zek Hydro - Ausgabe 2 - 2018

APRIL 2018

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

Fachmagazin für Wasserkraft

HYDRO

HYDRO

KW Kremsbrücke am Netz

SMALL AND MINI HYDROPOWE R SOLUTIONS

KW Fully – von 1-stufig zu 3-stufig Endspurt bei PSKW Obervermuntwerk II Schwerpunktthema Horizontale Rechenanlagen

“FROM WATER-TO-WIRE“

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HYDRO

Zur Sache

GUTE GRÜNDE UM AN DER WASSERKRAFT FESTZUHALTEN

W

ind- und Sonnenenergie – gut, Wasserkraft – hervorragend: So lautet das Fazit der Forscher der ETH Zürich, die im Auftrag der Schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften erstmalig die Gesamtenergiebilanz der wichtigsten Formen der Stromproduktion in der Schweiz nach einer einheitlichen Methodik analysiert und verglichen haben. Auf dem Prüfstand der Wissenschaftler standen dabei Erdgas, Erdwärme, Kernkraft, Photovoltaik, Steinkohle, Windenergie sowie Wasserkraft. In die Analysen flossen einerseits der kumulierte nicht-erneuerbare Gesamtenergiebedarf ein, also jener Anteil, der für die Stromproduktion sowie für Bau und Entsorgung der Anlage anfällt, und anderseits der Erntefaktor. Dabei handelt es sich um das Verhältnis des produzierten Stroms zur investierten Energie über die gesamte Lebensdauer der Anlage. Mithilfe dieser beiden Paramater lassen sich recht profunde Aussagen über die Gesamtenergiebilanz der einzelnen Varianten treffen. Interessant dabei sicher, dass Windkraft und Photovoltaik in den letzten Jahren eindeutig ihre Performance verbessern konnten. Dank zunehmender Verbreitung und entsprechender Lernkurve ist die Gesamtenergiebilanz dieser beiden erneuerbaren Energieformen markant nach oben gegangen. Seit 2008 hat die anfänglich noch nicht so starke Photovoltaik etwa auch Erdgaskraftwerke (GuD-Anlagen) überflügelt - mit weiterhin steigender Tendenz. Da speziell der Parameter aus dem nicht-erneuerbaren Gesamtenergiebedarf bei fossilen Energieformen und bei Kernkraft aufgrund des verwendeten Brennstoffs höher liegt, schneiden diese Energieformen – wenig überraschend – auch in punkto Gesamtenergiebilanz schlechter ab. Den höchsten Erntefaktor weist unter diesen Energieformen die Kernenergie auf, gefolgt von Steinkohlekraftwerken. Doch beide liegen bereits klar hinter der Windkraft zurück. Herausragend ist aber, so die Erkenntnis der Schweizer Forscher, die Gesamtenergiebilanz der Wasserkraft. Sie schneidet unter allen verglichenen Energieformen deutlich am besten ab, wobei Laufwasserkraftwerke noch bessere Werte erreichen als Speicherkraftwerke. Sie verfügen über den niedrigsten nicht-erneuerbaren Gesamtenergiebedarf sowie den mit Abstand höchsten Erntefaktor.

Damit nicht genug. Die eidgenössischen Wissenschaftler untersuchten in einem weiteren Teil ihrer Studie die gängigen Varianten der Stromspeicherung. Dabei konzentrierten sich die Forscher auf die so genannte Kennzahl ESOI, kurz für „Energy Stored on Energy Investment“. Sie gibt das Verhältnis der über die Lebensdauer gespeicherten Energie zur investierten Energie für die Produktion des Speichermediums wieder. Besonders negativ fielen hier Bleiakkumulatoren mit einem ESOI-Wert von 1 auf. Sie speichern über ihre Lebensdauer also insgesamt nur so viel Energie, wie für ihre eigene Herstellung benötigt wird.

Lithium-Ionen-Batterien bringen bereits einen um den Faktor 7 besseren ESOI-Wert mit, und im Power-to-Gas-Verfahren kann heute bereits ein ESOI-Wert von 23 erreicht werden. Mit einem ESOI von 186 sind aber Wasserspeicherkraftwerke ganz klar Spitzenreiter in Sachen Speichertechnologie. Die Wasserkraft hat also auch hier die Nase weit vorn. Welche Schlussfolgerungen können wir aus der Studie ziehen?

Es liegt auf der Hand: Länder wie die Schweiz, oder Österreich, die in ihrem Energiemix in hohem Maße auf die Wasserkraft setzen (CH: ca. 60 %, AUT: ca 70%), sollten sich in ihrem Vertrauen in die Wasserkraft bestätigt fühlen. Und sollten daher diesen zentralen Pfeiler der Stromversorgung weder kleinreden, noch kleinsparen, sondern unbedingt erhalten und ihn weiter ausbauen. Gerade in Hinblick auf zukünftige Szenarien, in denen nach neuesten Überlegungen in 12 bis 15 Jahren selbstregulierende, kleinräumige, intelligente Stromnetze in Europa forciert werden sollen, kann etwa die Wasserkraft mit ihrer Speichertechnologie einen höchst wertvollen Beitrag leisten. Und durch die weitere Zunahme von Wind- und Sonnenstrom im Netz wird der regulierende Anteil der Wasserkraft auch weiterhin eine große Rolle spielen. Die Schweizer Studie ist eine gute Nachricht für die Wasserkraft. Mit dem zu erwartenden Rückgang von fossilem Strom und Kernkraftstrom in nicht allzu ferner Zukunft wird sie aller Voraussicht nach weiter ihre Position behaupten.

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

Ihr Mag. Roland Gruber (Chefredakteur)

April 2018

03

HYDRO

Inhalt

19

KW KREMSBRÜCKE

26 KW FULLY

31 KW LENGERS

37 KW MASSABODEN

Aktuell

Politik

Veranstaltung

06 Interessantes & Wissenswertes SHORT CUTS

17 Ausbaupotenzial in rot-weiß-roter Kleinwasserkraft KWK ÖSTERREICH

30 Treffpunkt der Wasserkraftbranche setzt Erfolgsgeschichte fort RENEXPO INTERHYDRO

Standpunkt

Projekte

18 Rechtssicherheit wird klein geschrieben KOLUMNE PELIKAN

31 Betreiber bringt „Salzwasser kraftwerk“ wieder in Schuss KW LENGERS

Projekte

Veranstaltung

19 Ein Kraftwerkskonzept als Spiegel der Notwendigkeiten KW KREMSBRÜCKE

36 Von Experte bis Prosumer beim Treffpunkt der Energiebranche ELECTRIFY EUROPE

26 Walliser Hochdruck-Anlage wird in Kaskaden-Kraftwerk umgewandelt KW FULLY

Projekte

03 Editorial 04 Inhalt 06 Impressum

04

April 2018

37 Schweizer Bahnkraftwerk geht mit High-tech-Leitsystem in neue Ära KW MASSABODEN

HYDRO

Inhalt

NETZTECHNIK

44

OBERVERMUNTWERK II

47

REFURBISHMENT

Projekte

Technik

40 Steirisches Kraftwerk nach Kom pletterneuerung wieder am Netz KW KÖBERLBACH

52 Kleines Kraftwerk großes Potenzial KW LAS RIVES

42 Neue Kranbahn für innerösterrei chisches Grenzkraftwerk KW STANING

Schwerpunkt

44 Höchstgelegene Schutzhütten wer den ins Passeirer Netz integriert NETZTECHNIK 47 Endspurt beim Hochdruck-Pump speicherkraftwerk im Montafon PSKW OBERVERMUNTWERK II

Anzeigen

50 Aus alt mach neu Refurbishment macht Sinn REFURBISHMENT

62 Horizontale RRM in XXL-Länge für Kraftwerk in Niederösterreich SP HORIZONTALRECHEN

54

zek HYDRO 2/2018

AUMA 13 BHM-Ing. 43 Bilfinger VAM 49 Braun 61 Dive 53 Elin 11 Energie AG 14 Etertec 21 Fürstauer 21 GeoTrade 41 Geppert 29 GMT-Wintersteller 63 Guster Bau 41 Hitzinger 23 Jank 59 Kössler 9 Künz 8 Lukas 35 Muhr 15 Onnen Krieger 35 Ossberger 13 Ostertag Schaltanlagen 35 Renexpo Interhydro 10 Salzburg AG 16 SORA 18 TRM-Tiroler Rohre 12 Wild Metal 66 WKV-Volk 7

57 Eine richtungsweisende Erfindung feiert den 35. Geburtstag SP HORIZONTALRECHEN

Technik

SCHWERPUNKT

Amiblu U2 Global Hydro Energy U3 Andritz Hydro U4

54 Hydraulische Untersuchungen am horizontalen Fischleitrechen SP HORIZONTALRECHEN

60 Oberösterreichischer Spezialist stellt Anlagenverfügbarkeit sicher SP HORIZONTALRECHEN

50

64 Südtiroler Rechenreinigungstech nik fährt auf Innovationsschiene SP HORIZONTALRECHEN

April 2018

05

HYDRO

Aktuell

NEUES CD-LABOR SEDIMENTFORSCHUNG UND -MANAGEMENT ERÖFFNET

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April 2018

HERAUSGEBER

Mag. Roland Gruber und Günter Seefried VERLAG

Foto: Bernard Ingenieure

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

In der Planung von neuen Kraftwerken spielt das Sedimentmanagement eine wichtige Rolle. Modellversuche, wie hier an der Uni Innsbruck, sind häufig unerlässlich. Im neuen Christian Doppler-Labor steht dieser Themenbereich im Mittelpunkt.

­­CHEFREDAKTION

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

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

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

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

Foto: Archiv

EX-VIZEKANZLER DR. MITTERLEHNER STEIGT BEI GLOBAL HYDRO EIN Über prominente Verstärkung freut man sich bei Global Hydro, dem oberösterreichischen Spezialisten für Kleinwasserkrafttechnologien. Das weltweit agierende Unternehmen wird künftig bei seinen ehrgeizigen Expansionsplänen auf die Expertise von Dr. Reinhold Mitterlehner setzen können. Der Ex-Vizekanzler und langjährige Wirtschafts- und Energieminister wurde für den Gesellschafter­ beirat des Mühlviertler Technologieunternehmens nominiert. „Mit seiner langjährigen Erfahrung im Bereich Wirtschaft und Energie ist Dr. Reinhold Mitterlehner eine tolle Aufwertung und Bereicherung für unser Unternehmen“, freut sich Dr. Gilbert Frizberg. Der Vorsitzende des Gesellschafterbeirates sieht das Engagement des Ex-Vizekanzlers vor allem bei der Bearbeitung der internationalen Märkte als großen Vorteil. Global Hydro ist derzeit mit sieben Tochterunternehmen in mehr als 35 Ländern erfolgreich tätig. Aber auch für die weitere positive Entwicklung in Niederranna ist das Engagement Mitterlehners ein wichtiges Signal. Derzeit wird am Firmenhauptsitz massiv investiert, um die Vor­aussetzungen für die weitere positive Entwicklung zu schaffen. Global Hydro will im kommenden Wirtschaftsjahr die 50-Millionen-Umsatzgrenze überspringen.

Impressum

Ausbaggern der Sedimente gilt vielerorts immer noch als "Ultima Ratio". Aufbauend auf dem aktuellen Stand des Wissens werden im neuen CD-Labor die Grundlagen von Erosion, Transport, Sedimentation und Remobilisierung von Feststoffen erforscht.

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

Foto: Global Hydro

Eine der zentralen Herausforderungen der Wasserkraft ist die gestörte Dynamik des Sedimenttransports im Lauf der betroffenen Fließgewässer. Nur ein entsprechendes Prozessverständnis zur Erreichung eines nachhaltigen Sedimentmanagements kann ökonomische, technische und ökologische Probleme lösen und zur erhöhten gesellschaftlichen Akzeptanz beitragen. Das neue Christian Doppler Labor für Sedimentforschung und -management wird ein erweitertes Prozessverständnis, Erkenntnisse über Wechselwirkungen und Beeinflussungen der Ökologie und somit Grundlagen zur Entwicklung von neuen Monitoring- und Modellierungstechnologien erarbeiten. Daraus sind innovative Konzepte in Bezug auf ein nachhaltiges Sedimentmanagement und Maßnahmenplanungen in Flusseinzugsgebieten zu erwarten. Die Forschungsergebnisse werden zur Definition von neuen Standards im Bereich der Optimierung der Wasserkraftnutzung durch die nationale und internationale Wasserkraftindustrie beitragen.

Für sieben Forschungsjahre des neuen CD-Labors ist ein Budget von 4,3 Mio. Euro vorgesehen; davon kommen rund 2,4 Mio. Euro von der öffentlichen Hand.

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

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

A-4820 Bad Ischl GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN

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

ABOPREIS

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

Auflage: 12.000 Stück „Dr. Mitterlehner ist in seinem Heimatbezirk Rohrbach fest verwurzelt. Er ist eine in der Region höchst angesehene Persönlichkeit, die uns sicher auch bei der Suche nach den notwendigen Arbeitskräften hilft und unsere Arbeitgebermarke stärkt“, weiß Global Hydro Gesellschafter Marius Hager.

Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet

HYDRO

Aktuell

Foto: Hobas USA

Entladung der HOBAS Rohre für die Sanierung des Speicherkraftwerks Deer Lake (Neufundland, Kanada)

Foto: Wikipedia

UMFANGREICHE REVISIONEN AM EWZ-KRAFTWERK WETTINGEN Bis 2020 soll das traditionsreiche Wasserkraftwerk Wettingen des Elektrizitätswerks der Stadt Zürich vollständig saniert werden. Aktuell steht gerade die Revision der drei großen Turbinen auf dem Programm. Wie die Aargauer Zeitung berichtete, wurde im Februar nun die erste von drei revisionierten Turbinen erfolgreich reinstalliert und wieder in Betrieb genommen. Nicht zuletzt aufgrund des Gewichts von 25 Tonnen erforderte das Handling Erfahrung und Know-how der zuständigen Mitarbeiter des EKZ. Gemäß Wartungsplan werden die Turbinen alle 20 Jahre ausgebaut, zerlegt und nach allen Regeln der Kunst saniert, bevor sie wieder an ihren Bestimmungsort gebracht werden. In Summe liefern die drei Turbinen im Jahr 140 GWh. Nach der erfolgreichen Sanierung des Maschinentrios soll die Erzeugung laut AZ sogar um 4,5 Prozent zulegen, was einem neuen Schaufeldesign zuzuschreiben sei.

Die gesamte Revision des Kraftwerks erstreckt sich über 3 Jahre. Die Gesamtinvestition beläuft sich auf 16 Mio. CHF.

30 JAHRE HOBAS USA: NACHHALTIG STARK IM US-ROHRGESCHÄFT Seit nunmehr 30 Jahren ist die Wietersdorfer Tochter HOBAS Pipe USA erfolgreich auf dem US-Rohrmarkt präsent: Die seit dem Jahr 1987 in Houston/Texas gefertigten glasfaserverstärkten Kunststoffrohre werden von Kommunen sowie Kraftwerksbetreibern in den USA und Kanada eingesetzt. Bisher wurden mehr als 3.500 km Rohrleitungen in unterschiedlichen Dimensionen verlegt. Die Nachfrage entwickelt sich weiterhin positiv. Vor allem die lange Nutzungsdauer, die geringen Instandhaltungskosten und die Einfachheit der Verlegung der Rohre maximieren den Wert der ohnehin knappen finanziellen Mittel für dringend durchzuführende Infrastrukturvorhaben und –sanierungen in den Vereinigten Staaten. Die Rohre von HOBAS USA sind gleichsam für Neuinstallationen sowie für die Sanierung von bestehenden Rohrsystemen sehr attraktiv. Mit konstant hoher Qualität und einem fairen Preis-/Leistungsverhältnis ist die Wietersdorfer Tochter heute Marktführer bei Rohren mit großem Durchmesser in den USA.

Foto: Hydro-Solar

Foto: zek

Staumauer des Kraftwerks Wettingen.

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HYDRO

Der Ausbau des Kraftwerks Gurtnellen – ein Projekt für Mutige mit großen bautechnischen und bau-logistischen Herausforderungen – wurde im November 2015 in Angriff genommen..

Foto: David Bauer_Wikipedia

Foto: zek

In der steirischen Kleinstadt Judenburg soll ein neues Wasserkraftwerk an der Mur entstehen.

Foto: EWA

Aktuell

STADTWERKE JUDENBURG PLANEN NEUES KRAFTWERK Ehrgeizige Wasserkraftpläne wälzt derzeit die steirische 10.000-Ein­ wohner-Stadt Judenburg. Wie unlängst die Kleine Zeitung berichtete, sollen die drei bestehenden und durchwegs in die Jahre gekommenen Kraftwerke durch ein einziges Kraftwerk ersetzt werden. Bislang hatten die drei Anlagen Werk 1, Murdorf und Sensenwerk im Regeljahr 15 GWh Grünstrom erzeugt. Mit dem nun geplanten einstufigen Kraft­ werk soll die Jahreserzeugung auf 30 Gigawattstunden verdoppelt wer­ den. Das neue Krafthaus soll am Standort von Werk 1 entstehen, jenem Ort, an dem 1904 mit der Errichtung von Werk 1 zugleich die Geburt der Stadtwerke Judenburg einherging. Parallel dazu planen die Stadt­ werke, an diesem Standort auch ein neues Betriebsgebäude zu errich­ ten, wo in Zukunft sämtliche Mitarbeiter der Bereiche Energie­ erzeugung und Energienetz tätig sein sollen. Das geplante Investitionsvolumen liegt bei rund 25 Millionen Euro. Das gegenständliche UVP-Verfahren zum Kraftwerksbau ist noch im Laufen.

KW GURTNELLEN DREI MONATE FRÜHER AM NETZ ALS GEPLANT Die Arbeiten für den Ausbau und die Gesamterneuerung des Kraft­ werks Gurtnellen im Kanton Uri verliefen höchst erfolgreich. Im Au­ gust 2017 ging das Kraftwerk zum ersten Mal wieder ans Netz, drei Monate früher als geplant. Trotz der Herausforderungen in der an­ spruchsvollen alpinen Umgebung machte das Projekt in allen Bau­ phasen sehr gute Fortschritte. „Der Mut hat sich gelohnt“, führt Werner Jauch, Verwaltungsratspräsident der KW Gurtnellen AG aus. „Die Be­ teiligten haben mit Kompetenz, Handwerkskunst und großem Einsatz alle Hürden gemeistert und tolle Arbeit geleistet.“ Am 9. Juni 2018 wird das Kraftwerk mit einem Tag der offenen Tür für die Bevölkerung feier­ lich eröffnet. Das Kraftwerk wird im Vollbetrieb 31,5 Millionen Kilo­ wattstunden Strom produzieren, genug für rund 7.100 Haushalte. Die Investition in den Ausbau des Kraftwerks Gurtnellen beträgt 25,5 Mil­ lionen Franken. Bei der Betreibergesellschaft sind die Korporation Uri mit 30 Prozent und EWA mit 70 Prozent am Aktienkapital beteiligt.

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HYDRO

Foto: zek

Aktuell

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Geballte Wissensvermittlung zum Thema Wasserkraft mit sowohl ökonomischen als auch wirtschaftlichen Schwerpunkten steht bei zwei Fachseminaren der FH Kärnten im Herbst 2018 auf dem Programm. Anmeldungen sind bis 13. August unter „weiterbildung@fh-kaernten.at“ möglich.

FH KÄRNTEN ORGANISIERT WASSERKRAFT-CRASHKURSE IM SEPTEMBER 2018 Wasserkraftbetreiber und am Thema Interessierte sollten sich zwei Termine im September rot anstreichen. Die FH Kärnten Campus Spittal/ Drau organisiert im Rahmen von zwei jeweils 3-tägigen Seminaren mit den jeweiligen Schwerpunkten Umwelt und Wirtschaft die Vermittlung von geballtem Know-how in konzentrierter Form. Zusammengestellt werden die Veranstaltungsinhalte, bestehend aus Fachvorträgen und Exkursionen, von Prof. Bernhard Pelikan von der BOKU Wien und FH Kärnten. Vom 17.-19. September findet das erste Seminar „Wasserkraft und Ökologie“ statt. Dabei werden unter anderem die aktuellen Themen Fischauf- und Abstieg, Pflichtwasserabgabe und die EU-Wasserrahmenrichtlinie behandelt. Gleich im Anschluss beginnt das von 19.-21. September stattfindende Seminar „Wasserkraft und Ökonomie“. Die Teilnehmer erhalten gebündeltes Fachwissen über kompetente Planung, die Abwägung von Kosten und zu erwartender Erträge, Vertragswesen, Garantien, Finanzierung und Risikoanalysen.

Foto: Land OÖ / Heinz Kraml

Foto: bearfotos - freepik.com

Aktuell

LH-Stv. Dr. Michael Strugl folgt auf DI Gerhad Falch als Vorsitzender des Aufsichtsrates der Energie AG Oberösterreich.

NEUER AUFSICHTSRATVORSITZENDER FÜR ENERGIE AG OBERÖSTERREICH Nach dem gesundheitlich bedingten Rückzug des bisherigen Vorsitzenden des Aufsichtsrats der Energie AG Oberösterreich, DI Gerhard Falch, wurde am 22. März im Rahmen einer Aufsichtsratssitzung Landeshauptmann-Stellvertreter Dr. Michael Strugl zum neuen Vorsitzenden gewählt. Neu in den Aufsichtsrat zieht nach einer außerordentlichen Hauptversammlung Landesfinanzdirektorin Dr. Christiane Frauscher ein, die auch Geschäftsführerin der OÖ. Landesholding ist.

Energie AG Generaldirektor DDr. Werner Steinecker und Strugl würdigten die Leistungen von Gerhard Falch in seiner 10-jährigen Amtszeit an der der Spitze des Aufsichtsrates. Falch habe während der Energiewende, sich ändernden Marktbedingungen und zunehmender Digitalisierung sowohl Fingerspitzengefühl als auch Weitblick bewiesen. LH-Stv. Strugl ist bereits seit 18. Dezember 2009 im Aufsichtsrat als Vertreter des Mehrheitseigentümers Land OÖ. Als Wirtschaftsreferent ist er auch für die Beteiligungen des Landes zuständig

RENEXPO INTERHYDRO

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HYDRO

Aktuell

VERBUND-Kraftwerk Ottensheim in Oberösterreich. An den insgesamt 128 Anlagen des Energieversorgers wurden im Vorjahr rund 23.000 Tonnen Schwemmgut entnommen.

Foto: Voith

Foto: VERBUND

Mit der vierten Erweiterung des Wasserkraftwerks Tarbela erhöht sich die Leistung der Anlage im Norden Pakistans auf insgesamt 4.888 MW.

ERSTE MASCHINENEINHEIT DES WASSERKRAFTWERKS TARBELA IV AM NETZ Im Beisein von zahlreichen Gästen aus Politik, Industrie und Gesellschaft hat Shahid Khaqan Abbasi, Premierminister von Pakistan, am 10. März 2018 die erste von drei neuen Maschineneinheiten am Wasserkraftwerk Tarbela IV eingeweiht. Der Technologiekonzern Voith ist bei diesem Projekt Schlüsselpartner und verantwortlich für die komplette elektromechanische Ausrüstung des Kraftwerks im Wert von rund 200 Millionen Euro. Auftraggeber für das Projekt, dem eine Finanzierung der Weltbank zugrunde liegt, ist die Water and Power Development Authority (WAPDA) in Pakistan. Voith liefert für die Erweiterung des 1974 eingeweihten Kraftwerks drei Generatoren, drei Francis-Turbinen mit je 470 MW Leistung, Automatisierungssysteme, Hochspannungsleitungen mit 500 kV Spannungsniveau sowie die gesamte elektromechanische Ausstattung. Bis Ende Mai 2018 sollen alle drei Maschineneinheiten Strom in das pakistanische Energienetz einspeisen.

WASSERKRAFT TRÄGT ZUR REINHALTUNG VON GEWÄSSERN BEI Anlässlich des Weltwassertages am 22. März wies Energieversorger VERBUND auf den nicht zu unterschätzenden Beitrag von Wasserkraftwerken zur Reinhaltung von Flüssen hin. So wurden gemäß dem „Integrierten Geschäftsbericht 2017“ der Verbund AG im Vorjahr rund 23.000 Tonnen Treibgut an den insgesamt 128 Verbund-Anlagen gesammelt. Neben einem Großteil an Holz verschiedenster Größe setzte sich das angeschwemmte Material vor allem aus Plastik und sonstigem Zivilisationsmüll zusammen. Während des gesamten Jahres wird das Treibgut kontinuierlich aus dem Wasser entnommen und an zertifizierte Entsorgungsunternehmen zur fachgerechten Weiterbehandlung übergeben. Der Integrierte Geschäftsbericht unterstreicht zudem den hohen Stellenwert von ökologischen Maßnahmen. Mit Fischwanderhilfen und Renaturierungsmaßnahmen beweist VERBUND, dass erneuerbare Stromerzeugung und Naturschutz Hand in Hand gehen, heißt es in der Presseaussendung.

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Foto: SBB / Beni Basler

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Aktuell

Abtransport des Saugbaggers Ende Februar. Rund 250.000 Euro investierte Betreiber Rhein-Main-Donau AG in die Sedimentumlagerungsarbeiten am Bahnstromkraftwerk Ingolstadt.

Foto: RMD

SBB-Eigenanlage Etzelswerk. Zur Deckung des steigenden Energiebedarfs plant das Bahnunternehmen rund eine halbe Milliarde Investitionen in den Erhalt und den Ausbau von Wasserkraftwerken.

SBB INVESTIEREN 500 MILLIONEN CHF IN WASSERKRAFT Die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) wollen rund 500 Millionen CHF in Wasserkraftprojekte investieren, um den Unternehmensausbau vorantreiben, berichtet die Onlineausgabe der „Aargauer Zeitung“ in einem Artikel vom 24. März. So habe sich die SBB bereits 2015 das Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2025 rund GWh Strom zu sparen. Rund die Hälfte der Einsparungen sei aktuell schon erreicht, meint Beat Deuber, Leiter Energie bei SBB Infrastruktur. Allerdings reichen die Einsparungen nicht aus, um den zukünftigen Mehrverbrauch des Unternehmens zu decken. Als größter Stromverbraucher der Schweiz wollen die SBB in den kommenden Jahren rund eine halbe Milliarde Franken in den Ausbau und die Revitalisierung ihrer Wasserkraftwerke investieren. Bei der Umsetzung von Neuanlagen hoffen die SBB auf Entgegenkommen von Kantonen und Gemeinden bei den Konzessionsverhandlungen.

SEDIMENTVERLAGERUNG AM DONAUKRAFTWERK INGOLSTADT BEENDET Mit dem Ausheben und Abtransport des Saugbaggers Ende Februar wurden die Sedimentumlagerungsarbeiten im Stauraum des Bahnstromkraftwerks Ingolstadt erfolgreich beendet worden. Die Boote des Ruder- und Segelvereins haben für die nächsten zehn Jahre wieder genügend Wasser unter dem Kiel, nachdem insgesamt rund 19.500 m³ schlammige Sedimente in die Flussmitte der Donau verlagert wurden.

Die Arbeiten nahmen aufgrund von Witterung und Wasserführung insgesamt knapp fünf Monate in Anspruch. Rund 250.000 Euro investierte Betreiber Rhein-Main-Donau AG (RMD) in den Sedimenttransport. Das Kraftwerk, das 2011 sein 40-jähriges Betriebsjubiläum begehen konnte, nutzt zur Stromgewinnung für die Deutsche Bahn eine Nettofallhöhe von 5,1 m. Gemeinsam erreichen seine drei Kaplan-Turbinen eine Engpassleistung von 19,8 MW.

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HYDRO

Foto: Archiv

Aktuell

ANDRITZ-Pumpturbine beim Speicherkraftwerk Hintermuhr in Salzburg.

ANDRITZ LIEFERT AUSRÜSTUNG FÜR PSKW ABDELMOUMEN IN MAROKKO ANDRITZ hat als Teil eines Konsortiums vom Office Nationale de l’Électricité et de l’Eau potable (ONEE) den Auftrag zur Lieferung der hydro- und elektromechanischen Ausrüstung für das neue Pumpspeicherwasserkraftwerk Abdelmoumen in Marokko erhalten. Die Anlage liegt am Fluss Issen in der Provinz Taroudant, etwa 140 km südwestlich von Marrakesch. Das Auftragsvolumen für ANDRITZ beträgt über 120 Millionen Euro, heißt es in einer aktuellen Pressemeldung. Der Bau wird im ersten Halbjahr 2018 beginnen, die Inbetriebnahme ist für 2022 vorgesehen. Der Lieferumfang von ANDRITZ beinhaltet Design, Fertigung, Lieferung, Montage, Überwachung und Inbetriebnahme von zwei 175 MW reversiblen Pumpturbinen-Motorgeneratorsätzen sowie der kompletten elektrischen Energiesysteme. Der Konsortialführer, das französische Unternehmen VINCI CONSTRUCTION GRANDS PROJETS, wird sämtliche wesentlichen Bauarbeiten für das Projekt durchführen. Beide Unternehmen werden ihr Know-how zusammenführen, um gemeinsam den technisch hochanspruchsvollen drei Kilometer langen stahlbewehrten Wasserweg zu realisieren. Dieser besteht aus einer zwei Kilometer langen Druckrohrleitung, mehr als 700 m Tunnels mit Segmenten zwischen 3,5 und 5 m Durchmesser sowie drei Schächten mit mehr als 60 m Höhe. Um eine verlässliche Basis für das Design der Pumpturbinen sicherzustellen, führte ANDRITZ im Projektvorfeld umfangreiche Studien und Modellversuche durch. Das da­ raus resultierende Design stellt sicher, dass der Betrieb der beiden Pumpturbinen trotz extremer Bedingungen wie 554 m Nettofallhöhe und bis zu 20 schnellen Lastwechseln pro Tag mit hohem Wirkungsgrad und bei Erfüllung aller Sicherheitskriterien für viele Jahre effizient verläuft. Nach seiner Inbetriebnahme soll das Kraftwerk Abdelmoumen den Spitzenenergiebedarf von Marokko abdecken und gleichzeitig schnelle Regel­ energie für die Netzstabilisierung bereitstellen.

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19.03.2018 16:01:03

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Aktuell

Krafthaus und Wehr des Wasserkraftwerks Antoigné in Frankreich.

Foto: Astrid Knie

Foto: GreenCity

Florian Maringer löste mit 1. März die bisherigen Geschäftsführer Mag. Peter Molnar und Mag. Erwin Mayer ab. Sie werden neue Aufgaben in der österreichischen Klima- und Energielandschaft übernehmen.

NEUORGANISATION DACHVERBAND ERNEUERBARE ENERGIEN ÖSTERREICH Im Rahmen einer Neustrukturierung des Dachverbandes Erneuerbare Energie Österreich übernimmt Florian Maringer ab 1. März die Geschäftsführung des Verbandes. „Mit Florian Maringer haben wir einen hervorragenden Energiefachmann und leidenschaftlichen Kämpfer für die Energiewende in der operativen Verantwortung unseres Verbandes, der das Vertrauen aller Verbandsmitglieder genießt“, so Peter Püspök, der Präsident des Dachverbandes Erneuerbare Energie Österreich (EEÖ). Florian Maringer war in den letzten Jahren bei der Interessensgemeinschaft Wind (IGW) tätig und hat ein breites Spektrum energiepolitischer Themen bearbeitet. „Österreich steht vor großen Herausforderungen und hat eine hohe Verantwortung die Energiewende so schnell wie möglich umzusetzen. Ich freue mich diese Entwicklung mit dem Verband Erneuerbare Energie Österreich voranzutreiben“, so Florian Maringer.

GREEN CITY ENERGY AG BRINGT LA ROCHE CHALAIS WIEDER ANS NETZ Das Wasserkraftwerk La Roche Chalais befindet sich im südfranzösischen Department La Dordogne zwischen Bordeaux und Toulouse.

Mit einer Leistung von 400 kW soll das an der Dronne gelegene Kraftwerk voraussichtlich rund 1.76 Mio. kWh pro Jahr produzieren.

Damit können etwa 517 Haushalte mit grünem Strom versorgt werden. Die Anfänge des Kraftwerks gehen auf eine Getreidemühle aus dem Jahr 1725 zurück. Um den aktuellen Anforderungen zu entsprechen, wird das malerisch gelegene Kraftwerk derzeit umfassend renoviert. Dabei werden auch drei Archimedische Schneckenturbinen installiert, die gleichzeitig auch als Fischabstieg dienen sollen. Außerdem wird eine Fischtreppe für den Fischaufstieg gebaut. Neben der Erneuerung der elektromechanischen Komponenten wird auch ein neues Kraftwerksgebäude errichtet. Die Bauarbeiten sollen diesen Sommer beginnen und die Inbetriebnahme ist für Dezember 2018 geplant.

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Aktuell

Foto: Baudirektion Uri

Der Alpbach im Kanton Uri.

Foto: EKZ

Regierungspräsident und Baudirektor Markus Kägi und EKZ CEO Urs Rengel (v.l.) haben am 23. März 2018 den Beginn der Bauarbeiten zur Erneuerung des Kraftwerks Dietikon feierlich eröffnet.

ERNEUERUNG DES KRAFTWERKS DIETIKON SETZT NEUE MASSSTÄBE Ein symbolischer Akt, bei dem die Baugrube für das neue Dotierkraftwerk auf dem Wehrsporn der EKZ Insel geschlossen wurde, bildete den Auftakt zur Erneuerung des Kraftwerks Dietikon nahe Zürich. An dem Wasserkraftstandort mit rund 160-jähriger Tradition sprach Urs Rengel, CEO beim Betreiber „Elektrizitätswerke des Kantons Zürich“ (EKZ), von einem historischen Moment. „Die Erneuerung des Kraftwerks setze sowohl in der Ökologie wie auch in der Stromproduktion neue Maßstäbe“. So werde die Limmat im Staubereich über weite Strecken renaturiert, der Schutz der Fische deutlich verbessert und die Stromproduktion um 18 Prozent gesteigert. Bei einer Ausbauwassermenge von rund 100 m³/s soll via zwei Kaplanturbinen rund 20 GWh grüner Strom pro Jahr erzeugt werden. Im Herbst 2017 wurde dafür die Baubewilligung erteilt. Die EKZ investiert am Kraftwerk Dietikon rund 37 Mio. Franken (34 Mio. Euro) in den Weiterbetrieb des Kraftwerks.

KRAFTWERK ERSTFELDERTAL: NEUER PROJEKTVERTRAG UNTERZEICHNET Die Gemeindewerke Erstfeld, die Elektrizitätswerk Altdorf AG, der Kanton Uri und die Korporation Uri haben einen gemeinsamen Projektvertrag unterzeichnet, mit dem Ziel entsprechende Konzession und Baubewilligung bis Ende des Jahres vorzulegen. Damit erfolgte ein wichtiger Schritt für die Zukunft des KW Erstfeldertal am Alpbach im Schweizer Kanton Uri. Die Elektrizitätswerk Altdorf AG (EWA), die Gemeindewerke Erstfeld (GWE), der Kanton Uri und die Korporation Uri legen gemeinsam die Trägerschaft fest. „Jetzt ist der Weg für eine gute Lösung am Alpbach geebnet“, freut sich Baudirektor Roger Nager. Die vier bisherigen Partner sind sich auch diesmal einig geworden und verfolgen weiter das Ziel, den Erhalt der Konzession für die Wassernutzung des Alpbachs sowie einer Baubewilligung zu verwirklichen. Damit kann die Fortführung der Wasserkraftnutzung an diesen Standort gesichert werden.

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Aktuell

Foto: Voith

Foto: Salzburger Landeskorresponenz

Große Energieumfrage im Land Salzburg, im Bild v.l. Rudolf Krugluger (Energiewirtschaft und -beratung), Landesrat Josef Schwaiger und Paul Eiselsberg von IMAS Austria bei der Präsentation der Studie im Regierungsbüro von Josef Schwaiger.

Stephan Schaller ist der neue Vorsitzende der Konzerngeschäftsführung der Voith GmbH & Co. KGaA, mit Sitz in Heidenheim.

ENERGIE-UMFRAGE: SALZBURGER WOLLEN UNABHÄNGIG SEIN Die Salzburgerinnen und Salzburger fordern von der Politik Unabhängigkeit bei der Energie-Erzeugung. Das ist das Ergebnis einer aktuellen und repräsentativen IMAS-Umfrage, die Landesrat Josef Schwaiger kürzlich präsentierte. 96 Prozent der Befragten finden eine Selbstversorgung zumindest einigermaßen wichtig, 94 Prozent glauben, dass Bedeutung der erneuerbaren Energie zunehmen wird und für 65 Prozent hat die erneuerbarer Energiegewinnung einen höheren Stellenwert als der Landschaftsschutz. Dabei werden vor allem Sonnenenergie, Windenergie und Wasserkraft mit Vorteilen in Verbindung gebracht. Schwaiger dazu: „Die Salzburgerinnen und Salzburger sind sehr gut informiert und fordern den intensiveren Ausbau und vertrauen offenbar darauf, dass der Natur- und Landschaftsschutz mit den vorhandenen rechtlichen Rahmenbedingungen entsprechend berücksichtigt wird.“ STEPHAN SCHALLER ÜBERNIMMT FÜHRUNG DES VOITH-KONZERNS Stephan Schaller hat zum 1. April 2018 seine Arbeit als Vorsitzender der Konzerngeschäftsführung der Voith GmbH & Co. KGaA aufgenommen. Im Laufe seiner Karriere bekleidete der studierte Maschinenbauer verschiedene Management- und Führungspositionen bei Linde, Schott, Volkswagen und verantwortete zuletzt den Geschäftsbereich Motorrad bei der BMW Group. Schaller kennt Voith bereits aus seiner dreijährigen Tätigkeit im Gesellschafterausschuss. „Die Verbindung aus Tradition und Innovation, das ist unser Rezept für eine Fortsetzung der 150-jährigen Erfolgsgeschichte unseres Unternehmens“, so der O-Ton Schallers. Er tritt damit die Nachfolge des langjährigen Vorsitzenden der Konzerngeschäftsführung Dr. Hubert Lienhard an, der planmäßig mit 67 Jahren in den Ruhestand geht. „Für die Position des Voith-CEOs gefragt zu werden, ist eine große Ehre“, freut sich Schaller auf seine neue Aufgabe.

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Aktuell

Foto: zek

Der Verein Kleinwasserkraft Österreich begrüßt die Ankündigung von Umweltministerin Köstinger, sich für ein europaweites 45 %-Ausbauziel der Erneuerbaren Energien einzusetzen. An rund 30.000 ungenutzten Querbauwerken in ganz Österreich sieht Vereinspräsident Christoph Wagner erhebliches Ausbaupotential.

VEREIN KLEINWASSERKRAFT ÖSTERREICH SIEHT AUSBAUPOTENTIAL IM HEIMISCHEN SMALL HYDRO SEKTOR Anlässlich des Weltwassertags am 22. März machte die Interessensvertretung der österreichischen Kleinwasserkraftbetreiber auf die Bedeutung heimischer Kleinwasserkraftanlagen für die dezentrale, nachhaltige und ökologische Stromversorgung aufmerk­ sam. Kleinwasserkraft Österreich Vereinspräsident Christoph Wagner betonte in diesem Zusammenhang, dass das erhebliche Potential von bestehenden ungenutzten Querbauwerken durch den Bau von neuen Wasserkraftanlagen für zusätzliche öko­ logische Verbesserungen sorgen könne. Mit den gegenwärtig in Österreich geltenden Standards sei ein weiterer Ausbau jeden­ falls möglich und sinnvoll. Sehr erfreut zeigt sich der Verein zudem über die bereits Mitte März verlautbarte Ankündigung von ÖVP-Umweltministerin Elisabeth Köstinger, sich auf EU-Ebene für ein 45%-Ausbauziel im Bereich der Erneuerbaren Energien einzusetzen. werden. „Wir hoffen Ministerin Köstinger wird sich hier durchsetzen. Nicht nur in der EU sondern auch innerhalb Österreichs“, bekräftigt Wagner.

Umweltministerin Elisabeth Köstinger (ÖVP) will sich auf EU-Ebene für ein 45%-Ausbauziel im Bereich der Erneuerbaren Energien stark machen.

Fotos: Parlamentsdirektion / Thomas Jantzen

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ährend die österreichischen Ziele, den heimischen Strombedarf bis zum Jahr 2030 zu 100% aus erneuerbaren Energieformen abzudecken sehr ambitioniert sind, soll nun durch die ministerielle Ankündigung auch auf europäischer Ebene eine neue Dynamik entstehen. Kleinwasserkraft Österreich-Präsident Christoph Wagner sieht in dieser Entwicklung neben den ökologischen Vorteilen auch wirtschaftliche positive Effekte für die Situation heimischer Kraftwerksbetreiber: „Durch die Reduktion von fossiler und atomarer Energie wird auch der Marktpreis endlich stabiler werden.“ Optimistisch zeigt sich in der Presseaussendung auch der Geschäftsführer des Vereins, Paul Ablinger: „Österreich hat eine Vielzahl von kompetenten und exportorientierten Turbinenherstellern, die von einem Ausbau der Erneuerbaren sicherlich profitieren werden!“ Der Ausbau der Erneuerbaren Energien solle als große Chance für Österreich und den Wirtschaftsstandort begriffen werden und auch von anderen Organisationen realisiert

ERHEBLICHES AUSBAUPOTENTIAL VORHANDEN Einen alles andere als kleinen Beitrag zur Deckung des heimischen Strombedarfs liefern aktuell bereits etwa 3.100 Kleinwasserkraftwerke in der Alpenrepublik. Mit einer jährlichen Produktion von rund 6 Terrawattstunden Ökostrom steuern diese Anlagen rund ein Zehntel des gesamten österreichischen Energiebedarfs bei. „Um das Ziel von 100% Erneuerbaren Strom bis 2030 der Bundesregierung zu erreichen, kann die Kleinwasserkraft rund 3 Terrawattstunden Jahresproduktion zusätzlich beisteuern“, ist Ablinger anlässlich des Weltwassertags am 22. März überzeugt. Selbstverständlich brauche dies aber auch entsprechende Rahmenbedingungen, so Ablinger weiter, der dabei vor allem an eine Stabilisierung des sogenannten Marktpreises durch den Ausstieg aus Kohle- und Atomstrom und ein geeignetes Prämienmodell denkt. „Jedes neue Wasserkraftwerk an einem der rund 30.000 aktuell ungenutzten Querbauwerke, führt zu einer ökologischen Verbesserung“, hält Präsident Wagner fest.

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Standpunkt

Inzwischen ist es gut 30 Jahre her, als die ersten Fischtreppen in Österreich gebaut wurden – also lang bevor die EU-Wasserrahmenrichtlinie in Kraft getreten ist. Damals gab es auch keinen Leitfaden, und der Planer hatte die Verantwortung, aufgrund seines Fachwissens eine brauchbare Lösung zu entwerfen, und die Amtssachverständigen hatten die Verantwortung, die Lösung fachlich zu beurteilen. Man könnte also sagen: „di guade oide Zeid“, in der Eigenverantwortung etwas zählte. Gut, dass es früher keinen Leitfaden zum Bau von Burgen und Schlössern gab – wir müssten uns schämen dafür.

Heute geht das ganz anders und angeblich viel besser – wer‘s glaubt! Dem Planer wurde sowohl Phantasie als auch Kreativität abgeschnitten und die Sachverständigen verschanzen sich hinter Regelwerken. So hat Papier die Verantwortung übernommen und niemand ist Schuld an dem, wofür sich unsere Nachkommen schämen werden.

Wer also geradezu vorbildlich handelte – z.B. 1990 oder auch 2000 und auf Wunsch der Behörde – und oft auch entsprechend den von den Sachverständigen ausgesprochenen Empfehlungen eine Fischaufstiegshilfe baute und dafür auch gehörig viel Geld hinlegte, ist jetzt der Dumme. Die Behörde kommt nämlich wieder und stellt fest, dass die gerade vielleicht 20 Jahre alte FAH ganz sicher nicht mehr den Kriterien des Leitfadens entspricht und selbstverständlich durch eine neue, noch viel größere und noch viel teurere Aufstiegshilfe ersetzt werden muss, da anderenfalls das Wasserrecht entzogen wird oder überhaupt gleich die Welt einstürzt. Und da hilft natürlich auch nicht der Hinweis, dass das Ding fachlich von der hohen Behörde bewilligt wurde – und nicht nur für zwanzig Jahre, sondern im Allgemeinen auf die Dauer des Wasserrechtes der Kraftwerksanlage.

Und es hilft auch nicht der Hinweis, dass die geforderte Investition den Kraftwerksertrag der nächsten Jahre auffressen wird. Schöne Antwort darauf – persönlich gehört: „Dann müssen Sie halt das Kraftwerk zusperren, wenn sie sich das nicht leisten können.“ Das Messer im Sack schnappt hörbar auf, da der Kraftwerksbetreiber sehr gut weiß, dass Zusperren zufolge der aufgetragenen „letztmaligen Vorkehrungen“ auch verdammt viel Geld kosten kann, das man nie mehr verdienen wird. Aber ist ja Wurscht – geht ohnehin nur um Existenzen.

Stellen wir uns einmal vor, diese Vorgehensweise würde auch im Hochbau Platz greifen. Jede neue Bestimmung in den Bauordnungen zu den Themen Wärmeschutz oder Versorgungsleitungen müssten in allen Gebäuden, die nicht gerade erst gestern die Benutzungsbewilligung erhalten haben, umgesetzt werden. Das wär lustig, die Bauwirtschaft würde boomen und der Tag des Inkrafttretens wäre der neu einzuführende „Baufeiertag“. Ich stelle mir gerade vor, wie der Stephansdom mit Vollwärmeschutz wohl aussehen würde.

Glücklicherweise gibt es im Hochbau Ausnahmen und Regelungen, die blanken Unsinn verhindern und die Kirche im Dorf lassen – auch ohne Vollwärmeschutz. Nur das Wasserrecht bleibt unerbittlich. Also reißen wir den angeblich nicht mehr funktionsfähigen Krempel weg – bauen etwas Neues und bereiten uns seelisch darauf vor, dass wir in spätestens 20 Jahren endlich wieder etwas Neues – noch viel Besseres bauen dürfen. Unsere Nachkommen werden sich totlachen über unsere Generation.

Grantig aber dennoch herzlich

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Foto: Pelikan

Rechtssicherheit - klein geschrieben

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Foto: zek

Projekte

Die Wasserfassung für das neue Lieser-Kraftwerk Kremsbrücke mit massiver Wehrklappe, Grundablass, Fischaufstiegshilfe und Seiteneinzug.

SCHNÖRKELLOS UND HOCHEFFIZIENT -

EIN KRAFTWERKSKONZEPT ALS SPIEGEL DER NOTWENDIGKEITEN Erst vor wenigen Wochen hat das neue Kleinkraftwerk Kremsbrücke in Kärnten den Betrieb aufgenommen. Angesichts schwieriger wirtschaftlicher Rahmenbedingungen stand der Bau der Anlage unter dem Diktat eines möglichst rationalen Kraftwerkskonzepts. Den Ingenieuren der Kärntner Elektrizitäts AG (Kelag), die für die technische Umsetzung verantwortlich zeichneten, gelang dabei der Spagat, ein Kleinkraftwerk ohne „Schnörkel“ und Extras zu verwirklichen, das zugleich nicht die geringsten Kompromisse in Sachen Effektivität, Langlebigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit eingeht. Mit einem geplanten Budget von rund 8,0 Mio. Euro konnte die Anlage im veranschlagten Budgetrahmen realsisiert werden. Im Jahr wird das neue Lieser-Kraftwerk circa 12 GWh elektrische Energie erzeugen.

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ehrere Projektwerber für einen Standort: Das muss nicht zwangsläufig in ein endloses Widerstreitverfahren münden. Manchmal werden auch Kompromisse geschlossen und aus dem Gegeneinander wird ein Miteinander. So geschehen beim Kraftwerk Kremsbrücke im Kärntner Grenzgebiet zum Salzburger Lungau, wo seit einigen Jahren Bemühungen für ein Kleinwasserkraftwerk gelaufen sind. Sowohl die Kelag als auch private Unternehmer wälzten Pläne für ein Kraftwerk. „Für uns ist die Lieser ja kein unbekanntes Gewässer. Wir betreiben hier mehrere Anlagen, bei manchen sind wir beteiligt. Daher war es für uns auch sinnvoll, auf den Zug aufzuspringen und gemeinsam mit den anderen Projektwerbern ein solides Kraftwerkskonzept auf die Beine zu stellen“, sagt Mag. Dipl.-Ing. Stefan Rupp von der Kelag.

SUCHE NACH PERFEKTEM KOMPROMISS Das Team der Kelag sollte in der Folge für die gesamte technische Abwicklung verantwortlich zeichnen und stand dabei vor einer zentralen Aufgabe: den perfekten Kompromiss zwischen solider Technik und hoher Wirtschaftlichkeit zu finden. Das war dem hohen Kostendruck geschuldet. „Wir haben versucht, hier besonders genau auf die Kosten zu achten. Das bedeutet, dass wir keine Risken oder Mängel tolerieren, aber auch keine unnötigen Extras und ‚Spielereien‘. Und dies spiegelt sich letztlich in der Ausführung des Kraftwerks von der Bachfassung bis zu den Maschinensätzen wider. Bei dieser Anlage kann man nichts mehr weglassen“, so Dipl.Ing. Stefan Leitner. Dass die Projektpartner den Verantwortlichen der Kelag dabei besonders genau über die Schulter schauten, war

den erfahrenen Kraftwerksbauern selbstredend bewusst. „Uns war bewusst, dass man als großer Energieversorger sich zuerst das Vertrauen verdienen musste, dass man auch strikt nach marktwirtschaftlichen Kriterien vorgehen kann. Aber ich denke, das ist uns gelungen.“ 2017 wurde die Kraftwerksgesellschaft Kremsbrücke GmbH gegründet, an der ca.

75 Prozent von den privaten Unternehmern und die restlichen ca. 25 Prozent von der Kelag gehalten werden. Im ersten Quartal 2017 erfolgte der Start für die Bauarbeiten.

LOGISTISCHE HERAUSFORDERUNGEN Beim Kraftwerk Kremsbrücke handelt es sich um ein Ausleitungskraftwerk an der Lieser, das eine natürliche Gefällestufe von knapp 59 m nutzt. Die Wehranlage besteht im Wesentlichen aus einer stählernen Wehrklappe, eiApril 2018

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nem Fassungsbauwerk mit Seiteneinzug, an das ein 3-Kammer-Entsander anschließt, sowie einem technischen Fischpass, der in Vertical-Slot-Bauweise ausgeführt wurde. Die druckfeste Verbindung zwischen Fassung und Maschinenhaus wurde durch eine rund 1.900 m lange Druckrohrleitung, bestehend aus GFK-Rohren DN1700 bzw. DN1500, hergestellt. An deren unterem Ende befinden sich die beiden Maschinensätze, die in der Lage sind, eine Wassermenge von 5,3 m3/s zu verarbeiten.

Im Rahmen der baulichen Umsetzung kamen einige Herausforderungen auf die Verantwortlichen und die beiden beauftragten Baufirmen zu.

Speziell die Verlegung der Druckrohrleitung sollte so manche Hürde parat halten. „Die behördlichen Auflagen erlaubten keine Totalsperre der Katschberg Bundesstraße, unter der die Druckrohrleitung großteils verlegt wurde. Eine Fahrspur musste immer offenbleiben, selbst in der Nacht. Mittels Ampelregelung ließ sich das ganz gut bewerkstelligen, war aber alles andere als einfach“, schildert der Projektleiter der Kelag, Dipl.Ing. Jörg Friedrich. Besonderes Augenmerk wurde auf die Bettung und die Untergrundverdichtung gelegt, schließlich durfte es zu keinen Setzungen kommen. Mittels externer Überprüfungen wurde dies überwacht.

MIT SCHRÄGSCHNITTEN UM DIE KURVE Bei der Wahl der Rohre setzten die Betreiber auf GFK-Rohre vom Typ FLOWTITE aus dem Hause Amiblu, geliefert von der Firma Etertec aus Klausen-Leopoldsdorf und verlegt von der Firma Fürstauer Bau. Dank der Endlos-Wickeltechnik und dem Sandwich-Aufbau gilt der Rohrtyp als äußerst widerstandsfähig sowohl gegen Innendruck als auch gegen Axialspannungen und gegen Stoß- bzw. Schlagbelastungen.

Weitere Pluspunkte sind ihre Korrosions- und UV-Beständigkeit, sowie der niedrige Reibungskoeffizient, der sie letztlich für den Einsatz in der Wasserkraft prädestiniert. Das vergleichsweise geringe Gewicht ermöglicht ein einfaches Handling und erleichtert somit die Verlegung. Im Fall der Rohrverlegung im Liesertal kam ein weiterer Vorteil des FLOWTITE Rohres zum Tragen: die Möglichkeit, Schrägschnitte an

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ROHRBRÜCKE IN FACHWERKSKONSTRUKTION Eine spektakuläre technische Lösung im Rahmen des Rohrleitungsbaus stellt zweifellos die Rohrbrücke dar, die auf halbem Weg die Lieser auf einer Länge von 35 m überspannt. „Auf dieser Länge wäre eine selbstragende Stahlrohrlösung als Alternative wirtschaftlich nicht in Frage gekommen. Daher haben wir uns für eine Fachwerkskonstruktion entschieden, die von einem Kärntner Stahl- und Anlagenbauunternehmen geliefert wurde“, erklärt Jörg Friedrich. Die imposante Konstruktion wiegt selbst rund 25 Tonnen. Sie wurde in zwei Teilen angeliefert, vor Ort zusammengebaut und anschließend als Ganzes eingehoben. Bereits die Vorarbeiten für die Montage waren aufwändig. Man habe, so der Projektleiter, alleine zwei bis drei Wochen Bauzeit in die Herstellung der Auflager investiert. Mittels Spritzbeton und Mikropfählen sorgte die Baufirma für die Sicherung der Konstruktion.

Die auffällige Rohrbrückenkonstruktion lässt eine weitere Qualität des Gesamtprojekts erkennen – man versuchte, zusätzliche Synergieeffekte Foto: Kelag

Entlang der kurvenreichen Liesertaler Landesstraße wurde eine circa 1.800 m lange Druckrohrleitung, bestehend aus FLOWTITE GFK-Rohren DN1700 bzw. DN1500, verlegt.

den Rohrenden anzubringen. Auf diese Weise können die Radien einer kurvenreichen Rohrtrasse ohne zusätzliche Widerlager realisiert werden. „Bedingt durch die zahlreichen Kurven der Bundesstraße, der unsere Rohrtrasse im Wesentlichen folgt, haben wir von dieser Möglichkeit der Schrägschnitte Gebrauch gemacht und daher nur sehr wenige Fixpunkte errichten müssen. Das hat sehr gut funktioniert“, sagt Jörg Friedrich. Um den Belastungen in der Straße gerecht zu werden, kamen Rohre der Steifigkeitsklasse SN 10.000 zum Einsatz. Die Mindestüberdeckung beträgt 1,20 m. „Zum Teil beträgt die Überdeckung zur Auftriebssicherung auch mehr. In den betroffenen Abschnitten wurde die Rohrleitung mit Vlies ummantelt und unter zusätzlicher Auflast nach unten gespannt“, so der bauliche Projektleiter.

Speziell aus logistischer Sicht gestaltete sich die Rohrverlegung nicht einfach.

Gemäß behördlicher Vorgaben musste immer eine Fahrspur geöffnet bleiben.

photo: zek

Foto: Kelag

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HERAUSFORDERUNGEN IM STAHLWASSERBAU Als markantester Bauteil der Wehranlage springt natürlich die stählerne Wehrklappe ins Auge, die eine Dimension von 14 m x 2,5 m aufweist. Sie wurde von der Kärntner Maschinenfabrik, kurz KMF, geliefert. „Die KMF war uns als Fertigungsbetrieb bekannt und wurde zu einer Angebotslegung eingeladen. Am Ende des Vergabeprozesses wurde sie von uns als Bestbieter eingestuft“, so Stefan Leitner. Daneben lieferte die KMF noch weitere Schütze, sowie den Feinrechen samt vollautomatischer Rechenreinigungsmaschine.

Um das Funktionieren der stahlwasserbaulichen Einrichtung auch bei Tiefsttemperaturen zu gewährleisten, wurden alle Vorbereitungen für Heizungen – etwa für die Sonden oder für die Schütze – getroffen.

Foto: zek

Mittels einer aufwändigen Fachwerkskonstruktion wurde eine Rohrbrücke erstellt, auf der neben der Druckrohrleitung auch ein Kanalrohr der Gemeinde mitverlegt wurde.

bestmöglich zu nutzen. Im Rahmen des Leitungsbaus wurde neben den üblichen Steuerungsleitungen auch noch eine Abwasserleitung der Gemeinde Krems mitverlegt. Auf der Fachwerkskonstruktion liegt somit auch die PP-Kanalleitung direkt neben der deutlich größer dimensionierten Druckrohrleitung, beide geschützt durch ein Trapezdach, das vor allem die Salzbelastung an den Rohren durch den unvermeidlichen Winterdienst­ einsatz hintanhalten soll.

Foto: zek

SICHERUNG FÜR LABILEN HANG Auch bei der Realisierung der Wasserfassung mittels Wehranlage war die Fa. Porr als ausführende Baufirma durchaus gefordert. Vor allem die beengte räumliche Situation sowie die geologischen Eigenschaften der angrenzenden Böschung verlangten nach soliden Lösungen.

Jörg Friedrich: „Eine Starkniederschlagsphase im letzten Sommer hat zu leichten Hang­

rutschungen geführt. Eine Hangsicherung war daher unumgänglich. Diese wurde schließlich mittels Spritzbeton und Ankern realisiert.“ Die erhöhte Wasserführung der Lieser hatte zum Glück keine negativen Auswirkungen auf die Wasserhaltung, die eine einigermaßen trockene Baugrube ermöglichte. Das gesamte Bauwerk wurde auf ein 150-jährliches Hochwasser ausgelegt und entspricht somit bereits den zukünftigen Vorgaben der Gefahrenzonenplanung der Behörden.

Auf der orographischen rechten Seite des Wehrbauwerks wurde die ebenfalls von der Kelag geplante Fischaufstiegshilfe angelegt.

Aufgrund des geringen Platzangebotes fiel die Wahl auf einen Vertical-Slot-Pass, dessen Zwischenelemente aus Betonfertigteilen ausgeführt wurden. Er wurde nach den aktuellen Erkenntnissen der Fischökologie geplant und ist für die Äsche als lokalen Leitfisch ausgerichtet.

MASCHINEN AUF BETONSOCKEL GESETZT Die elektromaschinelle Antwort auf die hydrologischen Gegebenheiten fiel von Seiten der erfahrenen Kraftwerksplaner der Kelag eindeutig aus: Einmal mehr setzte man auf die klassische Ein-Drittel-Zwei-Drittel-Ausführung, die in dieser Aufteilung mit den beiden ungleichen Maschinensätzen das Wasserdargebot der Lieser über das Jahr hinweg optimal abarbeitet. Die Ausschreibung für die elektromaschinelle Ausrüstung konnte die Firma Kössler für sich entscheiden. Ihr Angebot punktete mit der idealen Kombination aus Qualität, Effizienz und tollem Preis-Leistungsverhältnis, die letztlich die Verantwortlichen der Kraftwerksgesellschaft überzeugte. „Wir haben das Konzept und die Einbausituation mit vielen Details bereits im Vorfeld mit dem Team der Kelag durchgesprochen. Größe und Gewicht der Komponenten spielten dabei ebenso eine Rolle wie der Verlauf von Kühlwasser- oder Ölleitungen. Außerdem hatte man auch zur Wartungsfreundlichkeit und Zugänglichkeit di-

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für die elektromaschinelle Ausrüstung, Ing. Michael Kandutsch von der Abteilung Kraftwerksplanung Maschinenbau der Kelag. Er verweist darauf, dass auf diese Weise eben auch perfekte Wartungsmöglichkeiten gegeben seien, auch wenn diese aller Voraussicht nicht häufig genutzt werden müssten.

Schließlich sind die Maschinen in Hinblick auf deren Wartung auf ein Minimum ausgelegt. Die Lagerungen im Leitapparat sind wartungsfrei, ebenso wie die Wellendichtung, bei der es sich um eine berührungslose Labyrinthdichtung handelt.

Die massiven Betonsockel für die beiden Maschinensätze wurden in die Bodenplatte eingebunden. Auf diese Weise konnten die Schwingbewegungen an den Maschinen unter 1 mm/s gehalten werden.

AUSGELEGT AUF TOP-WIRKUNGSGRADE Großes Augenmerk wurde auch auf die Effizienz der eingesetzten Francis-Spiralturbinen gelegt. Über 92 Prozent Wirkungsgrad hatten die Turbinenspezialisten aus dem Hause Kössler vertraglich zugesichert. Laut erster Einschätzung der Zuständigen der Kelag liegt er nun sogar darüber. Die ausgezeichnete Performance verdankt die Turbine dem „hochgetunten“ hydraulischen Profil, das über alle Komponenten optimiert wurde – angefangen von der Spirale, den Stützschaufeln, über die Leitschaufeln und Laufradkanäle bis hin zum Saugrohr. Das gesamte hydraulische Profil der Turbine basiert dabei auf einem verifizierten Modelltest. Damit nicht genug. Um die beiden Maschinen bestmöglich an das schwankende Wasserdargebot der Lieser anzupassen,

Foto: Kelag

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verse Überlegungen angestellt“, erinnert sich der verantwortliche Verkäufer aus dem Hause Kössler, Ing. Karl Wieder. Baulich entschied man sich in der Folge für eine Lösung, die bei Maschinensätzen dieser Größenordnung nicht üblich ist: Beide Maschinensätze wurden auf massive Betonsockel gesetzt. „Grundsätzlich werden Spiral-Francis-Maschinen ja von unten angespeist und weisen daher zumeist einen Klappenschacht auf.

Aus Erfahrung wissen wir, dass sich darin über kurz oder lang Wasser sammelt, das wieder abgepumpt werden muss. Das wollten wir nicht. Zudem ist die Zugänglichkeit auf diese Weise optimal. Gerade für die Montagearbeiter ein hochgeschätzter Vorteil, wenn man bei der Arbeit stehen kann und nicht knien muss“, erklärt der Projektleiter

Die beiden Francis-Spiralturbinen aus dem Hause Kössler überzeugten vor allem durch ihre hohen Wirkungsgrade, die dank modernster Komponentendesigns bei über 92 % liegen.

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Die Wasserhaltung für die Arbeiten am Maschinenhaus erwies sich die ganze Bauphase über als stabil.

Foto: Kelag

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Die Verteilrohrleitung ist bereits in den Rohbau eingeführt. Auch die Maschinensockel sind schon betoniert.

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Der kleinere Synchrongenerator vom Fabrikat Hitzinger ist mit einem Schwungrad mit Bremseinrichtung ausgeführt.

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Foto: Kelag

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Absperrklappe im Turbinenzulauf

wurden die Laufradgrößen von den Ingenieuren der Fa. Kössler so gewählt, dass das Umschalten von der kleinen zur großen bzw. auch der Übergang in den Zwei-Maschinen-Betrieb ohne Leistungssprung erfolgen kann.

Dazu wurden im Vorfeld schon alle kritischen Betriebsbedingungen simuliert.

Darüber hinaus wurde im Hause Kössler auch das im Lieferumfang enthaltene Verteilrohr strömungstechnisch optimiert, um die Rohrverluste zu minimieren. „Der Endpunkt der Rohrleitung, sowie die Einbausituation der beiden Maschinensätze waren vorgeben. Dazwischen galt es für uns, eine möglichst verlustarme Verteilrohrleitung zu designen. Per CFD-Rechnung wurde sie strömungstechnisch optimiert“, erklärt Projektleiter Florian Trost von Kössler. Der stählerne Bauteil wurde in drei Teilstücken angeliefert, vor Ort montiert, geschweißt und geprüft.

KLEINER GENERATOR MIT GROSSEM POTENZIAL Im Lieferumfang der Turbinenspezialisten aus Niederösterreich waren neben den Turbinen auch die beiden Generatoren enthalten, die ebenfalls bestmöglich für die herrschenden Bedingungen konzipiert und vorbereitet wurden.

Bei der kleineren der beiden, die mit 750 Upm

Foto: zek

Verkabelung des großen Generators

Die beiden Maschinensätze wurden im Verhältnis 2/3 zu 1/3 konzipiert. Es handelt sich um FrancisSpiralturbinen vom Fabrikat Kössler, die mit direkt gekoppelten Synchrongeneratoren verbunden sind. Aus betriebsrelevanten Gründen wurden sie auf Betonsockel gesetzt, die in den Krafthausboden eingelassen wurden.

dreht und auf 930 kW ausgelegt ist, kommt ein Synchrongenerator aus dem Hause Hitzinger mit einer Nennspannung von 400 V zum Einsatz. Was die Maschine des Linzer Traditionsherstellers besonders auszeichnet, ist nicht nur ihre bewährt hohe Qualität und Robustheit, sondern auch ihre Effizienz, die im Zusammenspiel mit der effektiven Francis-­ ­ Spiralturbine für Top-Wirkungsgrade sorgt.

Ausgelegt ist der mit Wälzlager ausgeführte Generator auf 1.110 kVA, er wurde zudem in einer brandhemmenden Ausführung der Kabel, Klemmen und Schutzrohre ausgeliefert. „Die Maschine ist mit einer bewährten Wälz­ lagerkonstruktion ausgestattet, die maximale Lagertemperatur von 75°C wird nicht überschritten“, erklärt Michael Kandutsch, der in diesem Zusammenhang auf die Kühlung der Maschine Bezug nimmt: „Der kleinere Generator der Firma Hitzinger ist mit einer Luftkühlung versehen. Er trägt in den kalten Wintermonaten mit seinem Betrieb dazu bei, das Maschinenhaus zu temperieren. Der Generator ist mit einem Zuluftfilter inklusive einer Differenzdrucküberwachung ausgestattet.“ Als Besonderheit kam noch ein Schwungrad mit Bremseinrichtung auf der freien Welle zum Einsatz, das die Druckrohrleitung vor

den Gefahren eines Druckstoßes im Ausmaß von 40 Prozent über Normaldruck bewahrt.

Grundsätzlich stellen die Verantwortlichen der Kelag den Maschinen von Hitzinger ein sehr gutes Zeugnis aus. Man kenne die Qualität und die Charakteristik der Maschinen aus der „Stahlstadt“ sehr gut und schätze sie auch, so Michael Kandutsch.

GROSSER GENERATOR MIT AUSSENLIEGENDEM SPANNSATZ Weniger bekannt war den Verantwortlichen allerdings die große Maschine, also der Generator für die 1,8 MW-Turbine, die auf 3,53 m3/s Ausbauwassermenge ausgelegt ist.

Diese treibt mit 600 Upm einen Synchrongenerator eines deutschen Herstellers an. „Die elektrischen Daten der Maschine, aber auch das gute Preis-Leistungsverhältnis haben uns überzeugt. Die gesamte Ausführung bestätigte letztlich unseren Eindruck, dass wir damit eine sehr gute, verlässliche und leistungsstarke Maschine installiert haben“, erklärt Stefan Leitner. Ausgelegt ist der 16 Tonnen schwere Synchrongenerator auf eine Nennleistung von 2,2 MVA bei einer Nennspannung von 900 V. Die Schleuderdrehzahl wird mit 1.300 Upm angegeben.

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Die e-technische Ausrüstung, Steuerung und SCADASystem wurde von Siemens Graz abgewickelt.

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Die große Turbine ist mit einem 2,2 MVA starken Synchrongenerator gekoppelt.

Die 16 Tonne schwere Maschine überzeugt mit ihrem e-technischen Design, dem Kühlungskonzept und dem Wirkungsgrad.

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Die Visualisierung wurde an jene bestehender Kelag-Kraftwerke angelehnt.

Zur Erhöhung der Trägheitsmomente wurde eine entsprechende Schwungscheibe am freien Wellenende montiert. Neu für die Kelag war dabei, dass diese mit einem außenliegenden Spannsatz montiert wurde. „Wir kannten diese Variante noch nicht, mussten nach eingehender Prüfung aber einräumen, dass dies sehr gut funktioniert. Er bringt darüber hinaus beim Zentrieren der Welle gewisse Vorteile mit sich“, erklärt Stefan Leitner.

Foto: zek

KEIN PROBLEM MIT LÄRM „Grundsätzlich haben wir hier sehr ‚gutmütige‘ Maschinen, die mit einem Drehzahlbereich von 600 Upm und 750 Upm kaum für Lärmentwicklung sorgen. Dennoch war es wichtig, die Geräuschemissionen nach außen so weit wie möglich zu minimieren“, sagt Michael Kandutsch. Nicht zuletzt aus diesem Grund bot sich ein geschlossener Kühlkreislauf, konkret ein Luft-Wärme-Tauscher mit einem Rückkühler im Unterwasserkanal, für den größeren der beiden Generatoren an. „Für den großen Generator hätten wir ohne geschlossenen Kühlkreislauf einen Abluftkanal aus dem Gebäude benötigt, wodurch natürlich Lärmemissionen nach außen unvermeidbar wären“, so der Ingenieur der Kelag. Gerade in Hinblick auf das Maschinenhaus prüfte die Gemeinde die Einhaltung ihrer Vorgaben genau. Dies traf vor allem auf das äußere Erscheinungsbild zu: Größe, Außengestaltung, Dachform, Farbe – der Spielraum war begrenzt. „Angesichts der begrenzten Platzverhältnisse wurde das von der Firma Porr errichtete Maschinenhaus sehr kompakt geplant und ausgeführt. Auch hier galt: Alles weglassen, was

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Komponenten, galt auch hier das Prinzip:

man weglassen kann. Als logische Folge wurde es für die Montagearbeiten daher auch sehr knapp“, erinnert sich Michael Kandutsch.

Um die Maschinen überhaupt ins Krafthaus bringen zu können, musste eine Seite der angrenzenden Landesstraße gesperrt und ein Spezialkran hinzugezogen werden. Letztlich war das entscheidende Element die große Erfahrung der Monteure der Firma Kössler im Zusammenspiel mit dem Know-how der Verantwortlichen der Kelag, dass die Montagearbeiten dennoch reibungslos und zügig über die Bühne gingen.

­hohes Qualitätsniveau, aber keine unnötigen

Extras. Aus Platzgründen, aber auch aus wirtschaftlichen Überlegungen haben wir uns für eine SF6-Schaltanlage entschieden, die sehr kompakt gebaut ist. Schließlich mussten wir auch mit dem vorhandenen Platz sehr sparsam umgehen. Die ganze elektrotechnische Ausrüstung wurde von SIEMENS Graz abgewickelt, und dies auf bewährt gute Art und Weise“, erklärt Dipl.-Ing. Dr. Peter Marek, der auf Seiten der Kelag für die Leit- und Sekundärtechnik verantwortlich zeichnete.

Steuerungstechnisch wurde die Anlage perfekt auf die Wasserganglinie der Lieser ausgerichtet, auch wenn hier nach Einsetzen der Schneeschmelze noch letzte Optimierungsmaßnahmen erforderlich werden. Gleiches

EINGEBUNDEN INS KELAG-LEITSYSTEM Beengte Platzverhältnisse spielten auch bei der elektrotechnischen Ausrüstung des Maschinenhauses mit hinein. „Wie bei allen anderen

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 5,3 m3/s

l

Brutto-Fallhöhe: 58,7 m

• Turbinen: Francis-Spiralturbine (2 St.)

l

Fabrikat: Kössler

• T1: Schluckvermögen: 3,53 m3/s

l

Netto-Fallhöhe Qa (1 M-Betr.): 56,2 m

• Drehzahl: 600 Upm

l

Leistung Qa (1 M-Betr.): 1.813 kW

• T2: Schluckvermögen: 1,77 m3/s

l

Netto-Fallhöhe Qa (1 M-Betr.): 58,1 m

• Drehzahl: 750 Upm

l

Leistung Qa (1 M-Betr.): 930 kW

• Generator T1: 3-Phasen-Synchron Generator

l

Überdrehzahl: 1.300 Upm

• Nennleistung: 2.200 kVA

l

Spannung: 900 V

• Generator T2: 3-Phasen-Synchron Generator

l

Fabrikat: Hitzinger

• Nennleistung: 1.110 kVA

l

Spannung: 400 V

• Stauklappe: B=14,0 m H=2,50 m

l

Stahlwasserbau: KMF

• Druckrohrleitung: L=1.800 m

l

Material: GFK (FLOWTITE)

• Lieferant: Etertec

l

Durchmesser: DN1700 bzw. DN1500

• Bau Krafthaus/Fassung: Porr

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DRL-Verlegung: Fürstauer Bau

• Planung/Ausführung: Kelag

l

Inbetriebnahme: Februar 2018

• Regelarbeitsvermögen: 12 GWh

HYDRO

Foto: Kelag

Projekte

Das eingespielte und bewährte Team der Abteilung Kraftwerksplanung der Kelag konnte auch beim Kraftwerk Kremsbrücke seine Erfahrung und Kompetenz ausspielen: Dipl.-Ing. Stefan Leitner, Ing. Michael Kandutsch (Maschinenbau), Dipl.-Ing. Dr. Peter Marek (E-Technik) und Dipl.-Ing. Jörg Friedrich (Bauleitung) (v.l.).

gilt selbstredend für die gestaffelte Restwasserabgabe, die dreimal im Jahr an das Wasserdargebot adaptiert wird.

Marek verweist darauf, dass die Visualisierung des SCADA-Systems an das gängige Erscheinungsbild anderer Kelag-Leitsysteme und an den gängigen Standard des Unternehmens angepasst und danach auch ins übergeordnete Leitsystem der Kelag eingebunden wurde, die von der Leitwarte aus auf das Kraftwerk zugreifen kann. Schließlich wurde die Kelag auch mit der Betriebsführung und Instandhaltung beauftragt.

STROM FÜR 3.500 HAUSHALTE Seit 10. Februar befindet sich die Anlage nun im Probebetrieb. So langwierig sich die Kompromiss- und Partnerfindung im Vorfeld auch

Foto: zek

Die Maschinen wurden auf besonders hohe Wartungsfreundlichkeit ausgelegt.

hinzog, so zügig sollten letztlich die Umsetzungsarbeiten über die Bühne gehen. Nachdem der Spatenstich Anfang Mai letzten Jahres erfolgt war, konnten die wesentlichen Bauarbeiten bereits vor Weihnachten abgeschlossen werden. „Dass wir sowohl im Kosten- als auch im Zeitplan eine Punktlandung schaffen konnten, verdanken wir auch den beteiligten Firmen, denen Anerkennung gebührt. Die Zusammenarbeit war wirklich sehr gut“, freut sich Mag. Dipl.-Ing. Christian Rupp. Rund 8 Millionen Euro wurden letztlich in das neue Kraftwerk investiert, das im Regeljahr etwa 12

Millionen kWh sauberen Strom ans Netz liefern wird. Damit können immerhin 3.500 Kärntner Haushalte versorgt werden.

Das Kraftwerksteam der Kelag hatte bei dem Projekt in technischer Hinsicht viele bewährte Lösungen, aber auch gewisse Neuerungen parat und zeigte gleichzeitig, wie breit die Abteilung Kraftwerksbau aufgestellt ist. Von der Projektentwicklung angefangen, über die Ausschreibungen, Vergaben, Abnahmen, elektromaschinelle Bauaufsicht, Montageüberwachung, bis hin zur kaufmännischen Abwicklung konnte das Team sein Know-how einbringen.

Foto: Kelag

Das neue Maschinenhaus an der Katschberg Bundesstraße.

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HYDRO

Foto: Céline Ribordy

Projekte

Die leistungsstärkste Turbine des neuen Kaskaden-Kraftwerks in der Walliser Gemeinde Fully nutzt eine Fallhöhe von 1.039 m.

Der Tiroler Wasserkraftexperte Geppert GmbH stellte die gesamte elektromechanische Ausstattung zur Verfügung.

HOCHDRUCK-ANLAGE FULLY IN KASKADEN-KRAFTWERK MIT FAST 1.600 M GEFÄLLE UMGEWANDELT In der Walliser Gemeinde Fully im Südwesten der Schweiz konnte Anfang 2017 ein in vielerlei Hinsicht bemerkenswertes Wasserkraftprojekt abgeschlossen werden. Mit einem Gefälle von 1.643 m war die Anlage bei ihrer Inbetriebnahme im Jahr 1915 Weltrekordhalter in Sachen Fallhöhe. Rund 100 Jahre nach ihrer Fertigstellung wurde die Anlage nun in 3-stufiger Ausführung als Kaskaden-Kraftwerk von Grund auf neu errichtet. Durch den Neubau mit drei separaten Kraftwerksstufen kann das Einzugsgebiet um den Speichersee Lac Supérieur de Fully auf einer Höhe von 2.125 m.ü.M. nun ganzjährig zur Stromgewinnung genutzt werden. Zusammen erreichen zwei jeweils 2-düsige sowie eine 3-düsige Pelton-Turbine eine Engpassleistung von mehr als 3.300 kW. Die unterste Kraftwerksstufe „Verdan“ nutzt eine weiterhin beachtliche Fallhöhe von 1.039 m, ­wodurch unter Volllast eine Maximalleistung von 2.236 kW ermöglicht wird. Die gesamte elektromechanische Kraftwerks­ ausrüstung lieferte der im Hochdrucksektor vielfach bewährte Tiroler Turbinenbauer Geppert GmbH. Dank optimaler Zusammenarbeit der ausführenden Unternehmen und günstiger Wetterverhältnisse konnte die Anlage bereits nach einer vergleichs­ weise kurzen Bauphase von 1,5 Jahren in Betrieb gehen.

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Die oberste Kraftwerksstufe am Lac de Sorniot ist mit einer 3-düsigen vertikalen Pelton-Turbine ausgestattet und wurde im Gebäude einer ehemaligen Hebepumpenanlage installiert. Die Turbinenachse liegt auf 1.989 m.ü.M.

Foto: Geppert

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ie im französischsprachigen Teil des Wallis gelegene Gemeinde Fully ist in der Schweiz vor allem als namhaftes Weinbaugebiet bekannt. Dass das 1915 in Betrieb genommene Wasserkraftwerk Fully, dessen historische Zentrale sich inmitten von malerischen Weinbergen befindet, bis 1934 die Anlage mit der weltweit größten Gefällestufe darstellte, dürfte hingegen weniger Zeitgenossen bekannt sein. Der eigentliche Baubeginn datiert auf das Jahr 1912, in welchem die Errichtung einer Staumauer beim Lac Supérieur de Fully auf 2.128 m.ü. M startete.

Obwohl moderne Transportmöglichkeiten via Helikopter damals nicht verfügbar waren und sich die Bauphase auf die Sommermonate beschränkte, konnte das als Gewichtsstau-

HYDRO

ERSATZNEUBAU ALS KASKADEN-KRAFTWERK Im Verlauf der vergangenen zwei Jahrzehnte musste die Anlage aufgrund schwerer Schäden wie dem Bruch der Druckrohrleitung für mehrere Jahre den Betrieb einstellen. „2013 schließlich beschleunigte sich durch den Defekt eines Pelton-Bechers und die erneute Betriebseinstellung die schon länger geplante Komplettsanierung der Anlage“, sagt Olivier Studer, Chef de Service beim Energieversorger „SI Fully“, der das Projekt von Beginn an begleitet hat. Im Zuge der Neukonzessionierung wurden insgesamt 16 Varianten in Erwägung gezogen. Die Umsetzung eines 3-stufigen Anlagenkonzepts stellte sich laut Studer sowohl energietechnisch als auch wirtschaftlich als beste Lösung heraus. Ein zentraler Punkt beim Auswahlverfahren war darüber hinaus die zukünftige Einbindung der Kraftwerksanlage in die Trinkwasserversorgung der Gemeinde. Eine zusätzliche Kostenersparnis ergab sich dadurch, dass mit der Errichtung der neuen Mittelstufe der untere Abschnitt der bestehenden Druckleitung nicht erneuert werden musste. Zudem wurde durch den Neubau in 3-stufiger Ausführung eine effektivere Stromerzeugung abseits der Schneeschmelze ermöglicht. Gleichzeitig konnten durch die baulichen Maßnahmen die generellen Sicherheitsstandards der Hochdruck-Anlage erhöht werden.

OBERSTE STUFE SORNIOT Vom Neubau weitgehend unberührt blieb die Staumauer des Lac Supérieur de Fully. Um den technischen Richtlinien und gesetzlichen Anforderungen zu entsprechen, musste lediglich eine neue Sicherheitsvorrichtung zur Speicherentleerung installiert werden. Gleich-

Foto: Aline Fournier

Die Zwischenstufe Garettes kann zur Stromgewinnung eine Ausbauwassermenge von 250 l/s und ein Gefälle von 427 m nutzen. Der Start der Bauarbeiten im September 2015 markierte die Umsetzungsphase des Projekts.

Rohre, Maschinen und Baumaterial wurden auf dem Luftweg zum obersten Abschnitt des Projektgebiets befördert.

zeitig ersetzte man die Hauptabsperrorgane des Speichers. Völlig erneuert wurde zudem der obere Abschnitt der Druckrohrleitung, die das Triebwasser über ein Bruttogefälle von 128 m zur ersten Turbinierung in die Kraftwerksstufe „Sorniot“ leitet. Die Zentrale Sorniot liegt unmittelbar am namensgebenden Lac de Sorniot, einem rund 35.000 m³ fassenden Speichersee. Im bestehenden Gebäude, einer in den 1990er Jahren eingebauten Hebepumpenanlage, mit welcher das Wasser wieder nach oben befördert wurde, befindet sich nun eine 3-düsige vertikale Pelton-Turbine. Dieser obersten Kraftwerksstufe kommt vor allem während der Schneeschmelze große Bedeutung zu. Bei optimalen Zuflussbedingungen schafft die auf eine Ausbauwassermenge von 150 l/s ausgelegte Turbine eine maximale Leistung von 177 kW. Die Maschine dreht mit 1.020 U/min und treibt einen luftgekühlten Asynchrongenerator mit Wälz-

lager an. Das abgearbeitete Triebwasser wird nach der Turbinierung in den Lac de Sorniot geleitet und fließt im Anschluss direkt weiter zur Zwischenstufe.

LASTENTRANSPORT VIA HELIKOPTER Die Errichtung der obersten Kraftwerksstufe auf über 2.000 m.ü.M. gestalte sich wegen der abschüssigen und für Fahrzeuge unzugänglichen Lage logistisch hoch anspruchsvoll. Das gesamte Baumaterial, die Werkzeuge sowie die tonnenschweren Elemente wie Turbine, Generator und Druckrohre wurden allesamt auf dem Luftweg via Helikopter zur Baustelle transportiert. Nachdem bereits im Mai 2016 die Arbeiten an der Zentrale Sorniot begonnen hatten, wurde die Erneuerung der Druckleitung zwischen dem Lac de Sorniot und dem Lac Supérieur de Fully ab dem darauf folgenden Oktober durchgeführt.

Nach der Fertigstellung lässt sich die oberste

Foto: Aline Fournier

mauer mit einer Kronenlänge von 113 m und einer Höhe von 14 m ausgeführte Bauwerk innerhalb von zwei Jahren fertiggestellt werden. Das Fassungsvermögen des Naturspeichersees erhöhte sich durch die Errichtung der Staumauer auf insgesamt 4,2 Millionen m³. Zur Stromgewinnung kamen in der Erstausstattung der Anlage vier Pelton-Turbinen mit einer Maximalleistung von jeweils 2,2 MW zum Einsatz. Rund 45 Jahre später wurden die vier Turbinen schließlich gegen eine einzelne Maschinengruppe mit einer Engpassleistung von 6 MW ersetzt. Im Zuge der Konzessionserneuerung wurde 2005 die Aktiengesellschaft Forces Motrices de Fully (FMdF) gegründet. Die FMdF steht mit 72% mehrheitlich im Besitz der Gemeinde, 28% der Gesellschaftsanteile wurden 2016 durch den Walliser Energie- und Kommunikationsdienstleister SEIC-Télédis von der Alpiq Gruppe übernommen.

Foto: SEIC/Martinez

Projekte

Die Bauarbeiten zur Errichtung der Zentrale Verdan im Tal begannen im Juni 2016.

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Animation: Geppert

Foto: Aline Fournier

Projekte

Der Druckleitungsabschnitt zwischen dem Lac Supérieur de Fully und der obersten Stufe Sorniot wurde im Herbst 2016 neu verlegt.

Stufe nur mehr durch einen Fußweg erreichen, bei dem ein Höhenunterschied von rund 500 m bewältigt wird. Olivier Studer lobt ausdrücklich die beteiligten Unternehmen und betont, dass das Projekt trotz der herausfordernden Bedingungen einer Gebirgsbaustelle in einer vergleichsweise kurzen Zeit umgesetzt werden konnte.

ZWISCHENSTUFE GARETTES Der Baubeginn an der Zwischestuffe „Garettes“ im September 2015 markierte den Beginn der Umsetzungsphase des Projekts. Der Druckleitungsabschnitt vom ehemaligen Pumpengebäude bis zur neuen Zwischenstufe war bereits 2005 komplett erneuert worden.

Dieser nun neu gebauten Kraftwerksstufe stehen eine erhöhte Ausbauwassermenge von 250 l/s sowie 427 m an Fallhöhe zur Verfügung. Zur Stromgewinnung kommt eine 2-düsige vertikale Pelton-Turbine zum Einsatz, die bei vollem Zufluss eine Engpassleistung von 935 kW erreicht. Als Energiewandler dient ein direkt mit der Turbinenwelle gekoppelter Synchron-Generator mit Wälzlager in luftgekühlter Bauweise. „Sämtliche Düsen und Strahlablenker wurden dem Kundenwunsch entsprechend, den Einsatz von Öl

Die Laufradberechnung zeigt die am stärksten beanspruchten Punkte der Pelton-Becher im laufenden Betrieb.

im Krafthaus weitestgehend zu reduzieren, mit Elektroantrieben ausgeführt. Der Antrieb der von Geppert in Eigenentwicklung konstruierten Kugelhähne erfolgt über eine Wassersteuerung“, beschreibt Geppert-Projektleiter Thomas Gruber ein Detail des Lieferumfangs.

Neben der Lieferung der gesamten elektromechanischen Ausrüstung gehörte außerdem die Anbindung der einzelnen Kraftwerksstufen zum Leistungsumfang der Österreicher. Dazu wurden die bestehenden Leitungen abgeschnitten, vor Ort angepasst und durch Schweißverbindung wieder zusammengefügt.

HOCHDRUCKSTUFE VERDAN Vom Unterwasserbecken der Stufe Garettes beginnt der abschließende und gleichzeitig längste Teil der Druckrohrleitung. Die ebenfalls neu errichtete Zentrale „Verdan“ im Tal, die mit der Zwischenstufe in Reihe geschaltet ist, nutzt insgesamt 1.039 m Bruttofallhöhe.

Im Fall einer Betriebsunterbrechung der Stufen Sorniot oder Garettes sorgt ein regulierbares Bypasssystem für die automatische Umleitung des Triebwassers. Jede Kraftwerksstufe kann somit völlig unabhängig Energie erzeugen. „Bei derart großen Fallhöhen muss ein Hauptaugenmerk auf die Festigkeit des

Laufrades gelegt werden, da die Becherwurzel und das Bechermaul höchsten Beanspruchungen ausgesetzt sind. Um Rissbildung zu vermeiden, werden die auftretenden Spannungen mittels Finite-Elemente-Methode unter Berücksichtigung des dynamischen Systems berechnet. Dabei werden schon im Vorfeld der Laufrad-Entwicklung für alle auftretenden Lastfälle die Verformungen und Spannungen (Hauptspannungen, Mises-Spannungen) ausgewertet“, erklärt Projektleiter Gruber und führt noch weiter aus, dass das Turbinengehäuse der Unterstufe doppelwandig ausgeführt ist und mit Beton befüllt wurde. Dies führt zu Vorteilen sowohl im Hinblick auf die Dämpfung von Betriebsgeräuschen als auch auf die Stabilität der Maschine. Speziell war laut Gruber zudem die Materialauswahl aller mit Wasser beaufschlagten Bauteile. Diese bestehen – bei Anlagen dieser Größenordnung nicht alltäglich – zur Gänze aus Edelstahl und eignen sich somit für den Einsatz im Trinkwasserbereich.

Nachdem im Juni 2016 die Fundamente der neuen Kraftwerkszentrale gesetzt wurden, erfolgte rund ein halbes Jahr später im Dezember die Maschinenmontage. Dank der immensen Fallhöhe erreicht die in 2-düsiger

Technische Daten Sorniot • Ausbauwassermenge: 150 l/s • Bruttofallhöhe: 128 m • Turbine: 3-düsige vertikale Pelton • DN Laufrad: 450 mm • Drehzahl: 1.020 U/min • Engpassleistung: 171 kW • Hersteller: Geppert GmbH • Generator: Asynchron • Hersteller: Leroy-Somer • Jahresarbeit Regeljahr: ca. 400.000 kWh

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Garettes • Ausbauwassermenge: 250 l/s • Bruttofallhöhe: 427 m • Turbine: 2-düsige vertikale Pelton • DN Laufrad: 560 mm • Drehzahl: 1.500 U/min • Engpassleistung: 935 kW • Hersteller: Geppert GmbH / SORA GmbH • Generator: Synchron • Nennscheinleistung: 1.035 kVA • Hersteller: Leroy-Somer • Jahresarbeit Regeljahr: ca. 2,8 GWh

Verdan • Ausbauwassermenge: 250 l/s • Bruttofallhöhe: 1.039 m • Turbine: 2-düsige horizontale Pelton • DN Laufrad: 890 mm • Drehzahl: 1.500 U/min • Engpassleistung: 2.236kW • Hersteller: Geppert GmbH • Generator : Synchron • Nennscheinleistung: 2.505 kVA • Hersteller: Leroy-Somer • Jahresarbeit Regeljahr: ca. 6,4 GWh

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Bei vollem Wasserdargebot erreicht die 2-düsige Pelton-Turbine der Stufe Verdan eine Engpassleistung von mehr als 2,2 MW.

horizontaler Ausführung gefertigte Pelton-Turbine bei einer Ausbauwassermenge von 250 l/s eine Engpassleistung von mehr als 2,2 MW. Das Laufrad DN890 mm dreht mit 1.500 U/min und treibt einen Synchron-Generator mit Gleitlagern und externem Schmieraggregat an. Die Regelung der Betriebstemperatur des direkt gekoppelten Energiewandlers erfolgt mittels Wasserkühlung.

INBETRIEBNAHME NACH 1,5 JAHREN BAUZEIT Neben der hydromechanischen Ausstattung der drei Kraftwerksstufen lieferte Geppert die

Die alte Kraftwerkszentrale, welche schon vor dem Neubau für kulturelle Zwecke genutzt wurde, kann nun zur Gänze für Veranstaltungen aller Art genutzt werden.

Die neue Endstufe wurde neben dem historischen Gebäude platziert.

Foto: Céline Ribordy

Foto: Céline Ribordy

Projekte

gesamte elektro- und leittechnische Anlagenausrüstung. Bereitgestellt wurden die Transformatoren, die Mittelspannungsanlage sowie die Leittechnik vom Schweizer Automatisierungsspezialisten Costronic SA aus Lausanne. Die Steuerung des Kaskaden-Kraftwerks erfolgt grundsätzlich durch Pegelregelung. Eine intelligente Software sorgt für eine vollautomatische Stromproduktion und die ideale Abstimmung der einzelnen Kraftwerksstufen. Zudem wurden bereits leittechnische Vorkehrungen getroffen für die zukünftige Einbindung der Wasserkraftanlage in die Trinkwasserversorgung der

Gemeinde. Im Gegensatz zum Altbestand, welcher die erzeugte Energie in das regionale 65 kV-Netz einspeiste, leitet man nun den Strom direkt in das lokale 16 kV-Mittelspannungsnetz.

Rund 1,5 Jahre nach Beginn der Bauarbeiten startete im Februar 2017 schließlich der Probetrieb des neuen Kraftwerks. Im Regeljahr kann die Anlage durchschnittlich 9 GWh Strom erzeugen, womit sich umgerechnet mehr als ein Viertel des Energiebedarfs der Gemeinde Fully abdecken lassen. Rund 8,6 Millionen CHF wurden in die Umsetzung des Projekts investiert.

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

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AUSTRIA

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Foto: EWA

Foto: zek

Fotos: Renexpo

Veranstaltung

Auch in diesem Jahr erwartet die Renexpo® Interhydro wieder rund 2.500 Besucher in Salzburg.

RENEXPO® INTERHYDRO - TREFFPUNKT DER EUROPÄISCHEN WASSERKRAFTBRANCHE SETZT ERFOLGSGESCHICHTE FORT Mit einer Erzeugung von mehr als 342 TWh – rund 35,5 % des erzeugten Stroms aus erneuerbaren Energiequellen – l­ eistet die Wasserkraft einen bedeutenden Beitrag zur Erreichung des EU-Zieles von 34 Prozent Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen bis zum Jahr 2020, so die aktuellen Zahlen des VGB PowerTech e.V.. Damit ist die Wasserkraft nicht nur eine zuverlässige, CO2 neutrale erneuerbare Energiequelle mit hohem Wirkungsgrad und langer Lebensdauer, sondern ist in Europa nach wie vor Spitzenreiter bei der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien.

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TAGUNG VERNETZT INTERNATIONAL Auch 2018 bietet die RENEXPO® INTER­ H­YDRO eine einzigartige Plattform für Präsentation, Wissenstransfer und Erfahrungsaustausch sowie für die Knüpfung neuer Kontakte. In der Messe präsentieren namhafte Unternehmen die gesamte Wertschöpfungskette der Wasserkraft – von Kaplan-, Francis- und Pelton- Turbinen, Generatoren, Dichtungen, Rohre und weitere Anlagen-Komponenten über Kraftwerksteuerung, Projektabwicklung, Anlagen-Instandhaltung und -Optimierung bis zu Mess- und Regeltechnik, Stromhandel und Direktvermarktung.

Der 2-tägige Kongress informiert über aktuelle Rahmenbedingungen und Herausforderungen, Praxis-Erfahrungen, Projekte und Komponenten im Kraftwerksbau, Energiespeicherung, Direktvermarktung und gewässerökologisch verträglichen Wasserkraftausbau. Das 3. Europäische Verbände-Treffen sowie das 2. Osteuropa-Forum und das 2.

Afrika Kleinwasserkraft-Forum werden auch

in diesem Jahr die internationale Vernetzung der Branche voranbringen.

Ein breites nationales und internationales Netzwerk steht hinter der Veranstaltung, so z.B. der Bundesverband deutscher Wasserkraftwerke, Kleinwasserkraft Österreich, die European Renewable Energies Federation (EREF), der VGB PowerTech e.V. sowie die Arbeitsgemeinschaft Alpine Wasserkraft.

Die RENEXPO® INTERHYDRO spricht alle in der Wasserkraft tätigen Personen aus Wirtschaft und Industrie, Behörden und Kommunen, Politik und Wissenschaft sowie Hochschule und Universitäten aus ganz Europa an. Erwartet werden in diesem Jahr 125 Aussteller, 500 Konferenz-Teilnehmer und 2.500 Besucher. Weitere Informationen unter: www.renexpo-hydro.eu.

photo: zek

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ber den Stand der Technik, die Rahmenbedingungen auf EU- und nationaler Ebene, aktuelle Entwicklungen sowie Wirtschaftlichkeit und die ökologischen Aspekte der Wasserkraft informiert am 29. und 30. November 2018 die Kongressmesse RENEXPO® INTERHYDRO in der Messe Salzburg. Mit rund 100 Ausstellern, 500 Konferenz-Teilnehmern und 2.000 Fachbesuchern hat sich die RENEXPO® INTERHYDRO im November 2017 zum wiederholten Mal als europäischer Branchentreffpunkt der Wasserkraft bewährt.

HYDRO

Foto: Eberlein

Projekte

Das aufwendig sanierte Laufkraftwerk an der Werra in Lengers ging nach 2,5-monatiger Bauzeit wieder in Betrieb. Ausgestattet mit neuer Technik ist der Standort für die nächsten 30 Jahre gerüstet.

BETREIBER BRINGT SEIN „SALZWASSER-KRAFTWERK“ IN MEHREREN ETAPPEN WIEDER IN SCHUSS Beim Laufkraftwerk in Lengers, im Landkreis Hersfeld-Rotenburg im deutschen Hessen, wurden letzten Oktober die zweieinhalb Monate andauernden Sanierungsarbeiten abgeschlossen. Über mehrere Sanierungsphasen hinweg hat der Betreiber AUF Eberlein & Co GmbH das Kraftwerk komplett revitalisiert. Mit der Erneuerung des Turbineneinlaufs durch den Stahlwasserbauspezialisten Onnen-Krieger und einer neuen horizontalen Rechenreinigungsanlage von LUKAS Anlagenbau GmbH wurden unlängst die letzten Baumaßnahmen finalisiert. eine Lawaczeck-Turbine mit einem Schluckvermögen von 14,1 m³/s und doppelt schrägverzahntem offen laufendem Zahnrad ein­ gebaut wurde, oder 1953, als man eine Escher-Wyss-Kaplanturbine mit einem Durch­ fluss von 11,1 m³/m und einem Winkelgetriebe und ölhydraulischem Regler installierte.

Die technische Lösung für das Salzproblem heißt Edelstahl – mit einem gravierenden Nachteil: „Der Einsatz von Edelstahl macht die Investitionen nahezu doppelt so teuer“, so Fritz Eberlein.

VOM WERKSVERSORGER ZUM GRÜNSTROMERZEUGER Nach der Übernahme der Fa. AUF Eberlein & Co GmbH im Jahr 1996 änderte sich die Bestimmung des Standortes. Der neue Betreiber brachte das Laufkraftwerk mittels einer 180 m langen 20 kV Einschleifung erstmals an das öffentliche Stromnetz. Allerdings war die Stromausbeute alles andere als optimal. „Bei der Übernahme lieferte die Anlage

höchstens 40 Prozent der ursprünglich kalkulierten Leistung, und der Betrieb war nur mit einer Turbine möglich“, erklärte Fritz Eberlein. Der Handlungsbedarf war unübersehbar. Damit erfolgte der Startschuss für die erste einer ganzen Reihe von Sanierungs­ phasen, die sich schließlich bis Ende letzten Jahres erstrecken sollten.

Foto: zek

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m Schatten des Monte Kali, wie der Kaliberg im Volksmund bezeichnet wird, erzählt das Kraftwerk in Lengers eine lange Geschichte. Bereits 1904 wurde hier anstelle einer Mühle die erste Anlage von dem Bergbauunternehmen K+S AG, früher Kali und Salz AG mit Sitz in Kassel, am Fluss Werra errichtet. Mittels zweier Francis-Schachtturbinen wurde damals die Kraft des Wassers ausschließlich für den Bergbau genutzt. Was diesen Standort so besonders macht, ist der hohe Salzgehalt der Werra, welcher sich fallweise bis zum gesetzlichen Grenzwert von 2500 mg/l bewegen kann. „Das bedeutet für das Kraftwerk absolut erhöhte Korrosionsgefahr, und die Wahl der richtigen Materialien bekommt einen ganz anderen Stellenwert“, erklärte Dipl.-Ing. Fritz Eberlein, Geschäftsführer des Betreibers AUF Eberlein & Co GmbH aus dem fränkischen Rothenburg o.d.T. Aus diesem Grund mussten im Laufe der Zeit immer wieder Komponenten saniert oder ausgetauscht werden. So wie 1924, als

Die Lawaczeck-Turbine (Myria-Rad) wurde in den 1920ern vom deutschen Ingenieur Franz Lawaczeck entwickelt und ist eine sogenannte Schrägpropeller­ turbine. „Das besondere Design bringt speziell bei schwankenden Unterwasserständen eine sehr konstante Performance“, erklärte Fritz Eberlein.

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Projekte

Fotos: zek

Beide Maschinensätze wurden von der Fa. AUF Eberlein & Co GmbH, die seit 1996 die Anlage betreibt, eingehend revitalisiert. Dabei war eine vollständige Revision der Altteile sowie aufwendige Umbauten im Innen- und Außenbereich notwendig.

Die Verlegung des Leitapparats nach außen war eine der Maßnahmen gegen den erhöhten Materialverschleiß an diesem Standort.

Nach dreimonatiger Lieferzeit wurden die beiden 15 m breiten und 3,5 m hohen Schütze an den dafür vorgesehenen Platz gehoben.

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DER GRÖSSTE EINGRIFF AM ENDE Die abschließende Sanierungsphase von August bis Oktober letzten Jahres brachte auch baulich gesehen den größten Eingriff am Standort mit sich. Konkret wurden dabei Turbineneinlauf, Rechen mit horizontalem Rechenreiniger, Floßgasse und Schützen neu errichtet und die Steuerung von 2002 erneuert. Der Umbau wurde für das Betreiberunternehmen AUF Eberlein & Co GmbH aufgrund der Auflagen des Regierungspräsidiums notwendig. „Als Auflage seitens der Behörden hatten wir den kompletten Einlaufbereich zu erneuern, aber auch das neue SpaltFoto: zek

ehe in einer weiteren Sanierungsetappe 2002 mit der Sanierung des 2. Maschinensatzes begonnen wurde. Dabei musste die Turbine komplett umgebaut und Komponenten wie Laufrad, Getriebe und Generator erneuert werden. Aber auch der Leitapparat wurde getauscht und – gleich wie beim 1. Maschinensatz – entsprechend auf ein neues Stirnradgetriebe mit aufgesetztem Generator umgebaut. „Aufgrund des hohen Materialverschleißes durch das salzhaltige Wasser haben wir uns hier entschlossen, die Regulierung des Leit­ apparats nach außen zu verlegen“, so Fritz Eberlein weiter. Die nächsten umfangreicheren Arbeiten erfolgten dann 2005 mit der Errichtung des Fischaufstiegs in Form eines Borstenfischpasses und eines Strömungs­ kanals für die Dotierung der Restwassermenge für den Unterwasserbereich an der Wehr.

Damit konnten wichtige Voraussetzungen für die Verbesserung der ökologischen Gewässersituation erfüllt werden. Die Wehrmauer aber auch die Mechanik der Wehranlage selbst wurden dann 2011 abschließend saniert. Die beiden 15 m breiten und 3,5 m hohen SchütFoto: Eberlein

AUFWÄNDIGE SANIERUNGEN In der ersten Sanierungsphase unter dem neuen Betreiber standen die Erneuerung der Schaltanlage, sowie die Automatisierungen der Turbinen, der Wasserstandsregelung und der gesamten Abläufe, sowie der Tausch des Generators am Maschinensatz II auf dem Programm. Es waren die ersten der notwendig gewordenen Maßnahmen, um die Anlage wieder mit beiden Maschinensätzen betreiben zu können. Zusätzlich mussten an der Wehranlage Abdichtungsarbeiten und der Einbau neuer Sohlbalken mit vorgelagertem Gummiprofil vorgenommen werden.

1997 konnte nach der Erneuerung des Laufrads, einer vollständigen Revision der Altteile und dem Umbau auf ein Stirnradgetriebe mit aufgesetztem Asynchrongenerator Maschinensatz I wieder in Betrieb genommen werden. „Damit war die Turbinensanieung als wichtigster Teil zur Instandsetzung der Anlage abgeschlossen“, erklärt Fritz Eberlein. Weiters folgten Arbeiten am Kraftwerksgebäude, an der Elektronik, der Wehranlage sowie am alten Rechenreiniger,

ze an der Wehr wurden dabei komplett erneuert und deren Rollführungen mit Edelstahl ausgekleidet und neu betoniert. Das bestehende Windensystem war noch uneingeschränkt intakt und bekam erstmals ein Dach.

Eine der beiden Wehrschütze wurde systemkonform automatisiert, wobei die Betätigung der zweiten Seite wie bisher manuell erfolgt. „Gegenüber einer hydraulischen Klappwehr haben wir hier den Vorteil, dass die beiden Schütze nicht ständig unter Wasser sind, was die Instandhaltung bei Korrosion deutlich erleichtert, da das gesamte Schütz ausgehoben werden kann“, erklärt Fritz Eberlein.

Die mechanischen Winden an der Wehr mussten lediglich generalüberholt werden und deren Betätigung erfolgt mittlereile automatisch.

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Fotos: Bayerische Landeskraftwerke

Fotos: Eberlein

Grafik: Kössler

Projekte

Für die Bauarbeiten wurde der gesamte Turbineneinund -auslauf von der ortsansässigen Baufirma Willi Herrmann GmbH mittels Dämme trockengelegt.

Fritz Eberlein über die gelungene Ausführung. Gleichzeitig begann die Baufirma bereits den Sperrdamm abzutragen. Unmittelbar nach der Inbetriebnahme des Rechens samt Reinigungsanlage wurde der Einlaufbereich wieder geflutet. „Die Arbeiten erfolgten teilweise bis in die Nachtstunden hinein“, erklärt der Betreiber und lobt dabei die hervorragende Zusammenarbeit der beteiligten Unternehmen, aber auch den Fleiß und die Kompetenz seiner Mitarbeiter. Dank guter Planung konnten die Arbeiten ohne größere Verzögerungen in nur zweieinhalb Monaten umgesetzt werden. Weitere Anlagenteile wurden danach noch weiter restauriert. „Schön langsam werden wir fertig“, freut sich Eberlein, der laut eigener Aussage so gut wie jede Schraube der Anlage kennt.

HORIZONTALE RECHENREINIGUNGSANLAGE Die neue horizontale Rechenreinigungsanlage aus dem Hause Lukas Anlagenbau GmbH wurde auf der Betondecke des neuen Turbineneinlaufs montiert und weist – entsprechend der Rechenbreite – eine Putzlänge von

25 m auf. „Die Laufschienen mussten aufgrund der großen Fahrbahnlänge auf der Baustelle zusammengeschweißt werden“, verrät der Betreiber. Mittels elektrischem Antrieb und geschützt unter dem Fahrwagen montiert, entfernt der fahrende Rechen­ reiniger jegliches Treibgut vom Rechen.

Dazu wird die am Fahrwagen montierte Reinigungsharke hydraulisch an den Rechen gepresst. Am Ende ihrer Reinigungsfahrt löst sich die Harke wieder, und das Geschwemmsel wird freigegeben. Die automatisch gesteuerte Wehrklappe am Schütz der angrenzenden Floßgasse öffnet sich und spült das Treibgut ins Unterwasser weiter. Beim neuen Rechenreiniger kam an diesem Standort auch ein neues Fahrbahnkonzept zum Einsatz. Dabei wurde die Energiezuführung über eine Schleppkette verlegt, die geschützt an der hinteren Laufschiene geführt wird, um etwa ein Vereisen zu vermeiden. Der Vorteil der Schleppkette gegenüber der Kabelschlepp- oder Kastenschleifleitung ist die kompaktere und optisch ansprechendere Bauweise. Alle elektrischen Komponenten sind

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maß am Feinrechen von 15 mm umzusetzen“, so Eberlein. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Fische in den Turbineneinlauf gelangen. Für die Umsetzung dieser Maßnahmen wurde der gesamte Turbinenein- und -auslauf von der Baufirma Willi Herrmann GmbH aus dem benachbarten Heimboldshausen mittels Dämmen trockengelegt. „Noch bevor die Dämme annähernd fertig waren, begannen bereits fällige Abrissarbeiten und teilweise auch schon die Schalungsarbeiten für die neue Sohlenplatte und den letzten zu sanierenden Abschnitt der Wehrmauer“ so Eberlein weiter. Nach dem Abschluss der Betonarbeiten konnte mit der Montage des neuen Einlaufrechens begonnen werden. Der Rechen mit einer Länge von 25 m, einer Bauhöhe von 3 m und einer Reinigungshöhe von rund 2,5 m besteht ausschliesslich aus Edelstahl und wurde in einem strömungsoptimierten Profil ausgeführt. Die Gitterstäbe sind jetzt im Gegensatz zum alten Rechen horizontal angebracht. „Diese Konstruktion haben wir selbst geplant und umgesetzt“, äußert sich

Der Rechen mit einer Länge von 25 m, einer Bauhöhe von 3 m und einer Reinigungshöhe von rund 2,5 m besteht aus säurebeständigem Edelstahl und wurde in einem strömungsoptimierten Profil ausgeführt

Elektrisch angetrieben entfernt der fahrende Rechenreiniger von Lukas Anlagenbau jegliches Treibgut vom 25 m langen Rechen. Dazu wird die am Fahrwagen montierte Harke hydraulisch an den Rechen gepresst. Am Ende der Reinigungsfahrt löst sich die Harke wieder und das Geschwemmsel wird über den Schwemmschütz abgespült.

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Grafik: Ostertag

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Am Schütz der neu errichteten Floßgasse wurde neben dem aufgesetzten Spülschütz auch eine Fischabstiegsrinne integriert.

am Fahrwagen selbst montiert, weshalb an der Fahrbahn keine Sensoren und Aktoren mehr notwendig sind. Des Weiteren hat Lukas auch den Schütz in der Floßgasse mit aufgesetzter Wehrklappe inklusive Fischabstiegsrinne geliefert. Auch hier wurden notwendigerweise alle wasserberührenden Komponenten in V4A-Edelstahl gefertigt. Lukas Anlagenbau GmbH aus dem oberpfälzischen Waldthurn ist ein langjähriger Partner der Wasserkraftbranche und bedient in diesem Segment alle Belange zum Thema Stahlwasserbau, Renovierung oder Reaktivierung von Wasserkraftwerken, Turbinenrevisionen, Steuerungen und Systeme für einen automatischen Betrieb inklusive Fernüberwachung. Das Familienunternehmen besteht bereits seit 1959 und zählt zu den Wasserkraftspezialisten, die die ersten horizontalen Rechenanlagen in Deutschland realisierten. Bei Lukas verfolgt man neben der Wasserkraft auch mit Erzeugnissen für die Kabel-/Drahtindustrie ein zweites Tätigungsfeld.

GmbH und konnten bereits etliche Projekte gemeinsam realisieren. Im konkreten Fall des Werra-Kraftwerks Lengers reichte der Leistungsumfang vom Stahlwasserbau bis zum hydraulisch betriebenen Turbineneinlaufschütz. Der Familienbetrieb aus Augustusburg nahe Chemnitz und seines Zeichens selbst Betreiber einer Wasserkraftanlage stellte damit einmal mehr seine hohe Stahlwasserbau-Kompetenz unter Beweis.

STEUERUNG WURDE AUF DEN NEUESTEN STAND GEBRACHT Die Steuerungstechnik wurde im Zuge der massiven Umbauten im letzten Jahr von der Firma Ostertag Schaltanlagen GmbH & Co. KG durch aktuelle Simatic Baugruppen der Firma Siemens auf den neuesten technischen Stand gebracht. „Die größte Herausforderung war es, die bestehende Simatic S7 Steuerung von 2002 so zu erweitern, dass sie mit dem neuen TIA Comfort Touchpanel kompatibel ist und einen reibungslosen Betrieb garantiert", erklärt Wolfgang Ostertag, Inhaber der Ostertag Schaltanlagen GmbH aus Gebsattel, im Landkreis Ansbach in Mittelfranken. Als wichtigste Maßnahme wurde die alte CPU durch eine neue Profibus-CPU ersetzt, wodurch die Anlage wieder fit für die nächsten 20 Jahre wurde. Die Steuerung gewährleistet den automatischen Betrieb der beiden Maschinensätze sowie die neuen Komponenten. Die neuen Baugruppen für Rechenreiniger und Floßgasse mit aufgesetzter Stauklappe befinden sich in einem separaten Schaltschrank und sind per Busverbindung und dezentralen Baugruppen in das Gesamt-Steuerkonzept eingebunden.

Foto: Eberlein

STAHLWASSERBAU IM TURBINENEINLAUFBEREICH Die hochwertige Stahlwasserbauausrüstung für den Standort in Lengers wurde vom sächsischen Unternehmen Metallbau-Wasserkraft Onnen­ -Krieger GmbH ausgeführt, das sich über einige Jahrzehnte hinweg einen ausgezeichneten Ruf im Stahlwasserbau für Kleinwasserkraftanlagen erarbeitet hat und heute in der Lage ist, sämtliche Stahlwasserbaukomponenten in modernster Ausführung zu liefern.

Onnen-Krieger ist ein langjähriger Partner der AUF Eberlein & Co

Die Techniker von Ostertag Schaltanlagen GmbH modernisierten die vorhandene S7 Steuerung und erneuerten die Anlagenbedienung mit einem grafischen Simatic Comfort Touchpanel.

Technische Daten: • Betreiber: AUF Eberlein & Co GmbH • Technik: Laufkraftwerk m. 2 Maschienensätze • Turbinen: 1 Kaplan, 1 Lawaczeck (Schrägpropellerturbine) • Generatoren: aufgesetzte Asynchrongeneratoren mit Stirnradgetriebe • Ausbauwassermenge: 25 m³/s • Bruttofallhöhe: 2,15 m • Leistung: 450 kW • Regelarbeit/Regeljahr: 1,9 Mio. kWh • Rechenreiniger: horizontale Ausführung von Lukas Anlagenbau GmbH

Die Sanierung der Kraftwerkskomponenten konnte größenteils vom Betreiber selbst umgesetzt werden.

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• Stahlwasserbau: Onnen-Krieger GmbH • Steuerungstechnik: Ostertag Schaltanlagen

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Die bestehende einfache alpha-numerische Textanzeige wurde durch ein graphisches 15 Zoll HMI Touchpanel ersetzt. Diese ermöglicht neben der Anlagendarstellung und Bedienung die Darstellung von Diagrammen, Fehlerspeicher, Archivierung und Webcam Anzeige auch noch die Funktionalität der Fernvisualisierung per PC und Smartphone App. „Die neue Steuerung von Siemens bringt wichtige Vorteile: Zum einen sind Ersatzteile und Ergänzungsmodule auch noch in 20 Jahren verfügbar, und zum anderen kann das Steuersystem viel besser an die Gegebenheiten des Kraftwerks angepasst werden und nicht umgekehrt“, lobt Wolfgang Ostertag die Simatic- Steuerung von Siemens. Die Wasserführung der Werra kann hier in Lengers speziell in der Hochwassersaison schon mal über 300 m³/s liegen und bei Niedrigwasser auf bis zu 6 m³/s abfallen. Die Steuerung ist hier auch darauf ausgelegt, dass im Falle von Niedrigwasser auf einen Maschinensatz zurückgefahren werden kann. Das Unternehmen Ostertag Schaltanlagen GmbH & Ko KG hat sich auf die Planung und Umsetzung von Schaltanlagen für die regenerative Energieerzeugung aus Wasserkraft spezialisiert und ist bereits seit 1993 ein kompetenter Partner bei mehr als 450 Wasserkraftprojekte.

Foto: Eberlein

Projekte

Aus der Vogelperspektive sind hier die sanierten Bauabschnitte des KW Lengers sehr gut zu erkennen. Das 2002 sanierte Kraftwerksgebäude, daneben die angrenzende Floßgasse, der neue Einlaufbereich mit dem 3-Eckigen Grundriss und dem 25 m langen Rechenreiniger.

DIE ACHTE ANLAGE DES BETREIBERS Mit dem Kraftwerk an der Werra betreibt die AUF Eberlein & Co GmbH mittlerweile acht Anlagen in ganz Deutschland. Für die Betreuung und Wartung vor Ort sind insgesamt 15 erfahrene Mitarbeiter im Einsatz. Die neue Anlage in Lengers erreicht bei einer kalkulierten Ausbauwassermenge von 25 m³/s und einer Nettofallhöhe von 2,15 m eine Jahresstromerzeugung von circa 1,9 Mio. kWh. Die beiden Maschinensätze erreichen zusammen 320 kW elektrische Engpassleistung und versorgen damit rund 600 durchschnittliche Haushalte mit grünem Strom. Für die gesamte Sanierung wurden insgesamt 850.000 Euro investiert. Damit konnten nun alle Auflagen seitens des Regierungspräsidiums erfüllt werden.

Und der Kraftwerksbetrieb für eine CO2-freie Energieerzeugung an der Werra ist damit über die Konzessionsdauer von 30 Jahren hinweg und vielleicht darüber hinaus wieder gesichert.

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Veranstaltung

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Foto: Geppert

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welt“ der Österreichischen Energieagentur.

Demnach haben etablierte Energieunternehmen in Zukunft mit starker Konkurrenz zu rechnen: Gut 88 Prozent der Befragten sehen energierelevante Start-ups als neue Player. 85 Prozent glauben, dass etablierte branchenfremde Unternehmen profitieren werden, insbesondere IKT-Unternehmen. „Ohne Zweifel wird die Elektrizitätsbranche eine bedeutende Rolle für eine sichere, leistbare und saubere Energiezukunft spielen. Daher ist es wichtig, dass sich alle relevanten Akteure austauschen, um für die Herausforderungen der

DI Peter Traupmann, GF d. Österreichischen Energieagentur

Zukunft gerüstet zu sein.“ Zu diesem Trend und der Zusammenarbeit mit Oesterreichs Energie und der Österreichischen Energieagentur, meint Nigel Blackaby, Electrify Europe Conference Director: „Wir konzipieren Electrify Europe als ideales Forum für die Zusammenarbeit zwischen den etablierten Akteuren der Branche und jungen, innovativen Marktteilnehmern. Wir begrüßen das Engagement unserer österreichischen Energiepartner und die Konzentration auf neue Energielösungen mit Mehrwert, die sie präsentieren werden.“ Electrify Europe ist eine Weiterentwicklung der bekannten globalen Energieveranstaltungen POWER-GEN und DistribuTECH. Das neue Konzept des Veranstalters PennWell Corporation ist die erste Veranstaltung, die sich mit den Veränderungen in den Bereichen Energieerzeugung, -übertragung und -verteilung, Digitalisierung, Dekarbonisierung, Dezentralisierung und Elektrifizierung befasst. Ziel ist es, den Austausch zwischen etablierten und neuen Marktteilnehmern zu fördern, um zukunftsweisende Lösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette im europäischen Energiesektor zu entwickeln.

Ergänzt wird die Fachtagung durch eine Ausstellung, die Einkäufern, Fachleuten und Entscheidungsträgern aus allen Disziplinen der Branche die Möglichkeit bietet, sich auszutauschen, Kontakte zu knüpfen und ihre Produkte zu präsentieren.

photo: zek

STUDIE ZUR DIGITALISIERUNG DER BRANCHE „Neun von zehn Expertinnen und Experten in Energieunternehmen gehen davon aus, dass mit großen Veränderungen zu rechnen ist“, verweist AEA-Geschäftsführer Peter Traupmann zudem auf die Ergebnisse der Studie „Digitale Transformation der Energie-

Nigel Blackaby, Electrify Europe Conference Director

Foto: AEA

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uf der Electrify Europe präsentiert sich Oesterreichs Energie als innovative und starke Interessenvertretung und Partner für Branchenunternehmen und Stakeholder. Mit der Stromstrategie „Empowering Austria“ zeigt Oesterreichs Energie, wie Strom zum zentralen Energieträger der „Low-Carbon Economy“ werden kann. Eine österreichische Klima- und Energiestrategie soll bis zur Jahresmitte beschlossen werden.

Gleichzeitig soll es ein neues Energiegesetz geben, das weitere wichtige Fragen wie beispielsweise die Ökostromförderung regelt. Österreichs E-Wirtschaft ist bereit, den Systemwandel zu unterstützen, um das Energiesystem der Zukunft mit den technischen Grundlagen der Stromversorgung in Einklang zu bringen.

Das neue Konzept der Konferenzmesse Electrify Europe sieht Oesterreichs Energie als zukunftsweisend: Strom ist die Energiequelle der Zukunft und es liegt an den Akteuren der Branche, im Zeitalter der Digitalisierung und Ökologisierung marktgerechte Lösungen zu erarbeiten.

Foto: Pennwell

Die Konferenz und Ausstellung „Electrify Europe“ (19.21.Juni 2018 in Wien) rückt mit großen Schritten näher.

Im Mittelpunkt der internationalen Veranstaltung stehen Themen wie Betriebsführung und -optimierung, Kunden­ strategien, Anlagentechnologien, Energiespeicherung und Digitalisierung. Darüber hinaus stehen dezentrale und flexible Energieerzeugung, Umweltfragen, Smart Grid und Smart Infrastructure sowie Strategien für die Elektrifizierung des Wärme- und Verkehrssektors auf der Agenda.

Die Interessenvertretung der Elektrizitätswirtschaft im Gastgeberland, Oesterreichs Energie, sowie die Österreichische Energieagentur AEA präsentieren aktuelle Themen beim Kongress. „Digitalisierung, Dezentralisierung und Dekarbonisierung stellen das uns bekannte Energiesystem auf den Kopf: Branchengrenzen lösen sich auf, Kunden werden zu ‚Prosumern‘, neue Akteure treten in den Markt ein und neue Geschäftsmodelle entstehen“, ist Peter Traupmann, Geschäftsführer der Österreichischen Energieagentur, überzeugt.

Foto: zek

Foto: zek

Foto: zek

VON EXPERTE BIS PROSUMER: ELECTRIFY EUROPE IST TREFFPUNKT DER ÖSTERREICHISCHEN ENERGIEBRANCHE

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Projekte

Foto: SBB

Fotos: Porr

Das Kraftwerk Massaboden im Schweizer Kanton Wallis hat bereits seit 1916 Bestand. Es dient den Schweizer Bundesbahnen als Bahnstromkraftwerk.

Nun wurde die gesamte Steuerungs- und Leittechnik der Anlage erneuert.

SCHWEIZER BAHNKRAFTWERK GEHT MIT HIGH-TECH-LEITSYSTEM IN NEUE ÄRA In steuerungs- und leittechnischer Hinsicht war das Kraftwerk Massaboden im Walliser Bitsch zuletzt in die Jahre gekommen. Um einen zuverlässigen und zugleich effizienten Betrieb im traditionsreichen Bahnkraftwerk der Schweizer Bundesbahnen SBB bis zum Ablauf der Konzession im Jahr 2030 und darüber hinaus sicherzustellen, wurde vor kurzem die gesamte Sekundärtechnik auf den neuesten Stand gebracht. Innert circa eines Jahres gelang es den E-Technik-Spezialisten der Firma Rittmeyer, ein neues Prozessleitsystem am Letztstand der Technik sowie eine moderne Steuerung für die beiden Maschinensätze zu implementieren und generell die gesamte Leit- und Steuerungstechnik zu erneuern. Im Mai letzten Jahres konnte das Projekt erfolgreich zum Abschluss gebracht werden.

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ereits im 19. Jahrhundert hatte man das hydroelektrische Potenzial der Rhone in ihrem Ursprungsgebiet am Fuße des Rhonegletschers erkannt. Die Energie wurde damals auch dringend benötigt, und zwar für den Bau des Simplontunnels – einen Eisenbahntunnel zwischen der Schweiz und Italien.

Zu diesem Zweck wurden in den Jahren 1898 bis 1899 zwei Wasserkraftwerke errichtet, eines auf der Südseite des geplanten Tunnels und eines an der Nordseite. Letzteres nutzte das Gefälle der Rhone zwischen Mörel und Brig aus. In der Folge lieferten die Anlagen elektrischen Strom für die mechanische Bohrung, für Ventilation, Kühlung und Beleuchtung des Tunnels, wie die Schweizerische Bauzeitung in einer 1919 erschienen Ausgabe berichtete. Später sollten sie den Strom für den elektrischen Betrieb der Eisenbahn be-

reitstellen. Doch nicht zuletzt aufgrund ihres etwas provisorischen Charakters konnten die Anlagen auf Dauer die hohen Anforderungen, die der energieintensive Bahnbetrieb mit sich brachte, nicht erfüllen. Als Konsequenz daraus beschlossen die Schweizer Bundesbahnen SBB gut 15 Jahre nach seiner Errichtung, das Rhone-Kraftwerk zu verbessern. Vor allem durch den Bau eines Ausgleichsbeckens und die Erstellung einer neuen Zentrale am Massaboden mit zwei leistungsstarken Maschinensätzen konnten ab 1916 die Gegebenheiten vor Ort besser genutzt werden. Diese versahen ihren Dienst mehr als 40 Jahre, ehe Einsatz Vortriebsmaschine im ersie 1959 durch neuederMaschinengespanne Sicherungsbetrieb. setzt wurden.BohrBeiund einem Bruttogefälle von 53,7 m und einer Ausbauwassermenge von 22 m3/s lieferte die Anlage im Schnitt rund 40 GWh Bahnstrom im Regeljahr.

VERALTETE RELAIS-TECHNIK Den letzten Modernisierungsschub erfuhr das Kraftwerk Massaboden Ende der 1980er Jahre, als die Steuerung und Automation der Maschinen komplett erneuert worden war.

Was damals Stand der Technik war, präsentierte sich nun, rund ein Vierteljahrhundert später, veraltet und nicht mehr zeitgemäß.

Viele der eingesetzten Geräte hatten das Ende ihres technischen Lebenszyklus erreicht, Ersatzteile waren nur mehr sehr schwer oder gar nicht mehr zu bekommen. „In den letzten Jahren traten häufig Störungen in diversen Anlagenteilen der Sekundärtechnik der beiden Maschinen auf. Die erwartete Verfügbarkeit der Maschinensätze war dadurch nicht mehr sichergestellt. Die Anforderungen der neuen Netzleitstelle, die im Jahr 2015 in Betrieb genommen worden April 2018

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Grafik: Rittmeyer

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Visualisierung modernster Prozessleittechnik aus dem Hause Rittmeyer: links: Anlagen- und Maschinenübersicht, rechts: Turbine & Drosselklappe sowie Kühlung & Vibration

REDUNDANZ DANK NEUER TECHNIK „Am grundsätzlichen steuerungs- und leittechnischen Konzept haben wir nicht viel geändert. Die Maschinensteuerungen waren in der Maschinentafel in der Turbinenhalle installiert. Im Relaisraum waren bereits zuvor die allgemeinen Anlagen zusammengeführt. Wir haben die Leittechnik nun 1:1 ersetzt – allerdings mit neuer, moderner Technik“, sagt Patrick Büchel, Projektleiter aus dem Hause Rittmeyer.

Konkret wurde ein neues Prozessleitsystem, bestehend aus zwei redundanten, räumlich voneinander getrennten Servern, einem Bedien-Arbeitsplatz im Kommandoraum sowie zwei Touchpanel-Arbeitsplätzen für die lokale Bedienung an der Maschinentafel, vom Team Rittmeyer implementiert. Weiters wurde eine moderne Maschinensteuerung

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für die beiden Maschinengruppen eingebaut sowie der größte Teil der Instrumentierung der zwei Maschinengruppen erneuert. Dazu zählen unter anderem neue Temperaturmesssensoren an den Lagern, Drehzahlmesssensoren oder Stellungsmesssensoren für den Leitapparat. Darüber hinaus wurde eine neue Prozessstation für die allgemeinen Anlagen und eine Gateway-Prozessstation eingebaut, welche die geforderte zweifach doppelt-redundante Anbindung an das übergeordnete EMS der SBB gewährleistet. Außerdem zeichnete das Team um Patrick Büchel auch für den Einbau der elektrischen

Schutzgeräte, die durch die SBB bereitgestellt wurden, und deren Anbindung an die Leittechnik verantwortlich. Die Neuverkabelung wurde an einen Subunternehmer vergeben, ebenso wie die Erneuerung des hydraulischen Turbinenreglers.

ALLES AUS EINER HAND Wenig überraschend setzten die Ingenieure von Rittmeyer bei der Wahl des Prozessleitsystems auf das vielfach bewährte, im eigenen Hause entwickelte Produkt RITOP, das sich durch seine objektorientierte Prozessführung, seine hohe Flexibilität und die exFoto: SBB

war, waren gestiegen und konnten mit den veralteten Einrichtungen nicht mehr erfüllt werden“, erklärt Jean Daniel Gavin, Leiter Projekte & Technik der SBB AG. Grundsätzlich sollte ein kompletter 1:1-Ersatz der Sekundäreinrichtungen vorgenommen werden.

Der Auftrag dafür erging an das bekannte Schweizer E-Technik- und Steuerungstechnikunternehmen Rittmeyer, das im März 2016 mit dem Engineering für das Modernisierungsprojekt startete. Getreu dem Motto „Alles aus einer Hand“ konnten dabei alle zentralen Engineering-Aufgaben durch Rittmeyer eigenes Personal erledigt werden.

Die beiden Maschinensätze im Kraftwerk Massaboden erreichen eine Engpassleistung von 7,2 MW und erzeugen Bahnstrom im Ausmaß von ca. 15 GWh im Regeljahr.

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Grafik: Rittmeyer

Projekte

Dank des neuen Prozessleitsystems RITOP sind nun erstmalig Analyseinstrumente und aussagekräftige Leistungsdiagramme verfügbar, um den Kraftwerksbetrieb zu optimieren.

zellente Skalierbarkeit zur Überwachung und Steuerung der verschiedensten Automatisierungs- und Messsysteme anbietet. Als Automatisierungssystem für die Maschinensteuerung, den mechanischen Schutz und den Turbinenregler kam das ebenfalls bestens bewährte RIFLEX M1 zum Einsatz. Es ist offen für die verschiedensten Kommunikationsprotokolle und ermöglicht damit eine einfache Integration der unterschiedlichsten Teilsysteme. „Wir haben bei diesem Auftrag wie häufig zuvor ganz auf unsere Kernkompetenz ‚Allesaus-einer-Hand‘ gesetzt. Wir vertrauten dabei nicht nur den in unserem Hause entwickelten Produkten, sondern bauten auch auf unsere eigenen Engineering-Kompetenzen“, sagt Patrick Büchel. So wurden neben dem Visualisierungs- und dem Automatisierungssystem auch der Spannungsregler und die Synchronisierung von den Ingenieuren von Rittmeyer konfiguriert und in Betrieb genommen. „Damit verringert sich der Koordinierungsaufwand, die Schnittstellen können intern gelöst werden und während der Inbetriebnahme sind weniger Firmen involviert“, sagt Patrick Büchel.

Bestätigung kommt von Seiten des Projektleiters der SBB AG: „Für uns ist wichtig, dass wir bei derartigen Aufträgen mit zuverlässigen und kompetenten Partnern zusammenarbeiten können. Und die Firma Rittmeyer ist zweifellos eine davon“, sagt Jean D. Gavin.

STILLSTANDSZEITEN MINIMIERT Die größte Herausforderung für die erfahrenen Ingenieure von Rittmeyer lag vorrangig in der Einhaltung des sehr engen Terminplans. Der Auftakt erfolgte im Frühling 2016 prompt mit dem Erstellen des Ausführungspflichtenheftes, dem Hardware-Engineering und dem Erstellen des Elektroschemas. „Die Vorgabe lautete, die Stillstandszeiten der beiden Maschinen möglichst kurz zu halten, um die Erzeugungsverluste zu minimieren. Der Projektplan sah vor, dass die bestehenden Maschinengruppen unmittelbar nacheinander umgebaut und in Betrieb gesetzt werden.

Wir mussten daher die Schaltschränke der beiden Maschinengruppen parallel fertigen, damit jede vollzogene Änderung auf beide Maschinen übertragen werden konnte“, erklärt der Projektleiter aus dem Hause Rittmeyer.

Eine weitere Herausforderung für die Ingenieure zog letztlich auch die bei der Bahn verwendete Netzfrequenz von 16 2/3 Hz nach sich. Einige Komponenten, die von Rittmeyer zugekauft wurden, mussten dafür speziell parametriert und zum Teil korrigiert werden. Angesichts des nicht unerheblichen Arbeitsaufwands war das E-Technik-Team von Rittmeyer auch personell gefordert. Zu Spitzenzeiten, wie etwa der Nass-Inbetriebsetzung, waren bis zu vier Mitarbeiter von Rittmeyer vor Ort im Einsatz.

Dank seiner neuen technischen Ausrüstung erfüllt das Kraftwerk Massaboden heute auch alle Anforderungen in punkto IT-Sicherheit.

SPRUNG INS 21. JAHRHUNDERT Gegen Mitte Mai letzten Jahres waren die wesentlichen Arbeiten für den Tausch der Sekundärtechnik abgeschlossen. Was danach noch folgte, war eine Optimierung der Anlage für den Regelbetrieb, die nun erstmalig durch die modernen Aufzeichnungs- und Auswertungsmöglichkeiten des Prozessleitsystems RITOP möglich wurde. Erst zu diesem Zeitpunkt wurde evident, dass das traditionsreiche Kraftwerk Massaboden den Sprung ins 21. Jahrhundert gemeistert hat. „Dank modernster Technik erfüllt die Anlage heute die aktuellen Anforderungen in Hinblick auf IT-Sicherheit und Verfügbarkeit.

Speziell die Fernbedienbarkeit wurde nun verbessert“, sagt Jean Daniel Gavin und fügt ergänzend hinzu: „Unser erster Ansatz war die Reduktion der 'Wasserverluste' infolge nicht verfügbarer Maschinen. Eine damit verbundene Ertragssteigerung war eine zweite Priorität“, so Jean Daniel Gavin.

Kommunikationslösungen am Letztstand der Technik machten eine optimale Anbindung an das EMS der SBB möglich, das große Ausfallssicherheit garantiert. Nun werden sämtliche Prozessdaten im Prozessleitsystem erfasst und archiviert, sodass sie ganz einfach für Dokumentations- und Analysezwecke aufbereitet werden können. Das Kraftwerk Massaboden scheint damit bestens gewappnet zu sein für alle künftige Anforderungen.

Technische Daten • Kraftwerkstyp: Laufwasser / Niederdruck • Baujahr: 1915 - 1916 • Betriebsart: Bahnstrom-KW 16 2/3 Hz • Brutto-Fallhöhe: 53,7 m • Ausbauwassermenge: 21,5 m3/s • Turbinen: 2 Doppelfrancis-Turbinen (Bj. 1959) • Engpassleistung: 7,2 MW • Sekundärtechnik: Rittmeyer • Regelarbeitsvermögen: ca. 40 GWh

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OBERSTEIRISCHES KRAFTWERK KÖBERLBACH NACH KOMPLETTERNEUERUNG VOR WIEDERINBETRIEBNAHME Nach einer Bauzeit von rund sechs Monaten soll im Frühjahr in der obersteirischen Gemeinde Gaishorn am See ein im Prinzip völlig neues Kleinwasserkraftwerk am Köberlbach wieder in Betrieb gehen. Die bereits in den 1920er Jahren errichtete Anlage entsteht im Zuge des Umbaus fast völlig neu. Bis auf ein bereits vor rund 15 Jahren getauschtes Teilstück der Druckrohrleitung und dem Kraftwerksgebäude werden sämtliche Anlagenkomponenten von Grund auf erneuert. Durch eine Steigerung von Fallhöhe und Ausbauwassermenge kann die nun mit einer 3-düsigen Pelton-Turbine ausgestattete Anlage ein deutliches Plus an Stromertrag erwirtschaften. Die abschnittsweise bei 100% Gefälle verlaufende Rohrtrasse wurde auf einer Länge von über 1.000 m zur Gänze in hochbeständigen duktilen Gussrohren in schub- und zuggesicherter Ausführung verlegt. Das vom oberösterreichischen Vertriebsprofi Geotrade bereitgestellte Rohrmaterial konnte sich während der sowohl bodenals auch witterungsbedingt herausfordernden Winterbaustelle bestens bewähren.

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ie Erstinbetriebnahme des im nördlichen Teil der Marktgemeinde Gaishorn am See im Bezirk Liezen gelegenen Kraftwerks Köberlbach liegt mehr als 90 Jahre in der Vergangenheit. Gemäß Aufzeichnungen wurde bereits 1926 das erste Mal Strom mit der Ausleitungsanlage produziert.

Nach der Jahrtausendwende ging sie von der Gemeinde Gaishorn in ein neues Besitzverhältnis über. Im Zuge der Übernahme ersetzte man bereits 2003 die alte Turbine durch einen modernen Maschinensatz. Rund 10 Jahre später wurde beim Behördenverfahren zur Erneuerung der Wasserrechte eine Erhöhung der Ausbauwassermenge um 50 l/s auf insgesamt 170 l/s gewährt. Die erhöhte Ausbauwassermenge und die ebenfalls genehmigte Steigerung der Fallhöhe machte den Neubau schließlich wirtschaftlich möglich. Bis auf das Kraftwerksgebäude und ein rund 160 m langes Teilstück der Druckrohrleitung (DRL), das bereits 2003 getauscht wurde, werden nun alle Anlagenkomponenten von Grund auf erneuert.

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Rohrlieferung für die neue Druckleitung des KW Köberlbach in der Obersteiermark. Der oberösterreichische Vertriebsspezialist Geotrade stellte das gesamte Material vom Hersteller SVOBODNY SOKOL bereit.

ANSPRUCHSVOLLE BAUARBEITEN Nach dem Erhalt der finalen Genehmigung und dem Abschluss des Ausschreibungsverfahrens starteten die Bauarbeiten mit der Verlegung der DRL im September des Vorjahres. Schon kurz darauf folgten die Aushub- und Betonarbeiten an der als Tiroler Wehr ausgeführten Wasserfassung. Diese wurde zur Steigerung der Fallhöhe weiter bachaufwärts völlig neu errichtet. Umgesetzt wurden die gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten von der im Wasserkraftbereich vielfach bewährten Gottfried Guster GmbH aus der Obersteiermark. „Trotz der nicht idealen Witterungsbedingungen bei Schnee und Kälte konnte die insgesamt 1.026 m lange DRL in rund drei Monaten Bauzeit komplett verlegt werden. Eine zusätzliche Herausforderung waren die abschnittsweise schwierigen geologischen Verhältnisse und Die Druckleitung wurde zur Gänze in schubund zuggesicherter Ausführung verlegt.

bis zu 100% steile Geländeabschnitte“, erklärt Baumeister Gottfried Guster. Weiters erforderte die gewählte Leitungsführung die Herstellung einer Bachunterquerung sowie die zweimalige unterirdische Kreuzung einer Forststraße. Aufgrund der anspruchsvollen Bodenbedingungen - das Projektgebiet befindet sich geologisch gesehen in der sogenannten Grauwackenzone der Alpen - wurde die gesamte Leitung mit einem Durchmesser von DN400 in zug- und schubgesicherter Ausführung verlegt. Obwohl die Bauarbeiten bei nicht idealen Bedingungen ausgeführt wurden, konnte die Rohrleitung, die in Summe 312 m Gefälle überwindet, bis Ende November fertig verlegt werden.

ZUG- UND SCHUBGESICHERTE AUSFÜHRUNG Die minimale aber dennoch permanente Bewegung des Erdreichs stellt dank des beständigen und nach ÖNORM 545 zertifizierten Druckrohrsystems aus duktilem Gusseisen

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 170 l/s • Nettofallhöhe: 312 m • Turbine: 3-düsige Pelton • Engpassleistung: 430 kW • Hersteller: ANDRITZ Hydro • Generator: Synchron • Hersteller: Hitzinger • Druckleitung DN400: duktiler Guss, 1.026 m • Hersteller: SVOBODNY SOKOL • Rohrvertrieb: Geotrade Handelsges.m.b.H. • Jahresarbeit: ca. 1.600.000 kWh

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Rund drei Monate dauerten die Verlegearbeiten.

Die Rohrverlegung wurde von der im Wasserkraftbereich vielfach bewährten Gottfried Guster GmbH erledigt.

kein Thema dar. Als hochfeste Rohrverbindung kommt eine mittels Riegel gesicherte längskraftschlüssige Muffenverbindung zum Einsatz. Bereitgestellt wurde das gesamte Rohrmaterial vom oberösterreichischen Experten für Rohrvertrieb aus dem Mühlviertel, der Geotrade Handelsges.m.b.H. Neben den robusten Materialeigenschaften überzeugen die Rohre des Herstellers SVOBODNY SOKOL laut Geotrade-Geschäftsführer Franz Leitner mit einer Reihe von weiteren Vorteilen. So ist das Gussrohr sowohl innen als auch außen mit jeweils hochwertigen Beschichtungen ausgekleidet beziehungsweise ummantelt. Im Außenbereich erhält das Rohr eine Zink- oder Zink-Aluminiumoxid-Beschichtung und ist somit auch für die Verlegung in aggressiven Böden geeignet. Zusätzlicher Schutz wird durch eine weitere Außenschicht auf Bitumenbasis erreicht. Die überaus glatte Rohr-Innenfläche hingegen besteht aus einer Zementmörtel­ auskleidung. Neben den ausgezeichneten Fließbedingungen sorgt der Zementmörtel sowohl für aktive als auch passive Schutzwirkung. Die Beschichtung mit Zementmörtel ermöglicht sogar einen „Selbstheilungsprozess“ von Haarrissen oder Mikro-Beschädigungen. Schadhafte Stellen, die beispielsweise beim Einbau oder Transport auftreten können, verschließen sich in Folge einer chemischen Reaktion, die beim Kontakt des Triebwassers mit dem durchlässigen Zementmantel und dem Gusseisen entsteht, von selbst.

INBETRIEBNAHME STEHT BEVOR Große Schneemengen und tiefe Temperaturen weit unter dem Gefriergrad machten im Februar einen rund zweiwöchigen Baustopp unumgänglich. Nach der zwangsweisen Unterbrechung und dem Ab-

Insgesamt wurden mehr als 1.000 m duktile Gussrohre in der Dimension DN400 verlegt.

schluss von noch ausständigen Betonarbeiten an der Wehranlage wird die Anlage demnächst in Betrieb gehen. Nach dem Komplettumbau sorgt nun eine horizontale 3-düsige Pelton-Turbine von ANDRITZ Hydro mit einer Drehzahl von 1.000 U/min für eine Fast-Verdreifachung der Leistung gegenüber dem Altbestand. Bei der üblicherweise im April einsetzenden Schneeschmelze wird die mit einem Synchron-Generator von Hitzinger gekoppelte Turbine eine Engpassleistung von 430 kW erreichen können. Der erzeugte Strom wird zur Gänze ins öffentliche Netz eingespeist. Mit dem Neubau steigert sich ebenfalls die durchschnittliche Jahresproduktion um mehr als das Doppelte von vormals rund 700.000 auf künftig 1.600.000 kWh.

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Für das Ein- und Ausbringen der massiven Stahlträger wurde auf den bestehenden Portalkran (rechts im Bild) eine zweiseitig auskragende Hilfskonstruktion mit Hubzug und Gegengewicht aufgebaut. Eindruck während der Demontage der alten Kranbahn im Spätsommer 2017.

Fotos: BHM/Kandler

Projekte

NEUE KRANBAHN FÜR ENNSKRAFTWERK STANING Während einer rund 6-monatigen Bauphase wurde im Vorjahr das an der Grenze zwischen Ober- und Niederösterreich gelegene Ennskraftwerk Staning mit einer neuen Kranbahn für den Portalkran über der Wehranlage ausgestattet. Die Erneuerung der Kranbahn entsprechend dem Stand der Technik gestaltete sich aufgrund der fehlenden Wehrbrücke durchwegs komplex.

Eine besondere Herausforderung war die Material- und Kranbahnträgermanipulation, für die einerseits der bestehende Portalkran mit einer speziellen Hilfskonstruktion ergänzt beziehungsweise adaptiert wurde und andererseits Lastenhelikopter zum Einsatz kamen. Die Entwicklung des Gesamtkonzepts erfolgte gemeinsam durch den Bauherrn mit der BHM INGENIEURE - Engineering & Consulting GmbH, die auch die Generalplanung durchführte.

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as Laufkraftwerk Staning wurde in den Jahren 1941 bis 1946 am ober-/niederösterreichischen Grenzfluss Enns errichtet. Fünf Wehrfelder und ein Maschinenhaus erstrecken sich auf einer Länge von über 150 m. Von 1983 bis 1985 ging mit dem Laufradtausch der drei Kaplan-Turbinen und der gleichzeitigen Erneuerung der Generatoren eine deutliche Effizienzsteigerung einher.

Bei einer gesamten Ausbauwassermenge von 345 m³/s und einer Fallhöhe von 14,3 m erreichen die vertikal verbauten Maschinen seither eine Maximalleistung von 43,2 MW. Rund 203 GWh Strom erzeugt die im Besitz der Ennskraftwerke AG stehende Anlage während eines Regeljahrs. Um bei zukünftigen Revisionseinsätzen bestmögliche Arbeitsbedingungen vorzufinden, gab die Betreiberin Ende 2016 eine Erneuerung der rund 36 Jahre alten Kranbahnanlage in Auftrag.

ANLAGE AN STAND DER TECHNIK ANGEPASST Die alte Kranbahnanlage, bestehend aus Stahlträgern, die jeweils ober- und unterwasserseitig an den Wehrpfeilern aufliegen, war 1981 im Zuge einer Stauzielerhöhung eingebaut worden. „Aufgrund von Alterungserscheinungen an den Auflagern der Stahlträger und der nicht mehr dem Stand der Technik entsprechenden statischen Auslegung haben wir uns entschieden, eine neue Kranbahn aus-

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zuführen“, erklärt der Projektleiter der Ennskraftwerke AG, Gerhard Zarfl. Der Portalkran an sich wurde, abgesehen von seiner Adaptierung während der Umbauphase, in seinem ursprünglichen Zustand belassen.

Weil dem Kran lediglich die Funktion zum Der Transport von Alt- und Frischbeton auf dem Luftweg hat sich in der praktischen Umsetzung bestens bewährt.

Einsetzen der oberwasserseitigen Revisionsverschlüsse zukommt, wäre eine komplette Erneuerung der Krananlage wirtschaftlich nicht zielführend gewesen, führt Zarfl weiter aus. „Eine moderne Konstruktion, mit welcher aller Verschlussteile transportiert und gesetzt werden und die beispielsweise auch im Maschinenbereich zum Einsatz kommt, ist aufgrund des bestehenden Anlagenkonzepts am Kraftwerk Staning nicht umsetzbar.“ KONZEPTE WEITER ENTWICKELT Die Konzeptentwicklung gemeinsam mit dem Bauherrn und die Gesamtplanung des Umbaus wurden von der Linzer Niederlassung der BHM INGENIEURE – Engineering & Consulting GmbH ausgeführt, die für die Ennskraftwerke AG schon mehrere Wasserkraftprojekte erfolgreich umgesetzt hat. „Das mit der Auftragserteilung im November 2016 entwickelte Konzept bestand anfangs darin, die neuen Betonträger auf dem Wasserweg mittels Pontons ‚einzuschwimmen‘. Im Zuge der Ausschreibung musste dieses Konzept aus Kostengründen verworfen werden“, beschreibt BHM-Projektleiter Rudolf Kandler. Schließlich wurde im Frühjahr 2017 ein alternatives Konzept übernommen, bei welchem die Bauarbeiten mit der bestehenden Infrastruktur bewältigt werden konnte. Dabei sollte der Portalkran durch eine entsprechen-

Die und

HYDRO

Projekte

Unterwasserseitige Ansicht der neuen Kranbahn.

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

Verkehr

Kraftwerke Industrie

Spezialthemen Öffentliche Auftraggeber de stahlbauliche Adaptierung zum Aus- und Einbau der Stahlträger genutzt werden. Zudem wurde das ursprüngliche Konzept des Betontransports via Pumpleitung verworfen.

Stattdessen entschied man sich für den Vorschlag der ausführenden Baufirma BAYER Bauwerksinstandsetzung GmbH, den Altund Frischbeton zur Gänze mittels Lastenhelikopter auf dem Luftweg zu transportieren.

PROJEKT IN 6 MONATEN UMGESETZT Mit dem Einrichten der Baustelle und dem Umbau des Portalkrans ging das Projekt im Juli 2017 in die Umsetzungsphase über. Dabei wurde auf dem Kran eine auf beiden Seiten auskragende Hilfskonstruktion aufgebaut. Während auf der einen Seite ein Hubzug zum Anheben der tonnenschweren Stahlträger diente, fungierte auf der gegenüberliegenden Seite ein Gegengewicht als Lastausgleich.

Montage eines neuen Stahlträgers im Oberwasser.

Kandler betont, dass das Stahlbaukonzept durch die Berechnungen des Linzer Ziviltechnikers DI Matthias Parzer zur Ausführungsreife gebracht wurde. Ebenso bewähren konnte sich die aus Oberösterreich stammende Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH bei der praktischen Durchführung der gesamten Stahlbauarbeiten. Die wehrfeldweise Demontage der ausgedienten Stahlträger begann auf der oberösterreichischen Seite beim Krafthaus. Auf die Demontage der ausgedienten Kranbahn folgten die Entfernung der alten Betonsockel und das anschließende Betonieren der neuen Trägerkonsolen an den Wehrpfeilern. „Der Transport von Alt- und Frischbeton mittels Hubschrauber hat bei der Ausführung sehr gut funktioniert. Die entsprechenden Bauabschnitte konnten sowohl schnell als auch vergleichsweise kostengünstig ausgeführt werden“, sagt Kandler. Der Wiedereinbau der neuen Träger erfolgte gleich wie der Rückbau der alten Träger vom orografisch linken Ennsufer aus.

NÄCHSTE REVISION KANN KOMMEN Der eigentliche Kraftwerksbetrieb blieb von den Erneuerungsmaßnahmen weitgehend unbeeinträchtigt. Bei den Arbeiten an den Wehrfeldern wurden die Wehrverschlüsse dem Baufortschritt entsprechend verriegelt bzw. gesperrt und der Oberwasserpegel an der Anlage vor allem für die Gerüstarbeiten abgesenkt. Nach rund 6-monatiger Bauphase war die Erneuerung der Kranbahn im Dezember 2017 fast vollständig abgeschlossen. Noch ausständige Restarbeiten wie die Vervollständigung des Korrosionsschutzes werden bei wärmeren Temperaturen im Frühjahr erledigt. Kandler und Zarfl bestätigen, dass durch den Neubau der Kranbahn eine deutliche Verbesserung für den Betrieb des wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurück gebauten Portalkrans erreicht wurde. Optimale Voraussetzungen für zukünftige Kraftwerksrevisionen sind also gegeben.

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Fotos: Porr

Foto: Svícková

Foto: zek

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Die Zwickauer Hütte liegt am Gurgler Kamm auf 2.989 m Seehöhe. Sie wurde unlängst von der Firma Troyer AG in Zusammenarbeit mit den Technikern der EUM elektrifiziert.

SOGAR DIE HÖCHSTGELEGENEN SCHUTZHÜTTEN WERDEN INS PASSEIRER STROMNETZ INTEGRIERT

Mit seinen Lösungen für die Wasserkraft hat das Südtiroler Wasserkraftunternehmen Troyer AG in der Vergangenheit so manch wegweisende Technik auf den Markt gebracht und so manche Trends vorweggenommen. Nicht ganz so bekannt ist, dass das Sterzinger Traditionsunternehmen seit Jahren Mittel- und Hochspannungskabinen ausrüstet und komplette Netzleitsysteme für kleinere EVU realisiert. Und dies mit großem Erfolg. Ein spezielles Referenzprojekt stellt das Netz EUM im Passeiertal dar, das in den letzten Jahren sukzessive erweitert und an die neuesten Anforderungen der Energiewirtschaft, der Behörden und Verbraucher angepasst wurde. Mittlerweile wurden auch so exponierte Schutzhütten wie die Stettinerhütte auf 2.875 m, oder die Zwickauerhütte auf 2.989 m Seehöhe mit großem Aufwand in das Netz eingebunden.

Z

um Leidwesen vieler kleinerer Netzbetreiber war bis vor einigen Jahren das Angebot an modernen Netzleitsystemen für kleine bis mittlere Netze sehr überschaubar. Dabei unterscheiden sich heute die Ansprüche in Sachen Kontrolle, Alarmsystem, Fehlerdiagnostik oder Schutz kaum mehr von jenen für große Netze. Hinzu kommt, dass die Anforderungen von Seiten des Gesetzgebers zunehmend umfangreicher und komplexer wurden und damit so manchen kleinen Netzbetreiber vor gewaltige Herausforderungen stellen.

Bestens aufgestellt ist in dieser Hinsicht das Verteilnetz der EUM, der Energie- und Umweltbetriebe Moos, die im hinteren Passeiertal seit etwa 8 Jahren über ein hochmodernes, maßgeschneidertes Netzleitsystem verfügt.

Konzipiert und umgesetzt wurde die gesamte Netzleittechnik von den Ingenieuren und

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Technikern der Troyer AG, die bereits im Jahr 2005 den Einstieg in diese Technologie gewagt hatte.

ANPASSUNGEN FÜR STARK WACHSENDES NETZ Mit seinen Seitentälern, Hochplateaus, den weitläufigen Fraktionen und abgelegenen Almen stellte das hintere Passeiertal schon in den Jahren und Jahrzehnten davor eine große Herausforderung für die lokalen Netzbetreiber dar. Die Netze waren veraltet und häufig überlastet, ehe die Netzbetreiber unter der Führung der EUM daran gingen, gemeinsam mit den Fachleuten der Troyer AG Lösungen für ein Stromnetz des 21. Jahrhunderts zu finden. „Wir haben uns zu PlanungsgeEinsatz derdamals Vortriebsmaschine im Bohr- und Sicherungsbetrieb. sprächen getroffen und im Vorfeld ausführlich geklärt, was erforderlich, was gewünscht, was realisierbar und was auch nicht umsetzbar ist. Auf diese Weise konnte eine maßgeschnei-

derte Leittechnik erarbeitet werden, die bis heute modernsten Anforderungen gerecht wird“, sagt Alex Wild, Abteilungsleiter für den Bereich Elektrotechnik im Hause Troyer AG. Der erste Meilenstein wurde dann mit dem Bau des Umspannwerks St. Leonhard 2006/2007 gesetzt, woraufhin das physische Netz Schritt für Schritt ausgebaut wurde.

Obgleich die Planung mit viel Weitblick erfolgt war, konnte man aber eines damals noch nicht voraussehen: Wie extrem rasant das Verteilnetz in den nächsten Jahren wachsen sollte. „Ursprünglich haben wir mit 20 Objekten geplant, die sich dann in wenigen Jahren verdoppelt haben. Mittlerweile beinhaltet das Netz rund 15 Kraftwerke und etwa 50 Verteilerkabinen. Das bedeutete, dass sowohl das Netz, als auch die Netzleittechnik dahingehend stetig angepasst werden musste“, so der E-Technik-Chef der Troyer AG.

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Projekte

Foto: Troyer AG

Im Nachhinein betrachtet, zählen die Arbeiten an der Zwickauer Hütte zu den aufwändigsten, die das E-Technik-Team in jüngster Vergangheit zu erledigen hatte. Beim Umbau der Kabine Gampen wurde auch eine Nachtschicht eingelegt, damit der Netzausfall den Betrieb in Pfelders nicht behindert. Zuletzt konnte man die Erfahrung aus den Einsätzen bei den Schutzhütten noch erweitern.

Schließlich wurde in jüngster Zeit auch die Elektrifizierung vom Passeiertal hinauf bis zum Timmelsjoch erfolgreich vorangetrieben.

E-Technik auf knapp 3.000 m: Schaltanlage und Trafo für die Zwickauer Hütte.

TROYER ELEKTRIFIZIERT HOCHALPINE HÜTTEN Das Wachstum des Verteilnetzes war damit aber noch nicht abgeschlossen. Nach und nach ging man im hinteren Passeiertal daran, auch die abgelegeneren Gehöfte, Almhütten und sogar hochalpine Schutzhütten ins Stromnetz zu integrieren. Vor drei Jahren gelang es dem E-Technik-Team der Firma Troyer AG die Stettiner Hütte auf 2.875 m Seehöhe zu elektrifizieren und ins Stromnetz einzubinden. Erst kürzlich wurde Selbiges an der Zwickauer Hütte auf 2.989 m Seehöhe durchgeführt. Dass die Arbeiten auf knapp 3.000 m Seehöhe besondere Anforderungen stellen, liegt auf der Hand. „Gerade in logistischer Hinsicht waren wir bei diesem Auftrag voll gefordert. Ein Lokalaugenschein war nicht möglich, um etwaige Hubschrauberflüge einzusparen. In der Schutzhütte war das Platzangebot sehr begrenzt. Darüber hinaus war unser Zeitfenster auf die Sommerzeit von Juni bis September beschränkt – und wir dadurch terminlich durchaus unter Druck“, erklärt Alex Wild. Schon die Verlegung der Kabel von 1.600 m bis hinauf auf den Gurgler

Kamm auf knapp 3.000 m verlangte der damit beauftragten Firma alles ab. Felsiges, zum Teil ausgesetztes Gelände, und dies teilweise bei Eis und Schnee: ein Auftrag für Profis.

Selbiges traf in vollem Umfang auch auf die Elektrifzierung der Schutzhütte zu, die vom Team von Alex Wild umgesetzt wurde. Zentrales Thema dabei war der Blitzschlag, der gerade in hochalpinen Sphären häufig auftritt. „Es bestand natürlich die Befürchtung, dass bei Blitzeinschlägen die Überspannung ins Netz ziehen könnte - mit gewaltigem Schadenspotenzial. Dieses Problem galt es für uns technisch zu lösen. Daher haben wir die Stichleitung bereits ab der Kabine Gampen galvanisch entkoppelt. Das heißt, wir haben einen Trenntrafo 20/6 kV installiert, der zusätzlich über einen speziellen Blitzschutzschirm zwischen Primär- und Sekundärwicklung verfügt“, erklärt Alex Wild. Ein Blitzeinschlag kann damit dem Verteilnetz der EUM heute nichts anhaben.

Modernste Komponenten für die Elektrifizierung der exponierten Schutzhütten.

Foto: Troyer AG

Vor allem der Photovoltaik-Boom im Jahr 2012 war von einigen Herausforderungen begleitet. „Die Fraktion Stuls, die durch ihre hohe Lage und die südliche Ausrichtung geprägt ist, bringt ausgezeichnete Bedingungen für die Photovoltaik mit. Alleine hier mussten wir 2012 um acht Verteilerkabinen mehr verkabeln, als ursprünglich geplant - und diese natürlich innerhalb von einem Jahr in die Netzleittechnik einbinden“, so Alex Wild.

Aufgrund ihrer stark wechselhaften Produktionscharakteristik bringen PV-Anlagen für jedes Stromnetz gewisse Belastungen mit sich.

Das Verteilnetz der EUM und die Netzleittechnik waren dafür aber bestens gerüstet.

LEITTECHNIK WÄCHST MIT Parallel zum Ausbau des Verteilnetzes der EUM erfolgte natürlich auch eine entsprechende Weiterentwicklung auf dem Niveau der Netzleittechnik. Einen Meilenstein markierte dabei die Installation von Switches mit Management-Funktion im Jahr 2016. Diese ermöglichen nun, dass noch mehr Daten übertragen werden können als zuvor. Zusätzlich bieten die von der Firma Troyer AG eingesetzten Switches den Vorteil, dass man virtuelle Netzwerke schaffen kann, um verschiedene Daten zu trennen. Dies ist zum Beispiel relevant, um Zählerdaten von Netz­ information zu separieren. Die Switches sind letztlich auch der Schlüssel, um eine zuverlässige und effiziente Filterung, Speicherung und Archivierung der anfallenden Daten sicherstellen zu können.

Speziell auch die eingesetzte Hardware wurde nach und nach umgestellt, vor allem schnellere und leistungsfähigere Speicher wurden installiert. „Was im Vergleich zum ursprünglichen System markant verbessert wurde, ist die Alarmierung, die heute noch um einiges komfortabler geworden ist. Daneben haben wir auch noch die Ausfallsregistrierung optimiert und diese unabhängiger von bekannten PC-Problemen gemacht“, sagt Alex Wild.

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Auch bei Schnee und tiefen Temperaturen arbeiteten das E-Technik-Team der Troyer AG und das Team der EUM an der Elektrifizierung der hoch gelegenen Schutzhütte.

STABILITÄT STEHT IM VORDERGRUND Besonders positiv aufgefallen war von Beginn an die aufwändig gestaltete Visualisierung, die den Netzbetreibern eine komfortable Bedienung und eine optimale Übersicht über das Verteilnetz bietet. Dazu Alex Wild: „Wir haben auch bei der Visualisierung das eine oder andere verbessert, verfeinert und erweitert, wo es notwendig war. Grundsätzlich muss ich aber sagen, ist es mir wichtig, dass das System stabil läuft und nicht alle drei Jahre getauscht werden muss.“ Dies ist dem E-Technik Team aus Sterzing bislang bestens geglückt. Im Leitsystem ist das gesamte Netz optisch abgebildet, jede einzelne Anlage ist erfasst, jede Station fernwirktechnisch verfügbar, jeder einzelne Schalterzustand kontrollier- und steuerbar und jeder Parameter ablesbar. Dem Netzbetreiber kann damit nicht nur seinen Personalaufwand in Grenzen halten, vielmehr ist damit vor allem der technologische Sprung ins 21. Jahrhundert geglückt. Und – was als weiterer Vorteil eines maßgeschneiderten Leitsystems anzusehen ist – die Programme können vom Team der Troyer AG jederzeit neu adaptiert werden, wenn sich Bedürfnisse oder Anforderungen einmal ändern sollten.

95 PROZENT DES HINTERPASSEIERS ELEKTRIFIZIERT Alles in Allem attestiert der E-Technik-Fachmann dem Verteilergebiet der EUM eine hervorragende Qualität: „Ich kenne wenige Verteilergebiete, die ein so perfekt ausgebautes Verteilnetz aufweisen wie jenes der EUM im Hinterpasseier. Das fängt beim modernen Umspannwerk und dem 20 kV-Netz an, geht weiter über das Mittelspannungsnetz und sämtliche Trafokabinen und endet mit den Niederspannungsabgängen.“ Jeder Bauernhof auf der höchsten Alm weist heute den gleichen Standard auf wie in den Dörfern im Tal. Der Elektrifizierungsgrad im Verteilergebiet der EUM liegt bei etwa 95 Prozent. Freileitungen gehören mittlerweile tatsächlich der Vergangenheit an, die letzte verbliebene Freileitung in der Fraktion Pill wird noch in diesem Jahr durch eine Erdkabelleitung ersetzt.

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Das E-Technik-Team um Alex Wild hatte von Anfang an ein gutes Näschen dafür bewiesen, in welche Richtung sich die Technik der Zukunft entwickeln würde. „Wir wurden damals von einigen Seiten belächelt, als wir vorhergesagt haben, dass Internet und Telefonie über Glasfaser laufen würden. Das ist heute Realität. Zu jedem Bauernhof führt heute ein Glasfaserkabel.“ Damit hat ein kleines EVU in den Alpen das Breitbandversprechen für seine Bevölkerung eingelöst. Dass man damals schon Reserveadern verlegt hatte, die heute für das Internet genutzt werden, habe sich – so Alex Wild – bestens bewährt. „Dort wo man Multimode-Fasern verlegt hat, konnte man diese nicht mehr fürs Internet gebrauchen.“ Das Netzleitsystem im Südtiroler Hinterpasseier gilt inzwischen als echte Referenz dafür, wie ein High-End-Leitsystem für heutige Verteilernetze konzipiert sein sollte. Mittlerweile hat das Team der Troyer AG bereits fünf bis sechs weitere Netzleitsysteme für kleinere EVU realisiert.

Grafik: Troyer AG

Foto: Troyer AG

Foto: Troyer AG

Der Verteilerschrank für die Zwickauerhütte auf 2.989 m s.l.m wird per Hubschrauber angeliefert.

Die Einbindung der Zwickauerhütte ins Verteilnetz der Enertrans zeigt, dass der technische Standard überall gleich hoch ist egal ob im Tal, oder auf einer Hütte auf knapp 3.000 m Seehöhe.

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Ganz im Westen Österreichs sind die Arbeiten auf der Baustelle des Hochdruck-Pumpspeicherkraftwerks Obervermuntwerk II voll im Gange. Noch im heurigen Jahr soll die neueste Anlage der Betreibergesellschaft Vorarlberger Illwerke AG auf dem Gebiet der Gemeinde Gaschurn den Betrieb aufnehmen. Mit ihren beiden hocheffektiven Maschinensätzen, bestehend jeweils aus Turbine, Generator und Pumpe, wird die Anlage eine Engpassleistung von 360 Megawatt erreichen und somit einen erheblichen Beitrag zur Lieferung von Spitzen- und Regelenergie leisten.

Rund 500 Millionen Euro werden zur Realisierung des Großprojekts investiert. Den Zuschlag für die Erstellung der Druckrohrleitungen und Panzerungen mit einem Durchmesser von bis zu DN6000 konnte sich die im Inund Ausland vielfach bewährte Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH aus Oberösterreich sichern.

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ie ersten Bauarbeiten für die Hochdruck-Pumpspeicheranlage Obervermuntwerk II im Vorarlberger Silvrettagebiet begannen bereits 2014. Noch im selben Jahr startete die Vorarlberger Illwerke AG mit der Errichtung des Rellswerk im nahe gelegenen Vandans den Bau einer weiteren Pumpspeicheranlage. (Lesen Sie dazu einen ausführlichen Bericht in der Februarausgabe von zek HYDRO.) Im Vergleich zum Rellswerk, dessen reversible Pumpturbine im Pumpbetrieb eine Leistung von 15 MW beziehungsweise 12 MW Engpassleistung im Turbinenbetrieb erreicht, wird das Obervermuntwerk II ein Vielfaches an Leistung erbringen. Verantwortlich dafür sind zwei ternäre Maschinensätze, die jeweils aus einer Pumpe mit Wandler, Motorgenerator und Turbine mit Schaltkupplung bestehen und einen Betrieb im hydraulischen Kurzschluss ermöglichen. Gemeinsam können die ohne Teillaststabilisierung über den gesamten Betriebsbereich voll regelfähigen Maschinensätze eine Engpassleistung von 360 MW erreichen. Rund 500 Millionen Euro werden zur Errichtung des Kavernenkraftwerks investiert, das nach seiner Fertigstellung einen bedeutenden Beitrag für die Stabilisierung des europäischen Stromnetzes erbringen wird.

Fotos: Bilfinger VAM

ENDSPURT IM MONTAFON BEIM HOCHDRUCKPUMPSPEICHERKRAFTWERK OBERVERMUNTWERK II

Trotz der hochalpinen Lage zwischen 1.700 m und knapp über 2.000 m Seehöhe wird an der Fertigstellung des Obervermuntwerk II der Vorarlberger Illwerke AG ganzjährig gearbeitet. Die gesamten Panzerungen und Druckleitungen des Hochdruck-Pumpspeicherkraftwerks werden von der Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH ausgeführt.

ENERGIEPOTENTIAL OPTIMAL GENUTZT Zum Betrieb der bald zweit-leistungsstärksten Anlage der Vorarlberger Illwerke AG – die 2008 ebenfalls in Gaschurn fertig gestellte Pumpspeicheranlage Kopswerk II erreicht eine Engpassleistung von 525 MW – mussten keine neuen Wasserressourcen bewilligt werden. Das Konzept des Obervermuntwerk II besteht darin, die bestehenden Kapazitäten des Speichersees Silvretta im Oberwasser sowie den Vermuntsee im Unterwasserbereich zur Stromerzeugung zu verwenden. Somit gelingt eine energietechnisch hocheffektive OpProbezusammenbau des Hosenrohrs in der Bilfinger VAM-Zentrale im oberösterreichischen Wels.

timierung vorhandener Ressourcen, die bislang nur vom bereits 1943 in Betrieb ge­­ nommenen Obervermuntwerk I genutzt wurde. Die Verwertung des bisher ungenutzten Energiepotentials ist mit erheblichen baulichen Aufwänden verbunden. Der komplette Triebwasserweg mit dem Einlaufbauwerk, dem Auslaufbauwerk und dem Wasserschloss sowie die rund 35 m hohe, 25 m breite und 125 m lange Maschinenkaverne werden komplett unterirdisch erstellt. Dies macht den Einsatz von schwerem Gerät und Felssprengarbeiten für die Mineure unumgänglich. Zusätzliche Erschwernisse bringt die hochalpine Lage der Baustelle mit beschränktem Platzangebot mit sich. Weil die als Hauptzufahrtsweg dienende Silvretta Hochalpenstraße in den Wintermonaten wegen Lawinengefahr gesperrt bleibt, wurde eine eigene Materialseilbahn errichtet. Zur Betonerzeugung wurde vor Ort eine komplette Kiesaufbereitungs­ anlage aufgebaut, in welcher das Ausbruchsmaterial zu Betonzuschlagstoffen aufbereitet wird.

PROFIS AM WERK Dass ein derartig aufwändiges und komplexes Großprojekt nur von absoluten Profis umgesetzt werden kann, liegt auf der Hand. Diese These bestätigt ein Blick auf die Liste der beteiligten Unternehmen. Pumpen und Turbinen werden von den Marktführern im Großwasserkraftsektor Voith Hydro und Andritz

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Projekte

Endmontage des Hosenrohrs

Hydro bereitgestellt. Die Hoch- und Tiefbauarbeiten führt eine Arbeitsgemeinschaft bestehend aus den Unternehmen Jäger Bau GmbH, Porr AG, Hinteregger Bau und ÖSTU-Stettin aus. Für die Ausführung der Druckrohrleitungen und Panzerungen hat mit der Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH ein weiteres österreichisches Unternehmen mit hervorragenden nationalen und internationalen Referenzen den Zuschlag erhalten. Bilfinger VAM konnte in der jüngeren Vergangenheit seine Kompetenz im Druckschachtbau in Österreich mehrfach unter Beweis stellen. Beispielsweise beim Kärntner Pumpspeicherkraftwerk Reisseck II für den „Verbund“ oder auch beim Kopswerk II für die Vorarlberger Illwerke. „Beim Obervermuntwerk II teilt sich der Auftrag im Prinzip in drei Baulose: Die Lose 1 und 2 bestehen in der Ausführung der gesamten ober- und unterwasserseitigen Druckleitungen und Panzerungen inklusive der Drossel am Fußpunkt des Wasserschlosses, Schachtkopfkrümmer und T-Stücken. Baulos 3 umfasst den Neubau der Druckleitung des Obervermuntwerk I. Die neue Leitung wird künftig komplett unterirdisch in einem Stollen als aufgeständerte Variante geführt. Außerdem erledigen wir die

Montage der Pumpe und verlegen Rohrleitungen für verschiedene Unternehmen in der Kraftwerkszentrale“, schildert Bilfinger VAM-Projektleiter Erich Reiser. Die Detailplanungen der einzelnen Abschnitte im Projektvorfeld wurden ebenfalls von Bilfinger VAM gemäß den Vorgaben der Auftragsgeber erstellt.

MONTAGEHALLE IM HOCHGEBIRGE Im Sommer 2015 konnten die Oberösterreicher mit der Verlegung der insgesamt 256 m langen Panzerung DN6000 des Druckstollens schließlich in die Bauphase übergehen.

Reiser betont, dass der logistische Transportaufwand sowie die möglichst effiziente Lagerung der großdimensionierten Bauteile auf der eng bemessenen Gebirgsbaustelle an sich schon eine große Herausforderung darstellten. Aufgrund der sperrigen Abmessungen des nur 10 mm dicken Stahlmantels der Stollenpanzerung DN6000 wurden die einzelnen Rohre jeweils als Halbschalen angeliefert und vor Ort zusammengeschweißt. Zu diesem Zweck errichtete man am luftseitigen Fuß der Vermunt-Staumauer eine mit moderner Schweißtechnik und Portalkran ausgestattete Montagehalle. Auch die jeweils in einer Länge

von 3,5 m auf die Baustelle gelieferten Rohrschüsse DN4500 der rund 290 m langen Panzerung wurden in der Montagehalle verschweißt. Für die Beförderung der Rohre und Panzerungen ins Stolleninnere konstruierte Bilfinger VAM einen speziellen Rohrtransportwagen. Bei der Verlegung der Druckleitung arbeite man sich Schritt für Schritt von unten nach oben. Der 148 m lange Abschnitt vor dem Anschluss an das Hosenrohr wurde bei einem Gefälle von fast 48 Grad ausgeführt. Zur Verbindung der Rohre setzte Bilfinger VAM auf das vom oberösterreichischen Unternehmen Fronius entwickelte Verfahren „MAG-TPS/i“, das bislang vorwiegend in der Automobilindustrie Anwendung gefunden hat. Das MAG-TPS/i-Verfahren ermöglichte laut Reiser das Wurzelschweißen ohne eigene Schweißbadsicherung, was in weiterer Folge für eine hohe Qualität der finalen Schweißnähte sorgt.

XXL-FORMSTÜCKE PASSGENAU MONTIERT Im Anschluss an die Montage der Panzerung des Druckschachts ging es an die Erstellung der Verteilleitungen vor der Kavernenzen­ trale. Dazu montierte man zwei T-Stücke für die jeweils 51 m langen Turbinenzuläufe DN3100 sowie die je 75 m langen Pumpensteigleitungen DN3300. Nach dem Zusammenbau füllte man den gesamten Leitungsabschnitt mit Wasser und betonierte diesen unter Druck ein. Weiter ging es im Sommer 2016 mit der Herstellung der zweifachen Maschinenstichleitungen DN3800 Richtung Hosenrohr. Als letztes Element des Druckleitungssystems in diesem Abschnitt wurde schließlich das Hosenrohr montiert. Dieses Bauteil hatte man bereits in der Bilfinger VAM-Zentrale in Wels vorgefertigt und ebenfalls in Einzelteilen nach Vorarlberg transportiert. „Der Leitungsabschnitt mit den T-Stücken und Stichleitungen war definitiv ein technisches Highlight. Unmittelbar daran schließen ja die Maschinengruppen an, weswegen extrem genau gearbeitet werden musste. Bei diesen Dimensionen passgenau zu bleiben und die Schweißverzüge so hinzube-

Schema: Vorarlberger Illwerke AG

Technische Daten • Kavernenkraftwerk mit zwei horizontalen Maschinensätzen • Triebwasser Turbinenbetrieb: ca. 150 m3/s • Triebwasser Pumpbetrieb: ca. 135 m3/s • Falhöhe: ca. 292 m • Nennleistung: 2 x 180 MW • Ges. Länge unterirdischer Triebwasserführung: ca. 3,5 km • Panzerung Druckstollen DN6000: ca. 256 m • Panzerung Druckschacht DN4500: ca. 292 m

Anlagenschema und Triebwasserwege Obervermuntwerk I und Obervermuntwerk II

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• Hersteller & Montage: Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH

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T-Stück beim finalen Einbau im Stollen.

Druckprobe der Verteilleitung vor der Kavernenzentrale

kommen, dass nach der Druckprobe alle Positionen stimmen, war auf alle Fälle eine bemerkenswerte Leistung unserer Monteure und Bauleiter“, sagt Reiser. Die Drossel am Fußpunkt des Wasserschlosses, welches zur Dämpfung der Druckschwankungen dient, ist mit einem Durchmesser von 6,8 m das größte Bauteil im Bilfinger VAM-Lieferumfang und wurde im Zeitraum von Juni bis September 2016 fertig gestellt. Komplettiert wird das Baulos 2 mit je vier 20 m langen Panzerungen DN4400, welche direkt an die Unterwasserschütze nach den Pumpen und Turbinen anschließen. Von dort gelangt das abgearbeitete Triebwasser via Betonstollen in den Vermuntsee, von welchem es im Pumpbetrieb wieder nach oben befördert wird.

NEUE DRUCKLEITUNG FÜR OBERVERMUNTWERK I Aktuell sind die Arbeiten zur Fertigstellung des Obervermuntwerks II voll im Gange. Ende September diesen Jahres soll die Maschine 1 in

Betrieb gehen, die Inbetriebnahme von Maschine 2 ist bereits wenige Monate später für Ende Dezember geplant. Für Bilfinger VAM bedeutet das allerdings noch nicht den Abschluss des Projekts. Noch im Sommer 2018 beginnt mit der Verlegung der neuen Druckleitung des Obervermuntwerk I das dritte Baulos. Die alte, bislang oberirdisch ausgeführte Stahlleitung hat nach einer Betriebszeit von über 70 Jahre das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Die neue Druckleitung verläuft zukünftig als aufgeständerte Variante durch einen ebenfalls neu errichteten Stollen zur Gänze unterirdisch. Das dafür zum Einsatz kommende Rohrmaterial bezieht Bilfinger VAM im Rahmen einer Unternehmenskooperation direkt im „Ländle“ von der Vorarlberger Bertsch Gruppe. Schon bei den Bauarbeiten für das Obervermuntwerk II konnte der Rohrstollen als Zugang genutzt werden. Rund ein Jahr wird die Verlegung der neuen Druckleitung mit einer Länge von 1.050 m und dem Durchmesser DN1900 in Anspruch nehmen.

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Technik

Mit deutlich mehr als 50 Jahren rechnen Betreiber üblicherweise bei der Lebensdauer von Kleinwasserkraftwerken. Für eine effiziente Strompro­duktion ist neben den Faktoren Fallhöhe und Nutzwassermenge eine möglichst einwandfreie Funktion der technischen Komponenten von großer Bedeutung.

Eine wichtige Rolle kommt der regelmäßigen Inspektion und Wartung von tagtäglich höchst beanspruchten Anlagen-Bauteilen wie Turbinen-Laufrädern zu. Bei Reparaturen, Ersatzanfertigungen und/oder Neu-Beschichtungen aller Typen von Laufrädern bietet der oberösterreichische Wasserkraft-Allrounder GLOBAL Hydro Energy GmbH ein umfangreiches Refurbishment-Programm. Langjährige Erfahrung und ein modern ausgestatteter Maschinenpark ermöglichen die fachgerechte Instandsetzung oder auch komplette Neuanfertigung von Laufrädern unterschiedlicher Bauart und Dimension.

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as Mühlviertler Unternehmen legt ­gemäß Selbstbeschreibung seinen Refurbishment-Schwerpunkt auf kundenorientierte Optimierungen zwischen Neufertigung, Reparatur und dem Erhalt gebrauchter Anlagenteile. Spezialisten mit langjähriger Erfahrung erstellen grundsätzlich projektbezogene Konzepte, in denen neben dem Tausch der Gesamtanlage auch die Reparatur und Optimierung der bestehenden Technik fokussiert wird. „Aufgrund unseres Wachstums und dem Erfolg auf den internationalen Märkten sind wir ja eher bekannt für die Komplettausstattung von Neuanlagen.

Tatsächlich gehört aber ein Refurbishment-­ Programm seit der Unternehmensgründung zu unserem Leistungsangebot“, sagt Manuel Hager, Head of Customer Service bei GLOBAL Hydro.

HOCHBEANSPRUCHTE LAUFRÄDER Der Verschleiß von Laufrädern hänge stark vom Zustand des genutzten Triebwassers ab, erklärt Hager: „In der Regel kennen Kraftwerksbetreiber den Zustand ihrer Gewässer sehr gut und wissen, ob ein bestehender Entsander funktioniert oder nicht. Es gibt eine Vielzahl von Anlagen, bei denen die schädlichen Auswirkungen von Sand im Wasser beziehungsweise eines schlechten Entsanders

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Fotos: GLOBAL Hydro Energy

AUS ALT MACH NEU - REFURBISHMENT MACHT SINN

Eines der größten von GLOBAL Hydro gefertigten Ersatz-Pelton-Laufrad (1.850 mm) mit einem kleineren Gegenstück. Eingesetzt wird das Laufrad im mexikanischen Kavernenkraftwerk Atexcaco, dessen Trieb­wasser täglich mehrere Tonnen Sand durch die Turbine spült. Der hohen Belastung hielt das Original-Laufrad nur zwei Jahre stand. Bei der Fertigung wurde von den Oberösterreichern eine eigene Laufradgeometrie angewandt sowie eine hochbeständige Schutzbeschichtung mittels HVOF-Verfahren aufgetragen.

auf den Laufradverschleiß sehr deutlich werden. Probleme bewirken auch falsch dimensionierte Schutzrechen“, sagt Hager und hält fest: „Kraftwerksbetreibern rate ich grundsätzlich, die vom Hersteller vorgeschriebenen Wartungen unbedingt durchzuführen. Leider kommt es immer wieder vor, dass erst nach einem Service gefragt wird, wenn ein Kraftwerksbetrieb nur mehr sehr eingeschränkt oder gar nicht mehr möglich ist.“ ERSATZLAUFRAD FÜR MINENKRAFTWERK Eines der größten bislang von GLOBAL Hydro gefertigten Ersatzlaufräder für eine Pelton-Turbine mit einem Durchmesser von 1.850 mm ist im täglichen Betrieb höchsten Belastungen ausgesetzt. Im Einsatz steht die Turbine mit einer Engpassleistung von 17,7 MW beim mexikanischen Kraftwerk Atexcaco

und dient der Stromversorgung eines Bergwerks. Zum einen beträgt die Fallhöhe des Hochdruck-Kraftwerks mehr als 730 m. Zum anderen wird die auf einen Ausbaudurchfluss von 2,8 m³/s ausgelegte Maschine aufgrund des überaus hohen Sedimentgehalts des Triebwassers jeden Tag von mehreren Tonnen Sand durchspült. Im Rahmen einer grundlegenden Sanierung wurden von GLOBAL Hydro das angegriffene Laufrad wieder in Stand gesetzt und die Beschichtung erneuert. Aufgrund der erzielten Leistungssteigerung des gelieferten Laufrads bei gleichzeitig geringerem Verschleiß wird zurzeit bei GLOBAL Hydro ein weiteres identes Laufrad gefertigt. Zudem soll ein weiteres, noch im Betrieb befindliches Laufrad repariert werden. Dieses soll dann im Wechselbetrieb zum Einsatz kommen, wodurch immer zwei Laufräder in Betrieb sind

Beim Refurbishment-Auftrag für das peruanische Kraftwerk Santa Rosa 2 konnte GLOBAL Hydro seine Kompetenz bei Sonderausführungen unter Beweis stellen. Dabei teilen sich zwei auf jeweils unterschiedliche Ausbauwassermengen und Fallhöhen ausgelegte Francis-Laufräder eine gemeinsame Turbinenwelle.

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Technik

Doppel-Francis-Laufrad bei der Inspektion im Jahr 2015.

und so die Ausfallzeit des Kraftwerkes optimiert wird.

REFURBISHMENT STEIGERT WIRKUNGSGRAD Hager betont, dass Abnützungen am Laufrad stets auch mit Abnützungserscheinungen an der Laufradperipherie einhergehen: „Bei einer Francis-Turbine haben beispielsweise die Schaufeln des Leitapparats auch einen wesentlichen Einfluss auf das Verhalten und den Wirkungsgrad der Maschine. Aus diesem Grund versuchen wir jeweils projektbezogen in Absprache mit den Kunden eine nachhaltige und wirtschaftlich vertretbare Lösung zu finden.“ Laut Hager lassen sich kleinere Ausbesserungen an der Laufradoberfläche so gut wie immer durchführen. Allerdings macht das nicht immer Sinn: „Wenn grundlegende strömungstechnische Konturen eines Laufrads nicht mehr vorhanden sind, bietet sich eine Neuanfertigung als beste Lösung an. Dabei darf man nicht vergessen, dass sich in den letzten Jahrzehnten sehr viel bei der Entwicklung und Optimierung von Laufrad-Geometrien getan hat. Dank der Anwendung computergestützter Simulationsberechnungen hat ein nach modernen Erkenntnissen gefertigtes

Das neu gefertigte Laufrad steht bereit zur Verschiffung nach Südamerika.

Laufrad so gut wie immer einen besseren Wirkungsgrad als ein beispielsweise vor 40 Jahren eingebautes Teil.“ ERSATZ AUCH FÜR SONDERMODELLE Die Neuanfertigung von Ersatzlaufrädern für Kaplan-, Francis- und Pelton-Turbinen erfolgt in der GLOBAL Hydro Zentrale in Oberösterreich. Wie bei der Fertigung einer neuen Turbine bestehen die strömungstechnisch optimierten Ersatzlaufräder komplett aus hochwertigem Chrom-Nickel-Stahl. Zur mechanischen Bearbeitung steht den Wasserkraft-Allroundern, die ihre Produktionsfläche durch den Neubau einer Werkshalle unlängst erheblich erweitert haben, ein modern ausgestatteter Maschinenpark zur Verfügung. Das Refurbishment-Programm umfasst auch die Sanierung von in Sonderform ausgeführten Turbinen. Dazu verweist Hager auf ein erst kürzlich abgeschlossenes Refurbishment-Projekt für das peruanische Kraftwerk Santa Rosa 2. Dessen Francis-Turbine wurde mit zwei separaten Laufrädern auf einer gemeinsamen Welle konzipiert. Die Laufräder sind dabei jeweils auf unterschiedliche Ausbauwassermengen (je 6 bzw. 4,8 m³/s) sowie Fallhöhen

(24 bzw. 45 m) ausgelegt. Das Doppellaufrad in Sonderausführung wurde in strömungstechnisch optimierter Form zur Gänze neu gefertigt und ging im Februar via Schiff wieder zurück an seinen Bestimmungsort in Südamerika.

LAUFRADBESCHICHTUNG MIT HVOF-VERFAHREN Ein wichtiger Punkt des GLOBAL Hydro Refurbishment-Programms stellt die Beschichtung von Laufrädern dar. „Das qualitativ hochwertige Auftragen aber auch das Entfernen vorhandener Beschichtungen mittels Säurebad setzt ein hohes Maß an Erfahrung sowie technische Ressourcen und Werkzeuge voraus“, schildert Hager. Diese Voraussetzungen erfüllt ein italienische Spezialunternehmen, das seit Jahren für GLOBAL Hydro die Laufradbeschichtung auf dem neuesten Stand der Technik durchführt. Dabei werden die Laufräder zur Beschichtung dem Hoch­ geschwindigkeits-Flammspritz-Ver­f ahren (HVOF) unterzogen. Dank der dabei aufgetragenen hochbeständigen und gleichzeitig ultradünnen Schutzschicht wird die Lebensdauer eines Laufrads auch bei hohem Sedimentanteil im Wasser erheblich verlängert.

Beschichtung mittels Hochgeschwindigkeits-Flammspritz-Verfahren (HVOF)

Detailaufnahme von abgenützten Pelton-Bechern eines rumänischen Kraftwerks.

Ein falsch ausgelegter Entsander führte zum Verschleiß des Laufrads und mehrerer Düsen. GLOBAL Hydro fertigte ein neues Laufrad und ersetzte die defekten Düsen.

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HYDRO

Technik

Die Vorgaben der Europäischen Wasserrahmenrichtline erfordern vielerorts eine Erhöhung der Restwassermenge. Dank innovativer fischfreundlicher Systeme gibt es die Möglichkeit, das Restwasser auch energetisch zu nutzen. Die DIVE Turbinen GmbH & Co. KG hat ein sehr kompaktes, kombiniertes Rechen-Turbinensystem entwickelt, mit welchem Restwasserpotentiale effektiv genutzt werden können. In Frankreich wurde 2017 ein Restwasserkraftwerk in Betrieb genommen, bei dem eine fischfreundliche DIVE-Turbine nicht nur saubere Energie, sondern gleichzeitig die Lockströmung für den nebenliegenden Fischpass erzeugt. Ein Feinrechen mit Abstiegsöffnungen und automatischem Rechenreiniger runden das Konzept ab.

Fotos: DIVE

KLEINES KRAFTWERK - GROSSES POTENTIAL

D

ie Ariége entspringt hoch oben in den Pyrenäen nahe der Grenze zu Andorra. Zahlreiche Gewässer fließen ihr zu, bis sie vor Toulouse in die Garonne mündet. Sie ist ein fischreiches Gewässer mit einer langen Wasserkrafttradition. Das Kraftwerk Las Rives liegt etwa eine Autostunde südlich von Toulouse. Mit drei Francis-Turbinen und einer DIVE-Turbine hat das Hauptkraftwerk eine installierte Leistung von über drei Megawatt. Vor dem Zulaufkanal befindet sich das Wehr, über das ein Teil der Gesamtwassermenge als Restwasser im naturbelassenen Flusslauf der Ariége fließt. Mit der Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie musste 2017 die Restwassermenge am Wehr erhöht werden. Die DIVE Turbinen GmbH & Co. KG entwickelte gemeinsam mit dem lokalen Partner SAS 2EI Industries ein Konzept, durch welches das Restwasser bei minimalen Investitionskosten effektiv genutzt wird um max. 110 kW elektrische Leistung zu erzeugen und der Fischab- und -aufstieg gleichzeitig gewährleistet wird.

Grafiken: DIVE

KONSTANTER ABFLUSS - EINFACH REGULIERTE TURBINE Da die Wassermenge für den Fischabstieg über das gesamte Jahr gewährleistet werden muss, ist die Abflussmenge konstant, lediglich die Fallhöhe schwankt abhängig vom Gesamtabfluss der Ariége. Die Ingenieure entschieden, dass eine hocheffiziente einfach regulierte Turbine für diesen Standort die beste Variante darstellt. Dabei handelt es sich um eine Propellerturbine mit festen Laufradschaufeln, bei der nur die Schaufeln des Leitapparats verstellbar sind. Bei Kraftwerken mit variierenden Abflüssen ist die DIVE-Turbine doppelt reguliert über eine Verstellung der Drehzahl. Diese Drehzahlverstellung wird über moderne Umrichtertechnik realisiert. Bei der drehzahlfesten DIVE-Turbine, wie

DIVE-Turbine für das Kraftwerk Las Rives mit fischfreundlichem Laufraddesign.

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Blick vom Oberwasser mit Wehr (linker Bildrand), Fischpass (links) und Einlaufkanal mit Feinrechen, Rechenreiniger und Abstiegskanal (rechts).

im Falle der Restwasserturbine, kann auf die Investition in Umrichtertechnik verzichtet werden, da die Drehzahl von Turbine und Generator direkt mit der Netzfrequenz synchronisiert wird. Diese effiziente Kombination, bestehend aus projektspezifischem hochpoligen Permanentmagnet-Generator und direktverbundener Turbine, erreicht Gesamtwirkungsgrade von über 85 Prozent vom Wasser bis zum Netz, was in dieser Leistungsklasse (Pmax=110 kW) außerordentlich ist. Einfach regulierte Turbinen eignen sich für Standorte mit überwiegenden Abflüssen im Bereich von 80-100 Prozent der maximalen Ausbauwassermenge, zum Beispiel auch für Standorte mit mehreren Turbinen, wenn bereits doppelt regulierte Turbinen zur Abflussregelung vorhanden sind.

Blick vom Unterwasser mit DIVE-Turbine in der Turbinenkammer (Bildmitte), Fischpass und Wehr (rechte Bildhälfte).

Technik FISCHFREUNDLICHE AUSLEGUNG DER TURBINE Da die DIVE-Turbine im Kraftwerk Las Rives in einem ökologisch besonders sensitiven Bereich installiert wurde und sich sowohl Fischabstieg als Fischaufstieg in direkter Nähe befinden, war es wichtig, dass eine besonders fischfreundliche Turbine zum Einsatz kommt. Um eine möglichst kleine Turbinendrehzahl zu realisieren, wurde ein Laufrad mit vergrößertem Durchmesser gewählt. Dadurch konnte die Drehzahl um 33 Prozent verringert werden. Statt eines eher kurzen Laufrads mit fünf Schaufeln haben die Ingenieure von DIVE ein deutlich längeres Laufrad mit drei Schaufeln entworfen. Dadurch wird das Kollisionsrisiko für eventuell einschwimmende Fische erheblich reduziert – bei gleichbleibend hohem hydraulischen Wirkungsgrad. Die festen Laufradschaufeln der DIVE-Turbine gewährleisten ein sicheres Durchschwimmen der Turbine in allen Betriebspunkten: die Verbindung zwischen Laufradschaufeln und Nabe ist absolut spaltfrei. Zwischen der Außenkante der Laufradschaufeln und dem zylindrischen Mantel ist lediglich ein minimaler Spalt in jedem Betriebspunkt, da der Schaufelwinkel nicht verändert wird. Die Laufradnabe sowie der Turbinenkessel werden vollständig zylindrisch ausgeführt, was sich auch positive auf den hydraulischen Wirkungsgrad auswirkt. Insbesondere kann mit diesem Laufraddesign sichergestellt werden, dass es keine Gefahr für Fische gibt, sich einzuklemmen. Ein weiterer Vorteil der festen Laufradschaufeln ist, dass sie in allen Betriebspunkten maximal geöffnet sind.

Dadurch ist der Durchschwimmkorridor jederzeit maximal groß. Es wird erwartet, dass die turbinenbedingte Mortalität im Kraftwerk Las Rives unter einem Prozent liegt. Mit dem vorgeschalteten Feinrechen mit Abstiegssystem ist die Gesamtmortalität des Kraftwerks vernachlässigbar gering, deutlich unter 1 Prozent.

KOMBINIERTES, PLATZSPARENDES RECHEN-TURBINEN-SYSTEM Neben der Turbinenwahl wird die Fischfreundlichkeit des Kraftwerks vor allem durch den vorgeschalteten Feinrechen bestimmt. Durch die Leitwirkung des Rechens sollen die Fische den Weg am Kraftwerk vorbei über Abstiegsöffnungen ins Unterwasser finden. Als besonders wirksam haben sich dabei sehr flach zur Sohle geneigte Feinrechen etabliert. Über Abstiegsöffnungen gelangen die Fische in einen dauerhaft beaufschlagten Spülkanal und steigen über diesen ins Unterwasser ab.

Die sehr hohe Wirksamkeit der flach angestellten Rechen wird derzeit durch ein EU-Projekt unter anderem am Hauptkraftwerk Las Rives erforscht.

Der Anstellwinkel des Rechens beeinflusst jedoch auch die Bauwerksgröße. Die Ingenieure der beteiligten Firmen haben daher ein platzsparendes Kompaktsystem mit Turbine, Rechen mit Abstiegsöffnungen und Rechenreiniger entwickelt, bei dem der Platz oberhalb des Einlaufs und der Turbinenkammer so genutzt wird, dass kein zusätzlicher Bauraum notwendig ist. Bei der DIVE-Turbine ist der Permanentmagnet-Generator direkt mit dem Turbinenlaufrad verbunden und befindet sich direkt über der Turbine vollständig überspült in der Turbinenkammer. Lediglich die Kabel werden aus der Turbinenkammer herausgeführt. Somit ist kein Maschinenhaus notwendig: Steuerung und Hilfsaggregate befinden sich in einem kleinen Schrank über dem Einlauf. Der Bauaufwand, die Bauzeit und damit auch die bauwerksbedingten Risiken sind auf ein absolutes Minimum reduziert.

Ein weiterer Punkt ist das bestehende Hochwasserrisiko am Wehrstandort. Da Restwasseranlagen in der Regel direkt am Wehr gebaut werden, sind diese im hochwassergefährdeten Bereich. Der große Vorteil der DIVE-Turbine ist, dass diese auch bei Hochwasser betrieben werden kann und keine Gefahr für Turbine oder Generator besteht, da die Einheit ohnehin vollständig überspült betrieben wird. Dies wird durch das einzigartige und wartungsfreie Dichtsystem der DIVE-Turbine dauerhaft sichergestellt. Selbst bei gleichzeitigem Netzausfall be-

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Vollständig vorinstallierte und getestete Turbinen-Generator-Einheit während der eintägigen Installation.

steht keine Gefahr für die Turbinen-Generator-Einheit, da diese gefahrlos mit Durchgangsdrehzahl betrieben werden kann. Somit und auf Grund des wartungsfreien Anlagenbetriebs, wird auch kein zusätzliches automatisches Absperrorgan (Zulaufschütz) benötigt, manuell einzuhebende Dammbalken sind ausreichend.

Durch den hochwassersicheren Betrieb von Turbine und Generator und die einfache sowie äußerst kompakte Bauwerksausführung, lassen sich die bauwerksbedingten Kosten und Risiken auf ein absolutes Minimum reduzieren.

KOMBINATION FISCHAUF- UND -ABSTIEG Neben dem Einlaufkanal mit Fischabstieg befindet sich am Kraftwerk auch ein Fischpass für den Fischaufstieg. Der unterwasserseitige Einstieg in den Fischpass ist direkt am Auslauf des Saugrohrs, so dass eine entsprechende Lockströmung vorhanden ist und der Einstieg in den Fischpass gefunden werden kann.

So ist mit dem Dotierkraftwerk Las Rives ein wegweisendes Projekt für höchste Ansprüche an Ökologie, Effizienz und Gesamtwirtschaftlichkeit entstanden. Nähere Informationen unter www.dive-turbine.de Kompaktkonzept mit DIVE-Turbine, Feinrechen, Rechenreiniger und Fischabstieg.

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HYDRO

Schwerpunkt

Während für den Fischaufstieg technisch ausgereifte und seit langem bewährte Lösungen zur Verfügung stehen, ist der Fischabstieg erst in den letzten Jahren in den Fokus gerückt.

Eine Möglichkeit, um einen sicheren Fischabstieg zu gewährleisten, sind Horizontalrechen-Bypass-Systeme, welche schon seit über 10 Jahren an mehreren Pilotanlagen erfolgreich in Betrieb sind. Einige Kraftwerksbetreiber berichten jedoch von starker Rechenverlegung vor allem im Herbst, welche auch von der Rechenreinigungsmaschine (RRM) nicht ausreichend entfernt werden kann. Dadurch kann es zu großen hydraulischen Verlusten und somit zu Produktionseinbußen kommen.

Auch Sedimentablagerungen vor dem Rechen können problematisch sein, da sie im schlechtesten Fall die RRM blockieren.

Um die betrieblichen Herausforderungen von Horizontalrechen systematisch zu erfassen, wurde ein Fragebogen an die Betreiber von rund 50 Wasserkraftanlagen mit horizontalen Fischleitrechen in Deutschland, Österreich und der Schweiz geschickt und die bisher 21 erhaltenen Rückmeldungen ausgewertet. Im vorliegenden Artikel werden die beobachteten betrieblichen Herausforderungen im Zusammenhang mit Horizontalrechen diskutiert. Zudem wird ein Überblick über aktuelle hydraulische Laboruntersuchungen zu Horizontalrechen-Bypass-Systemen an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich mit Fokus auf betriebliche Aspekte der Horizontalrechen gegeben.

G

emäß den Umfrageergebnissen betragen die direkt nach einer Reinigung gemessenen Verluste im Durchschnitt nur 3 cm, während sich die über ein Kalenderjahr gemittelten Verluste auf knapp 4 cm belaufen. Im Vergleich dazu betragen die gemessenen maximalen Verluste im Mittel über alle Wasserkraftanlagen 14 cm. Auffällig ist die Schwankungsbreite bei den maximal gemessenen Verlusten.

Während diese bei einigen Anlagen weniger als 5 cm betragen, mussten manche Kraftwerke mit Verlusthöhen von 30 cm sogar abgeschaltet werden. Diese markanten Unterschiede können teilweise auf die unterschiedliche Ausbildung der Horizontalrechen (z.B. Stababstand) und der RRM (z.B. Bürste vs. Harke) zurückgeführt werden, sind aber auch stark vom Charakter des Fließgewässers abhängig. Beispielsweise ist die Menge des im Fluss transportierten Laubs und Schwemmholzes stark von der Uferbestockung im Einzugsgebiet abhängig. Wasserpflanzen können sich bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten lösen, mit der Strömung transportiert werden und sind dann zusätzliches organisches Verlegungsmaterial. Bei vielen Wasserkraftanlagen ist die RRM mit einer Pegelmessung vor und hinter dem Rechen gekoppelt. Die RRM geht dann automatisch in Betrieb, sobald die hydraulischen Verluste einen vordefinierten Grenzwert überschreiten. Teilweise werden RRM aber auch in definierten Zeitabschnitten betrieben oder in einer Kombination aus Verlusten und zeitlichem Intervall. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die Anzahl der durchschnittlichen RRM-Reinigungszyklen in Abhängigkeit der Jahreszeit. Auch wenn die Reinigungszyklen der verschiedenen Kraftwerke stark streuen, zeigt sich, dass die meisten RRM im Frühjahr, Sommer und Winter im Durchschnitt nur wenige Reinigungszyklen pro Tag durchführen. Im Gegensatz dazu ist die

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Fotos: VAW/ETH Zürich

HYDRAULISCHE LABORUNTERSUCHUNGEN HORIZONTALER FISCHLEITRECHEN

Horizontalrechen im Versuchslabor Ein Fachbeitrag von Julian Meister, Dr. Helge Fuchs und Prof. Dr. Robert Boes, Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW), ETH Zürich

RRM im Herbst an den meisten Kraftwerken mehrmals pro Stunde in Betrieb. Bei einer der betrachteten Anlagen reinigt die RRM an Tagen mit hohem Laubaufkommen sogar durchgehend, d.h. ungefähr alle vier Minuten.

Bild 1 zeigt beispielhaft den oberflächennahen Bereich eines Horizontalrechens mit einem lichten Stababstand von 20 mm. Während der Horizontalrechen im Bereich zwischen den Vertikalstreben kaum verlegt ist, haben sich nach nur zwei Betriebsjahren viele kleine Äste an den Vertikalstreben akkumuliert. Die RRM dieses Kraftwerks ist mit einer Bürste (Bild 2a) ausgestattet, welche die Verlegung nicht lösen kann. Die Reinigungswirkung von RRM mit Harken (Bild 2b) ist zwar größer, jedoch sind ausgeprägte Verlegungen im Bereich der Vertikalstreben bei beiden RRM-Typen zu beobachten.

SEDIMENTABLAGERUNGEN Während die meisten bestehenden Pilotanlagen mit Horizontalrechen-Bypass-Systemen in Sandflüssen in Mittel- und Norddeutschland installiert wurden, ergeben sich beim Betrieb im alpinen Raum neue Herausforderungen. In Sandflüssen können die Ablagerungen häufig durch die RRM in Suspension versetzt und anschließend entweder durch den Rechen und die Turbinen oder via Bypass ins Unterwasser transportiert werden. Neuere Entwicklungen von RRM sehen so genannte Geschieberäumschilder vor, um Ablagerungen effizient in Richtung Bypass zu transportieren. Bei den im alpinen Raum häufig vorkommenden kiesführenden Flüssen kann der Rechen insbesondere bei kleinem lichten Stababstand eine physische Barriere für große Kornfraktionen darstellen. Auch der Weitertransport des Kieses zum Bypass durch die RRM ist häufig nur bedingt möglich, was sogar zu einer Blockierung der RRM führen kann. Bei einigen Anlagen kann der Rechen mit Hilfe eines Spülschützes von den Geschiebeablagerungen be-

Tab. 1: Aus der Umfrage bekannte Reinigungszyklen in Abhängigkeit der Jahreszeit

HYDRO

Schwerpunkt freit werden. Es gibt aber auch Situationen, in denen die regelmäßige mechanische Räumung durch Ausbaggern die einzige Lösung des Geschiebeproblems ist.

LABORUNTERSUCHUNGEN Ein Horizontalrechen soll bei minimalen hydraulischen Verlusten so ausgelegt sein, dass der betriebliche Aufwand unter Berücksichtigung der oben diskutierten Aspekte möglichst gering ist. Häufig wird in Zusammenhang mit Horizontalrechen von einem partiellen Selbstreinigungseffekt durch die rechenparallele Strömungskomponente berichtet (z.B. Ebel, 2016). Detaillierte Untersuchungen des Geschwindigkeitsfeldes an verschieden Horizontalrechenkonfigurationen zeigen allerdings, dass die Rechenstäbe keine signifikante zusätzliche rechenparallele Geschwindigkeitskomponente erzeugen. Die rechenparallele Strömung hängt im Wesentlichen nur vom horizontalen Anströmwinkel α ab (Bild 3b) und ergibt sich durch Aufteilung der Fließgeschwindigkeit in Hauptströmungsrichtung Uo in eine Parallel- und Normalkomponente bezüglich des Rechens (vp, vn). Durch Sohl- und/oder Tauchleitwände kann die rechenparallele Strömung jedoch deutlich verstärkt werden. Dadurch wird nicht nur die Leitwirkung für bodenbzw. oberflächennah abwandernde Fische vergrößert, sondern auch für Geschiebe und Geschwemmsel.

In Bild 3 ist ein Teilmodell eines Horizontalrechens ohne Bypass im Maßstab 1:1 zu sehen. Der Rechen besteht aus Rechteckstäben mit einem horizontalen Anströmwinkel von α = 45°, einem lichten Stababstand von 20 mm und einer Oberwassertiefe von ho = 400 mm, einmal ohne Leitwände (Bild 3a) sowie mit jeweils 20% (hier: 80 mm) Sohl- und Tauchleitwand (Bild 3b). Bei der Rechenkonfiguration mit Leitwänden vergrößert sich die rechenparallele Strömung erheblich.

Das Strömungsfeld unterstrom des Rechens wird dadurch allerdings asymmetrisch, was eine ungleichmäßige Beaufschlagung und damit einen reduzierten Wirkungsgrad der Turbine(n) zur Folge haben kann. Durch die Verlängerung der Fließstrecke zwischen Rechen und Turbine(n) oder den Einbau einer zusätzlichen gekrümmten Leitwand im Unterwasser des Rechens kann trotzdem eine homogene Turbinenanströmung erreicht werden. Die durch den Rechen verursachten hydraulischen Verluste bestimmen sich mit der mittleren Geschwindigkeit in Hauptströmungsrichtung Uo zu ΔH = ξ ∙ [(Uo)2 / 2g]. Der gemessene Verlustbeiwert des Rechens mit Rechteckprofilen vergrößert sich durch die Leitwände von ξ = 0.6 auf ξ = 2.6.

Bild 1: Verlegung an den Vertikalstreben eines Horizontalrechens

Bild 4 zeigt die mit einer ADV-Sonde (Acoustic Doppler Velocimeter) jeweils 5 cm vor den Rechen gemessenen, über die Kanalbreite und Wassertiefe normierten Geschwindigkeitsfelder der Normalkomponente vn entlang der beiden in Bild 3 dargestellten Rechen. Die Messpunkte sind als rote Punkte markiert, der Wasserspiegel ist als gepunktete Linie dargestellt und die Position der Leitwände in Bild 4b ist seitlich mit grauen Balken angedeutet. Der Rechen soll nun so bemessen sein, dass die Fische gegen die Normalkomponente anschwimmen können und nicht gegen den Rechen gepresst werden.

Während der Horizontalrechen ohne Leitwände eine sehr homogene Verteilung von vn aufzeigt (Bild 4a) erkennt man deutlich, dass sich vn im Bereich der Leitwände aufgrund der rechenparallelen Strömung stark reduziert, während sie in der Rechenmitte zunimmt.

EINFLUSS DES STABPROFILS In den Laborversuchen an der VAW wird u.a. die Verlegungswahrscheinlichkeit für unter-

schiedliche Stabprofile und anschließend der Einfluss verschiedener Verlegungsgrade auf die hydraulischen Verluste untersucht. In Bild 5 ist der mit Laub und Schwemmholz teilverlegte Horizontalrechen mit Rechteckprofilen aus Bild 3a zu sehen. Bei vorhandenem Bypass würden die Feststoffe am rechten Bildrand durch den partiellen Selbstreinigungseffekt zumindest teilweise - abgeleitet werden. Während sich das Schwemmholz vorranging an den Vertikalstreben akkumuliert, kommt es über die gesamte Rechenfläche zu Verlegungen mit Laub. Insgesamt verklausten in diesem Versuch 0.30 dm³ Schwemmholz, wobei der mittlere Durchmesser 10.5 mm (8÷15 mm) und die mittlere Länge 135 mm (105÷170 mm) betrugen. Zusätzlich waren in etwa 25% der Rechenfläche mit Laub verlegt.

Der Verlustbeiwert vergrößert sich infolge dieser Rechenverlegung um den Faktor 2.5 auf ξ = 1.5.

Bereits in frühen Arbeiten zu Rechenstäben (Kirschmer, 1925) wurde darauf hingewiesen, dass sich bei traditionellen Einlaufrechen die engste Stelle zwischen zwei Rechenstäben

(a) (b)

Bild 2: RRM (a) mit Bürste und (b) mit Harken

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Schwerpunkt die spezifischen Randbedingungen der jeweiligen Wasserkraftanlagen-Standorte und den unterschiedlichen Charakter der Fließgewässer kann ein bewährtes Design jedoch nicht ohne Vorbehalt auf ein anderes Gewässer übertragen werden. Eine zufriedenstellende Auslegung von Rechen und Rechenreinigungsmaschine ist daher noch immer eine Herausforderung.

Im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojekts an der VAW wird neben der Hydraulik von horizontalen Fischleitrechen auch der Einfluss betrieblicher Aspekte detailliert untersucht. Für eine optimale Rechenkonfiguration werden anschließend ethohydraulische Versuche mit lebenden Fischen im Labor durchgeführt, um die fischbiologische Leiteffizienz zu quantifizieren. Die beschriebene Forschungsarbeit ist Teil des interdisziplinären FIThydro Projekts (“Fishfriendly Innovative Technologies for Hydropower“), welches über das EU-Förderprogramm Horizon 2020 finanziert wird.

Bild 3: Horizontalrechen (a) ohne Leitwände und (b) mit Sohl- und Tauchleitwand

(a)

(b)

Bild 4: Geschwindigkeitsfelder entlang der beiden Rechenkonfigurationen in Bild 3

möglichst weit stromaufwärts befinden soll, um die Reinigung zu erleichtern. Verklemmtes Schwemmholz kann dann durch die Harke der RRM leichter entfernt werden. Es wird entweder in Richtung Bypass transportiert oder durch den Rechen gedrückt und somit über die Turbinen abgeleitet. In Bild 6 sind für fünf verschiedene Stabprofile jeweils zwei Stäbe mit identischem lichten Stababstand dargestellt, welcher als rot gepunktete Linie gekennzeichnet ist. Aufgrund der stromaufwärts liegenden Engstelle sind das aufgesetzte Kreisprofil und das strömungsgünstige Profil am besten zu reinigen. Das tropfenförmige Stabprofil ist zwar aus hydrodynamischer Sicht vorteilhaft, besitzt seine engste Stelle jedoch fast in Profilmitte, welche von der RRM

nur schwer erreichbar ist. Das Rechteckprofil ist für die Rechenreinigung besonders ungünstig, da die Engstelle konstant über die gesamte Stabtiefe verläuft. Anstatt es zu lösen, schiebt die RRM verklemmtes Schwemmholz einfach in den hinteren Bereich zwischen den Rechenstäben. Im Rahmen der Laborversuche werden daher verschiedene Stabprofile untersucht, um einen Rechen mit geringen hydraulischen Verlusten, aber auch einer geringen Verlegungsanfälligkeit zu identifizieren.

FAZIT UND AUSBLICK Horizontalrechen haben sich in den letzten Jahren sowohl aus fischbiologischer als auch aus Kraftwerksbetreiber-Sicht bewährt. Durch

Bild 5: Ein mit Laub und Schwemmholz verlegter Horizontalrechen im Labor

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REFERENZEN Ebel, G. (2016). Fischschutz und Fischabstieg an Wasserkraftanlagen – Handbuch Rechenund Bypasssysteme. Ingenieurbiologische Grundlagen, Modellierung und Prognose, Bemessung und Gestaltung.

ISBN 9783540437130. 2. Auflage. Büro für Gewässerökologie und Fischereibiologie Dr. Ebel, Halle (Saale).

Kirschmer, O. (1925). Untersuchungen über den Gefällsverlust an Rechen, Technische Hochschule München.

Erstautor Julian Meister ist Dissertant an der ETH Zürich und beschäftigt sich mit hydraulischen Untersuchungen an horizontalen Rechensystemen.

Er ist unter der E-Mail meister@vaw.baug.ethz.ch erreichbar und steht für Fragen und Anregungen gerne zur Verfügung.

Bild 6: Unterschiedliche Stabprofile von Horizontalrechen; Strömung von links nach rechts

HYDRO

Schwerpunkt

Wie kam es zur Entwicklung des ersten horizontalen Rechenreinigers in den 1980er Jahren?

Jank: Dazu gab es mehrere Randbedingungen.

Grundsätzlich sind die automatischen Rechenreiniger zu dieser Zeit immer mehr in die Breite gegangen. Es wurden verschiedene Varianten von vertikalen Reinigungssystemen wie Ketten-, Seil- oder später auch Teleskop-Rechenreinigern entwickelt. Dabei wurde stets versucht, den Vorgang der händischen Rechenreinigung in einen mechanischen bzw. automatisierten Vorgang umzuwandeln. Also quasi die Nachahmung eines manuellen Reinigungsvorgangs von unten nach oben – aber auch mit den ganzen Unzulänglichkeiten dieses Vorgangs. Beispielsweise ist die Entfernung eines angeschwemmten Baumstamms nach diesem Prinzip nicht sehr zu empfehlen.

Schließlich kam dann noch der Zeitpunkt, da von behördlicher Seite immer öfter vorgeschrieben wurde, dass aus dem Wasser entnommenes Rechengut von den Betreibern gesondert entsorgt werden musste. Diese Vorschrift brachte vor allem in den Herbstmonaten bei hohem Schwemmgutanteil einen enormen Zusatzaufwand mit sich.

Mit diesem Hintergrund ist dann die Idee zur Entwicklung eines horizontal arbeitenden Rechenreinigers entstanden. Da bei der horizontalen Rechenreinigung das Schwemm­­ gut nicht aus dem Gewässer entnommen, sondern weitergeleitet wird, erspart man sich nicht nur automatisch die ansonsten obligatorische separate Entsorgung. Auch das für die Gewässerökologie wichtige organische Material verbleibt im Fluss. Eingebaut wurde

Die 2006 errichtete Anlage Planena an der Saale in Halle gilt als eines der wichtigsten Projekte, welches den Horizontalrechenreinigern in Deutschland zum Durchbruch verholfen hat. Mit der Entwicklung des Leitrechen-Bypass-Systems nach Ebel, Gluch & Kehl wurde eine für den Fischschutz bei Wasserkraftanlagen wegweisende Anlage von Jank errichtet.

Das Rechenfeld mit einer beachtlichen Dimension von 27 m x 4 m wurde mit einer damals technisch äußerst schwierig machbaren Stablichte von 20 mm ausgeführt.

der erste Prototyp bei unserem Kraftwerk Meinharting an der Mattig. Es ist unser Credo, dass wir solche Entwicklungen grundsätzlich erst bei unseren Eigenanlagen austesten.

Das Kraftwerk wurde 1982 errichtet und kurz darauf der erste horizontale Rechenreiniger installiert. Nach mehrjähriger Testphase in-

Rechenfeld • Länge: 27.000 mm • Höhe: 4.000 mm • Stablichte: 20 mm

Rechenreiniger • Jank HRRM1000

klusive diversen Umbauten und Optimierungen ging die Rechenreinigungsanlage schließlich um das Jahr 1985 in den Regelbetrieb über.

Was sind die Hauptvor- aber auch Nachteile bei einer horizontalen Rechenreinigungsanlage?

Foto: Jank

Vor rund 35 Jahren hat der oberösterreichische Kleinwasserkraftspezialist Jank GmbH für seine Eigenanlage Meinharting im Innviertel den ersten Horizontalrechenreiniger gefertigt. Bei der Entwicklung des Prototypen war es seinerzeit nicht absehbar, welchen Erfolg dieses inzwischen etablierte System in der Zukunft haben würde. Mittlerweile hat die Jank GmbH im In- und Ausland mehr als 230 Wasserkraftprojekte mit Horizontalrechenreinigern ausgerüstet. Siegi Jank, Konstruktionsleiter des Familienbetriebs, erläutert im Interview mit zek HYDRO die Entwicklung des ersten horizontalen Rechenreinigers und stellt mehrere ausgewählte Referenzanlagen vor.

Foto: Jank

JANK-HORIZONTALRECHENREINIGER: RICHTUNGSWEISENDE ERFINDUNG FEIERT 35 JAHRE JUBILÄUM

Das Wasserkraftwerk Auer Kotten liegt an der Wupper in Solingen. Die Wupper gilt an dieser Stelle als Lachsgewässer, weswegen besondere Vorkehrungen bezüglich des Fischschutzes getroffen wurden. Für bodennahe Fische wie Aale gibt es an der Sohle unterhalb des Rechenfeldes einen Abstieg. Im oberen Teil der Rechenbrust befindet sich der Abstieg für die oberflächennahen Fische. Dieser ist mit einem zusätzlichen Schutzrechen mit einer Stablichte von 40 mm auf einer Länge von 12 m ausgerüstet. Das Rechenfeld des Horizontalrechens für den Einlauf des Triebwassers weist eine stattliche Länge von 26 m und eine Höhe von 2,4 m auf - und das bei einer Stablichte von nur 12 mm. Die Rechenfelder wurden mit von Jank selbst gefertigten Profilstäben ausgeführt. Wie bei allen Jank Horizontalrechenreinigern greifen auch hier die Stahlzähne des Rechenkammes berührungslos über die gesamte Länge des Rechenfeldes mindestens 2 cm ein.

Rechenfeld 1

• Länge: 26.000 mm • Höhe: 2.400 mm • Stablichte: 12 mm

Rechenfeld 2 • Länge: 12.000 mm • Höhe: 590 mm • Stablichte: 40 mm

Rechenreiniger • Jank HRRM800 mit Elektroantrieb

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Foto: zek

Schwerpunkt

Das Wasserkraftwerk Direktionsbrücke liegt inmitten der denkmalgeschützten Altstadt Steyrs und kann auf eine lange Geschichte zurückblicken. Die Anordnung des Horizontalrechens ist im Gegensatz zu den meisten Kraftwerken fast quer zur Flussachse.

Somit ist es wahlweise möglich, den rechten oder linken Grundablass zum Abspülen des Schwemmgutes zu benutzen. Aufgrund der Lage im bewohnten Gebiet wurde besondere Aufmerksamkeit auf die schallarme Ausführung der Anlage gelegt.

Rechenreiniger • Jank HRRM800 mit Elektroantrieb

funktion bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit. Das bedeutet, Fische werden au­to­matisch an das Ende des Rechens geleitet und landen nicht in einer Sackgasse wie bei einem klassischen Vertikalrechen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Horizontalrechen gleichzeitig Grob- und Feinrechen in einem ist. Das war schon bei der Entwicklung des Konzepts eine Idee, dass bei diesem System kein Grobrechen benötigt wird. Die Entfernung von sperrigem Schwemmgut vom Grobrechen war früher immer mit Schwerstarbeit verbunden. Dabei mussten die Rechenstäbe jeweils händisch gezogen und Sperrgut beispielsweise mit Motorsägeneinsatz vom Einlaufbereich heraus geschnitten

Foto: Jank

Jank: Wie schon vorhin erwähnt ersparen sich Betreiber mit horizontal arbeitenden Rechenreinigern den Aufwand, sich um die Entsorgung von entnommenem Rechengut kümmern zu müssen. Dies gilt insbesondere für sperriges Treibgut wie große Baumstämme, die vom Rechenreiniger einfach weiter geschoben werden. Man darf auch die ökologischen Vorteile eines horizontalen Schutzrechens im Hinblick auf den Fischschutz nicht außer Acht lassen. Dadurch dass die Stäbe des Rechens quer angeordnet sind, ist es für die Gewässerlebewesen anatomisch bedingt - Fische sind in der Regel höher als breiter - viel schwieriger, den Rechen zu passieren. Zusätzlich verfügt der Rechen über eine Abweiser-

Rechenfeld • Länge: 14.000 mm • Höhe: 2.175 mm • Stablichte: 20 mm

Rechenfeld

Das Kraftwerk Colditz an der Zwickauer Mulde wurde im späten 18. Jahrhundert errichtet und ist als Industriedenkmal gelistet. 2007 wurde die Anlage im Rahmen der Modernisierung mit einem 36 m langen Horizontalrechenreiniger ausgerüstet.

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• Länge: 36.000 mm • Höhe: 2.400 mm • Stablichte: 20 mm

Rechenreiniger • Jank HRRM800

werden. Der Horizontalrechen hingegen wird entlang der Strömungsrichtung eingebaut, wodurch sich nach der Fertigstellung im Prinzip eine glatte Fläche ergibt, an der sperriges Schwemmgut gar nicht hängen bleiben kann.

Wenn ein horizontaler Rechen richtig eingebaut wird, hat er fast keine Nachteile. Fairerweise muss man dazu sagen, dass durch die horizontale Anordnung der Stäbe feines Schwemmgut eher passieren kann. Beispielsweise verfangen sich feine Holzstäbe leichter an einem horizontalen Rechen als bei einer vertikaler Variante. Das kann man allerdings dadurch entschärfen, indem man den Rechen mit einer Tauchwand versieht. Das bedeutet, dass sich das Rechenfeld immer mindestens 10 bis 15 cm unter Wasser befindet, wodurch das meist an der Wasseroberfläche treibende Schwemmgut gar nicht zum Rechen gelangt.

Dieses Know-how haben wir uns bei der Eigenanlage Hangendenstein in Salzburg erarbeitet.

Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein, damit ein horizontaler Rechenreiniger eingebaut werden kann?

Jank: Ein Horizontalrechen braucht wegen der schrägen Anordnung zur Strömungsrichtung grundsätzlich etwas mehr Platz als eine vertikale Ausführung. Und es muss die Möglichkeit bestehen, das Schwemmgut am Ende des Rechens durch eine Grundschütz-Klappenfunktion abzuspülen.

Kann eine vertikale Rechenanlage gegen eine horizontale Variante getauscht werden?

Jank: Das haben wir schon sehr oft gemacht.

Ein Tausch ist bei sehr vielen Anlagen möglich, weil viele Anlagen seitlich über genügend Leerraum bzw. über einen Grundablass verfügen. Somit besteht in den meisten Fällen die Möglichkeit, dort einen Horizontalrechen zu platzieren.

Werden die Rechenreiniger in Eigenproduktion gefertigt?

Jank: Sowohl die Schutzrechen als auch die dazu gehörigen Reinigungsanlagen werden zur Gänze an unserem Firmensitz in Jeging produziert. Mir ist auch kein anderer Hersteller bekannt, der die Rechen-Profilstäbe selbst herstellt – und zwar in jeder Dimension. Mit unserer Profilstabfräse sind wir in der Lage, auch richtig große Rechen selbst herzustellen.

Nur die Verzinkung geschieht durch einen externen Dienstleister. Außerdem werden alle Rechenreinigungsanlagen vor der Montage komplett bei uns aufgebaut und auf ihre ordnungsgemäße Funktionalität hin überprüft. Übrigens setzen wir bei den Putzharken zu 100 Prozent auf Stahlzähne anstelle von Bürs-

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Schwerpunkt

Gibt es verschiedene Ausführungen von horizontalen Rechenreinigern?

Jank: Es gibt unterschiedliche Arten von Antrieben. Unsere Rechenreiniger sind in der Regel elektrohydraulisch, also mit einem mitfahrenden Hydraulikaggregat, ausgeführt. Es gibt aber auch die Möglichkeit rein mechanischer Ausführungen. Selbige kommen dort zum Einsatz, wo der Lärmschutz hohe Priorität hat. Dabei werden Getriebemotoren mit Frequenzumrichtern verwendet, die beispielsweise in den Nachtstunden bewusst langsam und schallreduziert arbeiten können. Das Kraftwerk Oberföhring in München ist eine sehr gute Referenz für diese Ausführung. Aufgrund seiner Lage im Englischen Garten im Stadtgebiet mussten dort extreme Schallgrenzen eingehalten werden.

Die Außenhülle des 2017 komplett modernisierten Kraftwerks Brückenmühle im hessischen Weilburg an der Lahn steht unter Denkmalschutz. Die gesamte Anlage ist daher im denkmalgeschützten Gebäude auf engstem Raum mit der Turbine untergebracht. Ebenfalls installiert wurden sohl- und oberflächennahe Fischabstiege.

Rechenfeld • Länge: 8.000 mm • Höhe: 2.300 mm • Stablichte: 15 mm

Rechenreiniger • Jank HRRM800

Wie viele horizontale Rechenreinger werden von Jank im Schnitt pro Jahr gefertigt?

Jank: Pro Jahr bis zu 20 Anlagen in ganz Europa. In Summe haben wir bisher mehr als 230 Anlagen ausgeliefert.

Sind horizontale Rechenreiniger technisch ausgereift oder können diese noch weiter verbessert werden?

Jank: Mechanisch gesehen ist das System seit zwei Jahrzehnten ziemlich ausgereift. Im Detail lässt sich natürlich immer etwas verbessern, ­beispielsweise beim Thema Wartung, Werkstoffen oder auch den Verschleißteilen. Interessanterweise beschäftigen sich aktuell mehrere ­wissenschaftliche Studien mit dem Thema Fischschutz und Horizontalrechen. Diesem Themenfeld ist bei der ursprünglichen Entwicklung des Systems nur sehr wenig Beachtung zugekommen.

Foto: Jank

Was unterscheidet einen 2018 von Jank gefertigten horizontalen Rechenreiniger vom Prototypen aus den 1980er Jahren?

Jank: Am grundsätzlichen System hat sich nur wenig verändert. Die „Doppelprismenführung“ wie wir es nennen, also die Formrohre, auf denen sich der Rechenreiniger bewegt, ist noch immer dasselbe Prinzip.

Das System wurde vor mehr als 35 Jahren von uns entwickelt und hat sich aufgrund seiner Genauigkeit und Robustheit bis in die Gegenwart bestens bewährt. Beim Antrieb hingegen setzen wir heute auf eine stehende anstelle einer mitlaufenden Kette. Weiters gab es Anpassungen beim Abheben des Reinigungsarms vom Rechen. Zudem wurden im Laufe der Jahre immer mehr Details am Rechenschlitten verbessert.

Speziell bei der Eigenanlage in Hangendenstein haben wir sehr viel über mechanische Festigkeit gelernt.

Foto: Jank

tenlösungen oder Kunststoffkämmen. Diese Ausführungen greifen richtig tief in das Rechenfeld ein – bei einem feinen Rechen mit 15 bis 18 mm Stababstand mindestens 2 cm – und sorgen somit für eine effektive Entfernung von Schwemmgut.

Das Restwasserkraftwerk Oberföhring in München liegt mitten im Englischen Garten der bayrischen Landeshauptstadt. Der Einlauf des Kraftwerkes zweigt direkt am dort ausgeleiteten Isarkanal ab und ist mit einem Horizontalrechen ausgerüstet. Das Schwemmgut wird dort nicht über einen Grundablass abgespült, sondern verbleibt im Isarkanal und wird am nächsten Kraftwerk behandelt. Aufgrund der Nähe zu Wohnhäusern waren extreme Vorgaben hinsichtlich Schallleistungspegel einzuhalten. Diese Vorgabe konnte durch den Einsatz eines frequenzumrichtergesteuerten Antriebs erfüllt werden.

Rechenfeld • Länge: 12.000 mm • Höhe: 2.600 mm • Stablichte: 40 mm

Rechenreiniger • Jank HRRM800 Elektroantrieb stufenlos

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Foto: EWA

Foto: Foto: Braun Geppert

Foto: zek

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Das äußere Erscheinungsbild lässt keinen Zweifel: Hier handelt es sich um eine Horizontale RRM aus dem Hause Braun Maschinenfabrik. Zuverlässig, robust und effizient präsentiert sich die Maschine seit rund drei Jahren am Kraftwerk Stanzertal.

OBERÖSTERREICHISCHER BRANCHENSPEZIALIST STELLT MAXIMALE ANLAGENVERFÜGBARKEIT SICHER Know-how, große Erfahrung, Flexibilität und Mut zur Innovation zeichnen die technischen Lösungen von Braun Maschinenfabrik für die Wasserkraft aus. Das Vöcklabrucker Branchenunternehmen hat bereits vor einigen Jahren auf die erhöhte Nachfrage nach Horizontalrechen reagiert und bietet heute diese Variante in der bekannt hohen Braun-Qualität an.

Und die steht für: technische Ausgereiftheit, Robustheit und Zuverlässigkeit für viele Jahre. Zahlreiche Referenzanlagen im In- und Ausland sind dafür Beleg.

Foto: zek

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DER INNOVATIONSMOTOR BRUMMT Warum heute der Trend bei Neubauten und Revitalisierungen häufig eher zu Horizontalrechen geht, hat vor allem fischökologische Ursachen. Geringe Stababstände von 15 bis 30 mm sowie niedrige Strömungsgeschwindigkeiten ermöglichen es den Fischen, sich von selbst wieder vom Einlauf zu lösen. Erhöhter Fischschutz stellt somit ein wesentliches Argument zugunsten der horizontalen Rechenvariante dar. Um dennoch einen effektiven Kraftwerksbetrieb gewährleisten zu können, kommen dabei häufig strömungsoptimierte Stabdesigns zum Einsatz. Eine leistungsfähige und zuverlässige Rechenreinigungsmaschine (RRM) sorgt vollautomatisch dafür, dass der volle Querschnitt des Rechens permanent durchströmbar bleibt.

Mit diesen Attributen hat sich der Branchen­ spezialist Braun Maschinenfabrik auch im Bereich der Horizontalrechen-Technik einen hervorragenden Namen gemacht. Es ist mittlerweile auch über die österreichischen Gren-

zen hinaus dafür bekannt, dass sein „Innovatiationsmotor“ stetig brummt. Gerade die Referenzanlagen der vergangenen Jahre belegen dies nachdrücklich.

Grafik: Braun

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in Wirkungsgradplus durch neue Turbinen und Generatoren ist schön und wünschenswert. Der entsprechende Effekt auf das Jahresarbeitsvermögen stellt sich allerdings nur dann ein, wenn auch die Einströmung an der Fassung dauerhaft ungehindert ist. Daher zählt ein strömungstechnisch optimierter Feinrechen im Zusammenwirken mit einer zuverlässigen und effektiven Rechenreinigungsmaschine nach wie vor zu den prägendsten und wichtigsten Komponenten eines Wasserkraftwerks. Dies gilt sowohl für die vertikale als auch für horizontal angeordnete Rechentypen. Außerdem ist für beide Varianten gleichermaßen gültig, dass die Qualität der Treibgutbeseitigung am Feinrechen üblicherweise von drei Hauptfaktoren bestimmt wird: zum einen von der lichten Stabweite, zum anderen von eventuellen Turbulenzen im Einströmbereich und darüber hinaus noch von der Belegungsdichte. Die optimale Konzeption eines effektiven Feinrechens bedarf daher Know-how und Expertise.

Die Horizontal-Rechenanlagen von Braun Maschinenfabrik bewähren sich auch unter erschwerten Bedingungen.

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Fotos: Porr

Grafik: Braun

Auf einer Länge von 48 m wird in naher Zukunft eine neue HorizontalRechenreinigungsmaschine für Durchgängigkeit am Feinrechen des oberösterreichischen Kraftwerks Danzermühl sorgen.

SOUVERÄN IM TIROLER OBERLAND Eine jener Vorzeigeanlagen in dieser Hinsicht stellt das Kraftwerk Stanzertal im Tiroler Oberland dar, das im Herbst 2015 seinen Betrieb aufgenommen hat. Für die in der Arlberg-Gemeinde Flirsch situierte Wasserfassung lieferte Braun Maschinenfabrik neben Wehrklappe und Dotierschütz auch einen horizontalen Feinrechen für den Seiteneinzug. Die dazugehörige horizontale RRM wurde dabei nicht nur robust und leistungsstark ausgelegt, sondern auch so ausgeführt, dass sie sogar bei den zu erwartenden tiefen Temperaturen im Winter voll einsatzfähig bleibt. Natürlich arbeitet sie vollautomatisch, fährt ab einer Pegeldifferenz von 5 cm selbsttätig an. Nach drei Jahren Betrieb zeigen sich die Betreiber des KW Stanzertal mit der qua-

litativen Ausführung der Maschine durch Braun Maschinenfabrik absolut zufrieden.

Eine brandneue Referenz geht aktuell gerade im Tiroler Außerfern in Betrieb. Für das Kraftwerk Höfen, an dem die bestehenden Wehrfelder aufgeweitet wurden, steuert das Vöcklabrucker Branchenunternehmen ebenfalls einen strömungsoptimierten Horizontalrechen inklusive einer leistungsstarken RRM bei. Damit wird an dem Kraftwerk des E-Werks Reutte (Gesamtbericht dazu in der kommenden Ausgabe) nicht nur die fischökologische Situation am Einlauf verbessert, sondern darüber hinaus auch der Hochwasserschutz. Mit den neuen technischen Lösungen will man die Verlegung der Wehrfelder durch Lech-Hochwässer vermeiden, wie dies 1999 und 2005 der Fall war.

Innovations for waterpower all over the world.

PRÄZISION AUF 48 METER Ein ebenfalls ganz neues Referenzprojekt in Sachen Horizontalrechen entsteht derzeit an der Traun im oberösterreichischen Laakirchen. Es handelt sich um den Neubau des Traditionskraftwerks Danzermühl, das sich derzeit noch in der Bauphase befindet. Dabei beeindruckt vor allem die schiere Größe der Rechenfläche, die in Summe 240 m2 beträgt.

Der Rechen ist 48 m breit und 5 m hoch.

Der Stababstand des Rechens entspringt einem Kompromiss zwischen Ökologie und energiewirtschaftlichem Erfordernis: Er wurde im oberen Bereich mit 45 mm und darunter mit 30 mm ausgeführt. Die Konstruktion besteht aus Flach- und Rundstäben, die zu mehreren Rechenfeldern zusammengeschweißt wurden. Die Rechenfelder sind miteinander verbunden, sie wurden auf 11 vertikale Rechenträger, die übrigens ebenfalls in strömungsoptimiertem Design ausgeführt wurden, mittels Schraubverbindungen befestigt. Um den großen Feinrechen frei von Geschwemmsel zu halten, kommt eine horizontale Rechenreinigungsmaschine mit hydraulischem Antrieb zum Einsatz. Deren Steuerung erfolgt wahlweise vollautomatisch, per Funkbetrieb oder manuell. Wie der Rechen und die Maschineneinheit kommt auch das Steuerungssystem direkt von der Braun Maschinenfabrik.

In den Feinrechen und Rechenreinigungsmaschinen stecken nicht nur jahrzehntelanges Know-how und Erfahrung, sondern auch jede Menge neuerer Forschung und Entwicklung. Die horizontalen Rechensysteme zählen zu jenen jüngeren Entwicklungen im Hause Braun Maschinenfabrik, die mit ihrer Qualität die Trends vorgeben.

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MASCHINENFABRIK

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Die auf Metalltechnik spezialisierte GMT Wintersteller GmbH aus Salzburg hat sich in den vergangenen Jahrzehnten einen hervorragenden Ruf bei der Umsetzung von hochwertigen Stahlwasserbaulösungen erarbeitet. Zum Portfolio des mit modernsten Fertigungsanlagen ausgestatteten Unternehmens zählen unter anderem Grob- und Feinrechen inklusive hydraulischer Reinigungsanlagen, alle Arten von Schützen und Reguliereinrichtungen sowie hydraulische oder mechanisch betätigte Stauklappen. Bei dem 2014 durchgeführten Neubau der Wehranlage Göstling für das niederösterreichischen Traditionskraftwerks Opponitz konnten die Tennengauer gleich mehrere unternehmenseigene technische Bestmarken setzen. Der Auftrag zur Ausführung des gesamten Stahlwasserbaus umfasste sowohl die bislang größten Wehrklappen als auch die längste horizontale Rechenreinigungsmaschine.

W

enige Jahre nach Ende des 1. Weltkriegs wurden in der 1. Republik Österreich vermehrt Großwasserkraftprojekte ins Leben gerufen. Mit der Nutzung vorhandener Ressourcen durch den Bau von Wasserkraftwerken sollten den Staatshaushalt stark belastende Energieimporte aus dem Ausland verringert werden. Neben dem 1926 fertig gestellten Wasserleitungskraftwerk Gaming, das vom Trinkwasser der II. Wiener Hochquellenleitung angetrieben wird, entstand ebenfalls im Südwesten von Niederösterreich zwischen 1922 und 1924 das Kraftwerk Opponitz. Die historische Anlage nutzt einen Höhenunterschied von rund 125 m zwischen den nur 11 km Luftlinie voneinander entfernten Gemeinden Opponitz und Göstling. An der Wehranlage Göstling wird seit nun bald 100 Jahren die Ybbs gefasst und das Triebwasser durch ein vorwiegend geschlossenes Stollensystem zur Turbinierung im denkmalgeschützten Krafthaus in Opponitz geleitet. Nachdem man die elektromaschinelle Ausstattung schon Mitte der 1990er Jahre einer Modernisierung unterzogen hatte, war es rund 20 Jahres später Zeit für einen Neubau der Wehranlage nach ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten. Zusätzlich gab der Betreiber „Wien Energie“ eine sich über rund 3 Kilometer

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Fotos: zek

HORIZONTALER RECHENREINIGER IN ÜBERLÄNGE FÜR NIEDERÖSTERREICHISCHES TRADITIONSKRAFTWERK

Für die zwischen 2013 und 2014 neu errichtete Wehranlage Göstling des Traditionskraftwerks Opponitz im Südwesten von Niederösterreich fertigte die GMT Wintersteller GmbH die bislang längste horizontale Rechenreinigungsmaschine aus Eigenproduktion. Bilder wurden kurz vor Projektabschluss im Herbst 2014 aufgenommen.

erstreckende Generalsanierung des Druckstollens auf dem Gemeindegebiet von Opponitz in Auftrag. Insgesamt wurden rund 30 Millionen Euro in das Projekt investiert.

Durch den Neubau entspricht das Traditionskraftwerk sowohl dem modernen Stand der Technik als auch den Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie.

ENGPASSLEISTUNG UM 30 PROZENT GESTEIGERT Ein Hauptaugenmerk bei der Neuerrichtung der Wehranlage bestand in wirtschaftlicher Hinsicht in der Effizienzsteigerung des Kraftwerks. Dies erreichte man durch eine Steigerung der Ausbauwassermenge von 10 auf 12,4 m³/s, wodurch sich in weiterer Folge die Engpassleistung um rund 30 Prozent er-

höhte. Gleich­zeitig wurde mit einer Verviel­ fachung der Restwasserabgabe von vormals 250 l/s auf mindestens 1.200 bis 2.200 l/s eine Optimierung der hydrobiologischen Situation geschaffen. Durch den Einbau einer Restwasserturbine an der Wehranlage kann zudem das energetische Potential der Pflichtdotation zur Stromerzeugung genutzt werden. Mit der Errichtung einer als „Vertical-Slot-Pass“ ausgeführten Fischaufstiegshilfe wurde des Weiteren die ökologische Durchgängigkeit sichergestellt.

TECHNISCHE BESTMARKEN GESETZT Gewichtigen Anteil an der erfolgreichen Realisierung des Projekts hatte die GMT Wintersteller GmbH aus Salzburg mit der Planung

Auf einer Länge von 25 m entfernt die seitlich fahrbare Maschine das Schwemmgut vom 2,6 m hohen Horizontalrechen. Hydraulikaggregat und Steuerungstechnik wurden auf der Oberseite des Rechenreinigers platziert.

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Schwerpunkt

Bereits 2010 lieferte die GMT Wintersteller GmbH eine Rechenreiniger in horizontaler Ausführung für das Kraftwerk St. Gallen in der steirischen Eisenwurzen.

Der Auftrag umfasste den gesamten Stahlwasserbau inklusive zweier jeweils 22,5 t schwerer Wehrklappen.

und Ausführung des gesamten Stahlwasserbaus. Für die beiden Wehrfelder lieferte das Unternehmen mit jahrzehntelanger Erfahrung im hydromechanischen Bereich die bislang größten in Eigenproduktion gefertigten Wehrklappen. Die millimetergenaue Montage der jeweils 14,5 m breiten und 5,2 m hohen Bauteile mit einem Gewicht von jeweils 22,5 t erfolgte im Herbst 2013 und im Frühjahr 2014. Eine weitere technische Bestmarke wurde bei der Ausführung des horizontalen Einlaufrechens und dem dazugehörigen Rechenreiniger gesetzt. Das Profil des 2,6 m hohen vollverzinkten Rechens besteht aus 50/5 mm Flachstahl und weist eine lichte Weite von 20 mm auf. Bei einer Reinigungslänge von insgesamt 25 m stellt die seitlich fahrbare Maschine die bislang längste von GMT gefertigte horizontale Rechenreinigungsmaschine dar.

RECHENLÄNGE ERFORDERT SONDERAUSFÜHRUNG Die erforderliche Reinigungslänge geht mit erhöhten statischen Belastungen für die ein-

zelnen Bauteile des Rechenreinigers sowie Schwingungen und Pendelbewegungen des Reinigungsarms einher. Diese technische ­Herausforderung konnte dadurch bewältigt werden, indem die Konstrukteure das Hy­ drau­ lik­ aggregat mit der Steuerungstechnik ge­­­­­­­meinsam auf der Oberseite der Maschine platzierten. Die Regelung des Rechenreinigers wurde in die übergeordnete Leittechnik des Kraftwerks integriert. Grundsätzlich funktioniert die Steuerung der Maschine über Niveausonden, die bei entsprechender Pegeldifferenz einen Reinigungsvorgang auslösen.

Weiters kann der Rechenreiniger anhand eines vorgegebenen Zeitintervalls oder durch manuelle Bedienung in Betrieb genommen werden. Beim Reinigungsvorgang an sich wird das angesammelte Schwemmgut von einer Putzharke vom Rechen entfernt und über den Grundablass wieder in den natürlichen Gewässerverlauf der Ybbs gespült. Um den Rechenreiniger in der kalten Jahreszeit bestmöglich vor den Witterungseinflüssen zu schützen, wurde die Anlage mit einer eigenen

Überdachung ausgerüstet. Die elektrische Beheizung der Kabel-Schleppkette stellt einen frostsicheren Betrieb bei Minustemperaturen sicher.

XXL-GERÄT SEIT 2014 IN BETRIEB Mittlerweile verrichtet der XXL-Rechenreiniger seit über drei Jahren an der noch 2014 fertig gestellten Wehranlage seinen Betrieb.

Seit der Inbetriebnahme konnte die Maschine ihre qualitativ hochwertige Ausführung und Funktionstüchtigkeit bei unterschiedlichen Zuflussbedingungen und Jahreszeiten voll unter Beweis stellen. Die für die Konstruktion der Maschine zuständigen Techniker bei GMT-Wintersteller zeigten sich nach Abschluss des Projekts sehr zufrieden. Der Erfahrungen von der Konzeption über die Produktion im Werk bis hin zur Montage der massiven Wehrklappen und dem extralangen Rechenreiniger haben gezeigt, dass man sich in der Umsetzung von technischen Superlativen als äußerst kompetent erwiesen hat.

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Foto: Geppert Foto: EWA

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Am Kraftwerk Hard bei Winterthur setzte man auf die Vorteile des Horizontalrechens. Der Feinrechen sowie die zugehörige Rechenreinigungsmaschine wurden vom Südtiroler Branchenspezialisten Wild Metal realisiert.

SÜDTIROLER RECHENREINIGUNGSTECHNIK FÄHRT AUF DER INNOVATIONSSCHIENE

Hoher technischer Standard, maßgeschneiderte Lösungen und markantes Design sind die Zutaten des Rezepts, das die stahlwasser- und maschinenbaulichen Ausführungen des Südtiroler Branchenspezialisten Wild Metal auszeichnet. Mittlerweile sind seine stahlwasserbaulichen Lösungen nicht nur in den DACH-Ländern und Italien, sondern auch international sehr gefragt.

Wenig überraschend zählt das Unternehmen aus Ratschings daher auch zu den jenen Anbietern, an die sich Kraftwerksbetreiber wenden, wenn sie neue Horizontalrechen und die dazugehörigen RRM planen. Zig Referenzanlagen dienen dafür als Visitenkarte.

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ab. Daher sind Betreiber auch gut beraten, bei der Konzeption von Horizontalrechen mit den Spezialisten der Branche zu spre­ chen, wie etwa der Firma Wild Metal – nur wenige Kilometer südlich des Brenners gele­

Eine Putzbreite von 16 m bewältigt die horizontale RRM am Einlauf des Kraftwerks Gohlhaus im Kanton Bern.

photo: zek

Foto: zek

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Kraftwerksbetrieb. Letzterer hängt dabei nicht nur vom gewählten hydraulischen De­ sign der verwendeten Rechenstäbe, sondern auch von der Effizienz und Zuverlässigkeit der eingesetzten Rechenreinigungsmaschine Foto: zek

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er Rechen am Einlauf entscheidet nicht selten darüber, wie effektiv sich die Per­ formance bzw. die Jahreserzeugung ei­ ner Wasserkraftanlage darstellt. Dabei geht es um möglichst optimale strömungstechnische Bedingungen einerseits sowie um die gene­ relle Verfügbarkeit andererseits. Zusätzlich kommt heute noch ein weiterer Aspekt ins Spiel – und zwar die ökologische Verträglich­ keit, oder anders ausgedrückt: die Fisch­ freundlichkeit des Systems. EU-weite Ziele und nationale Gesetzgebungen machen zu­ nehmend Fassungsvarianten erforderlich, bei denen die Fische möglichst keinen Schaden nehmen.

Als sehr gute Lösung für diese Frage hat sich in jüngster Zeit der Einsatz von schräg zur Anströmrichtung ausgerichteten Horizontal­ rechen etabliert, die einerseits als Schutzbarriere und anderseits als Leithilfe für die Wanderung der Fische fungieren. Horizon­ talrechen vereinigen somit die geforderte Fi­ schfreundlichkeit mit den wesentlichen hy­ draulischen Kriterien für einen effizienten

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Foto: Wild Metal

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Fotos: Porr

Da direkt hinter der Wasserfassung des KW Kaufmannsmühle ein Spazierweg vorbeiführt, wurde die Rechenanlage zum Schutz mit einer Polycarbonat-Einhausung versehen.

PUTZVORGANG IM FLÜSTERMODUS Ein brandneues Referenzprojekt eines Horiz­ tontalrechens mit RRM hat der Südtiroler Foto: Wild Metal

PRÄZISION AUF 16 METER LÄNGE Durchaus speziell waren etwa die Anforde­ rungen, die der Bau des Kraftwerks Gohlhaus im Berner Lützelflüh an die erfahrenen Inge­ nieure von Wild Metal stellen sollte. Vor al­ lem die Rechenfeldlänge von 16 m an dem im Sommer 2016 eröffneten Emme-Kraft­ werk war ein Schritt in eine neue Größendi­ mension. Der Feinrechen weist eine lichte Stabweite von 15 mm auf und entspricht da­ mit den strengen Anforderungen des Fisch­ schutzes. Die Rechenreinigungsmaschine RRM wurde so konzipiert, dass der Arm mit

der Putzharke das Schwemmgut seitlich ab­ streift, wodurch es dann weiter über den Spülschütz ins Unterwasser geleitet wird. Der Reinigungsbetrieb an sich geht sehr zügig vo­ ran. Mit 80 cm/s bewegt sich der Putzarm, angetrieben von einem hochwertigen Servo­ motor, vollautomatisch über den Einlauf.

Dank einer präzisen Wegerfassung verfügt die Anlage stets über die millimetergenaue Positionsinformation des Putzarms. Darüber hinaus wurde die RRM auch sehr robust aus­ geführt, schließlich muss sie auch in der Lage sein, den durchaus häufig zu erwartenden Hochwässern der Emme standzuhalten.

Flüsterleise arbeitet die neue RRM am Horizontalrechen des Kraftwerks Kaufmannsmühle.

Branchenspezialist erst vor kurzem im ober­ österreichischen Windischgarsten zum Ab­ schluss gebracht. Für das Ausleitungskraft­ werk Kaufmannsmühle am Dambach mitten im Ortskern der Gemeinde lieferte Wild Me­ tal im Paket der gesamten stahlwasserbauli­ chen Ausrüstung auch einen modernen Ho­ rizontalrechen mit einer Einlaufbreite von 6 m und einer Tauchtiefe von 1,2 m, der von einer volllautomatischen RRM gereinigt wird. Durch die geringe Durchgangsweite von 18 mm in Kombination mit einer gerin­ gen Fließgeschwindigkeit am Rechen wird effektiv verhindert, dass Fische am Rechen „angesaugt“ werden und dort verenden. Be­ sonders großen Wert wurde von Betreibersei­ te auf die RRM gelegt, die neben ihrer soli­ den Funktionalität noch ein weiteres

Foto: zek

gen. In den letzten Jahren hat das Unterneh­ men aufgezeigt, wie hohe Qualität und Inno­ vation vereint optimale technische Lösungen hervorbringen.

Am Kraftwerk Susasca wurde von einem vertikalen Feinrechen auf einen Horizontalrechen umgebaut.

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Grafik: Wild Metal

Foto: zek

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Der Horizontalrechen für das 6 MW-Kraftwerk Susasca wurde 2016 anstelle eines vertikalen Feinrechens installiert. Die Ingenieure von Wild Metal warteten dabei mit einer speziellen Lösung für ein bislang sehr unangenehmes Problem mit kleinen Eisstücken auf, die im Inneren des Rechens zusammenfroren: Durch eine Beheizbarkeit des Rechenelements auf drei Seiten wird nun die Eisbildung an den Rechenstäben verhindert.

Kriterium erfüllen musste: Geräuscharmut.

Da in direkter Umgebung der Wasserfassung Anrainer zuhause sind, sollte von der Bewe­ gung des Putzarms möglichst wenig zu hören sein. Dank der ausgeklügelten Fahrtechnik, wobei die Geschwindigkeit über Frequenz­ umformer geregelt wird, und einer hochwer­ tigen Ausführung gelang es letztlich, einen flüsterleisen Betrieb zu gewährleisten. Aus Sicherheitsgründen – ein Weg führt rück­ seitig unmittelbar am Fassungsbereich vorbei – wurde die RRM vollständig mit einer Poly­ carbonat-Abdeckung eingehaust. Der Be­­trei­ ber der Anlage zeigte sich höchst angetan von den technischen Lösungen aus dem Hause Wild Metal.

DIE LÖSUNG GEGEN „CRUSHED ICE“ Bei den beiden genannten Kraftwerken Gohlhaus und Kaufmannsmühle handelt es sich um exemplarische Referenzbeispiele für

Dank einer Plexiglas-Einhausung ist die Rechenreinigungsmaschine an der alpin gelegenen Wasserfassung des KW Susasca gut geschützt.

Niederdruckanlagen. Doch auch bei Hoch­ druckanlagen werden heute immer öfter Ho­ rizontalrechen installiert. Ein echtes Vorzei­ geprojekt in dieser Hinsicht stellt die Wasserfassung am Kraftwerks Susasca unweit des bekannten Flüelapasses dar. 2016 erfuhr die Anlage nicht nur eine Erweiterung der elektromaschinellen Einrichtung, sondern auch einen Umbau an der Wasserfassung. An Stelle des fünf Jahre alten, vertikalen Rechens sollte ein neuer Horizontalrechen mit 18 mm Spaltbreite installiert werden. Zwei Gründe lagen dem zugrunde: Einmal wollte man eine fischökologische Verbesserung bewirken, zum anderen ein Schwank-Sunk-Problem beheben, das sich in den Wintermonaten durch kleines, quasi „crushed“ Eis eingestellt hatte. Dieses verklebte im Inneren des Re­ chens und verstopfte ihn. Nach dem Abstel­ len der Maschinen, dem manuellen Ausräu­ men des Rechens und dem Wiederanfahren

kam es in der Restwasserstrecke immer wieder zu Schwallbildung. Die Lösung dafür lieferte Wild Metal mit einem speziellen Horizontalrechen, der dreiseitig beheizt wer­ den kann. Auf diese Weise wird die Eisbil­ dung bereits am Rechen verhindert. Die Winter danach zeigten eindrücklich: es funk­ tioniert.

Das Team von Wild Metal unter der Leitung von Markus Wild steht nicht umsonst im Ruf, sehr flexibel auf Kundenwünsche und spezielle Anforderungen reagieren zu kön­ nen. Individuelle technische Lösungen, die dabei höchste Standards in Sachen Funktio­ nalität und Zuverlässigkeit erfüllen, gelten mittlerweile als Markenzeichen des Südtiro­ ler Stahlwasserbauers. Darüber hinaus be­ kommen Wasserkraftkunden bei Wild Metal auch noch das „Tüpfelchen auf dem i“ – und zwar das typische, markante Design eines Stahlwasserbauers von Format.

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