänsegarten und Melchiorwehr ist laut Planer Wolfgang Gross in weiten Teilen völlig ident. Beide Anlagen wurden vom Anlagenkonzept als Laufwasserkraftwerke ausgeführt und verwenden zur Energieproduktion vertikalachsig eingebaute Kaplan-Turbinen des Herstellers HSI Hydro Engineering GmbH aus Trier. Die kompakten Turbinen verfügen sowohl über verstellbare Laufradflügel als auch verstellbare Leitschaufeln und zeichnen sich durch einen hervorragenden Wirkungsgrad aus. Die Leistungsübertragung zum als Stromwandler verwendeten Asynchron-Generator erfolgt über einen einstufigen Flachriemenantrieb.

Beide Turbinen nutzen eine Nettofallhöhe von 2,2 m und sind auf eine Ausbauwassermenge von 3,5 m³/s ausgelegt. Die Nennleistung liegt jeweils bei 62,7 kW, wodurch sich ein durchschnittliches Regelarbeitsvermögen von rund 330.000 kWh pro Maschinensatz ergibt. Beide Kraftwerke sind mit beweglichen Stauklappen an die aktuellen Hochwasserschutzanforderungen ausgerüstet.

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 2x 3,5 m³/s • Nettofallhöhe: 2 x 2,2 m • Turbine: 2 x Kaplan • Nenndrehzahl: 203 U/min • Laufradflügel: 4 • Leistung: 2 x 62,7 kW • Hersteller: HSI Hydro Engineering GmbH Anlieferung der Kaplan-Turbine des Herstellers HSI Hydro Engineering aus Trier.

Beide Turbinen sind völlig ident und erzielen bei einer Ausbauwassermenge von 3,5 m³/s und eine Nettofallhöhe von 2,2 m eine Engpassleistung von 62,7 kw.

44

August 2016

• Regelarbeitsvermögen: 2 x 330.000 kWh

HYDRO

Zur Rechenreinigung kommen jeweils zwei Knickarmrechenreiniger zum Einsatz. Das am Feinrechen angeschwemmte Geschiebe wird dabei durch eine Spülrinnenkonstruktion direkt in das Tosbecken der Wehranlage geleitet und verbleibt somit im Gewässerverlauf der Erms.

Als Fischaufstiegslösung wurde am Standort Gänsegarten ein Schlitzpass mit Betonelementen parallel zur Turbinenanlage mit 200 l/s Betriebsabfluss erstellt. Der Fischabstieg mit einer Dotation von 100 l/s geschieht über eine dauerhaft geflutete Spülrinne am flach geneigten vertikalen Feinrechen mit 15 mm Stababstand. Als Fischaufstieg bei der Anlage Melchiorwehr dient ein naturnah ausgeführtes Raugerinne mit Beckenstruktur, der Betriebsabfluss liegt ebenfalls bei 200 l/s. Der Fischabstieg erfolgt über eine dauerhaft geflutete Spülrinne mit 100 l/s am ebenso ident ausgeführten Feinrechen. An beiden Standorten wurden natürlich sämtliche ökologischen Ausgleichsmaßnahmen gemäß den behördlichen Anforderungen umgesetzt.

KRAFTWERKE AM NETZ NACH 5-JÄHRIGER GENEHMIGUNGSPHASE Das Kraftwerk Gänsegarten im Ortsgebiet konnte schließlich Anfang Juli 2015 nach einer Bauzeit von etwa einem dreiviertel Jahr

Foto: IB Wolfgang Gross

Projekte

Am Kraftwerk Gänsegarten sorgt ein Schlitzpass für optimale Fischdurchgängigkeit.

Die optische Qualität der baulichen Ausführung ist der Bauunternehmung Doll aus Offenburg zu verdanken.

offiziell eingeweiht werden, die Arbeiten zur Fertigstellung der Anlage am Melchiorwehr dauerten rund einen Monat länger. Trotz der langwierigen Genehmigungsphase zieht Betreiber Dr. Tillmann Hellwig ein positives Fazit über das mit Dr. Egbert Laege verwirklichte Wasserkraftprojekt: „Es war uns als Auftraggeber eine Freude zu sehen und zu erleben, dass alle Akteure in einer guten und kooperativen Weise zusammengearbeitet haben. Nur so kann ein so komplexes Projekt innerhalb des Kostenrahmens und in den vor-

gegebenen Zeitfenstern gebaut werden.“ Ähnlich sieht es Helmuth Kern im Vorwort seiner detaillierten schriftlichen Dokumentation: „Am Ende hat sich gezeigt, dass die Begleitung und Unterstützung durch den Gemeinderat, die Verwaltung, durch Behörden und Politiker der Realisierung des Projektes in der Tat genützt hat, doch dazu gehörte auch ein Investor, der mit Zähigkeit, Langmut, Intensität und Ausdauer sein Projekt verfolgt hat und der sich nicht so schnell entmutigen ließ.“

Ihr verlässlicher Partner für

Komplettlösungen g im Bereich Wasserkraft ökologisch – ökonomisch – nachhaltig

KAPLAN-ROHRTURBINEN Laufraddurchmesser Leistungen Leistungen Fallhöhen

www.comcept. p tv t

Durchflüsse

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

KAPLAN-SCHACHTTURBINEN Laufraddurchmesser Leistungen Fallhöhen Durchflüsse

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

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

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

WIR BEWEGEN WASSER. August 2016

45

HYDRO

Projekte

Fotos: zek

Die Firma Voglauer aus dem Salzburger Abtenau produziert Naturmöbel der Premiumklasse. Das Werk wird bis zu 60 % mit dem hauseigenen Kraftwerk mit Strom versorgt. Nach 30 Jahren wurde es nun saniert.

TRADITIONSMÖBELHAUS SETZT AUF SANIERUNGSSPEZIALISTEN AUS NIEDERÖSTERREICH Über 30 Jahre lang versah das Hauskraftwerk der Voglauer Möbelwerke in Abtenau bei Salzburg zuverlässig seinen Dienst. Im Januar 2016 entschied sich die Betreibergesellschaft, das Kraftwerk mittels einer umfangreichen Sanierung wieder auf Vordermann zu bringen. Die Tätigkeiten reichten dabei vom Fassungsbereich über die Rohrleitung bis hin zur Rundumsanierung der Turbine. Zusätzlich wurde, gemäß der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie, auch ein Fischaufstieg am Wehr der Wasserfassung angelegt. Weil das Kraftwerk den Großteil des Energiebedarfs des Voglauer Möbelwerks deckt, mussten die Arbeiten zügig durchgeführt werden – hier waren vor allem die Turbinenexperten der Firma Kössler gefragt. as im Jahre 1932 als Tischlereibetrieb begann, entwickelte sich zu einem der renommiertesten Möbelproduzenten Europas. Die Firma Voglauer aus dem Salzburger Abtenau produziert Hotelzimmereinrichtungen und Möbel der Premiumklasse. Authentische und nachhaltige Naturholzmöbel liefert das Familienunternehmen heute in die ganze Welt. Das Thema Nachhaltigkeit verfolgt die Firma Voglauer nicht nur bei den Materialien ihrer Produkte, sondern auch im Produktionsbereich spielt es eine wichtige Rolle. Bereits im Jahr 1984 entschied man sich deshalb für die Installation eines hauseigenen Wasserkraftwerks am nahegelegenen Schwarzbach. „Für uns ist die Stromerzeugung durch Wasserkraft ein wichtiger und authentischer Ansatz für Nachhaltigkeit im gesamten Wertschöpfungsprozess unserer Möbelproduktion“, so David Zwilling, GF der Kraftwerksgesellschaft und gewerblicher GF im Voglauer Möbelwerk. Das Kraftwerk mit einer Leistung von 440 kW trägt dabei

rund 60 % des Gesamtenergiebedarfs des Werks. Nach über 30 Jahren zuverlässigen Betriebes war es nun an der Zeit die Anlage wieder für die nächsten Jahrzehnte zu rüsten.

W

46

August 2016

Voglauer Geschäftsführer David Zwilling vor der neuen Rechenreinigungsmaschine im Einlaufkanal.

NEUGESTALTUNG FASSUNGSBEREICH Der Schwarzbach ist ein rechtsseitiger Zufluss der Salzach im Bundesland Salzburg. Der tosende Wildbach, der durch Schluchten und über Wasserfälle durch das Tennengebirge seinen Weg ins Salzburger Flachland schlängelt, versorgt die Turbinen des gleichnamigen Kraftwerks mit bis zu 2,3 m³/s an Triebwasser.

Ein fester Wehrkörper staut dabei das Wasser des Schwarzbaches auf und leitet es rechtsufrig in den Einlaufkanal der Wasserfassung. Nach dem Passieren des Einlaufrechens wird das Wasser in einen 1.070 m langen Ausleitungskanal mit einem Durchmesser von 1.020 mm zum Krafthaus geleitet. Der Wasserspiegel am Wehr wird durch ein Grundablassschütz – situiert zwischen festem Wehrkörper und Einlaufkanal – gesteuert. Dieses wurde im Zuge

HYDRO

Foto: Kössler

Projekte

Anlaufscheiben, neue Ringe zur Laufradnabe, neue Buchsen und neue Dichtungen installiert. Zudem wurde die Ölzuführung für die Laufradverstellung komplett erneuert.

WARTUNGSFREIER UMBAU DES LEITAPPARATS Der Leitapparat wurde komplett umgebaut, damit keine Schmierung mehr notwendig ist und dieser somit wartungsfrei betrieben werden kann. Das Maßnahmenpaket hierbei umfasste: • Aufschweißen der Leitschaufeln und Leitschaufelringe soweit erforderlich • Leitschaufeln an den Lager- bzw. Dichtungsstellen abdrehen • Anfertigen und Aufziehen von rostfreien Hülsen • Neue Lagerbüchsen vom Typ ZX100 einsetzen • Erneuern der Führungsbänder • Neue Dichtungen und Anlaufscheiben • Sämtliche Schrauben und Hydraulikschläuche erneuern • Erneuerung des Korrosionsschutzes • Sandstrahlentrostung inkl. Grund- und Deckanstrich Anschließend wurde der Leitapparat im Werk von Kössler wieder zusammengesetzt und für die Installation im Kraftwerk vorbereitet.

Die gesamte Turbine wurde von der Firma Kössler vor Ort zerlegt und im hauseigenen Werk innerhalb von sechs Wochen generalsaniert.

der Sanierungsmaßnahmen nun komplett ersetzt. Am Einlaufrechen installierte man eine neue vollautomatische Rechenreinigungsmaschine. Geborgenes Schwemmgut wird dabei in eine Rinne abgestreift und in den Schwarzbach zurückgegeben. Die komplette Hydraulikanlage der Fassung, inklusive aller Leitungen, wurde ebenfalls komplett erneuert. Auch die Steuerung wurde komplett neu programmiert und angepasst. Gemäß den gesetzlichen Vorgaben wurde das Wehr zudem für Fische passierbar gemacht. Hierfür hat man ein Umgehungsgerinne mit 12 Becken mit einer Tiefe von jeweils 40 cm angelegt. Die Fischaufstiegshilfe wird mit 300 l/s dotiert, wobei 100 l/s davon auf die Restwasserabgabe entfallen. „Der Fischaufstieg funktioniert sehr gut, wir konnten schon unzählige Fische in den Becken sichten“, so Zwilling.

SECHSWÖCHIGER ZEITPLAN Der zweite große Teil des Sanierungspakets umfasste die komplette Zerlegung und Revitalisierung der 30 Jahre alten Kaplan-Spiralturbine aus dem Hause Kössler. Aufgrund der Wichtigkeit des Kraftwerks für das Möbelwerk mussten sämtliche Tätigkeiten innerhalb von sechs Wochen im Werk von Kössler durchgeführt werden. „Der sehr enge Zeitrahmen für den erforderlichen Reparaturaufwand war eine Herausforderung, da die gesamte Turbine vor Ort in ihre Einzelteile zerlegt und wieder zusammengebaut werden musste“, so Kurt Schiep, Leiter AMB bei der Firma Kössler.

REVISION DER ABSPERRKLAPPE Zu guter Letzt wurde die Absperrklappe mit Fallgewichtsantrieb der Turbine revidiert. Die Armatur wurde dabei einem kompletten Service inkl. Bauteilprüfung unterzogen. Sämtliche Dichtelemente wurden im Zuge dessen ersetzt und einer anschließenden Druck- und Dichtheitsprüfung unterzogen. Falls erforderlich wurden sämtliche Bauteile egalisiert und somit wartungsfrei gemacht. Zusätzlich wurden der Messing-Sitzring auf Beschädigung geprüft, sämtliche Komponenten sandgestrahlt und mit einem hochwertigen Korrosionsschutz versehen.

Anschließend erfolgten die Montage und der Einbau vor Ort. ZEITPLAN WURDE EINGEHALTEN Pünktlich Anfang März 2016 konnte mit der Wiedermontage der Turbine begonnen werden. Am 14. März, rund eine Woche später, konnte die Turbine erstmals wieder in Betrieb gesetzt werden. „Wir waren sehr erfreut über den reibungslosen Ablauf der Reparaturarbeiten und die pünktliche Wiederinbetriebnahme der Anlage. Auch von Kostenseite für das Möbelwerk war die Einhaltung des Zeitplans äußerst wichtig“, so David Zwilling abschließend. Die Firma Voglauer kann die nächsten Jahrzehnte nun wieder auf nachhaltige Energie vom benachbarten Schwarzbach setzen.

Ein Fischaufstieg mit 12 Becken macht den Schwarzbach im Fassungsbereich wieder durchgängig. Damit erfüllt man die Forderung der EU-Wasserrahmenrichtlinie.

REDUZIERUNG DES LAUFRADSPALTS Am 18. Januar 2016 wurde mit der Demontage der Turbine begonnen.

Das Laufrad wurde entnommen und die alten Flügel, insgesamt 6 Stück, wurden von der Laufradnabe getrennt und außen aufgeschweißt.

Der Außendurchmesser des Laufrades wurde an den Durchmesser der Laufradkammer angepasst, wobei der Laufradspalt auf ein Minimum reduziert wurde. Dadurch konnte der Wirkungsgrad der Turbine wieder hergestellt werden. Die Laufradnabe selbst wurde sandgestrahlt und mit einem neuen Korrosionsschutz versehen. Zusätzlich wurden neue August 2016

47

HYDRO

Projekte

Erst kürzlich wurde ein modernes Kleinwasserkraftwerk im norditalienischen Val Camonica, unweit des berühmten Tonale-Passes in Betrieb genommen. Es handelt sich um eine Hochdruckanlage, die mit einer 2-düsigen Peltonturbine aus dem Hause Tschurtschenthaler ausgerüstet wurde.

Die Maschine, die auf 530 kW Leistung ausgelegt ist, wird im Regeljahr rund 1,5 GWh Strom erzeugen. Hinter dem Projekt steht mit der INBRE spa. einer der größten Privatinvestoren am italienischen Wasserkraftmarkt, der noch einiges vorhat in Sachen Kleinwasserkraft.

Z

wischen den Provinzen Brescia und Bergamo erstreckt sich das langgezogene Val Camonica, das mit 90 Kilometern Länge überhaupt zu den längsten Tälern Italiens zählt. Seinen Namen verdankt das malerische Hochtal der Südalpen dem Volk Camundi, das vor über 1.000 Jahren in diesem Gebiet ansässig war. Interessant dabei, dass von den Camundi mehr als ihr Name überliefert wurde – und zwar viel mehr: Ebenso wie andere Völker in der Region vor ihnen hatten sie eine Vielzahl an Felsgravuren hinterlassen.

Die Gravuren zeigen Alltagsmotive, geometrische Muster sowie abstrakte Formen und reichen mit den ältesten Darstellungen rund 8.000 Jahre in die Frühgeschichte der Menschheit zurück. Insgesamt sind circa 250.000 dieser Felszeichnungen erhalten.

Foto: Tschurtschenthaler

TECHNIK AUS DEN DOLOMITEN BEWÄHRT SICH IN NEUEM KRAFTWERK IN DER LOMBARDEI

Die leistungsstarke 2-düsige Peltonmaschine mit 530 kW stammt vom Südtiroler Wasserkraftspezialisten Tschurtschenthaler.

Dank dieser weltweit größten Sammlung von Petroglyphen wurde das Val Camonica ins Weltkulturerbe der UNESCO aufgenommen.

Als schützenswert wird auch die Natur in dieser Region angesehen. Über 510 km2 erstreckt sich hier der Regionalpark Adamello, der von einigen über 3.500 m hohen Gipfeln umrankt wird. Hier befindet sich auch der größte Gletscher der italienischen Alpen.

Eine Grenze des Parks stellt der bekannte Tonale Pass dar, der zugleich eine Grenzlinie zwischen der Lombardei im Westen und dem Trentino im Osten markiert. Außerdem findet man hier auch die Wasserscheide zwischen dem Po, jenen nach Westen fließenden Gewässer, und der Etsch, jenen Gewässern, die nach Osten fließen.

Im Val Camonica - Bestandteil des UNESCO Weltkulturerbes setzt man auf erneuerbare Energie aus Wasserkraft.

VITALER WASSERKRAFTMARKT IN ITALIEN Es handelt sich um eine Region, die dank großer Höhenunterschiede und reicher Wasservorkommen ausgezeichnete Voraussetzung für die Wasserkraftnutzung mitbringt. Und generell präsentiert sich der italienische Wasserkraftmarkt durchaus vital. Vor allem dank der Einführung des Vergütungssystems Conto Energia, das dem EEG in Deutschland nicht ganz unähnlich ist, hat der Markt in Italien eine neue Dynamik erfahren. Lagen die Wasserkraft-Hotspots vor drei bis vier Jahren noch vorwiegend in Südtirol, werden derzeit mehr Anlagen in den anderen oberitalienischen Provinzen vom Piemont bis nach Udine gebaut.

Das Gros der italienischen Erzeugungsanlagen liegt in Oberitalien, sie machen Italien immerhin zu drittgrößten Stromerzeuger aus Wasserkraft in der Europäischen Union.

Ein Unternehmen, das sich der Wasserkraft Oberitaliens verschrieben hat, ist die INBRE

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 450 l/s Foto: MeinAlpenStrom

• Fallhöhe: 137,45 m • Turbine: 2-düsige Peltonturbine • Fabrikat: Tschurtschenthaler • Nennleistung: 530 kW • Drehzahl: 600 Upm • Generator: Synchrongenerator • Fabrikat: Marelli Motori • Nennscheinleistung: 650 kVA Foto: Wiki

• Druckrohrleitung: Material: Stahl

48

August 2016

• Länge: 550 m / Ø DN 450 • Regelarbeitsvermögen: 1,5 GWh

HYDRO

Projekte

schließen waren, und die Inbetriebnahme bereits Anfang Januar 2016 zu erfolgen hatte.

Zum Glück ist es uns gelungen, die Termine punktgenau einzuhalten“, erinnert sich Roberto Donizetti, Projektleiter bei der Firma Tschurtschenthaler.

Ausgelegt wurde die 2-düsige Peltonturbine aus dem Hause Tschurtschenthaler auf eine Ausbauwassermenge von 450 l/s bei einer Fallhöhe von rund 137,5 m. Dabei erreicht die Maschine eine Nennleistung von 530 kW. Die durchschnittliche Nennleistung wird mit rund 213 kW angegeben. Dass die Turbine die geforderten hohen Wirkungsgrade erbringt, wurde im Rahmen der nach der Inbetriebnahme durchgeführten Wirkungsgradmessungen eindrücklich bestätigt, wie Roberto Donizetti erklärt.

Foto: Tschurtschenthaler

Mit 600 Upm rotiert das Laufrad, an welches ein Synchrongenerator von Marelli Motori direkt gekoppelt ist.

spa. Sie gilt als einer der größten privaten Wasserkraftinvestoren in Italien, die bereits circa 40 Anlagen – allesamt in der Lombardei – in den letzten Jahren verwirklicht hat. Das jüngste davon wurde erst kürzlich in der Gemeinde Vione im Valle Camonica in Betrieb genommen: das Kraftwerk Vallaro.

TURBINE AUS SEXTEN Benannt ist das Kraftwerk Vallaro nach dem gleichnamigen Gebirgsbach, aus dem es sein Triebwasser bezieht. Der Vallaro mündet an der Talsohle in den Oglio, der das Val Camonica entwässert. Grundsätzlich handelt es sich um eine Hochdruckanlage, deren Anlagenteile zur Gänze oberhalb von 1.000 m Seehöhe errichtet wurde. Die Wasserfassung, ausgeführt mit einem Tirolerwehr und einem klassischen Sandfang, wurde auf 1.235 m Seehöhe angelegt. Von hier wird das Triebwasser durch eine Druckrohrleitung der Dimension DN450, die zur Gänze unterirdisch verlegt wurde, zum Maschinenhaus geleitet. Dabei überwindet das Triebwasser eine Fallhöhe von etwa 145 Metern. Nachdem das Wasser in der Turbine abgearbeitet wurde, fließt es durch einen 120 Meter langen Unterwasserkanal in den Oglio.

Das Kleinkraftwerk wurde am Letztstand heutiger Wasserkrafttechnik realisiert. Dementsprechend wichtig war den Betreibern, auch eine möglichst hochwertige elektromechanische Ausrüstung zu installieren: einen Maschinensatz, der den idealen Kompromiss zwischen Robustheit auf der einen Seite und sehr guten Wirkungsgraden auf der anderen darstellt. Der Auftrag darüber ging an die Firma Tschurtschenthaler aus dem Südtiroler Sexten. Die Wasserkraftspezialisten waren dabei nicht nur mit der Lieferung von Turbine und Generator betraut. Darüber hinaus zeichnete die Firma Tschurtschenthaler auch für die Hydraulik, eine Wasserklappe, den Hallenkran, 5 Schützen an der Wasserfassung sowie für Rohrbruchklappe und Rechenreinigungsmaschine verantwortlich. Die Profis aus den Dolomiten konnten somit ihr breites Wasserkraft-Know-how unter Beweis stellen.

PUNKTLANDUNG IM TERMINPLAN Der Auftrag erwies sich dabei vor allem in zeitlicher Hinsicht als große Herausforderung. „Wir haben den Auftrag im Juli 2015 erhalten. Der Zeitplan sah vor, dass die Maschinenmontagen noch vor dem Jahreswechsel abzu-

WEITERE PROJEKTE IN AUSSICHT An das Laufrad der Turbine ist direkt ein Synchrongenerator aus dem Hause Marelli Motori gekoppelt. Der leistungsfähige Stromwandler ist auf 650 kVA ausgelegt und nicht zuletzt aufgrund von Lärmschutzgründen mit einer Wasserkühlung versehen. Der Rotor wird mit einer Nenndrehzahl von 600 Upm angetrieben. Synchrongeneratoren aus dem Hause Marelli Motori zeichnen sich nicht nur durch hohe Wirkungsgrade aus. Darüber hinaus garantieren bewährte Einzelkomponenten eine lange Lebensdauer und eine hohe Verfügbarkeit.

In Summe wird das hochwertige Maschinenpaar im Regeljahr rund 1,5 GWh ans Netz liefern. Das reicht aus, um mehr als 200 Haushalte mit sauberem Strom aus der Region zu versorgen. Ein weiteres gelungenes Ökostromprojekt, das der sehr aktive Wasserkraftinvestor INBRE spa. verwirklicht hat. Es heißt, dass er noch weitere 30 Projekte ähnlicher Baugröße in der „Pipeline“ hat, die er in den nächsten Jahren realisieren möchte. Das neue KW Vallaro könnte dafür eine gute Musteranlage abgeben.

Gewerbezone Schmieden Sonnwendweg 19 I-39030 Sexten (BZ)

Hydropower generators Visit MarelliMotori.com

Tel. +39 0474 710 502 info@turbinenbau-sexten.it www.turbinenbau-sexten.it

Fax +39 0474 710 133 turbinenbau@legalmail.it

August 2016

49

HYDRO

Veranstaltung

RENEXPO HYDRO

®

Europäische Wasserkraftmesse mit Kongress 24. - 25.11.2016 Messezentrum Salzburg www.renexpo-hydro.eu

RENEXPO INTERHYDRO SALZBURG SETZT DIE TRENDS DER BRANCHE Hinter den Kulissen der Renexpo Interhydro Salzburg laufen die Vorbereitungen für die wohl innovativste WasserkraftVeranstaltung Mitteleuropas auf Hochtouren. Es sind nur mehr wenige Monate Zeit, bis die Kongressmesse wieder ihre Pforten öffnet. Mehrere Schwerpunktthemen werden auch in diesem Jahr die Grundlage dafür bilden, dass die Veranstaltung ihrem Ruf als spannendste Drehscheibe der europäischen Wasserkraft gerecht wird. Einer dieser Schwerpunkte bezieht sich auf die Wirtschaftlichkeit der Wasserkraft, die von verschiedenen Perspektiven beleuchtet und in den Fokus genommen wird. Ein anderer betrifft die starke Internationalisierung: 2016 wird sich Italien als Partnerland präsentieren, dem italienischen Wasserkraftmarkt wird daher entsprechend großes Augenmerk geschenkt. Die Renexpo Interhydro findet vom 24. bis 25.

November zum achten Mal im Messezentrum Salzburg statt.

Impressionen von 2015

50

August 2016

len, dass Industriebetriebe entsprechend ihrer CO2-Emmissionen Zertifikate einkaufen müssten, um demzufolge in umweltfreundliche Technologien zu investieren. Ein extrem niedriger Preis für die Verschmutzungsrechte führte letztlich dazu, dass sogar die klimafeindlichen Kohlekraftwerke wieder konkurrenzfähig wurden. Der „schmutzige“ Strom aus den fossilen Kraftwerken verdrängt damit heute auch den sauberen der Wasserkraft aus dem Netz.

WIRTSCHAFTLICHKEIT DER WASSERKRAFT Dass die Wasserkraft dennoch Möglichkeiten hat, sich heute und in Zukunft in einem schwieriger gewordenen Marktumfeld zu behaupten, wird als wichtiger Themenkomplex

an der Renexpo Interhydro seinen Niederschlag finden. Als konkrete Schwerpunktthemen stehen auf dem Programm: • Die Wasserkraft im Wettbewerb • Bessere Rahmenbedingungen für die Wasserkraft • Strompreisgrenze/-markt • Marktpreisentwicklung • Die Rolle der Wasserkraft in einem künftigen Energiesystem • Marktentwicklungen Demand Side Management – Chancen und Herausforderungen für die Wasserkraft • Das Übertragungsnetz der Zukunft – Chancen und Risiken für die Wasserkraft • Trends im Energiehandel und die Auswirkungen auf die Wasserkraft Messebeirat im Gespräch

Fotos: RENEXPO

E

s sind schwierige Zeiten, durch die Europas Wasserkraft dieser Tage geht. Die Verwerfungen am europäischen Strommarkt, niedrigste Marktpreise an der Energiebörse und nicht zuletzt die Herausforderungen durch ökologische Richtlinien haben die Wirtschaftlichkeit der Wasserkraft in den letzten Monaten zunehmend stärker erodieren lassen. Wesentlichen Anteil an dieser Situation trägt die jahrelange Überförderung von erneuerbaren Energieformen wie Solarund Windstrom, die den Marktmechanismus zwischen Angebot und Nachfrage ausgehebelt hat. Noch wesentlicher ist allerdings der kaum bis schlecht funktionierende Handel mit Verschmutzungsrechten, den so genannten CO2-Zertifikaten. Dieser sollte sicherstel-

HYDRO

Veranstaltung

ITALIENS WASSERKRAFT IM MITTELPUNKT Ein weiterer wichtiger Themenschwerpunkt befasst sich mit dem Wasserkraftmarkt Italiens. Österreichs südlicher Nachbar wurde aus diesem Grund als offizielles Partnerland nach Salzburg eingeladen. Italien verfügt über eine große Tradition in der Wasserkraft, und zeigt heute im Hinblick auf den Ausbau eine hö-

here Dynamik als die Nachbarn im Norden.

Was die Gesamtstromerzeugung aus Wasserkraft anbelangt, rangiert das Land innerhalb der EU immerhin an dritter Stelle. Vor allem in den Provinzen Oberitaliens werden laufend die Kapazitäten ausgebaut. Dass man von italienischer Seite der Kongressmesse hohe Bedeutung beimisst, belegt die offizielle Unterstützung durch den italienischen Wasserkraftverband, der „Assorinovabili“. Sie vereinigt unter ihrem Dach die größte Anzahl von Wasserkraftmitglieder in Italien. Im Rahmen der „8. Internationalen Kleinwasserkonferenz: Innovation und Wirtschaftlichkeit“ unter Leitung von Prof. Bernhard Pelikan wird am 1. Messetag ein Block mit dem Titel „Experiences from Italy (Partner Country 2016)“ stattfinden. Eine Übersetzung von

Deutsch ins Italienische ist vorgesehen, fakultativ auch ins Englische. Für die Eröffnung sind bereits italienische Politiker angefragt.

Auch in Hinblick auf die Aussteller wird verstärkt Präsenz aus Italien erwartet, die Veranstalter rechnen mit 15 – 20 italienischen Ausstellern. Mit dem Partnerland-Konzept soll der Austausch und die Vernetzung der deutsch-italienisch-sprachigen Wasserkraftbranche gefördert werden. Dank seiner zentralen geographischen Lage eignet sich die Stadt Salzburg hervorragend, um einmal mehr als innovative Drehscheibe für den Austausch in Sachen Wasserkraft zu fungieren.

Die Weichen für eine erfolgreiche Veranstaltung sind allemal dafür gestellt.

Mehr unter: www.renexpo-hydro.eu

Aufgrund der zentralen geographischen Lage eignet sich die Kulturstadt Salzburg exzellent als Treffpunkt der internationalen Wasserkraftbranche.

Foto: Didi01_pixelio.de

Generell wird der Themenkomplex „Wirtschaftlichkeit der Wasserkraft“ im Rahmen der Pumpspeicherkonferenz abgehandelt, der in diesem Jahr unter dem Namen „2. Internationale Wasserkraft-Konferenz: Die Wasserkraft im Wettbewerb – Trends, Risiken und Strategien“ über die Bühne gehen wird. Moderiert wird dieser von Dr. Alexander Gratzer von AGAW.

Foto: zek

Foto: zek

Italien ist in diesem Jahr Partnerland der Renexpo Interhydro Salzburg - mit entsprechendem Schwerpunkt.

Der italienische Wasserkraftmarkt zeigte in den letzten Jahren hohe Dynamik. Links: das Kraftwerk St. Kassian und rechts: das Kraftwerk Bergkristall-Stieber.

August 2016

51

HYDRO

Projekte

25 PROZENT LEISTUNGSSTEIGERUNG BEI GLEICHZEITIGEM ERHALT DER BAUSUBSTANZ

it Elmar Meyer und seinen Geschwistern befindet sich die Kleinwasserkraftwerke GmbH & Co KG bereits in dritter Familiengeneration. Insgesamt verfügt die Familiengesellschaft über neun Kleinwasserkraftanlagen im Raum Bayern und Baden-Würrtemberg. Eines davon ist das Kraftwerk Eberstall an der Mindel, ein 78 km langer rechter Nebenfluss der Donau westlich von Augsburg. Die Kraftwerksanlage wurde 1961 vom Großvater Alois Einsiedler gebaut. Bei einer mittleren Fallhöhe von 4,15 m und einer max. Durchflussmenge von 10,4 m³/s entschied man sich damals für eine doppeltregulierte Kaplan-Turbine von Storek.

Für die Stromerzeugung wurde ein über ein Kegelradgetriebe angeschlossener Asynchrongenerator installiert. Bei einer Turbinenleistung von 260 kW zuletzt produzierte man eine Jahresarbeit von 1,5 Mio. kWh im Mittel. Nach rund 50 Betriebsjahren lief im Jahre 2011 die Konzession der Anlage aus. Dies nahm man im Jahre 2010 zum Anlass, die Planung für eine Revitalisierung der Anlage zu beginnen.

M

PROBLEME IM TEILLASTBEREICH Das hatte der in die Jahre gekommene Maschinensatz auch dringend nötig: „Bereits seit 15 Jahren beobachten wir einen stetigen Rückgang der Jahresarbeit – eine Überholung des Maschinensatzes war also längst überfäl-

52

August 2016

Nach 50 Jahren Betrieb wurde das Kraftwerk Eberstall im Zuge der Neukonzessionierung revitalisiert. Ohne Veränderung der Bausubstanz konnte dabei eine Leistungssteigerung von 25 % p.a. erzielt werden.

Fotos: zek

Nach 50 Betriebsjahren stand im Jahre 2010 beim Kraftwerk Eberstall, im gleichnamigen Ort zwischen Augsburg und Ulm, die Neukonzessionierung an.

Die Betreiberin des Kraftwerks, die Kleinwasserkraftwerke GmbH & Co KG, nutze die Neukonzessionierung für eine umfassende Revision des Maschinensatzes der Anlage. Hauptgrund hierfür war die stetig zurückgegangene Jahresarbeit in den letzten 15 Jahren.

Für die Umsetzung sämtlicher Revisionsarbeiten engagierte man die oberösterreichische Jank GmbH. Zuzüglich zu den Revitalisierungsmaßnahmen wurde das KW Eberstall gemäß EU-Wasserrahmenrichtlinie durchgängig gemacht. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse stellte sich letzteres Unterfangen als kostspieliges Unterfangen heraus.

lig“, so Elmar Meyer, technischer Leiter der Kleinwasserkraftwerke GmbH & Co KG. Die Ursache für den Rückgang fand man im Teillastbereich der Kaplan-Turbine. Das Laufrad konnte vor allem im unteren Drittel keine zufriedenstellenden Wirkungsgrade mehr erzielen. Verstärkt wurde dieser Effekt

Der Turbinenschacht blieb vollständig erhalten. Ein neues Laufrad inklusive Welle wurde von der Firma Jank angefertigt und montiert.

auch noch durch klimatische Veränderungen in der Region. „Den milden Wintern und extremer werdenden Wasserständen der letzten Jahre war die Turbine aufgrund der massiven Teillastschwächen nicht mehr gewachsen“, so Meyer.

NEUES LAUFRAD NÖTIG Neue Turbinen-Flügel mit moderner Kontur sollten die Betriebsprobleme im Teillastbereich beheben – so die anfängliche Idee. Sowohl Turbinenwelle, als auch den Laufradkopf wollte man wiederverwenden. Für diese Aufgabe engagierte man die Firma Jank GmbH. Der Turbinenspezialist aus Jeging in Oberösterreich ist spezialisiert auf Revitalisierungen von Wasserkraftwerken und verfügt als Komplettanbieter solcher Anlagen zudem über ein komponentenübergreifendes Knowhow. „Wir stellten nach näherer Untersuchung fest, dass die Laufradnabe aufgrund der speziellen Gusskontur einen zu großen Spalt aufwies und daher nicht mehr wieder verwendet werden konnte“, so Siegfried Jank, Leiter Entwicklung und Konstruktion der Jank GmbH. Zudem wurde die Kaplan-Turbine nach heutigem Maßstab zu hoch eingebaut.

In Kombination mit einer fehlerhaften Wellendichtung zog die Turbine Luft und senkte

HYDRO

Projekte

dadurch den Wirkungsgrad der Anlage zusätzlich ab. Um also eine grĂśĂ&#x;tmĂśgliche Leistungssteigerung zu erzielen, war eine komplette Turbinenrevision unabdingbar. Man entschied sich das komplette Laufrad und die Turbinenwelle zu erneuern. Der Leitapparat blieb dabei erhalten, wurde jedoch komplett Ăźberholt. Mit einer eigens im Hause Jank entwickelten Wellendichtung wurde zudem das â&#x20AC;&#x17E;Luftproblemâ&#x20AC;&#x153; gelĂśst. Der alte Asynchrongenerator wurde durch einen direkt angeschlossenen Synchrongenerator aus dem Hause Hitzinger ersetzt. Das moderne Laufraddesign ist an die baulichen Gegebenheiten angepasst. Die Maschinenhydraulik wurde im Vorfeld mittels CFD (StrĂśmungssimultatuon) im Hause Jank genauestens untersucht, und auf die Ăśrtlichen Begebenheiten hin optimiert. Eine erhebliche Leistungssteigerung der Anlage konnte so auch ohne jegliche Eingriffe in die Bausubstanz erzielt werden.

AUFWĂ&#x201E;NDIGER FISCHAUFSTIEG â&#x20AC;&#x17E;Angesichts der Auflagen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie ist diese Leistungssteigerung in finanzieller Hinsicht enorm wichtig fĂźr unsâ&#x20AC;&#x153;, so Elmar Meyer. Ein GroĂ&#x;teil der Investition floss nämlich in die Realisierung des Fischaufstiegs. Die hohen Kosten entstanden aufgrund der beengten Platzverhältnisse der Anlage. Rings um das Kraftwerk befinden sich ein Grundwassergebiet, diverse Baggerseen und ein Zufahrtsweg. Nach grĂźndlicher Studie konnte der Fischaufstieg nur rechtsufrig entlang des Zufahrtsweges realisiert werden. Dieser musste hierfĂźr zweimal unterquert werden, was den Bau zweier BrĂźcken notwendig machte. Die technische FAH wurde auf die maximale FallhĂśhe von 4,5 m ausgelegt und wird mit 350 l/s dotiert. Auf

Der alte Asynchrongenerator mit Kegelradgetriebe wurde durch einen direkt angeschlossenen Synchrongenerator von Hitzinger ersetzt.

einer Länge von 125 m wurden 38 Becken mit einer Tiefe von mind. 70 cm angelegt.

Die Sohlbreite der Becken beträgt 1,35 m.

DERZEIT DROSSELBETRIEB Insgesamt â&#x201A;Ź 700.000 investierte man in die Revitalisierung der Anlage und den Bau des Fischaufstiegs. Die Leistung der Anlage konnte dabei von 260 kW auf 375 kW gesteigert werden, und das unter AusnĂźtzung derselben Bausubstanz. Man rechnet zukĂźnftig mit einer mittleren Jahresarbeit von 1,9 Mio. kWh

â&#x20AC;&#x201C; was einer Steigerung von rund 25 % entspricht. â&#x20AC;&#x17E;Derzeit fahren wir noch gedrosselt mit rund 295 kW, da die alte Trafostation fĂźr die maximale Leistung der Anlage nicht ausgelegt istâ&#x20AC;&#x153;, so Meyer. Mit einer zusätzlichen Investition in der HĂśhe von ca. â&#x201A;Ź 80.000 wird diese aber demnächst aufgerĂźstet. Des Weiteren sind auch eine Sanierung des Einlaufbereiches und eine neue Rechenreinigungsmaschine geplant. Danach ist das Kraftwerk Eberstall wieder fĂźr den zuverlässigen Betrieb der nächsten 50 Jahren gerĂźstet.

Der Fischpass unterquert die Zufahrtsstrecke an zwei Stellen. HierfĂźr mussten die Kraftwerksbetreiber zwei BrĂźcken realisieren.

9 ,0 1

:

4 ;

8,

<

2) 345 6 6457 3 5 6 6 8 7

!" ##!! $ !" % & ' () * + ,-- . /0 1 0 1

August 2016

53

Foto: Kleinwasserkraft Österreich

HYDRO

Veranstaltung

Die Fachtagungen des Vereins Kleinwasserkraft Österreich bieten alljährlich ein breit gefächertes Programm bestehend aus Fachvorträgen und Exkursionen.

Am Bild ein Eindruck der Jahrestagung 2014 in Wien.

JAHRESTAGUNG DES VEREINS KLEINWASSERKRAFT ÖSTERREICH 2016 IN WAIDHOFEN AN DER YBBS Im Angesicht extremer Marktverzerrungen und niedriger Strompreise arbeitet der Verein Kleinwasserkraft Österreich intensiv an Verbesserungen der Marktsituation. Dabei sind individuelle Lösungswege möglich und auch notwendig, die unter dem Motto „Bessere Wege in die Kleinwasserkraft-Zukunft“ bei der diesjährigen Fachtagung am 13. und 14. Oktober 2016 in Waidhofen an der Ybbs, in Niederösterreich diskutiert werden. er Verein Kleinwasserkraft Österreich macht seit Jahren auf die immer dramatischer werdende Lage der heimischen Stromerzeugung aus Wasserkraft aufmerksam. Langanhaltend tiefe Strompreise und stetig steigende Umweltauflagen setzen die heimische Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen immer mehr unter Druck.

Während politische Weichenstellungen für eine nachhaltige Energiezukunft auf sich warten lassen kommen weitere Belastungen auf die gesamte Branche zu. Zum Beispiel mit dem Weser-Urteil, welches wesentliche Änderungen im Bewilligungsverfahren bedeuten

D

Veranstalter: KÖ Wasserkraft Service GmbH Neubaugasse 4/7-9, 1070 Wien Programm und Anmeldung unter: www.kleinwasserkraft.at Tel.: 01 522 07 66, Fax: 01 522 07 66-55 E-Mail: office@kleinwasserkraft.at

54

August 2016

kann. Dennoch gibt es immer wieder positive Entwicklungen, auf die bei der diesjährigen Fachtagung ebenfalls eingegangen werden sollen.

FOKUS AUF PARISER KLIMAABKOMMEN Große Hoffnungen wurden in das Klimaabkommen von Paris gesteckt, von dem man sich positive Impulse und dahingehend konsequente Maßnahmen von der Politik erwartet hatte. Zum Beispiel wurde, mit Rückenwind aus Paris, auf einen rascheren Abschluss der Verhandlungen über eine kleine Novelle des Ökostromgesetzes gesetzt. Seit Monaten

Datum: 13. & 14. Oktober 2016 Tagungsort: „Das Schloss an der Eisenstrasse“ Am Schlossplatz 1, Waidhofen an der Ybbs, NÖ Anmeldefrist: 30. September 2016 Bei Anmeldung bis zum 31.08. Frühbucherbonus!

arbeitet der Verein in unzähligen Gesprächsrunden und Verhandlungen mit den Ministerien, um Lösungen zum Schutz von Altanlagen und der Förderung von Neuanlagen zu erarbeiten. Eine zentrale Forderung des Vereins stellt die Aufstockung der ausgeschöpften Kontingente aufgrund des niedrigen Marktpreises dar. Regionale Ökostromerzeuger benötigen dringend den Zugang zu Revitalisierungstarifen um weiterbestehen und die notwendigen ökologischen Auflagen finanzieren zu können. Der Verein betont immer wieder die positiven Wirkungen auf das Klima und die heimische Wirtschaft durch eine ent-

HYDRO

Veranstaltung

NEUE VERMARKTUNGSSTRATEGIEN Um der umweltfreundlichen Stromerzeugung aus regenerativen Energiequellen noch mehr Gewicht zu verleihen, arbeitet der Verein mit anderen Interessenvertretungen im Bereich der erneuerbaren Energie und der Energiewirtschaft eng zusammen. Vor allem auf der politischen Ebene werden die gemeinsamen Bestrebungen einer erneuerbaren Energiezukunft gebündelt und vorangetrieben.

Gerade in wirtschaftlich schwierigen Zeiten ist das Finden von geeigneten Vermarktungsmöglichkeiten prioritär. Bei der Tagung sollen Lösungen zur Optimierung der Produktion und Erlössteigerung aufgezeigt werden. In Workshops und Vorträgen sollen Systeme wie die Bereitstellung von Regelenergie, Direktvermarktung an den Nachbarn und vieles mehr beleuchtet werden.

AUSWIRKUNGEN DES „WESER-URTEILS Durch die Entscheidung des EUGH am 1.

Juli 2015 zum Fall Weser kommen weitere Änderungen für neue Kraftwerksprojekte hinzu. Aufgrund der strengeren Auslegung

Am 13. und 14. Oktober 2016 findest die Jahrestagung im niederösterreichischen Waidhofen an der Ybbs im „Schloss an der Eisenstrasse“ statt.

Foto: Das Schloss an der Eisenstrasse

sprechende Reform. Doch die Umsetzung lässt noch auf sich warten. Wie genau der Stand der Entwicklung ist, soll während der Fachtagung genau besprochen werden.

der Bewertung des Verschlechterungsverbots und der noch nicht genau geklärten Definitionen der Qualitätskomponenten der WRRL stehen vor allem kleinere Projekte vor unnötigem Mehraufwand während der Verfahrensabwicklung. Ziel muss es sein, die bürokratischen Hürden möglichst gering zu halten und den Planungsaufwand nicht unnötigerweise zu steigern. Auf der Tagung wird versucht werden zu klären, welche Auswirkungen das Weser-Urteil auf wasserrechtliche Bewilligungsverfahren genau haben wird.

BESUCHER ERWARTET VIELFÄLTIGES PROGRAMM Wie trotz schwieriger Rahmenbedingungen mit Hilfe von Know-how und Erfindergeist

eine positive Zukunft gestaltet werden kann, zeigen dutzende Best-Practice-Beispiele. Einige davon können bei den Fachexkursionen im Rahmen der Jahrestagung besichtigt werden.

Besonders innovative Kraftwerksprojekte wie die neuentwickelten Fischaufstiegsschnecken von SGW und Hydroconnect werden ebenso besichtigt, wie die Kraftwerkserneuerungen der KW Schütt (EVN) und KW Purgstall (Kittelmühle), welche ökologische Revitalisierungen mit einer Erhöhung der Stromproduktion kombinieren.

Mit einem abwechslungsreichen und informativen Themenprogramm freut sich der Verein auf großes Interesse und zahlreichen Besuch während der Jahrestagung.

WO UNSERE GANZE REGION KRAFT TANKT.

Wo sauberer Strom aus Wasserkraft fließt, kommt Zukunft ins Leben. Die 2 Pump-, Speicher- und Laufkraftwerke der Salzburg AG gewinnen aus Wasser ebenso wirtschaftlich wie klimafreundlich erzeugten Strom. Kraft, aus der wir alle unsere Energie beziehen. www.salzburg-ag.at

August 2016

55

HYDRO

Projekte

Fotos: zek

Der Maschinenraum links wurde vollständig abgetragen und erneuert. Um das Generatorgebäude rechts dabei nicht zu beschädigen, setzte man Seilschneiden ein.

WASSERKRAFTWERK DES BISTUM GURK IN PÖCKSTEIN UMFANGREICH REVITALISIERT Das historische Kraftwerk des Kärntner Bistum Gurk wurde 1923 in Betrieb genommen. Über die Jahrzehnte hinweg wurden Teile des Kraftwerks laufend an den Stand der Technik angepasst. Nach 90 Jahren Betrieb summierten sich jedoch die Schwachstellen. Das Bistum Gurk entschied sich deshalb im Jahr 2013, eine komplette Sanierung der Anlage durchzuführen. Das Maßnahmenpaket betraf dabei mit dem Fassungsbereich, der Rohrleitung und einem komplett neuen Maschinensatz alle Bereiche des Kraftwerks. Die Arbeiten am Wehrbereich und das Inlining der HOBAS Druckrohrleitung wurden bereits erfolgreich abgeschlossen. Ende Juli soll mit der Installation des neuen Maschinensatzes das Projekt abgeschlossen werden. Insgesamt rechnet die Betreibergesellschaft des Bistums mit einem Investitionsvolumen von € 750.000. as Kraftwerk des Bistums liegt im Kärntner Pöckstein-Zwischenwässern an der Metnitz, kurz bevor diese in die Gurk mündet. Bereits seit über 90 Jahren wird an dieser Stelle die Wasserkraft zur Stromerzeugung genützt. Ein Holzwehr, eine Francis-Schachtturbine und ein hölzernes Zahnradgetriebe waren die anfängliche Ausstattung der Anlage. Das Holzgetriebe wurde in den 70er Jahren durch ein robusteres Stahlgetriebe getauscht. Das Holzwehr blieb bis zum Jahr 2003 bestehen, bis es schließlich durch ein Hochwasser weggerissen wurde. „Der Neubau des Wehres war mit der einhergehenden Verbesserung des Hochwasserschutzes für das Pöcksteiner-Becken von enormer Wichtigkeit“, so Josef Prodinger, langjähriger Kraftwerkswart. Im Jahr 2010 stellte man aber gröbere Schäden an der Tur-

bine fest. Aufgrund des unmittelbaren Handlungsbedarfs wurde diese saniert, um den Betrieb aufrecht zu erhalten. Als im Jahre 2015 aber die Neukonzessionierung anstand, entschied sich das Bistum die Möglichkeiten der Revitalisierung auszuloten.

D

56

August 2016

Per Inlining wurde die neue HOBAS GFK-Rohrleitung eingebracht.

EINLAUFBEREICH UND ROHRLEITUNG ERNEUERT „Im Jahre 2014 hat uns das Bistum kontaktiert um Lösungsvorschläge für eine Revitalisierung einzubringen. Um eine erhebliche Leistungssteigerung zu erzielen, empfahlen wir ein umfangreiches Revitalisierungspaket“, so Dr. DI. Peter Hassler, Geschäftsführender Gesellschafter der hydro services & consulting GmbH. Diesem stimmte das Bistum zu und so konnten Anfang 2016 die Bauarbeiten gestartet werden. Der Einlaufbereich wurde

HYDRO

Projekte

komplett neu gestaltet. Die nach dem Hochwasser 2003 installierte Holzschlachtenwand wurde durch eine Steinschlichtung in Beton ersetzt. Auf deren Rückseite wurde ein mit Vlies ummantelter Filterkörper samt Teilsickerrohren installiert. Dieser dient zum rückseitigen Druckabbau im Falle einer Trockenlegung des Einlaufbereichs. Die alte Druckleitung, ein Wellenstahlrohr DN2000, wurde per Inlining durch ein GFK-Rohr mit der Dimension DN 1800 aus dem Hause HOBAS ersetzt. Durch den geringen Oberflächenwiderstand sollen so die Rohrreibungsverluste verringert werden. Zwischen Wellenstahlrohr und dem HOBAS GFK-Rohr wurde eine Füllschicht einbracht. Ein Einlaufschütz ermöglicht es zukünftig die Rohrleitung zu Wartungszwecken trocken zu legen.

KRAFTHAUS VORSICHTIG ABGETRAGEN Die größte Herausforderung bei diesem Revitalisierungsprojekt stellte die Abtragung des Krafthauses dar. Dieses war mit dem Generatorgebäude baulich verbunden, welches jedoch als Räumlichkeit erhalten werden sollte. „Der Abtrag des Krafthauses musste also möglichst schonend erfolgen, ohne die Statik des Generatorhauses zu gefährden“, so Hassler. Eine große Unbekannte war auch der Zustand der alten Bausubstanz, die sich unter

Der Einlaufbereich wurde neu gestaltet. Anstelle der 20m langen Holzschlachtenwand wurde durch eine Steinschlichtung in Beton ersetzt.

dem Gebäude befand. Man entschied sich, das Betonfundament mittels Seilschneiden sanft zu entfernen. „Es war beeindruckend, wie sich das Seil durch den Beton fräste und schließlich das alte Saugrohr zum Vorschein kam“, erinnert sich Dr. Hassler. Anschließend wurde neu betoniert und alles für die Ankunft der neuen vertikalen Kaplan-Turbine samt Generator vorbereitet.

ERHEBLICHE LEISTUNGSSTEIGERUNG Diese soll Ende Juli installiert und in den Probebetrieb genommen werden. Dank Stei-

gerung der Schluckmenge – von 4,5 m³ auf 5,1 m³ – und einem stark verbesserten Wirkungsgrad über den gesamten Betriebsbereich rechnet man mit einer erheblichen Verbesserung der Jahresarbeit. Der derzeitige Wert von 600.000 kWh p.a soll auf mind.

900.000 kWh ansteigen.

Der Strom wird dabei ins Netz der EVP Pöckstein, einem regionalen Energieversorger, eingespeist. Nach erfolgreicher Inbetriebnahme soll das Kraftwerk bis zum Auslauf der neuen Konzession im Jahre 2065 wieder zuverlässig laufen.

Wasserkraftwerksleitungen aus GFK O Minimale Reibungs- und Druckverluste O Geringer Druckstoß im Vergleich zu anderen Werkstoffen O Hoher Abriebswiderstand O Korrosionsbeständigkeit O UV-Beständigkeit O Abwinkelungen in der Kupplung möglich O Geringe Betriebs- und Wartungskosten O Lange Lebensdauer Wietersdorf 1 9373 Klein St. Paul | Austria T +43.4264.28522089 F +43.4264.28522045

Birsigstraße 2 4054 Basel | Switzerland T +41.61.2013120 F +41.61.2013121

Gewerbepark 1 17039 Trollenhagen | Germany T +49.395.4528160 F +49.395.4528100

www.hobas.com

August 2016

57

HYDRO

Ökologie

Ökologische Fragestellungen spielen bei der Planung von Wasserkraftanlagen eine immer größere Rolle. Die bayerische DIVE Turbinen GmbH & Co. KG setzt sich deshalb intensiv mit dem Thema der fischfreundlichen Gestaltung von Wasserkraftanlagen auseinander. Dabei gilt es, die turbinenbedingte Mortalitätsrate migrierender Fische abzuschätzen und auf ein absolutes Minimum zu reduzieren. Während für doppelt regulierte Kaplanturbinen einschlägige Formeln zur Berechnung der turbinenbedingten Mortalitätsrate existieren, konnte die Mortalität für drehzahlvariable Axialturbinen bislang nur sehr grob abgeschätzt werden. Im Juni 2016 wurden nun die ersten Praxistests an einer drehzahlvariablen DIVE-Turbine durchgeführt.

D

as Kraftwerk Crampagna liegt an der Ariége am Fuß der Pyrenäen.

Im Zuge einer Modernisierung wurde dort 2013 eine Rohrturbine durch eine DIVE-Turbine ersetzt. Dafür wurde in das alte Bauwerk ein neues Saugrohr sowie eine neue Turbinenkammer mit einer vollständig abgetauchten und drehzahlvariablen DIVE-Turbine integriert. Die elektronischen Komponenten konnten im bestehenden Krafthaus untergebracht werden. Die DIVE-Turbine, bestehend aus einer integrierten Turbinen-Generatoreinheit mit einer installierten Leistung von 540kW, hat einen Laufraddurchmesser von 1600mm und ein Turbinenlaufrad mit 5 Laufradschaufeln. Mittels Leitschaufelverstellung und Drehzahlvariation lässt sich die DIVE-Turbine an unterschiedliche Fallhöhen und Durchflüsse anpassen und ist damit doppelt reguliert.

Die Drehzahlvariation ist ein wesentlicher Unterschied im Vergleich zu doppelt regulierten Kaplanturbinen: Bei diesen wird der Winkel der Laufradschaufeln den wechselnden Strömungsverhältnissen angepasst, während die Drehzahl konstant bleibt. Bei drehzahlvariablen Propellerturbinen, wie der DIVE-Turbine, sind die Laufradschaufeln fest mit der Nabe verbunden und die Drehzahl wird den wechselnden Strömungsverhältnissen angepasst. Im Hinblick auf die Fischfreundlichkeit weisen drehzahlvariable Propellerturbinen daher entscheidende Vorteile auf: durch die Anpassung der Drehzahl vermindert sich in allen Teillast-Betriebspunkten die Kollisionsgeschwindigkeit und –wahrscheinlichkeit für Lebewesen, die in die Turbine gelangen. Außerdem sind durch die fest mit der Nabe verbundenen Laufradschaufeln keine Spalte zwischen Nabe und Laufradschaufeln, wie es bei Kaplanturbinen mit verstellbaren Laufradschaufeln der Fall ist. Das Risiko des Einklemmens ist bei Laufrädern mit festen Laufradschaufeln daher eliminiert. Ebenso kann der Spalt zwischen Laufradschaufeln und Turbinenkessel bei festen Laufradschaufeln minimal gehalten werden, da kein Raum für die Verstellung der Laufradschaufeln benötigt wird. Bei der drehzahlvariablen DIVE-Turbine beträgt der Spalt zwischen Laufradschaufeln und Turbinenkessel, je nach Turbinengröße, teilweise deutlich weniger als 2mm.

Darüber hinaus ist keine aufwändige Mechanik zur Verstellung der

58

August 2016

Bilder & Grafiken: DIVE Turbinen GmbH & Co.KG

PRAKTISCHE FISCHVERSUCHE AN DER DIVE-TURBINE

Kraftwerk Crampagna mit Krafthaus. Die überspülte DIVE-Turbine befindet sich unterhalb des Gitterrosts (siehe Pfeil).

Laufradschaufeln notwendig. Die Anzahl der Laufradschaufeln kann damit problemlos auf drei Laufradschaufeln reduziert werden. Dadurch wird die Kollisionswahrscheinlichkeit noch einmal reduziert. Drehzahlvariable Propellerturbinen weisen damit entscheidende Vorteile im Vergleich zu Kaplanturbinen auf: verringerte Kollisionswahrscheinlichkeit durch minimale Anzahl an Laufradschaufeln und reduzierte Drehzahl in Teillast, damit auch verminderte Kollisionsgeschwindigkeit in Teillast.

Darüber hinaus, Verhinderung des Einklemmrisikos aufgrund keiner bzw. minimaler Spaltmaße.

ERSTER FREILANDVERSUCH ZUR FISCHFREUNDLICHKEIT Generell lässt sich die Mortalitätsrate für unterschiedliche Turbinentypen anhand von Formeln abschätzen. Diese Formeln wurden auf Basis von Ergebnissen aus Freilandtests entwickelt, geprüft und durch Korrek-

Versuchsaufbau am Kraftwerk Crampagna

HYDRO

Ökologie

turfaktoren angepasst, so dass die Mortalitätsrate abhängig von geometrischen Parametern der Turbine berechnet werden kann. Allerdings liegen den Berechnungsformeln für Axialturbinen lediglich Freilandtests an Kaplanturbinen zu Grunde. Die oben beschriebenen Eigenschaften wie Spaltmaße und konstante Drehzahl fließen somit implizit in die Berechnungsformeln ein. Damit eignen sich die Formeln zur Berechnung der Mortalitätsrate an Kaplanturbinen nur bedingt zur Berechnung der Mortalitätsrate drehzahlvariabler Propellerturbinen.

Als Hersteller drehzahlvariabler Propellerturbinen hat die DIVE Turbinen GmbH & Co. KG nun an einem Kraftwerk mit einer DIVE-Turbine den ersten Freilandversuch zur Fischfreundlichkeit durchgeführt.

Der Nachweis der Fischfreundlichkeit muss neben den lokal vorkommenden Fischarten typischerweise vor allem für Lachssmolts und Aale geführt werden, da diese zwischen Süßwasser und Meer migrieren und dabei eine Vielzahl von Wasserkraftanlagen passieren müssen. Da Lachssmolts saisonbedingt und regional begrenzt erhältlich sind, wurden für den ersten Versuch an der DIVE-Turbine Regenbogenforellen verwendet. Die Körperdimensionen der Regenbogenforellen sind mit denen der Lachssmolts vergleichbar.

FISCHE UNTER ÄRZTLICHER AUFSICHT Für den Test am Kraftwerk Crampagna wurden je 100 Forellen mit Körperlängen zwischen 18 und 25cm bei drei unterschiedlichen Drehzahlen in die Turbine geleitet. Die maximale Fischgröße von 25cm korrespondiert bei dieser Art mit einer lichten Stabweite des Feinrechens von 25mm.

Mit Hilfe eines geeigneten Kunststoffrohrs wurden die Forellen von oberhalb der Turbinenkammer direkt in den Leitapparat eingebracht.

Am Ende des Saugrohrs wurde per Kran ein Netz eingebracht, in dem die Forellen nach der Turbinenpassage aufgefangen und zur tierärztlichen Untersuchung in Hälterungsbecken eingebracht wurden. Nach der tierärztlichen Untersuchung wurden die Tiere weitere 48 Stunden gehältert und anschließend ein weiteres Mal untersucht, um Langzeitschäden oder innere Verletzungen feststellen zu können. Die Tests wurden durch einen Tierarzt und die französische Wasserschutzbehörde ONEMA begleitet.

Für die drei untersuchten Betriebspunkte mit Drehzahlen n=150rpm, 200rpm und 250rpm ergaben sich die folgenden Resultate: ƌĞŚnjĂŚů DŽƌƚĂůŝƚćƚƐƌĂƚĞ /s Ͳ dƵƌďŝŶĞ WƌĂdžŝƐƚĞƐƚ ϮϬϭϲ ƚŚĞŽƌ͘ DŽƌƚĂůŝƚćƚƐƌĂƚĞ /s ͲdƵƌďŝŶĞ ;DŽŶƚĞŶ͕ dƵƌŶƉĞŶŶLJͿ

ŶсϭϱϬƌƉŵ

ŶсϮϬϬƌƉŵ

ŶсϮϱϬƌƉŵ

ϭй

Ϯй

ϭϯй

Ϯϭй͘​͘​͘ϯϭй

Ergebnisse der Praxistests an einer drehzahlvariablen DIVE-Turbine bei unterschiedlichen Drehzahlen. Zum Vergleich die Mortalitätsraten der drehzahlvariablen DIVE-Turbine nach Berechnungsmodellen für doppelt regulierte Kaplanturbinen.

Regenbogenforelle unmittelbar nach der Turbinenpassage

Mortalitätsraten im Vergleich

Die Ergebnisse der Praxisversuche zeigen, dass die Abschätzungen durch theoretische Modelle für Kaplanturbinen im Falle einer drehzahlvariablen Propellerturbine zu sehr konservativen Ergebnissen führen. In Realität liegt die Mortalitätsrate der drehzahlvariablen Propellerturbine weit unterhalb der theoretisch berechneten, wenn die Berechnungsformeln für Kaplanturbinen angewendet werden.

NIEDRIGE GESAMTMORTALITÄT AM KRAFTWERK Durch die beschriebenen Vorteile wird bereits bei Volllast die Mortalität durch eine drehzahlvariable Propellerturbine im Vergleich zu einer Kaplanturbine deutlich reduziert. Darüber hinaus ergeben sich über den gesamten Betriebsbereich betrachtet nahezu gegensätzliche Verläufe zwischen Kaplan- und DIVE-Turbine (siehe Diagramm): Während bei der Kaplanturbine die Mortalitätsrate mit abnehmendem Durchfluss aus den genannten Gründen ansteigt, sinkt die Mortalitätsrate bei der DIVE-Turbine mit reduziertem Durchfluss erheblich.

Das Kraftwerk Crampagna ist mit einem modernen Feinrechen (lichte Stabweite 25mm) und einem Abstiegssystem ausgestattet, für welches eine Funktionsfähigkeit von ca. 70% angenommen werden kann. Damit lässt sich die Jahresmortalitätsrate für das Gesamtkraftwerk abschätzen. Mit einer abflussabhängigen mittleren turbinenbedingten Mortalitätsrate von 5,30%, lässt sich eine äußerst niedrige Gesamtmortalität des Kraftwerkes von ca. 1,59% erreichen.

Da die Kollisionswahrscheinlichkeit insbesondere auch von der Anzahl der Laufradschaufeln abhängig ist, ist zu erwarten, dass bei einer DIVE-Turbine mit drei Laufradschaufeln (Crampagna: 5 Laufradschaufeln) die Mortalitätsrate noch deutlich niedriger ausfällt. Somit kann in Kombination aus modernen Feinrechen und drehzahlvariabler DIVE-Turbine ein absolut fischfreundliches Kraftwerk realisiert werden, mit einer Gesamtmortalität am Kraftwerk von deutlich unter 1%.

Fischfreundliches Feinrechen-Bypass-System mit vertikal flach zur Sohle geneigten Rechenstäben. Durch Kombination eines fischfreundlichen Feinrechen-Bypass-Systems mit einer fischfreundlichen DIVE-Turbine kann die Gesamtmortalität eines Kraftwerks auf deutlich unter 1% reduziert werden.

August 2016

59

HYDRO

Technik

ALLEN WASSERN GEWACHSEN Der Bau und der Betrieb von Wasserkraftwerken, Schleusen und Staudämmen stellt stets außergewöhnliche Anforderungen an alle beteiligten Unternehmen.

Wer als Zulieferer von Komponenten und Maschinenelementen im globalen Markt von Hydrotechnik und Stahlwasserbau bestehen will, muss dauerhaft mit technologischen Spitzenprodukten überzeugen. Im Bereich der Gleitlagertechnik gehört OILES hier seit vielen Jahrzehnten zur ersten Liga. Mit Hoch leistungs-Gleitlagern aus Speziallegierungen, innovativen Verbundlösungen und kundenorientierten Sonderentwicklungen stellt sich das Unternehmen jeder hydrotechnischen Herausforderung.

Grafik: OILES Corporation

GLEITLAGER-LÖSUNGEN VON OILES BEWÄHREN SICH ALS „NATÜRLICHE“ PARTNER DER HYDROTECHNIK

Die Konstruktion von Wasserkraftturbinen ist ein klassisches Einsatzgebiet für die selbstschmierenden Bronze-Gleitlager OILES #500SP1SL464 und -SL464LT.

b im chinesischen Drei-Schluchten-Damm, in der schwimmenden Yumemai-Brücke bei Osaka oder in den Pumpspeicher-Kraftwerken in Waldeck am Edersee und in Österreich – rund um den Globus sorgen selbstschmierende Gleitlager von OILES in hydrotechnischen Energieanlagen und Bauwerken für Bewegung. Sie machen gewaltige Schleusentore mobil, gewährleisten die Leistungsfähigkeit riesiger Turbinen und sichern die Funktionalität mächtiger Ventile oder hochautomatisierter Reinigungsmaschinen – um nur einige Beispiele zu nennen. Dabei verrichten die OILES Gleitlager ihren Dienst störungsfrei über viele Jahre, ohne Wartung und ohne externe Schmierstoffzufuhr.

Und das ist gut so, denn da sie oft unter Wasser bzw. an kaum zugänglichen Stellen verbaut sind, muss der Aufwand für ihre Instandhaltung immer nahe Null sein. Ein weiterer Vorteil: Da die selbstschmierenden Gleitlager von OILES per se auf zusätzliche Schmiermittel verzichten können, zeichnen sie sich durch hohe Umweltfreundlichkeit aus. So gesehen sind sie fast so etwas wie der „natürliche“ Partner der Hydrotechnik – selbst unter harten Seewasser-Bedingungen.

O

nen, wie sie in vielen Wasserkraftwerken zum Einsatz kommen. Das Unternehmen Voith etwa – einer der weltweit führenden Hersteller von Wasserkraftanlagen – vertraut bei der Realisierung seiner innovativen Kaplanturbinen auf OILES #500-Gleitlager. Diese Turbinen, deren Laufräder einen Gesamtdurchmesser von über neun Meter erreichen, arbeiten in einem großen Betriebsbereich unter anderem deswegen so hocheffizient, weil sie mit verstellbaren Laufschaufeln ausgerüstet sind.

Die recht aufwendige Lagerung dieser Laufschaufeln erfolgt in mehreren großen, hochpräzise gefertigten OILES#500-Gleitbuchsen. Hierzulande kommen die mächtigen Kaplan Runner von Voith (www.voith.com) zum Beispiel im Rheinkraftwerk Rheinfelden zum Einsatz.

Als herausragend im Langzeit-Unterwassereinsatz haben sich auch die beiden Gleitlager-Typen OILES #500SP1-SL464 und -SL464LT erwiesen. Sie eignen sich für statische Belastungen von bis zu 150 N/mm2 beziehungsweise dynamische Belastungen von bis zu 49 N/mm2 und zeigen dank ihrer blauen und grünen PTFE-Schmierstoffreservoirs bei Temperaturen von -40°C bis +60°C bzw. +80°C exzellente Gleiteigen-

MOBILITÄT IM UND UNTER WASSER Weit verbreitet im hydrotechnischen Anlagenbau sind beispielsweise die Gleitlager der Produktlinie OILES #500, die aus einer hochwertigen Bronze-Legierung mit integrierten Festschmierstoff-Reservoirs bestehen. Typische Anwendungsgebiete dafür sind Francis- und Kaplanturbi-

Gleitlager des Typs OILES 500SP1SL464 kommen unter anderem für die Lagerung von hydrotechnischen Einlassventilen mit Durchmessern von mehreren Metern zum Einsatz.

Foto: OILES Corporation

Grafik: OILES Corporation

Erkennbar an den blauen PTFE-Festschmierstoff-Reservoirs sind die in der Hydrotechnik weit verbreiteten Gleitlager der Serie OILES #500SP1-SL464

60

August 2016

HYDRO

Foto: Künz

Foto: Voith

Technik

Der Blick ins das Innere der Nabe eines Kaplan-Laufrades von Voith (www.voith.com) lässt die großen OILES #500-Gleitbuchsen zur Lagerung der Schaufeln deutlich erkennen.

schaften. Besonders erwähnenswert beim Typ SL 464LT: Im Ultra-Low-Speed-Einsatz mit Bewegungsgeschwindigkeiten von maximal 0,06 m/s macht dieses Gleitlager sogar kleinste Oszillationswinkel von nur 1 - 2° optimal mit.

Das Bronze-Gleitlager OILES #500SP1SL464 verbaut beispielsweise der österreichische Spezialist für Containerkrane und Stahlwasserbau Hans Künz GmbH (www.kuenz. com) in seinen hydraulischen Rechenreinigungsmaschinen, die Schleusen und Dämme auf der ganzen Welt von Geschwemmsel und Unrat befreien. Diese oft vollautomatisch laufenden Maschinen sind unverzichtbar für den wirtschaftlichen und effizienten Kraftwerksbzw. Anlagenbetrieb; sie werden auch zum regelmäßigen Ausbaggern von Sedimentablagerungen eingesetzt.

DIE ALTERNATIVEN ZU BRONZE Eine materialtechnische Alternative zu den Bronzelagern sind die in der Hydrotechnik ebenfalls vielfach verwendeten Gleitlager des Typs OILES Fiberflon OH. Diese wartungsfreien, korrosionsfreien Gleitlager bestehen aus einem Phenolharz-Glasfaserverbund mit PTFE-Gleitschicht und punkten mit geringem Gewicht, niedrigem Reibungskoeffizienten und hoher Chemikalienresistenz. Außerdem sind sie elektrisch isolierend. Mit diesen Eigenschaften sind sie wie geschaffen für den Einsatz in Wasserkraft- und Unterwasser-Ap-

Foto: OILES Corporation

Eine materialtechnische Alternative zu den Bronzelagern der Serie OILES #500 sind die in der Hydrotechnik ebenfalls vielfach verwendeten Gleitlager des Typs OILES Fiberflon OH.

Der Maschinenbauer Künz (www.kuenz.com) verbaut das Gleitlager OILES #500SP1-SL464 in seinen hydraulischen Rechenreinigungsmaschinen, die Schleusen und Dämme von Geschwemmsel und Unrat befreien.

plikationen – insbesondere für Low-Speed-Anwendungen mit bis zu 0,15 m/s bei mechanischen Belastungen von bis zu 100 N/mm2 (statisch) bzw. 49 N/mm2 (dynamisch). Zu den weiteren Pluspunkten der OILES Fiberflon OH gehört ein außergewöhnlich niedriges Quellverhalten. Herkömmlichen Kunststoff-Gleitlagern sind diese Verbundwerkstoff -Lösungen daher weit überlegen.

Als Unterwasser-Lösung entwickelt hat der japanische Premiumhersteller auch die Gleitlager OILES #425, die sich seit über 40 Jahren im hydrotechnischen Anlagenbau bewähren.

Hierbei handelt es sich ebenfalls um eine hochwertige Verbundwerkstoff-Lösung. Diesmal sind es allerdings Baumwollfasern in einem hochbelastbaren Mantel aus Phenolharz, die diesem Gleitlager erstaunliche Eigenschaften verleihen. Dazu zählt vor allem die Bewegungsgeschwindigkeit von bis zu 15 m/s – womit das OILES #425 beispielsweise ideal geeignet ist für den Einsatz an der Hauptwelle von Wasserkraft-Turbinen. Die statische Belastbarkeit dieses Gleitlagers liegt bei maximal 15 N/mm2; seine dynamische Belastbarkeit reicht bis 4,9 N/mm2. Das OILES Fiberflon OH und das OILES #425 können mit Durchmessern von bis zu 800 mm gefertigt werden. In verschiedenen Ausführungen wurden sie in diesen Größen bereits in vielen Turbinen verbaut.

AUF WUNSCH AUCH MÄCHTIGE KALOTTEN Je nach Typ, Größe und Werkstoff liefert OILES seine Hydrotechnik-Gleitlager in vielen verschiedenen Geometrien. Die üblichen Standards sind dabei Buchsen, Flanschbuchsen, Platten und Scheiben – die für den Einsatz in wasserkrafttechnischen Turbinen und Ventilen mitunter beachtliche Abmessungen erreichen können. Gleitlager-Buchsen mit bis zu zwei Meter Durchmesser sind da keine Seltenheit!

Typisch für die Hydrotechnik ist auch die Bauform der Kalotte für die Realisierung von Kugelgelenk-ähnlichen Konstruktionen – etwa im Schleusenbau. Darüber hinaus realisiert der japanische Hersteller für die Hydrotechnik regelmäßig kundenspezifische Sonderlösungen

und Neuentwicklungen. Da man über ein erfahrenes Entwicklerteam verfügt, ist daran auch die deutsche OILES-Vertriebsgesellschaft in Ober-Mörlen bei Frankfurt a. Main beteiligt.

Wenn Lagerkonstruktionen für rotative, oszillierende oder lineare Low-Speed-Anwendungen mit hohen oder sehr hohen mechanischen Belastungen zu realisieren sind, gelten die Gleitlager von OILES nicht nur qualitativ als erste Wahl. Für viele Unternehmen – auch außerhalb der Hydrotechnik – sind die einbaufertigen Maschinenelemente vor allem wegen der Kombination von Wartungsfreiheit und einfachem Design attraktiv. Vor dem Hintergrund des stetig steigenden Kosten- und Wettbewerbsdrucks sehen daher viele Entwicklungsabteilungen die Gleitlager-Lösungen von OILES als interessante Alternative zum Einsatz teurer und oft wartungsintensiver Wälzoder Stahllager. Als lohnenswert erweisen kann sich da auch ein Blick auf die neue Website von OILES (www.oiles.de) oder in den aktuellen Katalog des Unternehmens. Übrigens: Wer sich aus erster Hand über die hydrotechnischen Kompetenzen von OILES informieren möchte, erhält dazu von 10. - 12.

Oktober 2016 Gelegenheit. Denn an diesen drei Tagen präsentiert sich das Unternehmen auf der Fachmesse und Konferenz HYDRO 2016 in Montreux in der Schweiz, dem wichtigsten europäischen Branchentreffen dieses Marktsegments (Stand 101).

Firmenprofil Die japanische OILES Corporation wurde 1952 von Sozo Kawasaki gegründet und zählt heute zu den führenden Qualitätsherstellern selbstschmierender, wartungsfreier Gleitlager. Sie beschäftigt weltweit über 2.000 Mitarbeiter und erwirtschaftet einen Gesamtumsatz von etwa 460 Millionen Euro (2015). Das Unternehmen ist Inhaber von fast 1.900 Patenten und 740 Handelsmarken. Es ist mit zahlreichen Produktionswerken, Tochtergesellschaften und Verkaufsbüros global präsent. Seine europäischen Kunden betreut das Unternehmen von seiner deutschen Niederlassung, der OILES Deutschland GmbH, aus.

Mehr unter: www.oiles.de

August 2016

61

HYDRO

Jubiläum

RUNDES JUBILÄUM FÜR DEN SCHWEIZER INNOVATIONSPLANER Fotos: zek

Kaum ein anderes Schweizer Planungsbüro verfügt über eine derart breite Kenntnis der eidgenössischen Kleinwasserkraftbranche, kaum ein anderes hat in den vergangenen Jahren vergleichbar viele Kraftwerksprojekte realisiert: Die Rede ist von der Hydro-Solar-Engineering AG, die mittlerweile ihr 25-jähriges Bestandsjubiläum feiert. Gründer und nach wie vor Leiter des Unternehmens ist Markus Hintermann, der auf eine ereignisreiche Zeit zurückblicken kann. Bei einem gemütlichen Gespräch mit der zek HYDRO verriet er auch sein kleines Erfolgsgeheimnis, das viel über seine persönliche Einstellung zur Arbeit aussagt.

G

äbe es einen Fingerabdruck, ein persönliches Qualitätssiegel, an dem man auf den ersten Blick Hydro-Solar geplante Kleinkraftwerke erkennt, dann wären vorrangig wohl zwei Merkmale zu nennen: Zum einen Lösungen, die hoch wirtschaftlich sind.

Zum anderen eine erstaunliche Offenheit für Innovationen. Ersteres führt Firmenchef Markus Hintermann darauf zurück, dass er von ganz kleinen Anlagen erst zu den größeren gekommen ist – und dabei sehr gut sparen gelernt habe. Dank dieser prägenden Entwicklung ist ihm, der mittlerweile selbst auch Kraftwerke betreibt, stets bewusst, unter welchem Kostendruck heute gerade private Wasserkraftinvestoren stehen. Gemeinsam mit seinem Team hat er schon des Öfteren bewiesen, dass teuren Lösungen stets eine gute Idee vorzuziehen ist. Auf der anderen Seite gab und gibt Hydro-Solar immer wieder neuen Produkten und Techniken eine Chance sich zu bewähren. Ob das der erste Einsatz von PMG-Generatoren war, oder einer Schlauchwehranlage, oder von innovativen Fischaufstiegslösungen oder neuartigen Stahlwasserbau-Komponenten: Sehr häufig fand man die Technik zuerst in Anlagen vom Reißbrett von Hydro-Solar.

SCHWEIZER KLEINWASSERKRAFTBRANCHE KOMMT IN BEWEGUNG Aber lassen Sie uns an der Geburtsstunde der Firma beginnen, als Markus Hintermann mit nicht viel mehr als einer guten Idee und einem festen Vorsatz seine ersten Schritte in die

62

August 2016

Selbstständigkeit wagte: „Nachdem ich 1991 die Hydro-Solar AG gegründet hatte, begann ich, in Eigeninitiative eine Potenzialstudie für Trinkwasserkraftwerke in der Schweiz zu erstellen. Dazu hatte ich alle Gemeinden angeschrieben und war letztlich positiv überrascht über eine Rücklaufquote von immerhin über 60 Prozent. Zu diesem Zeitpunkt wurden auch politische Initiativen für ein Energieprogramm laut. Das traf sich gut. Denn ich war nun im Besitz von Daten, die von politischer Seite für etwaige Projekte benötigt wurden“, beschreibt Markus Hintermann das erste Highlight seines blutjungen Unternehmens. Schließlich resultierte daraus der erste große Auftrag, der die Auswertung dieser Daten vorsah, die Produktion von Broschüren und Unterlagen sowie diverse Vortragsreihen zum Thema energetische Nutzung in Trinkwassersystemen.

Auch wenn der Firmenname einen Bezug zur Sonnenenergienutzung nahelegt, war spätestens nach der Lancierung des Förderprogramms Kleinwasserkraftwerke klar, dass die eigentliche Bestimmung und Kernkompetenz im Bereich Hydro – also der Wasserkraft – angesiedelt war und daran hat sich bis heute nichts geändert.

MIT KÖPFCHEN ZUM PRIX ETA ENERGIEPREIS In den ersten Jahren beschäftigte sich Markus Hintermann, damals noch Einzelkämpfer in seinem Unternehmen, vorrangig mit Wasserkraftwerken im bündnerischen Val Müstair.

Dabei stieß er auch auf die Fragestellung, wie man bestmöglich eine Alm mit Strom versorgen könnte. „Damals ist der Gemeindepräsident von Santa Maria auf mich zugekommen.

Man habe ein kleines Kraftwerk mit 1 bis 2 kW, nach heutigen Maßstäben eine Mikroanlage, die dringend sanierungsbedürftig war.

Zudem wollte das kantonale Amt noch einen Dieselgenerator als zusätzliche Stromquelle installiert haben. Dies gefiel jedoch dem Gemeindepräsidenten gar nicht und er bat mich Alternativen aufzuzeigen. Glücklicherweise hatte ich zu dieser Zeit einen Techniker kennengelernt, der eine vakuumgesteuerte Melkmaschine entwickelt hatte, die den Strombedarf auf der Alp auf 30 Prozent zu senken in der Lage war. Gemeinsam haben wir dann ein Konzept erarbeitet, in dem die Stromversorgung dank konsequentem Stromsparen alleine über die Mikroturbine in Kombination mit einem Batteriespeicher gewährleistet werden

HYDRO

Jubiläum

Trinkwasserkraftwerke waren stets ein Thema bei Hydro-Solar, wie etwa das Twkw Teechrüter in Gsteig.

Fotos: zek

Einer der ersten Permanentgeneratoren in der Schweiz wurde 2010 im Kraftwerk Stanipac in Burgdorf installiert.

VOM KRAFTWERKSPLANER ZUM KRAFTWERKSBESITZER Einen weiteren Meilenstein erreichte Markus Hintermann im Jahr 1998, als sich ihm die Gelegenheit bot, selbst Wasserkraftbetreiber zu werden. Dabei lag dies ursprünglich keineswegs in der Absicht des Planers, der an den Sanierungsplänen für ein Wasserkraftwerk arbeitet, das in Diensten eines großen deutschen Konzerns gestanden war. „Die Vorschriften aus der Konzernzentrale bezüglich der Erneuerung waren sehr strikt. Trotzdem waren wir – der Geschäftsführer der Schweizer Niederlassung und ich – davon überzeugt, dass ein gangbarer Weg gefunden werden

PIONIERARBEIT IN ÖKOLOGISCHEN BELANGEN Im Jahr darauf machte Hydro-Solar erneut mit einer echten Innovation von sich reden.

Es gelang, den ersten Fischlift in der Schweiz und damit im gesamten deutschsprachigen Raum zu bauen. Unter anderem unterstrich das Planungsbüro damit, dass man auch in Hinblick auf ökologische Fragestellungen neue Wege bereit war zu beschreiten. Unter diesem Gesichtspunkt ist auch die erstmalig erstellte Schutz- und Nutzungsplanung zu se-

hen, die Hydro-Solar 1999 für das Val Müstair erarbeitete. „Wir haben uns damals sehr schnell an die neue Schweizer Gesetzgebung angepasst und schweizweit erstmalig ein derartiges Schutz-Nutzungskonzept entwickelt, bei dem eben Schutzkriterien gegen jene der hydrologischen Nutzung abgewogen werden. Heute sind derartige Konzepte gang und gebe, im Unterschied zu damals fallen sie nur noch deutlich ökologischer aus“, so Markus Hintermann.

MAN BAUT GRÖSSERE ANLAGEN Ein nächster Meilenstein in der Firmengeschichte wurde 2001 erreicht. Der mittlerweile auch in Betrieb und Unterhalt von Kraftwerken erfahrene Markus Hintermann erwarb die beiden Kraftwerke an der Emme im bernerischen Bätterkinden, zwei Kanal-Kraftwerke, die er bis zum heutigen Tag betreibt. Dabei entwickelte der gewiefte Ingenieur gemeinsam mit der Credit Suisse ein spezielles Anlagen-Contracting-Modell. Dieses Finanzierungsinstrument kam in den folgenden Jahren häufiger zur Anwendung.

Langsam tastete sich das Planungsbüro nun

Das Kleinkraftwerk Engstligenalp wurde auf rund 2.000 m Seehöhe im Berner Oberland unter strengsten Naturschutzauflagen verwirklicht.

Foto: Hydro-Solar

DAS UNTERNEHMEN WÄCHST Es folgten in den nächsten Jahren die Inbetriebnahmen der ersten von Hydro-Solar geplanten Anlagen, allesamt noch eher in kleiner Dimension. In diese Zeit fiel auch der Bau der ersten Schlauchwehranlage, die man zur Gänze selbst entwickelt hatte und in der Schweiz produzieren ließ. Das Prinzip bewährte sich. Einfache Schlauchwehrlösungen mit einer Höhe von bis zu 1,40 m finden sich seither im Portfolio des Schweizer Wasserkraftspezialisten.

Vier Jahre nach der Firmengründung 1995 wurde es schließlich Zeit für mehr Personal: Der erste Mitarbeiter kam und bezog prompt mit Markus Hintermann das nagelneue Büro an der Hauptstraße in Niederdorf.

Nach zahlreichen Studien und Projekte für die Region Münstertal kamen in den folgenden Jahren auch interessante Projekte in der Region des Firmensitzes, also Kanton BaselLandschaft, auf Hydro-Solar zu.

konnte. Als dann überraschend das Nein aus der Konzernzentrale kam, blieb letztlich nur mehr der Verkauf als letzte Alternative. In der Folge wurde ich mit der Verkaufsdokumentation betraut und bekundete anschließend auch mein Interesse an der Anlage. Dass ich mit meinem Angebot am Ende den Zuschlag bekam, hatte mich überrascht. Ich hielt dann Ausschau nach einem Finanzierungspartner und fand ihn in der ADEV, mit der ich dann die Anlage zu gleichen Anteilen erwarb. So wurde ich Kraftwerksbesitzer“, erzählt Markus Hintermann.

Foto: zek

konnte. Dieses Projekt haben wir dann 1993 beim Prix Eta Energiepreis eingereicht – und damit die höchste Kategorie gewonnen“, erzählt Markus Hintermann und fügt augenzwinkernd hinzu: „Energiesparen war damals der große Trend.“

August 2016

63

HYDRO

Das Kraftwerk Neuägeri repräsentiert ein Projekt aus jüngster Zeit. Die Anlage im Kanton Zug wurde erst vor wenigen Monaten in Betrieb genommen.

SPIN-OFF MIT ROHRVERTRIEB „Im Jahr 2004 wurde es mit den Aufträgen ein wenig ruhiger und erstmalig sahen wir uns mit einer kleinen Flaute konfrontiert“, erzählt Markus Hintermann. Die damit einhergehenden zeitlichen Freiräume wusste er aber gut zu nutzen. Nachdem er zuvor erstmalig mit GFK-Rohren in Berührung gekommen war, übernahm er noch im selben Jahr die Exklusivvertretung für Amiantit-Rohre in der

2008 Neubau Kraftwerk Trempel an der Thur bei Krummenau

64

August 2016

Das Kraftwerk Hard bei Winterthur wurde ebenfalls erst kürzlich fertiggestellt. Für Hydro-Solar eines der komplexesten Projekte der jüngsten Zeit.

Schweiz. „Als Amiantit 2004 in den Schweizer Markt eintrat, war die Schweiz noch ein weißer Fleck. Das Geschäft entwickelte sich gut.

Trotzdem wollte ich mit dem Planungsbüro nicht zugleich als Rohrverkäufer auftreten.

Aus diesem Grund habe ich die APR-Schweiz (All Pipe Systems) gegründet, wohin der Rohrvertrieb dann ausgegliedert wurde.“ Heute arbeitet die APR-Schweiz mit der Vertretung in Österreich – Etertec – zusammen.

Markus Hintermann ist heute für die APR als Präsident des Verwaltungsrates tätig.

Mittlerweile wuchs die Hydro-Solar, 2007 beschäftigte Markus Hintermann bereits 3 Mitarbeiter - Tendenz steigend. 2008 waren es dann 5. Zu dieser Zeit war aus der Hydro-Solar AG bereits die Hydro-Solar Engineering AG geworden, in die der gesamte Planungsbereich ausgegliedert wurde. Auslöser war ein schwerer Hochwasserschaden an einem der Kraftwerke im Jahr 2007, der vor allem auch die versicherungsrechtlichen Vorteile einer klaren Trennung von Energieerzeugung und dem Engineering-Bereich offenlegte.

Es war eine Phase, in der ein finanzstarker Partner bei Hydro-Solar anklopfen sollte. Der Energiekonzern Alpiq war speziell in den Jahren von 2006 bis 2008 sehr an Kraftwerksbe-

Fotos: Hydro-Solar

auch an immer größere Kraftwerksprojekte heran. 2002 übernahm man die Planung für das Kraftwerk Schöneberg, ausgelegt immerhin für einen Ausbaudurchfluss von 43 m3/s und eine Fallhöhe von 8 m. Das Kraftwerk sollte auch zur Pilotanlage für ein völlig neuartiges Fischpasssystem werden – für den Borstenfischpass, der erstmalig in der Schweiz in Betrieb ging. Das Patent erwies sich von Anfang an als sinnvoll und effizient und wurde in den Folgejahren wiederholt an einigen Niederdruckanlagen eingesetzt. Kurze Zeit später feierte das Planungsbüro eine weitere Premiere: Man übernahm erstmalig ein kleineres Wasserkraftprojekt als Generalunternehmer.

Die Anlage konnte wie geplant schlüsselfertig an den Betreiber übergeben werden.

Fotos: zek

Jubiläum

teiligungen interessiert, unter anderem auch an jenen des Planungsspezialisten. In der Folge wurde man handelseins, seitdem ist Alpiq Eco Power Anteilseigner an Hydro-Solar Kraftwerken.

HERZENSPROJEKT SUSASCA IM VISIER 2009 rückte dann wieder ein ganz spezielles Projekt in den Fokus des Wasserkraft-Ingenieurs: Endlich, nach langen Jahren der Vorarbeit, gab es grünes Licht für das Kraftwerk Susasca, eines der leistungsstärksten Kleinwasserkraftwerke im Unterengadin, das in der mittlerweile erreichten zweiten Ausbaustufe auf immerhin 6 MW installierte Turbinenleistung kommt. Gemeinsam mit seinem Berufskollegen Giovanni Mathis und der Gemeinde Susch gelang es Markus Hintermann, das Kraftwerk an der Susasca zu realisieren.

2010 wurde die Anlage in ihrer ersten Ausbaustufe in Betrieb genommen, im Herbst letzten Jahres erreichte sie die zweite und finale Ausbaustufe. Im Regeljahr erzeugt die Anlage heute rund 26 GWh sauberen Strom.

Markus Hintermann ist auch an diesem Kraftwerk als Partner beteiligt, das mit Sicherheit eine Sonderstellung im Schaffen des findigen Ingenieures darstellt. ÜBERVOLLE AUFTRAGSBÜCHER Auch in den Folgejahren lief es richtig rund für das Ingenieursbüro. 2010 wurde eine um die andere Hydro-Solar geplante Anlage in Betrieb genommen. „Es war wirklich eine sehr betriebsame Phase, alle haben damals bis zum Anschlag gearbeitet, um das Pensum zu schaffen“, erinnert sich Markus Hintermann.

Gsteig, Zeughausbrücke, Stanipac oder Untermühle hießen einige der Anlagen, um nur ein paar zu nennen. Was viele dieser Kleinkraftwerke auszeichnet: Hydro-Solar setzt mehr und mehr den direkt gekoppelten Permanentmagnetgenerator ein, der nicht nur in Hinblick auf Effizienz, sondern auch auf seine Geräuscharmut punktet. Daneben beschäf-

HYDRO

Jubiläum

tigt sich Markus Hintermann auch mit dem Thema Flüssigboden, also einem zeitweise fließfähigen Verfüllbaustoff aus Aushubmaterial – ein Thema, dem er großes Zukunftspotenzial einräumt.

2011 erfolgte die Gründung der Niederlassung in Thusis, das Ingenieurbüro war nun auf insgesamt 13 Mitarbeiter angewachsen. In den vergangenen Jahren wurde es dem Firmengründer auch zusehends wichtiger, seinen Mitarbeitern breitere Perspektiven zu bieten und sie auch enger an die Firma und deren Erfolg zu binden. 2013 führte er ein Beteiligungsmodell ein, mittlerweile sind drei seiner Mitarbeiter am Unternehmen beteiligt.

EIN ANLASS UM INNEZUHALTEN Die Hydro-Solar Engineering AG gehört heute zweifellos zu den aktivsten Planungsbüros in Sachen Kleinwasserkraft in der Schweiz. Seit der Gründung 1991 hat man 43 Wasserkraftwerke realisiert. Alleine seit Einführung der Kostendeckenden Einspeisevergütung – KEV – im Jahr 2009 hat man 20 Anlagen geplant und umgesetzt. Außerdem sind bereits 17 Schlauchwehranlagen und 25 Fischaufstiegshilfen unter Federführung von Hydro-Solar gebaut worden. Entsprechend groß ist das technische Know-how, ebenso wie die gesamte Kenntnis der Schweizer Kleinwasserkraftbranche.

Markus Hintermann gilt heute nicht nur als ausgewiesener Fachmann, sondern ist auch als Geschäftspartner gefragt – als ein Mann mit Handschlagqualität. Nun gilt es für ihn und sein Team, einmal inne zu halten, auf 25 erfolgreiche Jahre zurückzuschauen und ein wenig zu feiern. Ausgiebig wird dies nicht auffallen, schließlich ist der Blick von Markus Hintermann und Hydro-Solar nur nach vorne gerichtet. Im Blick nach vorne ist sein Optimismus in die Zukunft der Wasserkraft gedämpft. Aktuell arbeitet er daher mit seinem Team am Aufbau einer weiteren Kernkompetenz: Trinkwasserversorgung. Von der Sanierung der Quellfassung, über die Wasseraufbereitung bis hin zur Hydraulik im Versorgungnetz und die Qualitätssicherung: jeder Aspekt der Trinkwasserversorgung wird von den Planern von Hydro-Solar in naher Zukunft abgedeckt werden. Was könnte auch besser in das Kompetenz-Portfolio des Unternehmens passen – als das Thema Wasser in einer weiteren Facette?

Fotos: Hydro-Solar

Der erste Fischlift in der Schweiz: FL Büttenen

"Ein Prozent Inspiration - 99 Prozent Transpiration: Erfolg ist das Resultat harter Arbeit" Markus Hintermann im Gespräch zek: Gratulation zu 25 Jahren Hydro-Solar. Haben Sie schon gefeiert?

Hintermann: Wir werden nur im kleinen Kreis feiern, nichts Großes und uns voll auf die Zukunft fokussieren. zek: Wie wichtig sind Ihnen die Mitarbeiter?

Hintermann: Schon sehr wichtig. Ohne das starke Team hätten wir die Herausforderungen Markus Hintermann seit 2006 nicht geschafft. Zufriedene, motivierte Mitarbeiter sind mir sehr wichtig, auch wenn das nicht immer einfach ist. zek: Was erwarten Sie generell von Ihren Mitarbeitern?

Hintermann: Bei mir müssen Mitarbeiter bereit sein, sich durchzubeißen und auch durch harte Zeiten zu gehen. In solchen Zeiten hatten sie es auch oft mit mir nicht ganz leicht, weil ich sehr viel Engagement verlange. Der Erfolg ein Kraftwerk in Betrieb zu nehmen entschädigt jedoch für vieles. zek: Haben Sie auch schon personelle Fehlentscheidungen getroffen?

Hintermann: Ja, sicher ist mir das auch passiert. Aber über die Jahre haben wir nun ein Team aus jungen Ingenieuren geformt, das sehr gut zusammenarbeitet und auch zusammenhält. So manch einer ist erst bei uns so richtig aufgetaut und es hat ihn voll mit dem Kraftwerksvirus erwischt. zek: Was können Mitarbeiter aber auch Geschäftspartner von Ihnen erwarten?

Hintermann: Ich denke ich bin fair, engagiert und gebe immer alles – sowohl gegenüber Kunden, Geschäftspartnern und meinen Mitarbeitern. Alle die mich kennen verzeihen mir jedoch auch meine manchmal etwas zu direkte Art. zek: Wie würden Sie ihren Führungsstil charakterisieren?

Hintermann: Ich glaube, ich führe auf eine faire Weise und vertraue auf das Können meiner jungen Mitarbeiter, die sehr viele Freiheiten haben. Es ist auch möglich Beruf und Familie unter einen Hut zu bringen. Es darf bei mir auch ab und zu ein lautes Wort geben, wenn ein Ventil aufgehen muss. Aber ich kann dann auch wieder sehr schnell vergessen. Vorrangig ist mir der Respekt vor dem Menschen. zek: Was ist Ihr Erfolgsgeheimnis?

Hintermann: Ein Prozent Inspiration – 99 Prozent Transpiration. Ich glaube, dass Erfolg immer das Resultat von harter Arbeit ist. zek: Warum zählen gerade private Betreiber so auf Ihr Know-how?

Hintermann: Wahrscheinlich weil ich mich immer zu 100% für die Anliegen der Kunden eingesetzt haben, dabei sehr innovativ sein musste und sehr gut sparen gelernt habe. Für den privaten Betreiber zählt die wirtschaftliche Seite immer noch am stärksten.

Markus Hintermann (2.v.r.) mit seinem Team von Hydro-Solar am Fuße der Staumauer Emmoson im Jahr 2015.

August 2016

65

HYDRO

Technik

Foto: Rehart

Die Fischaufstiegsschnecke des Herstellers Rehart Power ermöglicht Fischaufstieg und Energieproduktion durch die innovative Kombination von zwei Wasserschnecken. Während die breite Wasserkraftschnecke eine Lockströmung erzeugt und 75 kW maximale Leistung erzielt, sorgt die ummantelte Fischaufstiegsschnecke für sicheren Transport ins Oberwasser.

REHART-FISCHAUFSTIEGSSCHNECKE ALS INNOVATIVE ALTERNATIVE ZU BEKANNTEN AUFSTIEGSLÖSUNGEN Die Fischaufstiegsschnecke (FAS) des Systems Rehart/Strasser ist auf dem besten Weg, sich als kompakte und kostengünstige Alternative zu bekannten Fischpasssystemen zu etablieren. Das Funktionsprinzip der FAS des Herstellers „Rehart Power“ ist simpel und dabei hoch effektiv. Mittels einer „normalen“ Wasserkraftschnecke, welche gleichzeitig als Stromerzeuger dient, wird im Unterwasserbereich einer Wehranlage eine Lockströmung erzeugt. Durch diese Strömung angelockt werden wanderwillige Fische in eine seitlich montierte Förderschnecke geleitet und verletzungsfrei ins Oberwasser transportiert. Die offizielle Einweihung der ersten FAS in Deutschland fand Ende Juni im mittelfränkischen Landkreis Roth statt. Zukünftig dient das mustergültig umgesetzte Kraftwerk am Heckerwehr als Referenzanlage.

D

66

August 2016

an Wehranlagen und Gefällestufen mit beengten Platzverhältnissen. Zur Auswahl stehen 4 verschiedenen Baugrößen, welche in standardisierter Bauweise gefertigt werden.

Bis zu 10 m Höhenunterschied können durch den Einbau des innovativen Transportschneckensystems bewältigt werden.

FISCHFREUNDLICHER STROMERZEUGER Rehart-Power Geschäftsführer Klaus Schülein und Prokurist Christian Habermann gaben den interessierten Gästen in entspannter Atmosphäre bereitwillig Auskunft über die Funktionsweise des kombinierten Schneckensystem. Klaus Schülein betont neben Foto: Rehart

er Einladung zur feierlichen Eröffnung der innovativen Fischaufstiegshilfe am Heckerwehr, rund 30 Kilometer südlich von Nürnberg, waren zahlreiche Vertreter der am Projekt beteiligten Unternehmen und Behörden gefolgt. Nach der Begrüßung durch Gerhard Wolff, der mit seiner S & W GmbH maßgeblich an der Entwicklung der FAS beteiligt war, konnten sich die Gäste ein Bild von der fischfreundlichen Wasserkraftanlage im laufenden Betrieb machen.

Erstmals in Betrieb ging die die Anlage zu Jahresbeginn, die Bauzeit betrug inklusive der Errichtung des Betonbauwerks rund ein Jahr.

Erheblich länger dauerte die Genehmigungsphase des Projektes, von den ersten Konzeptionen bis zur endgültigen Fertigstellung vergingen fast 10 Jahre. Betrieben wird die Anlage gemeinsam von den Bauherren. Klaus Schülein und Gerhard Wolff teilen sich den Besitz und Ertrag des Kraftwerks.

Durch ihre vergleichsweise kompakte Bauweise eignet sich die FAS generell zum Einsatz

Gruppenbild der offiziellen Inbetriebnahme: Michael Müller (Planungsbüro Müller-Kalchreuth), Ralf Edelhäußer (BGM Roth), Erhard Reißer (Koller Service), Ulrich Keller (Tragwerksplanung Keller), Betreiber Klaus Schülein (GF Rehart Power), Christa Schülein (Rehart Power), Betreiber Gerhard Wolff (S & W GmbH), Klaus Winkelmair (stellv.

Leiter WWA Nürnberg), Christian Habermann (Bereichsleiter Wasserkraft RehartPower). (v.l.)

HYDRO

Technik

ÖSTERREICHISCHES MONITORINGERGEBNIS STIMMT POSITIV Dass die FAS ihrem Namen alle Ehre macht, wurde bereits in vor zwei Jahren an einem baugleichen Kraftwerk in Pilsing in Niederösterreich festgestellt. Dort führte das Ingenieurbüro für Gewässerökologie und Fischerei (IBGF) Mitterlehner im Rahmen eines wasserwirtschaftlichen Versuches ein umfassendes Fischmonitoring durch. Die Ergebnisse der zwischen Herbst 2014 und Frühjahr 2015 durchgeführten Zählung ergaben, dass an der FAS Pilsing an 104 Untersuchungstagen insgesamt 864 Fische, darunter 18 verschiedene Arten, aufgestiegen waren. Im Vergleichszeit-

Technische Daten

Angezogen durch die Lockströmung der massiven Wasserkraftschnecke gelangen Fische in die seitliche Fischaufstiegsschnecke.Von diesem automatischen Transportsystem profitieren vor allem schwimmschwache und bodennahe Fischarten.

Foto: zek

dem energiewirtschaftlichen Nutzen die fischschonenden Eigenschaften des Systems: „Die Schneckenwendel ist durchgängig mit dem zentralen Rohr verschweißt, wodurch eine völlig spaltfreie Ausführung entsteht. Somit besteht für die Fische beim Aufstieg auch keine Gefahr, sich an rotierenden Elementen innerhalb der Schnecke zu verletzen oder in Hohlräumen zu verklemmen.“ Christian Habermann ergänzt, dass neben dem Transportaspekt selbstverständlich auch der Stromerzeugung zentrale Bedeutung zukommt. „Ein eindeutiger Vorteil unseres Systems liegt sicherlich auch in der Ersparnis der Restwasserabgabe, welche bei einem herkömmlichen Beckenpass schnell bei mehreren 100 l/s liegen kann. Bei der Rehart-Wasserkraftschnecke hingegen ist der Fischaufstieg bereits in das System integriert, wodurch die eigentliche Dotationswassermenge gänzlich zur Energieproduktion zur Verfügung steht.“ Am Standort Heckerwehr etwa erreicht die Wasserkraftschnecke bei einer Ausbauwassermenge von 5 m³/s und 3,4 m Fallhöhe eine maximale Leistung von 75 kW. Der erzeugte Strom wird mit einer Spannung von 400 V über eine Erdleitung an eine nahe gelegene Trafostation abgegeben und direkt ins öffentliche Stromnetz eingespeist.

raum wurde an der Oberliegeranlage ebenfalls ein Monitoring durchgeführt. An dieser mit einem Beckenpass als Fischaufstiegshilfe ausgerüsteten Anlage konnten an 97 Untersuchungstagen lediglich 173 Fische gezählt werden, was in etwa einem Fünftel der FAS entspricht.

VOLLAUTOMATISCHES SYSTEM Als weiteren Vorteil des Systems Rehart/Strasser zählt Christian Habermann die Ersparnis einer Rechenreinigungsanlage auf. Die tägliche Reinigung des Grobrechens vor dem Schneckeneinlauf geschieht anstelle einer Putzharke durch Wasserdruck von der Gegenseite mittels eines automatisiert eingeleiteten Spülvorgangs.

Dabei wird ein Gegendruck erzeugt, der am Rechen befindliches Geschiebe entfernt und in einen seitlichen Bypasskanal leitet. Neben dem Geschiebe bleiben durch diesen Vorgang auch Sedimente und Schwebstoffe im Gewässerverlauf erhalten. Gefertigt werden die Stahlwasserbauteile ebenso wie die gesamten

Schneckensysteme am Rehart-Firmensitz im mittelfränkischen Ehingen. Der Anlagenbetrieb läuft durch die intelligente Steuerung völlig automatisiert ab, die Zuflussregelung erfolgt über Pegelsensoren. Alle wichtigen Parameter des Kraftwerks sind für die Betreiber dank Internetanbindung jederzeit via PC oder Smartphone abrufbar, zudem versendet die Steuerung automatische Warnmeldungen bei etwaigen Betriebsstörungen.

9.000 TESTFISCHE IM EINSATZ Bei der Wasserkraftanlage am Heckerwehr wurde das vorgeschriebene Fisch-Monitoring, für welches man rund 9.000 Fische im Oberwasserbereich des Kraftwerks aussetzte, erst kürzlich abgeschlossen. Durchgeführt wurde die Untersuchung vom Bayerischen Landesamt für Umwelt in Kooperation mit der TU München. Geschäftsführer Schülein und Prokurist Habermann erwarten aufgrund der äußerst erfolgreichen Monitoring-Ergebnisse bei der niederösterreichischen Anlage mit einem sehr positiven Abschlussbericht.

Durch den integrierten Fischaufstieg ersparen sich Betreiber die Abgabe der Dotationswassermenge.

• Ausbauwassermenge: 5 m³/s • Nettofallhöhe: 3,4 m • Turbine: Wasserkraftschnecke • Durchmesser: 3,2 m • Nenndrehzahl: 23 U/min • Generator: Asynchron • Fischaufstieg: Aufstiegsschnecke (FAS) Foto: zek

• Drehzahl: 6 U/min • Regelarbeitsvermögen/Jahr: ca. 408.000 kWh

August 2016

67

HYDRO

Technik

Bei der Silberkarhütte handelt es sich um ein beliebtes Ausflugsziel auf einem Hochplateau im Ennstal inmitten des Dachsteinmassivs. Seit Mai sorgt ein eigenes Wasserkraftwerk für elektrischen Strom in der nur zu Fuß durch die beeindruckende Silberkarklamm erreichbaren Hütte. Innerhalb von 5 Wochen konnten von der Wasserfassung über die Druckrohrleitung bin hin zum Krafthaus inklusive 2-düsiger Pelton-Turbine sämtliche Anlagenteile von Grund auf neu errichtet werden. Wegen der erschwerten Zugänglichkeit des Hochplateaus waren zur baulichen Umsetzung des Wasserkraftprojekts mehr als 150 Transporthelikopterflüge erforderlich.

Ganz im Sinne der regionalen Wertschöpfungskette wurde ein Großteil der Arbeiten von lokalen Firmen erledigt. ie Entstehung des Inselkraftwerks ist mit der Erneuerung der Kläranlage der Silberkarhütte sowie der sogenannten „Registrierkassenpflicht“ verbunden. Beide Maßnahmen wurden behördlich verordnet und erfordern zum Betrieb elektrischen Strom. Herwig Erlbacher, Hüttenwirt und Vorstand des Tourismusverbands Ramsau am Dachstein, entschied sich aus guten Gründen für die Wasserkraftnutzung zur Stromerzeugung: „Obwohl das Thema Photovoltaik früh zur Sprache gekommen ist war ich wegen den empfindlichen Solarzellen sehr skeptisch.

Aufgrund der alljährlichen Lawinenabgänge im Frühjahr ist die Technik an dieser Stelle einfach nicht geeignet.“ Unterstützung bei der Planung des Projektes erhielt der Betreiber durch Dr. Walter Kovar,

D

Fotos: zek

SILBERKARHÜTTE SETZT AUF MIKRO-KRAFTWERK

Die zwischen Mitte Mai und Ende Oktober bewirtschaftete Silberkarhütte im steierischen Dachsteinmassiv verfügt dank eines völlig neu errichteten Inselkraftwerks nun über Eigenstromversorgung.

Obmann des Vereines „Alpine Gesellschaft Preintaler“ und Maschinenbauer im Ruhestand. „Die Nutzung von Wasserkraft ergab sich als umweltfreundlichste Lösung, wobei auch die Instandhaltungskosten minimal sind, da durch das reine Wasser der Karstquelle kaum Verschleiß an der Turbine auftritt“, ergänzt Dr. Kovar, welcher in den vergangenen Jahren an der Umsetzung mehrerer Inselkraftwerke im Raum Schladming beteiligt war.

BEANSPRUCHBARE GUSSROHRE FÜR ANSPRUCHSVOLLES TERRAIN Wegen der exponierten Lage des Hochplateaus wurde bei der Auswahl der Bauteile vor allem auf robuste Ausführung wert gelegt. Die rund 120 m lange Druckrohrleitung (DRL) etwa wurde zur Gänze in schub- und zuggesicherter Ausführung mit duktilen Gussrohren DN 125 der TIROLER ROHRE GmbH (TRM) aus-

geführt. Betreiber Erlbacher entschied sich dabei bewusst für eine oberirdische Verlegung der DRL. Durch die Steilheit des Hanges in Verbindung mit den widerstandsfähigen Gussrohren entlang der Trassenführung sind etwaige Geröllabgänge kein Problem für die Kraftwerksleitung. Passend zum ökologischen Gedanken des Wasserkraftprojekts geschieht die Fertigung der hochwertigen TRM-Rohre zu 100 % aus wiederverwertetem Recyclingmetall.

Das Triebwasser für sein neues Wasserkraftwerk entnimmt Herwig Erlbacher einer natürlichen Karstquelle, welche in der Vergangenheit bereits zur Trinkwasserversorgung der Silberkarhütte Verwendung gefunden hat.

Aufgrund der bekannten Reinheit des Wassers ist kein Schutzrechen oder Entsanderbecken notwendig. Für die Wasserfassung musste lediglich ein kompaktes Einlaufbecken mit Die rund 120 m lange Druckrohrleitung wurde in oberirdisch verlegten Gussrohren DN 125 von TRM ausgeführt. Nur ein Monat nach Abschluss der Bauarbeiten war die Rohrtrasse teilweise schon wieder komplett von der üppigen Natur überwuchert.

Zur Wasserfassung der trinkwassertauglichen Karstquelle zur Energieerzeugung musste nur ein Einlaufbecken mit Überlauf betoniert werden.

68

August 2016

HYDRO

Technik

Überlauf betoniert werden, an welches direkt die DRL anschließt.

PELTON-TURBINE MIT HANDANTRIEB Zur Stromerzeugung kommt im Krafthaus am Ende der Silberkarklamm eine 2-düsige Pelton-Turbine mit vertikaler Achse zum Einsatz. Das Oberteil des Turbinengehäuses, auf welchem gleichzeitig der Generator sitzt, ist schwenkbar ausgeführt. Damit sind das Laufrad und die Versorgungsdüsen durch einfaches Hochschwenken optimal für Wartungszwecke zugänglich. Die Regelung der Wasserzufuhr zur Turbine erfolgt durch Handbetrieb, zur Feineinstellung lassen sich die Turbinendüsen in unterschiedlichen Größen mit wenigen Handgriffen wechseln. Bei einer Nettofallhöhe von 61 m und einer Ausbauwassermenge von 11 l/s erreicht die Turbine eine Engpasspassleistung von 10,4 kW. „Weil der elektrische Bedarf der Silberkarhütte bei nur rund 8 kW liegt, wird die überschüssige Leistung in einen Widerstandssatz geleitet. Dieser Widerstandssatz befindet sich im Wasserfluss im Unterteil des Turbinensatzes und erhält durch das abgearbeitete Wasser automatische Kühlung“, erklärt Walter Kovar.

STROMANSCHLUSS NACH 5 WOCHEN BAUZEIT Der frischgebackene Wasserkraftbetreiber Herwig Erlbacher ist äußerst zufrieden mit

Der Besitzer der Silberkarhütte Herwig Erlbacher ist seit Mai auch Wasserkraftbetreiber.

Die 2-düsige Pelton-Turbine erzeugt sogar mehr Leistung als benötigt.

seiner neuen Anlage. Seit der Inbetriebnahme im Mai liefert die Pelton-Turbine zuverlässig Strom für den Energiebedarf des Hüttenbetriebs. Innerhalb von etwas mehr als einem Monat wurden zusätzlich neben der Kraftwerksanlage außerdem die Kläranlage auf den neuesten Stand gebracht, neue Sanitäranlagen gebaut sowie die Stromleitung zur Hütte hergestellt. Beste Voraussetzungen also für einen erfolgreichen Hüttenbetrieb mit zuverlässiger Ökostromversorgung.

Technische Daten • • • • • • •

Ausbauwassermenge: 11 l/s Nettofallhöhe: 61m Turbine: 2-düsige Pelton Nenndrehzahl: 1500 U/min Engpassleistung: ca. 10 kW 125 m Druckrohrleitung: DN 125 Hersteller: Tiroler Rohre GmbH

Ihr Spezialist für

Turbinenleitungen

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

August 2016

69

HYDRO

Schwerpunkt

Fotos: zek

St. Johann in Tirol verfügt bereits seit 1905 über eine zentrale Trinkwasserversorgung. Im Jahre 1991 wurde ein Trinkwasserkraftwerk im Zuge der Erneuerung der Hochquellleitung integriert.

Nun wurde die Leittechnik des Kraftwerks in die der Wasserversorgung integriert.

NEUE LEITTECHNIK FÜR DAS TRINKWASSERKRAFTWERK IN ST. JOHANN IN TIROL In St. Johann in Tirol gibt es bereits seit dem Jahr 1905 eine zentrale Trinkwasserversorgung. Eine Quellableitung am OstHang des Kitzbüheler Horn versorgt die Menschen in der Region mit reinstem Quellwasser. 1990 wurde die Hochquellleitung erneuert und ein Jahr später auch ein Trinkwasserkraftwerk realisiert. Die erzeugte Energie wurde anfangs zum Betrieb einer Badeanlage direkt genutzt – heute speist man in das öffentliche Stromnetz ein. Die Steuerung des Kraftwerks und der Wasserversorgung war nun aber in die Jahre gekommen. Die Versorgung mit Ersatzteilen für die Leittechnik konnte für die Zukunft nicht mehr gewährleistet werden. Deshalb entschied sich die Gemeinde das Kraftwerk einer Modernisierung zu unterziehen.

Ende 2015 installierte die Firma Rittmeyer deshalb ein einheitliches Steuerungs- und Regelungssystem für Kraftwerk und Wasserversorgung. Dieses soll sowohl die Betriebssicherheit, als auch die Vereinfachung der Betriebsüberwachung gewährleisten. rinkwasserkraftwerke zählen ohne Zweifel zu den sinnvollsten Energieerzeugungsanlagen überhaupt. Sie nutzen ein Energiepotential, das ansonsten vernichtet würde. Um nämlich einen vernünftigen Druck in den Wasserleitungen zu erzielen, muss die Energie die durch die Höhenableitung entsteht ohnehin abgebaut werden. In St. Johann würde man dadurch ein Energiepotential von 400 Höhenmetern bei einem Wasserdargebot von 65 l/s schlichtweg verlieren. Als man also im Jahre 1990 die Hochquellleitung vom Ost-Hang des Kitzbüheler Horn erneuerte, wurde diese so ausgelegt, dass eine nachträgliche Wasserkraftnutzung ermöglicht werden konnte. Im unteren Bereich wurden so druckverstärkte Rohr bis zu PN60 in der Dimension DN200 installiert.

Für die Trinkwasserversorgung mit kaskaden-

weiser Vernichtung der Energie kommen sonst üblicherweise nur 16 bar-Rohre zum Einsatz. Lange hat das Kraftwerk nicht auf sich warten lassen, bereits ein Jahr nach der Erneuerung der Hochquellleitung wurde das TWKW St. Johann realisiert.

T

70

August 2016

Als Kompetenzpartner holte man sich die Firma Rittmeyer ins Haus. Das Unternehmen bietet Lösungen im Bereich Wasserkraft und Wasserversorgung an.

ERSATZTEILE NICHT VERFÜGBAR Im Dezember 1991 ging das TWKW St. Johann in Betrieb. Installiert wurde damals eine Peltonturbine mit einer Düse und einer Leistung von 191 kW. Bei einer Nettofallhöhe von 352 m und einem maximalen Durchfluss von 65 l/s produzierte sie jährlich bis zu 900.000 kWh. Zuletzt sank die Jahresarbeit jedoch aufgrund des höheren Wartungsbedarfs der Anlage. Das ließ auch die Verantwortlichen der Gemeinde tätig werden: „Im Bereich der Leittechnik konnten wir für die

HYDRO

Schwerpunkt

EINHEITLICHES LEITSYSTEM Die Gemeinde entschied sich die Leittechnik des Kraftwerks zu modernisieren und mit der Steuerungs- und Regelungstechnik der Trinkwasseranlage zusammen zu fassen. Die Firma Rittmeyer, die sich auf beiden Gebieten spezialisiert hat, wurde dafür an Bord geholt. Zusätzlich pflegte die Gemeinde bereits auf dem Bereich der Wasserversorgung eine langjährige gute Zusammenarbeit mit dem Unternehmen. Die größte Herausforderung des Projekts bestand also darin, das Kraftwerk in die Wasserversorgungsleittechnik einzubinden.

Um dies zu realisieren, lieferte und installierte die Firma Rittmeyer sämtliches Engineering für Elektro- und Leittechnik, Schaltschränke, Energieausleitung, Software, Maschinenautomatik, mechanischen Schutz, Turbinen- und Wasserstandregelung und neue Stellantriebe für Düse und Bypass.

gung, können so sehr einfach realisiert werden. Zwischen Hard- und Software bietet Rittmeyer beim System RIFLEX M1 dabei drei Branchenpakete an: • Wasser, Gas und Elektrizität • Kläranlagen und Kanalnetze • Wasserkraftwerke RITOP – PROZESSLEITSYSTEM Das Prozessleitsystem RITOP ist Teil der Leittechnik von Rittmeyer. Es tauscht die Prozessdaten mit der Automatisierungsebene,

Grafik: Rittmeyer

RIFLEX M1 – AUTOMATION Für die Automation installierte Rittmeyer das hauseigene System RIFLEX M1. Es kombiniert Maschinenautomatik, mechanischen Schutz, Turbinen- und Wasserstandregelung in einer Einheit. RIFLEX M1 ermöglicht dies durch flexible Modularität. Individuelle Bedürfnisse, wie etwa die Einbindung des Kraftwerks in die Leittechnik der Wasserversor-

Das Prozessleitsystem RITOP ist Teil der Leittechnik von Rittmeyer. Prozesszustände werden übersichtlich in Prozessbildern dargestellt.

Grafik: Rittmeyer

Zukunft keine Versorgung von Ersatzteilen mehr sicherstellen – also mussten wir über den nächsten Schritt nachdenken“, so Ing. Markus Schweinberger, Leiter des Tiefbauamtes der Gemeinde St. Johan in Tirol.

Leittechnik der Wasserversorgung und des Trinkwasserkraftwerks (gelb) zusammengefasst und übersichtlich in einem Prozessbild dargestellt.

im Falle des TWKW St. Johann mit dem RIFLEX M1, aus. Die Prozesszustände werden übersichtlich in Prozessbildern, Meldebüchern, Alarmlisten und Mehrfachtrends dargestellt. Die Bedienung von Kraftwerk und Wasserversorgung erfolgt dabei über sogenannte Objektpanels. Mittels Internet-Anbindung, wird die Visualisierung und Bedienung auch vom Gemeindezentrum aus ermöglicht. Die Daten werden archiviert und individuelle Reports können jederzeit tabellarisch und grafisch ausgegeben werden.

Das Engineering wird durch effiziente Werkzeuge unterstützt, wobei auch hier wieder umfangreiche Branchenpakete zur Verfügung stehen. „Für uns ist die neue Visualisierung eine ungemeine Erleichterung, da wir die gesamte Wasserversorgung samt Kraftwerk auf einer Darstellung jederzeit überprüfen können“, so Schweinberger.

BAULICHE MASSNAHMEN Der Umbau der Leittechnik wurde zwischen September und November 2015 erfolgreich realisiert. Bei Problemen kann nun schneller reagiert werden, was die Ausfallzeiten drastisch reduziert. Zusätzlich wurde eine Insellösung integriert, sodass im Katastrophenfall bei längerem Stromausfall die Pumpen der Wasserversorgung mit dem Kraftwerk versorgt werden können. Dadurch erhöht sich auch die Zuverlässigkeit der Wasserversorgung für die Gemeinde.

Das Projekt ist für die Gemeinde jedoch damit noch nicht ganz abgeschlossen. Einige bauliche Maßnahmen am Kraftwerk möchte man demnächst noch umsetzen, danach ist das Kraftwerk wieder fit für die Zukunft.

August 2016

71

HYDRO

Schwerpunkt

Foto: zek

Die Entstehung des Kraftwerks „Eppzirler Quellen“ in Seefeld in Tirol ist der Erneuerung einer Trinkwasserleitung zu verdanken.

Seit Anfang des Jahres erzeugt die mit einer 2-düsigen Pelton-Turbine ausgestatte Anlage mit nicht benötigtem Trinkwasser Strom.

GEMEINDE SEEFELD IN TIROL ERZEUGT AUS TRINKWASSERQUELLE ÖKOSTROM In der Gemeinde Seefeld in Tirol – wintersportaffinen Zeitgenossen bekannt als Austragungsort der nordischen Ski-WM 2019 – erzeugt seit Anfang des Jahres ein Kleinkraftwerk mit nicht benötigtem Trinkwasser sauberen Strom. Gespeist wird die mit einer 2-düsigen Pelton-Turbine ausgestattete Anlage aus dem wichtigsten Trinkwasserreservoir der Gemeinde, den „Eppzirler Quellen“. Da die Wasserleitung in entsprechend großer Dimension bereits 2012 völlig neu verlegt wurde, musste zur Versorgung des neuen Kraftwerks lediglich ein Anschluss an das bestehende Rohrsystem hergestellt werden. ie Errichtung des neuen Kleinkraftwerks in Seefeld ist der Erneuerung einer bestehenden Trinkwasserleitung von den Eppzirler Quellen bis zum Ortsteil Gießenbach zu verdanken. „Weil die alte Leitung teilweise schon in sehr schlechtem Zustand war, musste diese durch die Gemeinde erneuert werden. Im Zuge dessen kam schon 2009 vom mit der Planung beauftragen Ingenieurbüro Sprenger aus Aldrans der Vorschlag, die ohnehin anstehenden Arbeiten am Leitungsnetz mit dem Bau eines Wasserkraftwerks zu verbinden“, erklärt Bürgermeister Werner Frießer. „Mit einer größeren Quellableitung aus dem Eppzirl bis Gießenbach von DN400 anstatt DN300 konnte die Konsenswassermenge von 105 l/s für die Trinkwasserversorgung mit genügend Vordruck zum Pumpwerk im Ortsteil Lehenwald erreicht werden. Von diesem Pumpwerk gelangt das Trinkwasser schließlich zu den 3 Hochbehältern der Gemeinde, welche die finale Wasser-

D

72

August 2016

versorgung übernehmen“, führt Thomas Sprenger, Geschäftsführer des gleichnamigen Ingenieurbüros aus.

GEGEBENHEITEN OPTIMAL AUSGENUTZT Das Trinkwasser der Eppzirler Quellen wird nur zu circa einem Drittel des Jahres in vollem Ausmaß benötigt, die restliche Zeit läuft das Quellwasser bei der Brunnenstube ungenutzt in den Vorfluter. Um das neue Trinkwasserkraftwerk möglichst effektiv betreiben zu können, suchte man um eine Erhöhung der Konsenswassermenge auf 200 l/s an. Diesem Ansuchen wurde schließlich stattgegeben, wodurch sich die Wasserentnahme von vormals rund 95 l/s mehr als verdoppelte. Idealerweise war zum Zeitpunkt der behördlichen Genehmigungen die Trinkwasserleitung in entsprechend großer Dimension bereits seit 2012 fertig gestellt. Für das neue Kraftwerk musste 2015 also nur mehr der Leitungsanschluss hergestellt werden, alle anderen Anlagenkompo-

nenten wie Haupt-Druckrohrleitung und Wasserfassung waren bereits vorhanden.

WASSERVERSORGUNG HAT VORRANG Die permanente Verfügbarkeit von Trinkwasser für die Gemeinde hat selbstverständlich Vorrang vor der Energieproduktion durch das Kleinkraftwerk. Somit wird das Trinkwasserkraftwerk bei der Nichtnutzung der Quellen zur Wasserversorgung wie ein herkömmliches Kraftwerk über den Wasserspiegel der Brunnenstube betrieben. „Die Trinkwasserleitung und die Kraftwerksleitung sind somit zwar verbunden, das Wasser wird bei der Anforderung zur Gemeindeversorgung aber nie direkt über das Kraftwerk beziehungsweise die Turbine geleitet“, sagt Amtsleiter Eduard Hiltpolt. Als kostensparender Nebeneffekt dieser Bauweise musste die Pelton-Turbine auch nicht in trinkwassergeeigneter Bauart – Edelstahlkomponenten, spezielle Lager ohne Ölschmierung - ausgeführt werden.

HYDRO

Foto: Sora

Schwerpunkt

Die 2-düsige Pelton-Turbine des Herstellers Sora ist auf eine Engpassleistung von 171 kW ausgelegt.

Das Regelarbeitsvermögen des Maschinensatzes beträgt rund 1,2 GWh.

Technische Daten • • • • • • • • • • • • • •

Ausbauwassermenge: 200 l/s Nettofallhöhe: 102 m Turbine: 2-düsige Pelton Engpassleistung: 171 kW Nenndrehzahl: 750 U/min Hersteller: Sora Generator: Asynchron Anschlussspannung: 400 V Hersteller: Electro Adda Druckrohrleitung: Guss DN 400 Hersteller: vonRoll Hydro AG Lieferant: ALPE E-Technik: EN-CO (Generallieferant) Jahresarbeit im Regeljahr: ca.1,2 GWh

alle Szenarien durchgespielt und die Einstellungen optimiert.“ TRINKWASSERLEITUNG 2012 FERTIG GESTELLT Beim Material für die 2012 verlegte Trinkwasserleitung entschied sich die Gemeinde Seefeld zum Einsatz von hoch belastbaren Gussrohren des Schweizer Herstellers „vonRoll Hydro AG“. Geliefert wurden sämtliche Rohre, Sonderformteile und Armaturen vom Tiroler Rohrspezialisten ALPE Kommunal- und Umwelttechnik GmbH & Co KG aus Stams. Innerhalb von 2 Monaten verlegte man die rund 2.000 m lange Druckrohrleitung (DRL) DN 400 komplett in zuggesicherter Ausführung im alpinen Gelände.

Zur Verwendung für Trinkwassersysteme sind die Rohre innen mit Polyurethan beschichtet, Zum Anschluss an die bereits 2012 erneuerte Trinkwasserleitung mussten nur mehr 90 lfm Druckrohrleitung DN 400 erstellt werden.

Foto: IB Sprenger

„Bei der Nutzung der Quellen für die Wasserversorgung wird das Kraftwerk zusätzlich über den erforderlichen Vordruck der Pumpen beim Trinkwasserpumpwerk Lehenwald gedrosselt. Im Fall eines Kommunikationsausfalls zwischen Pumpwerk und Trinkwasserkraftwerk wird die Triebwassermenge auf eine Mindestwassermenge gedrosselt“, erklärt Thomas Sprenger das Steuerungskonzept der Anlage und führt weiter aus: „Durch das zeitlich versetzte Starten und Abschalten der Pumpen der Wasserversorgungsanlage und des Kraftwerks kommt es zu Druckstößen in der Leitung. Diese Druckstöße wurden vorab für alle möglichen Fälle berechnet und entsprechende zeitliche verschobene und langsam startende Anlaufzeiten sowie Stillstandzeiten für das Trinkwasserkraftwerk vorgegeben. Bei der Inbetriebnahme wurden

August 2016

73

HYDRO

Schwerpunkt

der Außenmantel ist verzinkt und zusätzlich mit einer widerstandsfähigen Deckschicht überzogen. Die Rohrverbindung erfolgt durch ein anwenderfreundliches Steckmuffensystem. Zusätzlich lieferte ALPE noch spezielle vorgefertigte Brückenleitungen zur oberirdischen Querung des Gießenbachs. Die Bachquerung besteht aus Mantelrohren aus Stahl in feuerverzinkter Ausführung sowie innen liegenden isolierten Gussrohren.

Wasserwirtschaft Energiewirtschaft Industriebereich Abwasserwirtschaft

KRAFTWERKSBAU MIT VERZÖGERUNGEN Die Genehmigungsphase für den Kraftwerksbau dauerte etwa 3 Jahre, weswegen erst im Frühjahr 2015 mit dem Hochbau des Krafthauses begonnen werden konnte. Unmittelbar nach dessen Fertigstellung stellte man den Anschluss an die bestehende Trinkwasserleitung her.

Dazu verlegte man zusätzliche 90 m Gussrohre DN 400 inklusive Sonderformteile und Armaturen.

Zur Ökostromproduktion kommt eine vertikal verbaute 2-düsige Pelton-Turbine des Südtiroler Herstellers Sora GmbH zum Einsatz. Die Turbinenregelung erfolgt durch elektromechanische Regelantriebe. Als Stromwandler dient ein Asynchron-Generator der italienischen Marke „Electro Adda“. Aus Lärmschutzgründen verfügt der Generator über eine Wasserkühlung. Bei einer Nettofallhöhe von 102 m und einer Ausbauwassermenge von 200 l/s erreicht der Maschinensatz eine Engpassleitung von 171 kW, die erwartete durchschnittliche Jahresarbeit liegt bei rund 1,2 GWh. Die gesamte hydromechanische und elektrotechnische Ausrüstung des Kraftwerks Eppzirler Quellen wurde von den ebenfalls aus Südtirol stammenden Wasserkraft-„Allroundern“ EN-CO geliefert und fachgerecht montiert. Zusätzlich programmierte EN-CO die vollautomatische Kraftwerkssteuerung mit Bedacht auf die vorrangige Trinkwasserversorgung der Gemeinde. Alle wesentlichen Parameter des Anlagenbetriebs werden durch die übersichtliche Visualisierung auf einem Steuerungs-PC im Krafthaus ausgegeben. Zusätzlich gibt die Steuerungssoftware durch Internetanbindung jederzeit Auskunft über den aktuellen Status der Stromproduktion.

Auweg 3 A-6422 Stams, Austria Tel: 0 52 63 / 511 10 - 0 Fax: 0 52 63 / 511 10 - 25 office@alpe-tirol.com www.alpe-tirol.com

WIR LIEFERN...

• Stahlrohre und Formteile • Gussrohre und Formteile • Armaturen • Rohrleitungszubehör

ANLAGE NACH 5 JAHREN ABBEZAHLT Kurz nach Jahreswechsel konnte am 12. Jänner das neue Kraftwerk erstmals in Betrieb genommen werden. Ihren Regelbetrieb nahm die Anlage bereits 2 Tage später auf. Bürgermeister Frießer zeigt sich sehr zufrieden mit dem neuen Gemeindekraftwerk und stellt den an der Realisierung beteiligten Firmen ein gutes Zeugnis aus. Dass das neue Kraftwerk nicht nur einen Gewinn in puncto umweltfreundlicher Stromproduktion darstellt, vermerkt abschließend Amtsleiter Hiltpolt. Die von der Gemeinde getätigten Investitionen in den Neubau werden sich durch den geförderten ÖMAG-Stromtarif bereits in rund 5 Jahren amortisiert haben.

Die Südtiroler Wasserkraftspezialisten EN-CO lieferten die komplette hydromechanische und elektrotechnische Ausrüstung des Kraftwerks.

ǁǁǁ͘ƐŽƌĂ͘ďnj͘ŝƚͬ 74

August 2016

Foto: zek

/Śƌ ^ƉĞnjŝĂůŝƐƚ Ĩƺƌ tĂƐƐĞƌŬƌĂŌǁĞƌŬĞ ǀŽŶ 5 bis 1.000 kW

COMPACT HYDRO Der weltweite Lieferant elektromechanischer Ausrüstung für Kleinwasserkraftwerke

ANDRITZ

HYDRO

liefert

seit

mehr

9.300 MW installiert. Jeden Monat gehen

als 30 Jahren unter der Bezeichnung

elf zusätzliche COMPACT HYDRO Anlagen

COMPACT HYDRO Ausrüstungen für

in Betrieb. Unser COMPACT HYDRO Pro-

Kleinwasserkraftwerke bis 30 MW. Der

gramm verbindet Umweltfreundlichkeit mit

Kleinwasserkraftmarkt ist ein wesentlicher

hoher Wirtschaftlichkeit der Anlage.

Geschäftsbereich von ANDRITZ HYDRO. Weltweit wurden bisher mehr als 3.000

We focus on the best solution – „from

Maschinen mit einer Gesamtleistung von

water-to-wire“.

ANDRITZ HYDRO GmbH Eibesbrunnergasse 20, 1120 Wien, Österreich Tel.: +43 50805 0, Fax: +43 50805 51015 contact-hydro@andritz.com

www.andritz.com