zek Hydro - Ausgabe 5 - 2016

OKTOBER 2016

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

Fachmagazin für Wasserkraft

HYDRO

Kompakte Wasserkraft Komplettlösungen für die Automatisierung von Kleinwasserkraftwerken

StreamDiver in der Praxis Stadtkraftwerk in Olten am Netz Schwerpunkt – Technische Innovationen Tiroler Turbinenspezialist feiert neue Betriebshalle

Foto: ADEV

Automatisierungslösungen von Rittmeyer sind modular aufgebaut und höchst funktional. Standardisierte Prozesse von der Planung bis zur Inbetriebnahme garantieren grösste Effizienz und Wirtschaftlichkeit.

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Rohrsysteme für Wasserkraftanlagen aus GFK. Flowtite-Rohre bestehen aus glasfaserverstärktem Polyesterharz, kurz GFK. GFK ist extrem leicht, enorm fest und erstaunlich flexibel. Flowtite-Rohre eignen sich für alle Druck- und drucklosen Anwendungen, in denen traditionell Guss-, Stahl-, Stahlbeton oder Steinzeugrohre eingesetzt werden.

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HYDRO

Zur Sache

DIE BRANCHE IST NUR SO STARK WIE IHRE INDUSTRIE

I

m Herbst, wenn die Tage kürzer werden, rückt man ein zusammen. Kommunikation und Miteinander werden zum Gebot der Jahreszeit: Zu keiner anderen Zeit des Jahres stehen für die Brancheninsider der alpinen Wasserkraft derartig viele Veranstaltungen auf dem Programm. Das hat mittlerweile Tradition, auch wenn die für so manch „alten Hasen“ schon ein wenig übertrieben gepflegt wird. Neben den Einweihungsfeiern, Gleichenfeiern, Jubiläen, Grundsteinlegungen oder Spatenstichen rücken natürlich die Tagungen, Kongresse und Messen in den Blickpunkt der Aufmerksamkeit: Die Angebotspalette dabei ist breit, maßgeschneidert für unterschiedliche Zielgruppen. Verstärkte Praxisnähe hat sich etwa das Internationales Anwenderforum des OTTI auf die Fahnen geschrieben, länderspezifische Themen erwarten die Besucher der nationalen Kleinwasserkrafttagungen, überregionale Agenda mit geschultem Blick über den Tellerrand werden an der Renexpo Interhydro geboten, und bei der ViennaHydro in Laxenburg bei Wien kommen wie üblich die Technik-Affinen und -Geschulten voll auf ihre Kosten - um die wohl wichtigsten vier Veranstaltungen in diesen Monaten zu nennen. Sie alle haben ihre Berechtigung und dienen neben ihrer Funktion von Wissenstransfer vor allem auch als Foren für den freien Meinungsaustausch. Und ihre Bedeutung ist nicht hoch genug einzuschätzen: Noch immer können die Betreiber von den Erfahrungen und Kenntnissen der anderen profitieren - egal, ob einer sein Kraftwerk nun in der Schweiz, oder in Südtirol, oder in Bayern, oder irgendwo in Österreich betreibt. Alleine die Stärkung und Erweiterung persönlicher Netzwerke tragen zur Wertschätzung dieser Events bei. Mögen sich die Zielgruppenorientierungen der einzelnen Veranstaltungen auch unterscheiden – eines haben sie zweifelsohne gemein: Sie alle suchen und nutzen die Kooperation der Branchenunternehmen. Die Veranstalter können dabei seit Jahren auf ein starkes Fundament bauen, das von innovativen Marktteilnehmern gebildet wird. Branchenunternehmen, die allerdings längst ihr Hauptgeschäft am globalen Markt machen, deren Umsatzanteil in Mitteleuropa nur mehr einstellige Prozentwerte ausmachen. Dass dieser Umstand keine vorteilhafte Entwicklung darstellt, liegt auf der Hand. Es ist daher auch verständlich und nachvollziehbar, dass sich die Unternehmen sinnvolle Rahmenbedingungen für einen vitalen Heimmarkt erwarten. Diese sind derzeit gerade in Österreich nicht oder nur zum Teil gegeben. Die Gründe für die aktuell schwierige Situation am mitteleuropäischen Wasserkraftmarkt wurden an dieser Stelle schon häufiger thematisiert.

Dass man widrigen Rahmenbedingungen auch ganz anders als mit Lamenti, Kritik und Zögerlichkeit begegnen kann, beweisen aktuell einige dieser Branchenunternehmen. Es ist erfreulich zu beobachten, dass eine Mehrzahl der Betriebe die aktuellen Herausforderungen mit großem Engagement und unternehmerischer Entschlossenheit und Courage annimmt. Als jüngste Beispiele dafür seien etwa die Firma Geppert aus Hall erwähnt, die entgegen erheblicher äußerer Widerstände eine nagelneue Betriebshalle realisiert hat, oder der oberösterreichische Turbinenspezialist Global Hydro, der ebenfalls den Ausbau seiner Fertigungskapazitäten vorantreibt und sich höchst ambitionierte Ziele für die nächsten Jahre gesteckt hat. Von den Events dazu lesen Sie in der aktuellen Ausgabe. Natürlich haben wir für Sie auch einige spannende Kraftwerksprojekte besucht und dabei einige interessante Lösungen entdeckt.

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

Ihr Mag. Roland Gruber Chefredakteur

Oktober 2016

03

MEHR ENERGIE AUS WASSERKRAFT ELEKTROMECHANISCHE AUSRÜSTUNG FÜR WATER TO WIRE LÖSUNGEN BIS 20 MW PRO MASCHINENSATZ

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Geppert plant, fertigt, montiert, servisiert und modernisiert Pelton-, Francis-, Diagonal- und Kaplanturbinen für Wasserkraftwerke.

Ab Herbst 2016 wird im neuen Betriebsstandort in der Geppertstraße 6 in Hall in Tirol produziert.

Geppert GmbH Geppertstraße 6 6060 Hall in Tirol Austria

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AUSTRIA

HYDRO

Inhalt

20 KW THURNSDORF

24 KW DÜNNERN

33 ERWEITERUNG

36 KW RAGN D‘ERR

Aktuell

Projekte

Projekte

08 Interessantes & Wissenswertes SHORT CUTS

20 Vervielfachung des Restwassers erfordert Kraftwerkszubau KW THURNSDORF

34 Umfassende Frischzellenkur für Traditionskraftwerk in Kastelruth KW PONTIVES

24 Neues Stadtkraftwerk in Olten tritt historisches Erbe an KW DÜNNERN

36 Modernes Bündner Kraftwerk nach zehn Jahren am Netz KW RAGN D’ERR

28 Neue Peltonturbine holt Maximum aus Kraftwerk KW WALDMÜHLE

40 Leistungssteigerung durch Moder nisierung und Optimierung KW MANCIOUX

Veranstaltung

42 Fine-Tuning für wirtschaftliche Abwasser-Turbine KW HOFKIRCHEN

31 Kleinwasserkraft-Branchentreffen an der Uni Innsbruck INTERNAT. ANWENDERFORUM 03 Editorial 06 Inhalt 08 Impressum

06

Oktober 2016

33 Tiroler Wasserkraft-Urgestein wagt Sprung in neue Ära GALADINNER

45 Salzburg AG investiert in Betriebs sicherheit ihrer Kraftwerke KW ZEDERHAUS & URSTEIN 48 Neues Leben für Kanal-Kraftwerk an der Ilfis im Emmental KW OBERMATT

HYDRO

Inhalt

KW OBERMATT

48

INVESTITONSSCHUB

58

STREAMDIVER

62

SMARTWATCH-APP

74

Veranstaltung

Schwerpunkt

Anzeigen

52 Salzburg AG und Verbund errich ten neues Salzach-Kraftwerk SPATENSTICH

62 Innovative Kompaktturbine über zeugt auf ganzer Linie STREAMDIVER PRAXIS

Geppert Opener Amiantit U2 Troyer U3 Rittmeyer U4

Projekte

68 Smarte Materialien ermöglichen dielektrische Elastomergeneratoren ELASTOMERGENERATOREN

Auma 13 BHM-Ing. 21 Bilfinger VAM 37 9 Bosch Rexroth Braun 18 19 Clean Energy Sourcing Dive Turbinen DKB 41 Elin 47 ELPO 35 EN-CO 19 GEOtrade 15 Gufler Metall 11 Häny AG 55 H-S AG 25 & 49 Kempinger Wasserkraft 30 Kobel 49 Koncar 17 Künz 10 MBK 30 Muhr 16 Oiles Deutschland 15 Ossberger 57 23 Porr Bau OÖ Rehart 8 66 Renexpo Interhydro Salzburg AG 39 Siemens 67 TRM-Tiroler Rohre 12 Tschurtschenthaler 35 Urbas 22 Viennahydro 11 Watec Hydro 27 & 50 Wild Metal 51 WKV-Volk 14

53 Graubündner Trinkwasserkraftwerk setzt auf Gegendrucktechnik KW LA POSSA 56 Wiederbelebtes Wasserkraftpoten zial bringt ökologische Aufwertung KW SIEBENWIRTH

Veranstaltung 58 Global Hydro feiert - Kraftwerks know-how als Exportschlager Virtueller Spatenstich

Ökologie 60 BEW errichten Fischaufstiegshilfe mit innovativer Zähleinrichtung FISCHMONITORING

70 Die Tore zum Meer: Neue Schleu- sen für den Panama-Kanal ROLLSCHÜTZ-ANTRIEBE 72 Effizient und clever: Elektrische Stellantriebe in der Wasserkraft REGELUNGSTECHNIK 74 Binnen Sekunden über Anlagen Störungen informiert SMARTWATCH-APP

Stahlwasserbau 76 Eine erfolgreiche Seilschaft – Braun & Inauen-Schätti KOOPERATION

zek HYDRO 5/2016

Oktober 2016

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HYDRO

Fotos: zek

TROTZ GEPLANTEM AUSBAU GEHT DIE WASSERKRAFTPRODUKTION ZURÜCK Die Nettobilanz in Österreich ist klar negativ: Derzeit können Ausbau, Revitalisierungen bzw. Effizienzsteigerungen nicht die Produktionsausfälle kompensieren, die sich durch die konsequente ökologische Anpassung der österreichischen Wasserkraftwerke in den letzten Jahren ergeben haben. Die Erzeugung von Wasserkraftstrom geht zurück. In Summe sind es etwa 160 Gigawattstunden an Erzeugungspotenzial, die durch Umweltschutzmaßnahmen verlorengegangen sind. Dies bringt ein echtes Dilemma mit sich: Schließlich hat sich die österreichische Bundesregierung auf einen Ausbau der heimischen Energieerzeugung von derzeit 80 auf 85 Prozent aus erneuerbaren Quellen bis zum Jahr 2030 festgelegt. Wie Barbara Schmidt, Generalsekretärin von Oesterreichs Energie, der Interessenvertretung der heimischen Energiewirtschaft, gegenüber den Oberösterreichischen Nachrichten einräumt, sei dies nicht sonderlich ambitioniert. Um dieses Ziel zu erreichen, werde man per anno rund 20 Terawattstunden mehr an elektrischem Strom produzieren müssen. Dieses Erzeugungsplus soll – so die Pläne – zu jeweils einem Drittel aus den drei regenerativen Ressourcen Wasser-, Wind- und Sonnenenergie kommen. Wie dies allerdings beim aktuellen Rückgang der Wasserkraftproduktion zu bewerkstelligen sein wird, bleibt fraglich. Gegenüber nachrichten.at meinte der technische Vorstand der Verbund Hydro Power, KarlHeinz Gruber: „Wir stehen zu der Wasserrahmenrichtlinie und haben seit 2009 190 Millionen Euro ausgegeben. Gerechnet hatten wir mit 70 bis 100 Millionen.“

Aktuell

Impressum HERAUSGEBER

Mag. Roland Gruber und Günter Seefried VERLAG

Ein Vorzeigeprojekt der letzten Jahre: die Revitalisierung des Bärenwerks der Salzburg AG. Derzeit hinken die Produktionszuwächse den Ertragsverlusten durch ökologische Anpassungen hinterher.

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

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

Patricia Pfister, pp@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-240 67 74 Mag. Andreas Pointinger, ap@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-22 82 323 MARKETING

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

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Gerade Neuprojekte haben es bei der derzeitigen Strompreissituation schwer. Viele interessante Projekte bleiben mittlerweile in der Schublade.

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08

Oktober 2016

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A-4820 Bad Ischl GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN

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

ABOPREIS

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

Auflage: 12.000 Stück

Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet

Foto: ICE

Foto: zek

Foto: zek

Das größte Wasserkraftwerk Mittelamerikas, das KW Reventazon ist nach 6-jähriger Bauzeit am Netz.

Kraftwerk Hirschsprung an der Eger

BETRIEBSSTART FÜR COSTA RICAS JAHRHUNDERT-ANLAGE Costa Rica hat nach sechsjähriger Bauzeit mit dem Kraftwerk Reventazón die größte Wasserkraftanlage in Mittelamerika in Betrieb genommen. Das Kraftwerk mit einer Leistung von 305,5 MW wurde drei Monate früher als geplant ans Stromnetz angeschlossen. Realisiert wurde es durch den staatlichen Energieversorger (ICE). Reventazón wurde vollständig in Costa Rica entworfen und gebaut, wie ICE betont, und wird Energie für 525.000 Haushalte erzeugen. Die Investitionskosten liegen bei 1,4 Mrd. Dollar. „Reventazón ist kein Zufall. Dieses Projekt, das von Talenten in Costa Rica gebaut wurde, ist das Ergebnis der Planung, Bildung und Erfahrung von ICE“, so Carlos Manuel Obregon, Direktor des Wasserkraft-Projektes. Das kleine Land mit rund 5 Mio. Einwohnern wird bereits zu großen Teilen mit Strom aus erneuerbaren Energien versorgt. 2016 konnte Costa Rica bislang an über 150 Tagen komplett auf fossile Energieträger zur Stromerzeugung verzichten.

MÜNCHNER INVESTOR ERWIRBT KRAFTWERK HIRSCHSPRUNG Nach einem Bericht der Online-Ausgabe der Frankenpost hat die Traditionsanlage Hirschsprung, bestehend aus drei Kraftwerken in einer Kette, einen neuen Eigentümer: Johannes Kraus aus München hat Anfang August die Kraftwerke Hirschsprung GmbH zu 100 Prozent von der Vorbesitzerin, der Familie Reif, erworben. Sein Ziel sei es, so Kraus gegenüber der Frankenpost, „die Anlage so weiterzubetreiben, dass niemand etwas vom Besitzerwechsel bemerkt.“ Er setzt auf Kontinuität.

Mit dem Erwerb der drei Wellertal-Kraftwerke Leupoldshammer, Hirschsprung und Neuhaus an der Eger hat der Unternehmer auch ein Stück deutsche Industriegeschichte übernommen. Die Gesamtanlage ist geprägt von einem einzigartigen Flair - Nostalgie in Gestalt von Industriedenkmälern - eingebettet in der idyllischen Landschaft eines Naturschutzgebietes in Oberfranken. 2011/2012 wurde sie teilrevitalisiert und in vielen Bereichen modernisiert.

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Foto: Hydro-Solar

Österreich ist Wasserkraftland Nummer eins. In der Branche stehen hohen Konstruktionskosten Ertragsaussichten über Jahrzehnte gegenüber – wenn die Automatisierung den Wasserfluss zuverlässig reguliert. Genau das garantiert Bosch Rexroth. Mit sicheren Automatisierungskomponenten für Turbinensteuerungen und Systemlösungen für den Abfluss- und Überlaufschutz behalten Wasserkraftanlagen den Wasserfluss zuverlässig unter Kontrolle.

21.09.16 10:23

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Fotos: Hydro-Solar

HYDRO

Aktuell

HYDRO

Wasserkraft ist die wichtigste strategische Komponente zur erfolgreichen Umsetzung der Energiestrategie 2050 des Bundesrats. Im Bild: die Zentral des KW Tunnel in Flims

Mit großem Aufwand wird die Fischdurchgängigkeit an der Elsenz in Bammental hergestellt.

SCHWEIZER NATIONALRAT BEKENNT SICH ZUR WASSERKRAFT Vor kurzem hat der eidgenössische Nationalrat sich im Rahmen der Beratung der Energiestrategie 2050 zum Marktprämien-Modell für die Schweizer Wasserkraft bekannt. Er hat somit gleich entschieden wie der Ständerat in der vergangenen Sommersession und bestehende Differenzen bereinigt. Der Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE) begrüßte diesen wichtigen Entscheid. Das Marktprämien-Modell wird in weiten Kreisen als zielführende Maßnahme für die wirtschaftlich angeschlagene Wasserkraft angesehen. Werke, die ihre Elektrizität im freien Markt unter den effektiven Gestehungskosten verkaufen müssen, erfahren so eine Linderung ihrer schwierigen Situation. Auf eine Zweckbindung dieser Unterstützungsmaßnahmen wurde verzichtet. Der VSE hält fest, dass die wirtschaftlichen Probleme der Wasserkraft damit gelindert, aber noch nicht gelöst sind. Man müsse über weitere Maßnahmen diskutieren, heißt es von Seiten des VSE.

BAMMENTALER WASSERKRAFTANLAGE WIRD UMGEBAUT Einem kürzlich veröffentlichten Bericht der Rhein-Neckar-Zeitung RNZ zufolge wird aktuell das Kraftwerk der Dohm GmbH an der Elsenz umgebaut. Nachdem bereits in jüngster Vergangenheit an der ehemaligen Beck’schen Mühle und an der Anlage der Süwag die erforderlichen ökologischen Anpassungen für eine funktionierende Fischmigration umgesetzt worden sind, folgen nun umfassende Umbaumaßnahmen an der ehemaligen Papierfabrik. Wie die RNZ berichtet, wird die Wehranlage zur Gänze neu gebaut und mit einer neuen Stahl-Wehrklappe ausgeführt. Zudem soll ein moderner Borstenfischpass integriert werden. Die Verantwortlichen hoffen auf weiterhin gutes Wetter, sodass die Arbeiten wie geplant innerhalb von drei bis vier Monaten abgeschlossen werden können. Bedingt durch die ökologischen Anpassungen soll das bestehende Kraftwerk nach Angaben der RNZ rund 12 Prozent seiner Ertragskapazitäten einbüßen.

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Foto: Radoslaw Drozdzewski / Wikipedia

Foto: zek

Aktuell

HYDRO

Aktuell

19. Internationales Seminar Wasserkraftanlagen

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

Topics:

Flexiblere Kraftwerke Transienter Betrieb Moderne Leitsysteme Pumpspeicherung Modernisierung & Instandhaltung

Numerische Berechnungen Designrichtlinien Kleinwasserkraft Rechtliche Rahmenbedingungen Nachhaltigkeitsaspekte

INSTITUT FÜR ENERGIETECHNIK UND THERMODYNAMIK

Ins tute for Energy Systems and Thermodynamics

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Das größte Kraftwerk der IKB, das KW Untere Sill, wurde im letzten Jahr modernisert. Vor kurzem wurde es im Rahmen einer 50-Jahr-Feier der Öffentlichkeit präsentiert.

Foto: CEB

Foto: zek

Das Kraftwerk Victoria ist das größte Wasserkraftwerk Sri Lankas mit einer Gesamtleistung von 210 Megawatt.

50-JAHRE-JUBILÄUM FÜR KRAFTWERK UNTERE SILL IN INNSBRUCK Im Rahmen eines Erlebnistages Wasserkraft konnten sich Ende September Interessierte über die Wasserkrafttechnik im Kraftwerk Untere Sill informieren. Zu diesem Zweck öffneten die Verantwortlichen der Innsbrucker Kommunalbetriebe IKB als Betreiber der Anlage ihre Pforten und präsentierten ein Kraftwerk, das seit einem halben Jahrhundert im Dienste der Innsbrucker Stromversorgung steht. Im größten IKB-Kraftwerk sind drei vertikale Francis-Spiralturbinen mit aufgesetztem Synchrongenerator installiert, die in Summe 32,4 m3/s verarbeiten können. Bei einer Fallhöhe von 101,8 m kommt die Anlage somit auf eine Engpassleistung von 28 Megawatt.

Foto: Hydro-Solar

VOITH MODERNISIERT KRAFTWERKSRIESEN IN SRI LANKA Sri Lankas größter Energieversorger, Ceylon Electricity Board (CEB), hat Voith mit Modernisierungsarbeiten für das Wasserkraftwerk Victoria beauftragt. Der Technologiekonzern übernimmt die Konstruktion, Lieferung und Inbetriebnahme eines neuen Stators für die erste von insgesamt drei Maschinen des Kraftwerks. Bis Ende 2017 sollen die Arbeiten abgeschlossen sein. Die Installation und Inbetriebnahme der Komponenten wird Hand in Hand mit dem Kunden in Sri Lanka erfolgen. Dabei kommt ein eigens entwickeltes Montagekonzept zum Einsatz, bei dem der Rotor installiert bleibt. Dies bedeutet minimale Stillstandszeit für das Wasserkraftwerk.

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HYDRO

Aktuell

Foto: ANDRITZ Hydro

EINWEIHUNGSFEIER DES BELGISCHEN KRAFTWERKS ANDENNE Das 1980 in Betrieb genommene belgische Kraftwerk Andenne wurde bei seiner Errichtung mit drei horizontalen Straflo-Turbinen ausgerüstet. Um die Effizienz und Flexibilität des Kraftwerks zu verbessern, wurde es im Vorjahr einem umfangreichen Upgrade unterzogen.

Zwei der drei Straflo-Maschinen wurden im Zuge dessen gegen moderne Kaplan-Rohrturbinen des Herstellers ANDRITZ Hydro getauscht. Zusätzlich wurde die Steuer- und Regelungstechnik wieder auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Insgesamt investierte die Betreibergesellschaft „EDF Luminus“ 9. Mio. Euro in die Modernisierung der 33 GWh Anlage. Anfang des Jahres 2016 wurde das Kraftwerk nach intensiver Testphase wieder erfolgreich in Betrieb genommen. Am 14. September schließlich feierte man im Beisein zahlreicher Projektbeteiligter die offizielle Einweihung der rundum erneuerten Anlage.

Foto: Vattenfall

Das belgische Laufwasserkraftwerk Andenne ging nach einer umfangreichen Modernisierung bereits zu Jahresbeginn wieder ans Netz.

Das Pumpspeicherkraftwerk Hohenwarte II im Osten von Deutschland hat eine installierte Leistung von rund 320 MW.

PUMPSPEICHERKRAFTWERK HOHENWARTE II WIRD 50 Das Pumpspeicherkraftwerk (PSKW) Hohenwarte II in Thüringen feiert am 22. September sein 50-jähriges Dienstjubiläum. Thüringens Ministerpräsident Bodo Ramelow und der Vorsitzende der Gewerkschaft IG BCE, Michael Vassiliadis, bekräftigen im Rahmen einer Jubiläumsfeier ihr Bekenntnis zur Wasserkaft. Beim PSKW Hohenwarte II handelt es sich – trotz seiner 50-jährigen Betriebszeit – um das jüngste unter den Wasserkraftwerken entlang der so genannten Saalekaskade. Zugleich ist Hohenwarte II mit einer installierten Leistung von 320 MW die größte Anlage entlang der Saale. Der letzte von insgesamt acht Pumpspeichersätzen von Hohenwarte II ging im November 1966 in den Dauerbetrieb über. Mit seinen acht jeweils 672 m langen Triebwasserleitungen ist Hohenwarte II ein weithin sichtbares und prägnantes Symbol für die vielfältigen Aufgaben, die Talsperren und Wasserkraftwerke für die Region und die Energiewende in Deutschland erbringen.

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07.02.14 12:00

HYDRO

Foto: BKW

Aktuell

Hauptstufe des Kraftwerks Fermelbach in der Gemeinde St. Stephan.

Foto: Nova Innovation

BKW WEIHT VIERTES WASSERKRAFTWERK 2016 EIN Die Schweizer BKW Energie AG hat am 17. September mit dem Wasserkraftwerk Fermelbach in St. Stephan ihr bereits viertes Kleinwasserkraftprojekt 2016 eingeweiht. Mit einer installierten Gesamtleistung von 2.14 MW werden die beiden Turbinen rund 9 GWh Strom pro Jahr produzieren. Das entspricht dem Bedarf von rund 2.000 Haushalten. Die Anlage gehört der Gesellschaft Kraftwerke Fermelbach AG (KWF), an welcher die BKW eine Mehrheit von 80 % hält. Die restlichen 20 % gehören der Gemeinde St. Stephan. Die Hauptzentrale des neuen Wasserkraftwerks Fermelbach steht im Ortsteil Matten der Gemeinde St. Stephan. Das Y-förmige Anlagenkonzept besteht aus zwei Wasserfassungen und zwei Kraftwerkszentralen. Die Zentrale Albrist turbiniert das Wasser des Albristbaches ein erstes Mal. In der Hauptzentrale Matten wird neben dem Wasser aus der Fassung Fermelbach auch das Wasser aus dem Albristbach nochmals turbiniert. Die Bauzeit für die neuen Anlagen betrug etwas mehr als zwei Jahre.

Die Gezeitenturbine erzielt eine Leistung von 100 kW.

SCHOTTLAND ERRICHTET GEZEITENKRAFTWERK Der erste Turbinenpark im Bereich der Gezeiten-Energie ist laut einem Bericht des Online-Porals „iwr.de“ Anfang September in Schottland in Betrieb gegangen. Die zweite von insgesamt drei Turbinen mit einem Leistungsvermögen von jeweils 100 kW wurde bereits im August vom schottischen Unternehmen „Nova Innovation“ installiert. Einer Aussendung des Unternehmens zufolge handelt es sich bei dem Projekt um den ersten Gezeiten-Energiepark weltweit. „Die Turbinen sind nun vollständig am Netz angeschlossen und liefern Strom. Nova Innovation spricht von einer neuen Ära für die Gezeiten-Energie als langfristige und planbare regenerative Energiequelle. Die erste Turbine in der Meerenge Bluemull Sound der Shetlandinseln hatte das Unternehmen im März 2016 installiert“, schreibt „iwr.de“.

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HYDRO

Aktuell

Foto: AUMA

Die Ausführung der AUMA Drehantriebe SA für den dauerhaften Unterwassereinsatz eröffnet neue Einsatzmöglichkeiten in Unterwasseranwendungen, unter anderem in der Wasserkraft und in der Wasserversorgung.

AUMA STELLT NEUEN UNTERWASSERANTRIEB VOR Mit dem Drehantrieb SA für den dauerhaften Unterwassereinsatz eröffnet der Hersteller AUMA neue Einsatzmöglichkeiten für elektrische Stellantriebe, insbesondere in der Wasserversorgung und in der Wasserkraft, aber auch im Stahlwasserbau und in speziellen Anwendungen von Unterwasserarmaturen. Ein lückenloses Dichtungskonzept in Kombination mit einem umfassenden Korrosionsschutz machen die Stellantriebe fit für den Unterwassereinsatz in verschiedenen Bereichen.

Doppelt dichtende Kabelverschraubungen am Elektroanschluss, Innenliegende Dichtringe an allen Gehäusedeckeln, teilweise in doppelter Ausführung, sowie eine Vollwelle aus rostfreiem Stahl am Armaturenanschluss verhindern dauerhaft das Eindringen von Wasser. „Unsere elektrischen Stellantriebe sind nicht nur einfach zu installieren – sie benötigen lediglich eine Stromversorgung und eine Signalleitung – sie zeichnen sich auch durch niedrige Betriebskosten aus und sind nahezu wartungsfrei. Außerdem sind sie in höchstem Maße umweltfreundlich, da kein Öl eingesetzt wird, das zu einer Wasserverschmutzung führen könnte. Damit sind sie eine attraktive Alternative zur Ölhydraulik“, erklärt Peter Malus, Produktmanager bei AUMA. Standardmäßig sind die Stellantriebe für Überflutungshöhen von bis zu 15 Metern zugelassen. Größere Überflutungshöhen sind auf Anfrage möglich. Alle Einstellungen am Stellantrieb – inklusive der Endlageneinstellung für Weg und Drehmoment – erfolgen non-intrusiv, also ohne das Antriebsgehäuse zu öffnen, über die Stellantriebs-Steuerung AC. Diese wird separat, komplett außerhalb des überfluteten Bereichs installiert und über Kabel mit dem Antrieb verbunden. Dabei können sogar Leitungslängen bis zu 100 Metern problemlos realisiert werden.

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HYDRO

Foto: RMD AG

Aktuell

Rohrsysteme für Wasserkraftwerke GFK-Rohre Der Einhub der 35 Tonnen schweren Kaplan-Rohrturbine konnte dank perfekter Koordination und Vorplanung optimal bewerkstelligt werden.

TRANSPORT UND EINBAU VON 35 TONNEN SCHWERER TURBINE GEGLÜCKT Nach dreitägiger Nachtfahrt erreichte am 27. August die rund 35 Tonnen schwere Kaplan-Rohrturbine des Herstellers Kössler zur Erweiterung des Kraftwerks Rothenfels der Rhein-Main-Donau AG ihr Ziel. Um 5:00 Uhr morgens übernahmen die Spezialisten der Nürnberger Autokran-Firma Markewitsch sowie das Montageteam der österreichischen Firma Kössler die weiteren Arbeiten. Zum Einheben waren zwei massive Autokräne mit einem Hubvermögen von 220 sowie 100 Tonnen im Einsatz. Dazu mussten beide Kranführer in einer mehrstündigen Aktion synchron das Bauteil vom Transportgespann abheben, in der Luft um 90 Grad drehen, über die Baugrube schwenken und schließlich in den dafür vorgesehene Turbinenschacht absenken. Die Vorbereitungen zu der spektakulären Aktion liefen über mehrere Wochen.

Die Stadtwerke Bochum rüsten das ehemalige Wasserwerk Stiepel ab 2017 zu einem Wasserkraftwerk um.

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Foto: Wikimedia CC/Frank Vincentz

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EHEMALIGES WASSERWERK IN BOCHUM WIRD ZUM KRAFTWERK UMGEBAUT Einem Bericht des Online-Portals der WAZ zufolge wollen die Stadtwerke Bochum das ehemalige Wasserwerk Stiepel in Zukunft zur Stromerzeugung nutzen. Nachdem das Wasserwerk für über 100 Jahre die Umgebung mit sauberem Trinkwasser versorgt hat, soll es künftig einem energiewirtschaftlichen Zweck dienen. „Engagements für erneuerbare Energien finden ja oft im hohen Norden oder weit im Süden statt“, erklärt Stadtwerke-Sprecher Christian Seger im WAZ-Interview. „Wir wollen hier vor Ort was machen. Windkraft und Solarenergie bieten sich hier im Ruhrgebiet nicht an, Wasserkraft hingegen schon. Vier Turbinen sollen bald 5,4 Mio. kWh Strom erzeugen. Das entspricht dem Verbrauch von rund 2.000 Haushalten in einem Jahr. „Vorher wurden die Turbinen genutzt, um Pumpen anzutreiben. Jetzt wird komplett umgerüstet“, erklärt Seger. Die Bauarbeiten sollen im Februar 2017 beginnen.

In den Umbau investieren die Stadtwerke Bochum rund 2,6 Mio. Euro.

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HYDRO

Das Wasser für die Spitzenstromerzeugung wird im Rotgüldensee gespeichert.

Foto: Salzburg AG

Foto: ABB

Ulrich Spiesshofer, CEO von ABB: „Die Kombination unseres Nischen-Systemgeschäfts mit der Stärke von NKT Cables ist ein klares Signal für unser Portfoliomanagement, das ein wichtiger Bestandteil unserer Next-Level-Strategie ist.“

Aktuell

ABB VERÄUSSERT KABELGESCHÄFT AN NKT CABLES NKT Cables erwirbt das weltweite Systemgeschäft für Hochspannungskabel von ABB mit einem Gesamtunternehmenswert von 836 Millionen Euro. Hochspannungskabel sind wichtige Komponenten nachhaltiger Stromnetze, die für die Beförderung großer Mengen an Elektrizität über weite Strecken genutzt werden. Das Geschäft ist Teil der Division Stromnetze von ABB, die derzeit einer strategischen Überprüfung unterzogen wird. NKT Cables entwickelt, produziert und liefert Stromkabel für Lösungen im Niedrig-, Mittel- und Hochspannungsbereich und vorwiegend für Wechselspannungsanwendungen. „Wir kombinieren zwei starke Portfolios im Kabelbereich,so schaffen wir unter dem neuen Eigentümer NKT Cables ein Unternehmen, das von einer höheren Wettbewerbsfähigkeit profitiert. Gleichzeitig sichern wir uns im Rahmen einer langfristigen strategischen Partnerschaft den Zugang zu diesem Angebot“, sagte Ulrich Spiesshofer, CEO von ABB.

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JUBILÄUMSFEIER: 25 JAHRE KRAFTWERK HINTERMUHR Das Speicherkraftwerk Hintermuhr wurde 1991 als erstes Kavernenkraftwerk im Bundesland Salzburg gebaut: alle wesentlichen Anlagen wie beispielsweise Krafthaus, Wasserüberleitung, Druckstollen, Schaltund Umspannanlage sind im Berginneren untergebracht. Diese aufwändige Bauweise wurde gewählt, um die sensible Nationalparkregion im Lungauer Teil der Hohen Tauern zu schützen. Die Speicherung des Wassers im Rotgüldensee ermöglicht Spitzenstromerzeugung und trägt zum Hochwasserschutz der Region bei. Dieses Jahr feiert das Kraftwerk Hintermuhr sein 25-jähriges Bestehen, die Salzburg AG lud am 7. Oktober zur Jubiläumsfeier ein. Nach der Eröffnung der Veranstaltung mit Grußworten von Salzburg AG-Vorstand Horst Ebner, dem Bürgermeister der Gemeinde Muhr, Sepp Kandler, und Kraftwerksleiter Johann Fuchsberger folgte eine anschauliche Führungen durch das Kavernenkraftwerk.

HYDRO

Neue Unternehmensstrategie: Energiekonzern Axpp veräußert Wasserkraftwerke.

Foto: Keystone

Unterwegs zu ihrem Einsatzort in Kroatien: Die DIVE-Turbine wurde vor dem Transport in einen Container geladen.

Foto: DIVE

Aktuell

DRITTE DIVE-WASSERKRAFTANLAGE IN KROATIEN Die Baustelle für die dritte DIVE-Wasserkraftanlage Dabrova dolina ist in vollem Gange: Im Juni 2016 wurde die Druckkammer aus Stahl eingesetzt, einen Monat später wurde auch die Turbine mit einer installierten Leistung von 280 kW eingehoben. E-Technik, Hydraulik und weitere Hilfsaggregate wurden vor dem Transport beim Unternehmenssitz im bayerischen Amorbach in einem Bürocontainer installiert.

Dieser dient nun als Kraftwerkskontrollraum, somit ist kein weiteres Kraftwerksgebäude notwendig. Neben diesen Komponenten wurden auch alle Stahlwasserbaukomponenten von der DIVE Turbinen GmbH & Co. KG geliefert. Bei der Genehmigung musste gewährleistet werden, dass durch den Bau der Anlage nur minimale optische Veränderungen auftreten. Dies ist durch die Installation der DIVE-Turbine in einer unterirdischen Druckkammer möglich. Vorrausichtlich wird die Anlage bis Ende des Jahres in Betrieb genommen.

ENERGIEKONZERN AXPO WILL WASSERKRAFTWERKE VERKAUFEN Der Energiekonzern Axpo will laut bluewin.ch einen Teil seiner Wasser­ kraftwerke verkaufen. Auch einige Gaskraftwerke und Energiebezugsrechte sollen veräußert werden. Der Verkaufsprozess ist im Gang, Entscheide sind jedoch noch keine gefallen. Der Verkaufsentscheid sei eine Folge der Unternehmensstrategie, die unter anderem die Veräußerung strategisch nicht zentraler Anlagen vorsehe. Stattdessen wolle die Axpo neue Geschäftsfelder, vor allem im Bereich der erneuerbaren Energien, erschließen. Beim Entscheid geht es aber auch um Kostensenkungen.

Die Axpo will bekanntlich die Abhängigkeit vom Strompreis minimieren. Angesichts des anhaltend schwierigen Marktumfelds sei die Sicherung der Liquidität und Kapitalmarktfähigkeit sowie die Steigerung der Rentabilität oberstes Ziel von Axpo. Zu den Beteiligungen, die nun verkauft werden sollen, zählt nach Angaben der Axpo auch ihr Anteil von 50 Prozent an der AG Kraftwerke Wägital im Kanton Schwyz.

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Fast nichts zu sehen: Das Kraftwerk Reißeck II befindet sich im Inneren des Berges.

INBETRIEBNAHME PUMPSPEICHERKRAFTWERK REISSECK II Sechs Jahre lang befand sich hoch über dem Kärntner Mölltal eine der größten Kraftwerksbaustellen Österreichs. In drei Millionen Arbeitsstunden und mit einer Investition von 400 Millionen Euro entstand das neue Pumpspeicherkraftwerk „Reißeck II“. Bis zu 350 Fachkräfte arbeiteten gleichzeitig im hochalpinen Projektgebiet, das Kraftwerk wurde vollständig im Inneren des Berges errichtet. In drei Millionen Arbeitsstunden entstand so das hocheffiziente Pumpspeicherkraftwerk „Reißeck II“. Mit dem Pumpspeicherkraftwerk investiert VERBUND nicht nur in den Ausbau der erneuerbaren Energien in Österreich, vielmehr entsteht gemeinsam mit den seit Jahrzehnten bestehenden Kraftwerken Malta und Reißeck eine der leistungsstärksten Wasserkraftwerksgruppen Europas. Weil man mit den Speichern der bereits vorhandenen Kraftwerkssysteme arbeitet, beschränkt sich der Eingriff in die Natur auf den unterirdischen, kilometerlangen Triebwasserstollen, die Maschinenkaverne und die Trafokaverne; auch die Ableitung bzw. Zuleitung des Stroms erfolgt unterirdisch. Eine Vielzahl von bis zu 200 Tonnen schweren Kraftwerkskomponenten wurde auf den Berg transportiert. Auf stolzen 1.600 Meter Seehöhe wurde in der Kraftwerkskaverne mit dem „KW Reißeck II“ Europas modernstes Pumpspeicherkraftwerk am 7. Oktober Inbetrieb genommen. Gemeinsam mit den langjährigen Partnern KELAG und Energie AG Oberösterreich hat VERBUND etwa 400 Mio. Euro in die Versorgungssicherheit von mehr als 200.000 Haushalten investiert.

Foto: Gymnasium Ochsenhausen

Foto: VERBUND

Aktuell

Am 27. September ließen es sich die Verantwortlichen der beteiligten Institutionen nicht nehmen, den ersten Spatenstich zu dem Bauvorhaben persönlich auszuführen.

WASSERRAD FÜR SCHUL- UND SFZ-CAMPUS OCHSENHAUSEN Am Krummbach direkt neben dem Gymnasium Ochsenhausen haben die Bauarbeiten zum deutschlandweit ersten von Schülern und Studierenden geplanten Wasserkraftwerk begonnen. Das Kraftwerk ist ein Gemeinschaftsprojekt des Schülerforschungszentrums (SFZ) Südwürttemberg und des Gymnasiums Ochsenhausen zusammen mit der Hochschule Biberach und der Mühlenstraße Oberschwaben. Das oberschlächtige Wasserrad mit einem Durchmesser von 5 m wird nach seiner Fertigstellung mit einer Dauerleistung von 2 kW Strom produzieren. Das Kraftwerk soll die Grundlast der Schulen auf dem Campus dauerhaft reduzieren und als Forschungsstation dienen. „Als Forschungslabor wird es in Zukunft dazu dienen, die Energiegewinnung durch Wasserkraft zu unterrichten und weiterzuentwickeln“, freut sich SFZ-Geschäftsführer Tobias Beck. Begonnen hatte das Projekt vor zwei Jahren mit einer Wasserrad-AG am Gymnasium Ochsenhausen unter Leitung von NWT-Lehrerin Nadja Titze. Gemeinsam mit den Schülern vom SFZ Ochsenhausen und Ehrenamtlichen der Mühlenstraße Oberschwaben entstand so das Konzept des Wasserrads am Krummbach. Wissenschaftliche Expertise erhielten die Schüler durch die Hochschule Biberach, vor allem bei den Plänen für die notwendigen Genehmigungsverfahren. Der Startschuss für das Projekt fiel nach dem Gewinn des mit 100.000 US-Dollar dotierten Zayed Future Energy-Prize durch das Schülerforschungszentrum (SFZ) Südwürttemberg im Januar 2016. Ende dieses Jahres soll das Kraftwerk ans Netz gehen.

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HYDRO

Aktuell

Foto: Pabloherreros / Wikimedia

Foto: Rapid

Im Modernisierung Seilspeicher finden 60 mzudes Die des hier se-Spezialseils Platz, darüber hinaus kann jede belibigeAldeadávila Seillänge verwendet werden. henden Wasserkraftwerks ist ein bereits 2014 von Andritz Hydro ausgeführter Auftrag für den spanischen Energieversorger Iberdrola Generación.

energy-control.it

ANDRITZ ERHÄLT AUFTRAG FÜR GROSSES PUMPSPEICHER-WASSERKRAFTWERK IN PORTUGAL Andritz Hydro GmbH hat vom spanischen Energieversorger Iberdrola Generación den Auftrag zur Lieferung der elektromechanischen Ausrüstung und der Druckrohrleitung für das neu zu errichtende Pumpspeicher-Wasserkraftwerk Gouvães in Portugal erhalten. Der gesamte Auftragswert beläuft sich auf rd. 140 Millionen Euro. Der Auftrag umfasst Design, Fertigung, Lieferung, Montageüberwachung und Inbetriebnahme der Pumpturbinen, der Motorgeneratoren, der elektrischen und mechanischen Aggregate sowie der Generatorausleitung und einer Druckrohrleitung mit einem Gewicht von rd. 12.000 Tonnen, einem Durchmesser von durchschnittlich 5.400 mm und einer Länge von ca. 2,5 km sowie drei Abzweigern. Mit vier Pumpturbinen mit einer Leistung von je 220 MW ist Gouvães das größte Wasserkraftwerk eines Komplexes von insgesamt drei neuen Kraftwerken mit einer Gesamtleistung von fast 1.200 MW, der am ­Támega Fluss im Norden Portugals, nahe der Hafenstadt Porto, realisiert wird. Gouvães wird den Bedarf an Spitzenenergie decken sowie schnelle Regelenergie bereitstellen, welche zusammen mit der Grundlast der beiden kleineren Kraftwerke die volatile Stromerzeugung aus Windkraft, die in Portugal in den letzten Jahren stark angestiegen ist, in idealer Weise ergänzen wird. Das Projekt wird sich auch sehr positiv auf die Beschäftigung der Menschen dieser Region auswirken.

Für die 60 m des Spezialseils Platz, darüber Im Seilspeicher finden hinausFallhöhe kann jede belibige Auslegung dieser technisch herausragenden Hochdruck-Pumpturbinen mit einer von Seillänge verwendet werden. rund 660 m wurden durch gezielte Forschungstätigkeit und umfangreiche Modelltests im firmen­eigenen hydraulischen Versuchslabor von Andritz Hydro die Voraussetzungen geschaffen, um die Bedürfnisse von Iberdrola Generación hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Verlässlichkeit bestmöglich zu erfüllen. Für den Wasserkraftspezialisten ist dies der dritte Großauftrag mit Iberdrola Generación auf der iberischen Halbinsel nach dem Neubau des Wasserkraftwerks San ­Pedro II im Jahr 2011 und der Modernisierung des Wasserkraftwerks Aldeadávila im Jahr 2014.

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Foto: zek

Projekte

Dipl.-Ing. Josef Lettner, Leiter der Abteilung Technische Services/Bauerhaltung bei der Ennskraftwerke AG, im völlig neu errichteten Krafthaus an der Wehrstelle Thurnsdorf. Aufgrund einer massiven Erhöhung der Restwasserabgabe entschloss sich die Betreibergesellschaft für einen Zubau an die Wehrstelle.

RESTWASSERVERVIELFACHUNG ERFORDERT KRAFTWERKSZUBAU AN WEHRSTELLE THURNSDORF Direkt an der Grenze zwischen Ober- und Niederösterreich befindet sich die als Restwasserkraftwerk angelegte Wehrstelle Thurnsdorf der Ennskraftwerke AG. An der 1962 errichteten Anlage erfolgt die Ausleitung der Enns in einen rund 7 km langen Oberwasserkanal, welcher zur Versorgung des Kraftwerks St. Pantaleon dient. Aufgrund einer massiven Erhöhung der vorgeschriebenen Restwasserabgabe ins Flussbett der Enns entschloss sich die Betreibergesellschaft zu einem großangelegten Zubau an die bestehende Wehranlage. Für die ökologischen und energiewirtschaftlichen Maßnahmen am Anlagenstandort wurden von der Betreibergesellschaft rund 8 Millionen Euro investiert.

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Die Verdopplung der Restwasserabgabe an der Wehrstelle Thurnsdorf sollte sich außer-

dem auf die Unterliegeranlage, das Kraftwerk Enns, auswirken. Weil dessen Francis-Turbine

An der in den 1960er Jahren errichteten Wehranlage Thurnsdorf werden pro Sekunde bis zu 340 m³ Wasser zur Versorgung des Kraftwerks St. Pantaleon ausgeleitet.

Foto: zek

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asierend auf einer Vorschreibung des Nationalen Gewässerschutzplanes 2009 (NGP) wurde die verpflichtende Restwasserabgabe an der Wehrstelle Thurnsdorf fast verdoppelt. Während bislang im Winter 5 m³/s und im Sommer 10 m³/s dotiert wurden, sollten aufgrund des NGP nun ganzjährig konstant 19,75 m³/s in die Enns geleitet werden. „Weil die bestehende Kaplan-Turbine der Anlage nur auf einen maximalen Durchfluss von 10 m³/s ausgelegt ist, hätte die restliche Wassermenge über die Wehrfelder abgegeben werden müssen. Dies hätte in den Sommermonaten zwar kein Problem dargestellt, im Winter wäre diese Lösung aber aufgrund der Vereisungsgefahr bei tiefen Temperaturen nicht möglich gewesen“, erklärt Dipl.-Ing. Josef Lettner, Leiter der Abteilung Technische Services/Bauerhaltung der Ennskraftwerke AG.

HYDRO

Projekte

Hyraulisch geregelter Leitapparat der Kaplan-Turbine von ANDRITZ Hydro. Die Turbine ist auf eine Ausbauwassermenge von 19,75 m³/s ausgelegt.

Für den Fischaufstieg wurde ein bestehendes Dükerbauwerk mittels 16 Trennwänden aus Edelstahl zu einem „Vertical-Slot“- Pass adaptiert.

Foto: zek

Foto: URBAS

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

lediglich auf einen Ausbaudurchfluss von maximal 5 m³/s konzipiert war, wurde dort ebenfalls bereits im Vorjahr eine völlig neue Anlage errichtet. Bei beiden Kraftwerksprojekten wurde das bewährte Planungsunternehmen BHM Ingenieure – Engineering & Consulting GmbH der Niederlassung in Linz beauftragt.

PLANUNGEN SEIT 2008 Erste Machbarkeitsstudien zu dem anstehenden Bauprojekt wurden von der Betreibergesellschaft bereits im Jahr 2008 angestellt. Als mögliche Variante stand dabei sogar das „Aufbohren“ der Bestandsturbine auf die doppelte Durchflussmenge im Raum. Weil man dabei allerdings sowohl auf hydraulische also auch bautechnische Grenzen stieß, wurde diese Möglichkeit wieder verworfen. „Schließlich entschieden wir uns zum Zubau eines neuen Kraftwerks direkt neben der Wehranlage. Dessen Turbine sollte auf einen Durchfluss von rund 20 m³/s ausgelegt werden, wodurch die energetische Verwertung der erhöhten Restwassermenge mit einer einzigen Maschine ermöglicht wird. Zusätzlich kann bei erhöhtem Wasserdargebot noch die bestehende Kaplan-Turbine zugeschaltet werden, womit sich im Idealfall so-

gar eine Dotation von 30 m³/s in das Ennsbecken ergibt“, sagt Josef Lettner.

Der gesamte Betonbau des Projekts wurde von der international tätigen PORR AG ausgeführt. Diese konnte sich unter anderem mit einer innovativen Lösung zur ober- und unterwasserseitigen Baugrubenumschließung den Zuschlag sichern. Durch diese Variante ersparte man sich die aufwändige Entleerung des der Wehranlage vorgelagerten Stausees Thaling.

ANSPRUCHSVOLLES PROJEKT „Eine besondere Herausforderung für alle Beteiligten lag bei diesem Projekt in der Anforderung, die Errichtung des Einlaufbauwerks für das Krafthaus unter Stauhaltung durchzuführen. Als planerisch herausfordernd erwies sich dabei das alternative Umschließungskonzept der PORR AG für den Dammdurchstich. Dieses Konzept musste mit den hydraulischen, den statisch-geotechnischen und den betrieblichen Anforderungen in Einklang gebracht werden, ohne das Risiko eines Dammdurchbruches aus dem Auge zu verlieren. Immerhin fasst der Stausee Thaling etwa 3 Millionen m³ Wasser“, erklärt BHM-Projektleiter Dipl.-Ing. Rudolf Kandler.

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Foto: PORR AG

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Technische Daten • Ausbauwassermenge: 19,75 m³/s

Sonderprojekte

• Bruttofallhöhe: 11,5m • Turbine: Kaplan

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• Leistung: 1.804 kW

Engineering & Consulting GmbH

• Hersteller: ANDRITZ Hydro

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• Generator: Synchron • Nennscheinleistung: 2,25 MVA

feldkirch • linz • Graz wien • schaan • PraG

• Hersteller: TES • Jahresarbeit/Regeljahr: ca. 15,3 GWh

Dank einer innovativen Baugrubenumschließung der PORR AG konnten das Einlaufbauwerk unter Stauhaltung errichtet werden.

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HYDRO

Foto: URBAS

Der gesamte Stahlwasserbau des Projektes wurde vom Unternehmen „URBAS Stahl- und Anlagenbau“ aus Völkermarkt geliefert und montiert.

Foto: zek

Projekte

Die Neigung des Einlaufrechens erforderte eine spezielle Konstruktion des Putzharkenarms der Rechenreinigungsmaschine.

FISCHAUFSTIEG SIMULIERT TAG- NACHTWECHSEL Neben der erhöhten Restwasserabgabe war die Herstellung von Fischdurchgängigkeit der zweite Hauptgrund für die Umbauarbeiten an der Wehranlage. Ausgeführt wurde die Fischaufstiegshilfe im Ein- und Ausstiegsbereich als „Vertical Slot“- Pass sowie durch eine rund 1,2 km lange naturnah angelegte Umgehungsstrecke im ehemaligen Vorflutgraben des Stausees.

Direkt unterhalb der Wehranlage konnte idealerweise eine bestehende Dükerstrecke für den Fischaufstieg adaptiert werden. Bei dem rund 80 m langen Düker handelt es sich um einen jeweils 2 m hohen und ebenso breiten Stollen. Dieser wurde beim Bau der Wehranlage als Verbindung zwischen dem Unterwasserbereich und dem Vorflutgraben angelegt. Um den Fischen einen zusätzlichen Anreiz zum Aufstieg zu bieten, wurde die unterirdische Passage sogar mit einer Beleuchtung ausgestattet. Diese simuliert im Einklang mit der jeweiligen Tageszeit die passenden Lichtverhältnisse. Dotiert wird der Fischaufstieg mit konstanten 560 l/s, die Beckengröße wurde auf die bis zu 100 cm lange Leitfischart Huchen ausgelegt.

STAHLWASSERBAU AUS KÄRNTEN Für die stahlwasserbauliche Ausstattung des Kraftwerks wurde das Kärntner Unternehmen „URBAS Stahl- und Anlagenbau“ aus Völkermarkt beauftragt. Zum Liefer- und Montageumfang gehörten dabei unter anderem tonnenschwere Dammbalken und Dammtafeln als ober- und unterwasserseitige Revisionsverschlüsse. Um sperriges Geschiebe vom Dükerbauwerk fernzuhalten, kommen im Oberwasserbereich 2 vertikale Grobrechenfelder mit einer Stablichtweite von 60 Zentimeter zum Einsatz.

Für den Fischaufstieg im Bereich des Dükerbauwerks wurden insgesamt 16 Trennwände aus Edelstahl gefertigt, welche den „Vertical-Slot“- Pass komplettieren. Zur Erreichbarkeit der einzelnen Becken im Wartungsfall verfügt jede Trennwand über eine eigene Durchgangsöffnung. Im Oberwasser schützt ein 12 m breiter, 3 m hoher und mit einer lichten Weite von 40 mm ausgeführter Feinrechen den Einlaufbereich des Kraftwerks.

Die Säuberung des Feinrechens übernimmt eine horizontal fahrbare Rechenreinigungsmaschine (RRM) mit Hydraulikantrieb auf einer massiven Schienenkonstruktion. Laut

URBAS-Projektleiter Ing. Michael Wildhaber stellte die Konstruktion der RRM aufgrund des um 34 Grad zur Horizontalen geneigten Rechens eine spezielle Herausforderung dar: „Die Rechenneigung machte im Umkehrschluss eine spezielle Geometrie des Putzharkenarms nötig. Um eine optimale Reinigungsleistung zu erzielen, war ein hohes Maß an Qualität und Genauigkeit sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage unabdinglich.“ TURBINE SCHLUCKT FAST 20 M³/S Das Herzstück des neuen Kraftwerks an der Wehrstelle Thurnsdorf bildet eine Kaplan-Turbine des Herstellers ANDRITZ Hydro. Insgesamt stehen der Turbine eine Bruttofallhöhe von rund 11,5 m sowie eine Ausbauwassermenge von 19,75 m³/s zur Verfügung. Bei einer durchschnittlichen Drehzahl von 250 U/min erreicht das Kraftpaket eine maximale Leistung von 1.804 kW. Zur exakten Regelung des Turbinen-Leitapparates kommt ein Hydraulikaggregat zum Einsatz.

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Foto: zek

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Das neue Krafthaus befindet sich direkt neben der Wehranlage.

Ein- und Ausstiegsbereich der Fischwanderhilfe wurden in „Vertical-Slot“- Bauweise umgesetzt. Der Mittelteil besteht aus einer naturnahen Umgehungsstrecke.

völlig automatisiert. Die moderne Leittechnik wurde inklusive der elektrotechnischen Komponenten ebenfalls zur Gänze von ANDRITZ Hydro bereitgestellt und fachgerecht installiert. Als Stromwandler dient ein wassergekühlter Synchron-Generator der tschechischen Traditionsmarke TES, der direkt in vertikaler Position auf der Turbinenwelle aufsitzt. Mit seinem Gewicht von stattlichen 32 Tonnen stellt der Generator auch gleichzeitig eines der schwersten Bauteile bei dem Projekt dar. Der Generator verfügt über eine Nennscheinleistung von 2.250 kVA

und erzeugt eine Spannung von 690 V. Mit dem neuen Maschinensatz rechnen die Betreiber mit einem durchschnittlichen Jahresertrag von rund 15,3 GWh. Weiterhin im Betrieb bleibt zudem die alte Turbine der Wehrstelle. Diese wird allerdings nur mehr zur Deckung des Eigenstrombedarfs sowie als Zusatzturbine bei stark erhöhtem Wasserdargebot genutzt.

VOLLBETRIEB LÄUFT SEIT AUGUST Nach einer Bauphase von rund 12 Monaten konnte im heurigen April der Beginn des

Probebetriebs starten. Bis Mitte August waren auch noch die letzten Restarbeiten an der Anlagenperipherie abgeschlossen, seither läuft das Kraftwerk im regulären Betrieb.

Als verbleibende ökologische Kontrollmaßnahme beginnt ab Oktober das auf 3 Jahre angelegte Fischmonitoring. Dass der Fischaufstieg gut angenommen wird, zeigte sich schon vor wenigen Monaten bei einer routinemäßigen Kanalabkehr im Frühsommer. Beim Ausfischen des Oberwasserkanals konnte bereits eine Vielzahl von Gewässerlebewesen gezählt werden.

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NEUES STADTKRAFTWERK IN OLTEN TRITT HISTORISCHES ERBE AN Foto: ADEV

Seit 21. Dezember letzten Jahres liefert ein neues Kleinwasserkraftwerk grünen Strom aus dem Herzen der Stadt Olten.

In rund einjähriger Bauzeit wurde in einem Betonkanal eine hochmoderne Anlage an der Dünnern errichtet, die im Regeljahr rund 1,6 GWh liefert.

Hinter dem Projekt steht die ADEV Wasserkraftwerk AG, eine Tochtergesellschaft der ADEV Energiegenossenschaft. Die wesentlichen Kriterien für die Umsetzung waren die beengten Platzverhältnisse im innerstädtischen Bereich einerseits sowie die umfangreichen Schallschutzvorkehrungen andererseits. Mit dem modernen Kleinkraftwerk wurde dem traditionsreichen Mühlenstandort ein Stück seiner Industriegeschichte zurückgegeben.

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HÜRDENLAUF BIS ZUM SPATENSTICH Ausgehend von einer Studie aus dem Jahr 2007, die durch das Programm Kleinwasserkraftwerke des Bundesamts für Energie (BfE) unterstützt wurde, sollte der Wasserkraft am Dünnern-Kanal wieder neues Leben eingehaucht werden. Die energie- und wasserwirtschaftlichen Rahmenbedingungen stellten sich als sehr gut dar, zumal auch die ökologische Wertigkeit des Gewässers als gering eingestuft war und eine Aufwertung kaum möglich erschien. Aufgrund der Platzverhältnisse und dem Hochwasserschutz war eine Rena-

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Mitten in der Stadt Olten realisierte die ADEV Wasserkraftwerk AG ein neues Niederdruckkraftwerk an der Dünnern.

turierung im Zentrum von Olten nicht umsetzbar. Bis zur Realisierung des Kraftwerks sollte dennoch jede Menge Wasser die Dünnern hinabfließen. „Dass wir das Projekt initiiert hätten, können wir uns nicht ans Revers heften. Wir haben es von der Firma Alpiq übernehmen dürfen, die aus wirtschaftlichen Gründen von der Umsetzung des Projektes abgesehen hatte. Im Jahr 2013 hatten wir uns erstmalig mit dem Wasserkraftprojekt beschäftigt“, erzählt der Geschäftsleiter der ADEV Wasserkraftwerk

Direkt neben der ebenfalls neu errichteten Treppe befindet sich der Zugang zum Krafthaus, das in die Böschung integriert wurde.

AG, Andreas Appenzeller. Zu dieser Zeit war das Projekt genehmigt – bis auf einige wenige Hürden, die es noch zu nehmen galt. Eine davon betraf die ausstehende Einigung mit den betroffenen Landeigentümern. Erst als im August 2014 die Grundlagen für den Baurechtsvertrag für die Wasserfassung mit den Anrainern unter Dach und Fach war, konnte das Projekt auf Schiene gebracht werden. „Die Unterzeichnung des Baurechtsvertrages war der eigentliche Initialfunke für den Start des Bauvorhabens“, so Andreas Appenzeller.

Foto: ADEV

chon vor langer Zeit ist die Dünnern in das Korsett eines wachsenden urbanen Umfelds gezwängt worden. Seit rund 60 Jahren fließt der Bach durch einen zehn Meter breiten Betonkanal quer durch die größte Stadt des Kantons Solothurn. Das Gewässer ist allerdings schon immer die Lebensader Oltens gewesen, das sich mit der Kraft der Dünnern über die letzten 400 Jahre hinweg entwickelt hat. Hammermühlen und zahlreiche andere Gewerke säumten einst ihren Lauf, der bis zur Einmündung in die Aare gleich mehrere natürliche Gefällestufen aufweist. Doch die Zeiten, da die Wasserkraft an der Dünnern intensiv genutzt wurde, liegen lange zurück. Gerade mit Aufkommen der Großwasserkraft sowie der Verbauung des Gewässers schloss dieses Kapitel bereits in den 1930er Jahren, die Standorte wurden stillgelegt.

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Foto: ADEV

Foto: ADEV

Projekte

Die 300 m lange, aus GFK-Rohren DN1700 erstellte Druckrohrleitung wurde zentral in der Niederwasserrinne des Betonkanals verlegt.

Mittels Schalungstafeln wurde eine Wasserhaltung realisiert, die mehrmals von Hochwässern beschädigt und von einem sogar weggerissen wurde.

Foto: ADEV

FLÜSTERMODUS FÜR DEN KRAFTWERKSBETRIEB Allerdings drängte sich noch ein weiteres zentrales Problem in den Vordergrund: Da sich der Standort im Herzen der Stadt und in der Nähe zu Wohngebieten befindet, spielte natürlich auch das Thema Schallschutz eine wesentliche Rolle. Aus diesem Grund wurde das Projekt in die Hände des erfahrenen Planungsbüros Hydro-Solar Engineering AG gelegt, das im Wesentlichen die Zentrale des neuen Kraftwerks vollständig umplante. „Uns war wichtig, dass wir die Anforderungen an den Schallschutz auf Punkt und Komma einhalten. In sehr kurzer Zeit ist es der Firma Hydro-Solar gelungen, die Anlage so umzuplanen, dass wir das schalltechnische Opti-

mum erreichen konnten. Dazu wurde der gesamte Maschinenboden schalltechnisch vom übrigen Gebäude und der Umgebung entkoppelt. Hinzu kommt natürlich der extrem leise Betrieb aufgrund des eingesetzten Permanentgenerators. Die großen Bedenken der unmittelbar anliegenden Anwohner konnten dadurch komplett zerstreut werden. Die Kraftwerksanlage ist außerhalb des unterirdisch angelegten Kraftwerksgebäudes nicht zu hören“, sagt Andreas Appenzeller.

SYNERGIEEFFEKTE BEI ROHRVERLEGUNG Von August 2014 bis Oktober 2014 waren die Ingenieure von Hydro-Solar mit der Umplanung zugange. Bereits am 20. Oktober erfolgte der Spatenstich für ein Bauvorhaben,

das rund ein Jahr in Anspruch nehmen sollte.

Bereits ein Monat zuvor hatte der Kanton mit den Sanierungsarbeiten am bestehenden Betonkanal begonnen. Der Hauptgrund dafür, warum der Bauherr bei der Umplanung aufs Tempo drückte. Schließlich galt es die Synergiemöglichkeiten insofern zu nutzen, als man parallel zu den Kanalsanierungsarbeiten eine Druckrohrleitung aus GFK mittig im Kanal, in der Niederwasserrinne einbauen wollte. Über rund 300 m erstreckt sich die Rohrleitung vom Durchmesser DN1700, die letztlich unter der Sohle der Dünnern mit einer Überdeckung von rund 2,2 m verlegt wurde.

Bis Mitte letzten Jahres zogen sich die parallel verlaufenden Sanierungs- und Verlegearbeiten am Dünnern-Kanal hin.

Aushub der Wasserfassung

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VOR- UND NACHTEILE DER RAUMKNAPPHEIT Grundsätzlich bringt der Bau eines neuen Wasserkraftwerks im Stadtgebiet große Hürden mit sich. Das beginne, wie der ADEV-Geschäftsführer anmerkt, bei den bewilligungstechnischen Herausforderungen und ende bei den erwähnten schallschutztechnischen Kriterien, die natürlich auch auf den Baustellenlärm erweitert werden müssen. „Außerdem zogen die extrem beengten Platzverhältnisse Herausforderungen nach sich, wie etwa die Frage nach Lagerplätzen et cetera. An den Einsatz von großen Maschinen war nicht zu denken. Sämtliche Arbeiten wurden mit kleinen Maschinen bewerkstelligt, auch die Verlegung der GFK-Rohre vom Durchmesser DN1700.

Wegen den engen Platzverhältnissen in der Innenstadt diente eine temporär erstellte Brücke als zusätzliche Baustelleninstallationsfläche.

Am Ende kann man sagen, dass sich der Umstand der engen räumlichen Bedingungen vor allem in den hohen Realisierungskosten niedergeschlagen hat. Man darf dabei aber nicht unerwähnt lassen, dass diese RahmenbedinDank optimaler Ausleuchtung konnte die WATEC-Kaplan-Turbine innerhalb weniger Stunden an ihren Bestimmungsort verhoben und montiert weden.

Foto: ADEV

Dabei meinte es der Wettergott im ersten Halbjahr 2015 nicht allzu gut mit dem Projekt. „Gleich mehrere Hochwässer fluteten die Baustelle, wobei einmal sogar die Wasserhaltung weggerissen wurde“, schildert Hydro-Solar-Projektleiter Roman Caspar. Dies verzögerte den Bau der Druckrohrleitung um ca. zwei Monate. Zu allem Übel tauchten dann auch noch Altlasten aus der industriellen Nutzung des Areals im Boden auf: Ölrückstände, die unter Aufsicht der kantonalen Behörden fachgerecht entsorgt werden mussten. Glücklicherweise drehte das Wetterglück, und das trockene Wetter im 2. Halbjahr machte es möglich, die Verzögerungen zur Gänze aufzuholen.

Projekte

gungen auch gewisse Vorteile mit sich brachten: Das Geschwemmsel des Dünnern-Baches muss somit nicht entnommen werden. Und – da die Dünnern als Nichtfischgewässer definiert wurde, konnte auf den Bau einer Fischaufstiegshilfe verzichtet werden. Das bedeutet: Wir rechnen mit sehr tiefen Betriebskosten“, sagt Andreas Appenzeller.

Er räumt allerdings ein, dass sehrwohl eine Fischabstiegshilfe zu installieren war. Die am Ende des Einlaufrechens angeordnete Dotierwasseröffnung in der Stauklappe gewährleistet zusammen mit dem darunterliegenden Auffangbecken einen sicheren Fischabstieg. Der Fischschutz ist über einen horizontalen Einlaufrechen mit Stababstand 15 mm gewährleistet. Zudem wurden noch zwei Biberstege eingebaut, damit der Biber auch die beiden größeren Abstürze im Beton-Gerinne in den Oberlauf überwinden kann.

PERFEKT IN DEN LANDSCHAFTSRAUM EINGEPASST Grob umrissen handelt es sich bei der neuen Wasserkraftanlage um ein Ausleitungskraft-

Aufgrund zahlreicher Baustellen im Stadtgebiet konnte die Turbine erst am Abend angeliefert und eingehoben werden.

werk, das auf die durchaus moderate Ausbauwassermenge von 5,0 m3/s ausgelegt wurde.

Im Fassungsbereich wird die Dünnern durch eine 10,50 m breite, stählerne Stauklappe auf eine Höhe von 2,10 m aufgestaut. Über eine seitliche Entnahme gelangt das Triebwasser nach Passieren des Einlaufbauwerks in die rund 300 m lange Druckrohrleitung, an deren Ende es in die Zuleitung der Turbine im Zentralengebäude fließt. Die Zentrale befindet sich auf einer städtischen Parzelle in der Rötzmatt. Das Gebäude wurde gemäß den Plänen der Hydro-Solar Engineering AG in die steil abfallende Böschung auf der orographisch rechten Uferseite eingebettet. Das abgearbeitete Triebwasser wird über einen unterirdischen, rund 20 m langen Kanal in die Dünnern zurückgeführt.

Alles in allem ist das Projekt sehr gut in den umgebenden Landschaftsraum eingepasst.

Die Dotation der Restwassermenge in das Flussbett der Dünnern erfolgt im Ausmaß von 196 l/s. Die gesamte Anlage ist für ein Bemessungshochwasser HQ100 von 180 m3/s ausgelegt.

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 5,0 m3/s • Netto-Fallhöhe: 9,11 m • Turbine: vertikale Kaplan-Turbine • Fabrikat: WATEC Hydro • Nennleistung: 375 kW • Drehzahl: 428 Upm • Generator: PMG synchron (VUES Brno) • Generatorleistung: 450 kVA • Druckrohrleitung: Länge: 300 m • Durchmesser Ø DN1'700 • Material: GFK / Fabrikat: Amiantit / FLOWTITE • Rohrlieferant: APR Schweiz • E-Technik & Steuerung: KOBEL

Foto: ADEV

• Stahlwasserbau: Wild Metal

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• Regelarbeitsvermögen: 1,60 GWh

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Am Ende des 20 m langen Auslaufkanals gelangt das abgearbeitete Triebwasser wieder in den Dünnernkanal.

LEISTUNGSSTARKE TECHNIK IM EINSATZ Ein wichtiger Aspekt in der Planung betraf natürlich die Wahl der richtigen Turbine.

Nachdem klar war, dass nur eine Ein-Maschinenlösung in Frage kam, entschieden sich die Betreiber für eine doppelt regulierte, vertikale Kaplan-Turbine aus dem Hause WATEC Hydro. Bei einer Ausbauwassermenge von 5,0 m3/s und einer Nettofallhöhe von 9,11 m kommt die Turbine auf eine Nennleistung von 375 kW. Sie treibt mit einer Nenndrehzahl von 428 Upm einen direkt gekoppelten Permanentmagnetgenerator, kurz PMG, an, der seinerseits auf eine Nennleistung von 450 kVA ausgelegt ist. PMGs der Firma VUES, wie sie üblicherweise im Zusammenspiel mit WATEC-Turbinen zum Einsatz kommen, bringen dabei zwei schwer zu übersehende Argumente mit: Zum einen sind die Wirkungsgrade über weite Bereiche der Betriebskurve exzellent, und zum anderen ermöglichen sie einen flüsterleisen Betrieb – auch unter Voll-

Nicht zuletzt dank des PMG treten im laufenden Betrieb kaum Schallemissionen auf - ein wichtiger Punkt im Schallschutzkonzept der Planer des Stadtkraftwerks. Die Turbine ist auf eine Nennleistung von 375 kW ausgelegt.

last. „Vor allem in Hinblick auf die Schallschutzthematik im Stadtgebiet ein starkes Argument für diese Maschine“, so Caspar.

Innovativ und zuverlässig – zwei Prädikate, die auch für den Rest der installierten Wasserkrafttechnik gelten dürfen. So wurde der Stahlwasserbau, unter anderem mit der 10,50 m breiten, hydraulisch gesteuerten Fischbauchklappe sowie einem Horizontalrechen samt horizontaler Rechenreinigungsmaschine, vom renommierten Stahlwasserbauunternehmen Wild Metal realisiert. Die moderne Steuerung der Anlage wurde von der Firma Kobel Elektrotechnik AG aus Affoltern im Emmental umgesetzt.

DER NÄCHTLICHE MASCHINENTRANSPORT Als kleines Abenteuer und als echten Meilenstein im Bauverlauf bezeichnet Andreas Appenzeller die Organisation für die Anlieferung der Turbine: „Da es in der Stadt Olten zu diesem Zeitpunkt, konkret am 23. September

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

letzten Jahres, an vielen Straßen Baustellen gab, musste – um ein Verkehrschaos zu vermeiden – auf Behördengeheiß die Turbine erst nach 20 Uhr angeliefert, eingehoben und montiert werden. Zu diesem Zweck mussten angrenzende Straßen gesperrt werden und der Schwertransport von einem Polizei-Sonderkonvoi bis zur Baustelle geleitet werden. Die Baustelle selbst war perfekt ausgeleuchtet, wodurch sich das Einheben der Turbine absolut problemlos gestaltete. Nach drei Stunden waren die Arbeiten soweit abgeschlossen, dass am nächsten Tag die Feinarbeiten der Maschinenmontage fortgesetzt werden konnten.“ Nach erfolgreicher Maschinenmontage konnten in einem nächsten Schritt die Inbetriebsetzungsarbeiten starten, die in der Folge ein wenig unter dem Einfluss von Wassermangel standen, sodass man nicht gleich alle Tests am neuen Maschinensatz durchführen konnte. Nichtsdestotrotz - am 21. Dezember war es schließlich soweit: Das Stadtkraftwerk Dünnern ging ans Netz.

NEUES KAPITEL IN EINER LANGEN INDUSTRIEGESCHICHTE Rund 4 Mio. CHF investierte die ADEV in das Kleinkraftwerksprojekt. Durchaus hohe Investitionskosten, die – wie Andreas Appenzeller betont – eine große Herausforderung für das Unternehmen darstellten. „In Hinblick auf das langfristige Portfolio der ADEV mit dem geringen Wartungsaufwand der Anlage wird sich die Investition aber sicher rechnen“, zeigt sich der Betreibervertreter zuversichtlich. Das Kraftwerk Dünnern stellt das 11. Kleinwasserkraftwerk im Kraftwerkspark der ADEV Wasserkraft AG dar. Es wird jährlich im Schnitt sauberen Strom für etwa 400 Oltener Haushalte liefern. Was noch für die Anlage spricht: Dort wo bis vor kurzem nur das Restaurant „Alte Mühle“ an eine längst vergangene Wasserkraftepoche erinnert, wurde der Dünnern nun wieder ein Stück Industriegeschichte zurückgegeben und damit zugleich ein neues Kapitel aufgeschlagen.

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Foto: Seidel / TU Braunschweig

Foto: ADEV

Foto: ADEV

Projekte

www.watec-hydro.de

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Projekte

Foto: zek

Um Platz für eine neue Pelton-Turbine zu schaffen, entschloss sich Betreiber Johann Hilz zu einem Zubau an sein bestehendes Wasserkraftwerk Waldmühle II.

NEUE PELTON-TURBINE HOLT DAS MAXIMUM AUS KRAFTWERK WALDMÜHLE II

Kurz vor dem Jahreswechsel ging in der niederbayerischen Gemeinde Mauth das Kraftwerk Waldmühle II nach einem Totalumbau wieder ans Netz. Das vor mehr als 50 Jahren errichtete Ausleitungskraftwerk wird seither mit einer 5-düsige Pelton-Turbine des Herstellers ANDRITZ Hydro betrieben. Obwohl die rund 1,5 km lange Druckrohrleitung abnützungsbedingt nicht mehr über die besten Fließeigenschaften verfügt, konnte durch den Maschinenwechsel eine erhebliche Leistungssteigerung erzielt werden.

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Wasserdargebot mussten die Turbinen umständlich von Hand aktiviert werden.

PELTON-TURBINE ERSETZT FRANCIS-MASCHINEN Eine optimale Lösung zum seit etwa 10 Jahren geplanten Turbinenwechsel hatte schließlich

Wasserkraftprofi Alfred Kempinger, mit welchem der Betreiber schon länger gute Beziehungen pflegt: „Vor etwa 2 bis 3 Jahren habe ich mein Anliegen mit Herrn Kempinger besprochen. Dieser unterbreitete mir den konkreten Vorschlag, eine 5-düsige Pelton-Turbine

Foto: zek

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ebaut wurde das Kraftwerk Waldmühle II vom Vater des heutigen Betreibers Johann Hilz bereits im Jahr 1960.

Dieser erwarb vom Sägewerksbesitzer Leopold Hackl sen. das Wasserrecht und errichtete direkt neben dem Sägewerk das mit 2 Francis-Turbinen ausgestattete Ausleitungskraftwerk. „Bereits bei der Planung hat man damals schon eine 2-düsige Pelton-Turbine in Betracht gezogen. Bei den vielen Gesprächen, die ich im Lauf der Jahre mit anderen Wasserkraftbetreibern geführt habe, bin ich immer wieder gefragt worden, warum man bei einem Gefälle von 78 m denn keine Pelton-Turbine eingebaut hat. Meine Antwort lautete stets: ‚Ich weiß es nicht‘“, erklärt Betreiber Johann Hilz. Einen weiteren Kritikpunkt an den alten Francis-Turbinen, welche gemäß der Durchflussmenge im Größenverhältnis „1/3 zu 2/3“ ausgeführte waren, stellte die suboptimale Regelung dar. Je nach vorhandenem

Wasserkraftallrounder Alfred Kempinger, Anlagenbetreiber Johann Hilz und Sägewerksbesitzer Leopold Hackl jr. (v.l.)

HYDRO

Projekte

Die kleinere der beiden Francis-Turbinen (im Vordergrund) bleibt im Nebengebäude als Reservemaschine erhalten.

von ANDRITZ Hydro zu installieren. Der Hauptgrund für den Maschinentausch war in erster Linie eine Steigerung des Wirkungsgrades. Mit den 5 elektrisch geregelten Düsen ist die Maschine in der Lage, das teilweise stark schwankende Wasserdargebot des Teufelsbach optimal zu verwerten und somit einen bestmöglichen Wirkungsgrad zu erzielen. Bei sehr niedriger Wassermenge bleibt der Betrieb auch mit einer einzigen Düse noch immer effizient aufrecht“, führt Johann Hilz aus.

Die fertige Ausführung der Turbine wurde exakt auf die Gegebenheiten am Anlagenstandort hin konstruiert. Bei einer Ausbauwassermenge von 800 l/s erreicht die Maschine eine maximale Leistung von 455 kW. Als Stromwandler kommt ein vertikal mit dem Pelton-Laufrad gekoppelter Synchron-Generator der Marke Hitzinger zum Einsatz, welcher über eine Nennscheinleistung von 640 kVA verfügt.

Foto: zek

Foto: Bernhard Hartl

Am 5. August wurde das neue Kraftwerk Waldmühle II offiziell in Betrieb genommen.

ROHRINSPEKTION AUF ENGSTEM RAUM Einen speziellen Dank richtete Johann Hilz bei der Inbetriebnahmefeier an seinen Bekannten Franz Küblbeck. Dieser erklärte sich bereit, die immerhin bald 60 Jahre alte Druckrohrleitung aus Stahl von innen auf etwaige Schäden zu überprüfen. Dazu bewegte sich der definitiv nicht unter Platzangst leidende Herr vom Krafthaus bis zur Wasserfassung kniend durch die in DN 800 ausgeführte Leitung. Nach der rund dreistündigen Inspektion konnte Franz Küblbeck eine gute Nachricht überbringen:

gaben sich 2 entscheidende Vorteile: Zum einen wurde der Kraftwerksstillstand während der Umbauphase auf 2 Wochen reduziert.

Zum anderen blieben die bestehenden Turbinen durch den Zubau „verschont“ und können weiterhin verwendet werden. Der Betreiber entschied sich schließlich dafür, die kleinere der beiden Francis-Turbinen als Reservemaschine zu behalten. Die größere Maschine wurde von Alfred Kempinger finanziell abgelöst und soll zukünftig an einem anderen Standort ihren Dienst verrichten.

Mit der 5-düsigen Pelton-Turbine von ANDRITZ Hydro erhöht sich die Leistung der Anlage um bis zu 25 %.

NEUES KRAFTHAUS FÜR NEUE TURBINE Alfred Kempinger hatte die Idee, die bestehende Druckleitung um rund 9 m zu verlängern und die neue Turbine in einem Krafthauszubau unterzubringen. Durch diese Variante er-

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 800 l/s • Nettofallhöhe: 78m • Turbine: 5-düsige Pelton • Maximalleistung: 455 kW • Nenndrehzahl: 428,6 U/min • Hersteller: ANDRITZ Hydro • Generator: Synchron

• Hersteller: Hitzinger • Regelarbeitsvermögen ca. 2 GWh

Foto: zek

• Nennscheinleistung: 640 kVA

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Bis auf die durchgängig aufgeraute Rohrinnenseite waren keinerlei grobe Schäden an der insgesamt 1.559 m langen Druckleitung feststellbar. Dies erleichterte natürlich den Betreiber ungemein, immerhin hätte die Verlegung einer neuen Kraftwerksleitung einen bedeutenden zusätzlichen Kostenfaktor dargestellt. Somit beschränkten sich die Baumaßnahmen primär auf den Zubau an das bestehende Kraftwerksgebäude. An der Wasserfassung wurde lediglich zum Schutz vor feinen Sedimenten ein neues Entsanderbecken mit verbesserter Spülöffnung betoniert.

DEUTSCH-ÖSTERREICHISCHE KOOPERATION Nach der Fertigstellung des neuen Krafthauses musste zum Anschluss der neuen ANDRITZ-Turbine nur mehr die bestehende Druckrohrleitung um 9 m verlängert werden. Die Turbinenmontage inklusive der Installation der gesamten Elektro- und Leittechnik wurde von Alfred Kempinger persönlich durchgeführt. Einen wichtigen Teil der elektrotechnischen Hardware wie Netz- und Maschinenschutz sowie den Leistungsteil lieferte dabei die österreichische MBK Energietechnik GmbH, welche gemeinsam mit Alfred Kempinger bereits eine Vielzahl von erfolgreichen Wasserkraftprojekten im gesamten europäischen Raum umgesetzt hat.

Neben der nunmehr vollautomatischen Stromerzeugung weiß Johann Hilz die komfortable Bedienung seiner Anlage sehr zu schätzen. Via Internet hat der Betreiber wahlweise vom PC oder Smartphone jederzeit Zugriff auf sein Kraftwerk.

KURZE BAUPHASE MACHT SICH BEZAHLT Nachdem am 18. September des Vorjahres mit dem Aushub für das Fundament des neuen Krafthauses begonnen wurde, konnte bereits am 30.

Dezember der Probebetrieb starten. Dass die Umbauarbeiten noch vor dem Jahreswechsel einen Abschluss fanden, macht sich künftig vor allem

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Die übersichtliche Visualisierung gibt dank Onlinezugriff via Smartphone oder PC jederzeit Auskunft über den aktuellen Status der Stromproduktion.

Foto: Kempinger

Foto: Bernhard Hartl

Die elektro- und leittechnische Ausstattung des neuen Kraftwerks wurde in Kooperation durch Alfred Kempinger und die MBK Energietechnik GmbH umgesetzt.

Projekte

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in finanzieller Hinsicht bezahlt. Durch die Fertigstellung der Optimierungsmaßnahmen noch im Jahr 2015 erhält der Betreiber gemäß dem deutschen Erneuerbare-Energien-Einspeisegesetz (EEG 2014) eine um knapp 1 Cent pro kWh erhöhte Vergütung für seine Stromproduktion.

Wie effizient die neue Pelton-Turbine arbeitet, zeigte ein direkter Vergleich mit der bestehenden Reserveturbine kurz nach der Erstinbetriebnahme. Bei exakt gleichem Wasserdargebot erbrachte die Francis-Turbine eine Leistung von 140 kW, die moderne Pelton-Turbine hingegen kam auf eine Leistung von 175 kW. Dies entspricht einem satten Leistungsplus von 25 %.

BETREIBER ZIEHT POSITIVES FAZIT Mittlerweile läuft die Energieproduktion des rundum erneuerten Kraftwerk Waldmühle II seit Jahresbeginn störungsfrei und höchst effizient. Anfang August etwa hatte das neue Kraftwerk die Stromproduktion der alten Anlage vom Vorjahr bereits weit übertroffen. Betreiber Hilz schätzt, dass er mit seinem neuen Maschinensatz im heurigen Jahr um die 2 GWh Energie produzieren wird.

Dementsprechend positiv fällt auch sein Fazit bei der im privaten Rahmen abgehaltenen Inbetriebnahmefeier am 5. August aus: „Rund 800.000 Euro hat der Gebäudeanbau sowie die Umrüstung auf die neuen Pelton-Turbine gekostet. Diese Investition in die Zukunft bringt mehrere Vorteile mit sich: Die Leistung des Kraftwerks konnte bei gleichbleibender Wassermenge um 15 bis 25 % gesteigert werden, da der Turbinen-Wirkungsgrad nun stets etwa 90 % beträgt. Außerdem wurde wegen der Optimierungsmaßnahme der Vergütungssatz nach dem EEG 2014 von bisher 11,67 auf 12,52 Cent pro kWh erhöht.

Somit bin ich der Meinung, dass sich der Umbau durch die aufgezeigten Vorteile wirtschaftlich gut rechnet.“

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Veranstaltung

19. INTERNATIONALES ANWENDERFORUM KLEINWASSERKRAFTWERKE -

BRANCHENTREFFEN IN TIROL Bei strahlendem Herbstwetter ging von 22. bis 23. September die 19. Auflage des Internationalen Anwenderforums Kleinwasserkraftwerke über die Bühne. Über 200 Teilnehmer Wasserkraft-Interessierte hatten sich an der TU Innsbruck eingefunden, um sich über neue Trends und Technik zu informieren und sich mit Kollegen und Kolleginnen aus der Branche auszutauschen. Zentrales Thema war einmal mehr die schwierige Preissituation am Strommarkt für Betreiber. Daneben kamen aber auch technische und ökologische Themen nicht zu kurz. Unbestrittenes Highlight der Tagung war allerdings die abendliche Festveranstaltung in der nagelneuen Betriebshalle der Firma Geppert in Hall.

Foto: zek

Zwei gestandene Wasserkraftexperten im Gespräch: Jakob Klimmer (li) und Edwin Walch.

Foto: zek

er in seinen Grußworten keinen Zweifel: „Es gibt weiterhin neue Wasserkraftprojekte – große und kleine – an alten und neuen Standorten. Die Akzeptanzdiskussion zu diesen Vorhaben nimmt einen großen Raum ein. Ökologische Fragestellungen sind von höchster Relevanz.“ Inhaltlich wurde die diesjährige Tagung in fünf Vortragsblöcke gegliedert, die sich mit den Fachbereichen Umwelt, Simulation und Innovation, Sanierung, sowie technische Aspekte und Neubau bzw. neue Anlagen beschäftigten. Abgerundet wurde das Forum einmal mehr durch interessante Exkursionen, die am Schlusstag fakultativ zum Kraftwerk Kanzingbach oder dem Kraftwerk Stanzertal führten.

AMBITIONIERTE ZIELE IN TIROL Den höchst passenden Auftakt der Vortragsreihe im ersten Themenblock „Umwelt“ übernahm DI Rupert Ebenbichler von der Wasser Tirol – Wasserdienstleistungs-GmbH, der über die Ergebnisse der Beratungsoffensive des Landes Tirol in Hinblick auf die Revitalisierung von Kleinwasserkraftwerken referierte. Dabei präsentierte er unter anderem die Tiroler Wasserkraftstrategie, der zufolge die Stromerzeugung aus Wasserkraft bis zum Jahr 2036 um 2.800 GWh/a ausgebaut werden soll. Neben dem Ausbau der Großwasserkraft stehen dabei auch der Ausbau von Gemeinde- und Regionalkraftwerken sowie die Revitalisierung bestehender Kleinkraftwerke im Fokus. Ebenbichler stellte dabei auch inte-

ressante Umsetzungsbeispiele vor, die den Weg von den ersten Beratungsgesprächen durch das Land Tirol bis hin zum erfolgreichen Revitalisierungsprojekt durchlaufen hatten. Die Erkenntnisse aus der Beratungsoffensive zeigen deutlich, dass die Tiroler Kleinwasserkraft großes Ausbaupotenzial besitzt.

Eine ganz konkrete technische Anwendung rückte danach Reinhard Hassinger von der Uni Kassel in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit: den Borsten-Rippen-Fischpass. Dabei handelt es sich um einen neuartigen, kombinierten Fischpass mit besonderen Eigenschaften. Er vereint die Qualitäten des Rippenpasses nach Larinier und jene des klasFoto:OTTI

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und 850 Kleinwasserkraftwerke sind heute in Tirol in Betrieb. Ihr Regelarbeitsvermögen wird mit etwa 1.500 GWh beziffert. Jede vierte Kilowattstunde des Tiroler Wasserkraftstroms stammt somit aus Kleinwasserkraftanlagen. Keine Frage, Tirol ist Wasserkraftland. Man hätte mit Innsbruck somit kaum einen geeigneteren Treffpunkt für das diesjährige Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke des OTTI wählen können. „Große Höhenunterschiede und viel Wasser bieten die natürliche Grundlage für die Wasserkraftnutzung in Tirol“, meinte Prof. Markus Aufleger, fachlicher Leiter der diesjährigen Veranstaltung. Dass die Tiroler Wasserkraft auch in Bewegung ist, daran lässt

Voll besetzter Hörsaal in der Uni Innsbruck

Die "Nixe" für den besten Vortrag ging in diesem Jahr an Prof. Helmut Mader von der Uni Wien.

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Foto: Global Hydro

Fotos: zek

Veranstaltung

Ein breites Angebot: die Präsentationen im Rahmen des Industrieforums 2016

SIMULATION UND INNOVATION Etwas technischer wurde es schließlich im zweiten Block „Simulation und Innovation“.

Philipp Löhdefink von der TH Nürnberg stellte eine drehzahlvariable Kaskadenmaschine als Generatorsystem für Kleinwasserkraftwerke vor, gefolgt von Günter Fella von DIVE Turbinen GmbH, der über die Möglichkeiten der Optimierung bei der Modernisierung von Wasserkraftwerken referierte. DI Matthias Saurwein von Geppert Hydropower erklärte CFD+FEM Simulation mit Open Source Solvern, während Dr. Jürgen Schiffer von der TU Graz den Abschluss des Themenblocks mit einem Referat über Refurbishment von Bestandsanlagen unter Verwendung numerischer Strömungssimulationen bildete.

Wie am Ende jedes Themenblocks hatte das Auditorium die Gelegenheit, mit dem Vortragenden in eine weiterführende Diskussion einzutreten, was gut und ausgiebig genutzt wurde.

Der erste Vortragstag an der Uni Innsbruck endete mit dem Themenblock „Sanierung“, in dem unter anderem Ing. Gebhard Senn von der TIWAG die Generalsanierung des Brennerwerks präsentierte. Ing. Christian

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Moriel von der Fa. Geppert schilderte die Revitalisierung des KW Gündenhausen, ehe Dr. Rene Thiele von Amiantit Germany über den Einzug von GFK-Druckrohren in Kraftwerken referierte. Josef Kreuzer von Added Value rundete den Vortragsnachmittag mit einer Präsentation des Projektes KW Rothleiten in der Steiermark ab.

BESTER VORTRAG - FISHCAM Tag zwei der Veranstaltung stand unter dem Zeichen der Themenblöcke „Technische Aspekte“ sowie „Neubau / Neue Anlagen“. Besonders der Vormittag war von den Vorträgen der akademischen „Wasserkraft-Kapazunder“ Prof. Markus Aufleger, Prof. Bernhard Pelikan sowie Prof. Helmut Mader geprägt. Nachdem Aufleger von aktuellen Forschungsaktivitäten an der Uni Innsbruck berichtet hatte, erläuterte Bernhard Pelikan die Kriterien einer Wasserfassung „als Schlüsselstelle für den störungsarmen und effizienten Kraftwerksbe-

Wie es beim Internationalen Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke üblich ist, werden die Kaffeepausen für angeregten fachlichen Austausch genutzt.

trieb“. Helmut Mader referierte über die „FishCam“ – Video basiertes Funktionsmonitoring für Organismenaufstiegshilfen. Er sollte am Ende die „Nixe“ für den besten Vortrag der Tagung entgegennehmen. Im letzten Themenblock „Neubau / Neue Anlagen“ wurden einige Neuprojekte vorgestellte, wie etwa das KW Wiesen in Südtirol – oder auch die beiden Tiroler Vorzeigeanlagen Stanzertal und Kanzingbach. Diese beiden waren letztlich auch als Exkursionsziele für den Nachmittag des zweiten Tages vorgesehen. Bei großartigem Wetter konnten sich die Teilnehmer ein umfassendes Bild zweier Kraftwerksanlagen machen, die nicht nur für das hohe Wasserkraftpotenzial Tirols stehen, sondern die auch mit modernsten technischen und ökologischen Lösungen aufwarten. Am Ende stand der Ausblick auf das 2017, das Jubiläumsjahr für das Anwenderforum Kleinwasserkraftwerke. Die 20. Auflage wird in Brixen in Südtirol stattfinden.

Foto: zek

sischen Borstenfischpasses. Man darf demnach gespannt sein, wie die Praxiserfahrungen aussehen, wenn – wie geplant – die erste Pilotanlage in Sandford-on-Thames (England) ihren Betrieb aufnehmen wird. Den Abschluss des ersten Themenblocks bildete schließlich der Vortrag von Eva Baier von der Walter Reist Holding AG, in dem es über die Fischtreppe Steffstep ging. Die Steffstep stellt einen neuen Ansatz für den freien Weg nach oben für die Fische dar. Baier schilderte dabei auch die ersten und durchaus vielversprechenden Erkenntnisse aus der Testanlage am Aabach in Niederuster.

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Veranstaltung

Foto: zek

Die neue Büro-, Fertigungs- und Montagehalle der Fa. Geppert in Hall in Tirol.

TIROLER WASSERKRAFT-URGESTEIN WAGT SPRUNG IN EINE NEUE ÄRA

GF Mag. Guntram Geppert

Seit nunmehr 120 Jahren liefert das Unternehmen Geppert am Standort in Hall i. Tirol Kernkomponenten für Kleinwasserkraftanlagen. Kaum ein anderes Unternehmen der Branche kann auf eine derartige Tradition verweisen, die zugleich immer mit hoher Innovationskraft verbunden war. Um den Anforderungen eines globalisierten Marktes gerecht zu werden, erfolgte nun der so wichtige Erweiterungsschritt – der Bau einer neuen Büro-, Fertigungs- und Montagehalle. Im Rahmen des 19.

Internationalen Anwenderforums Kleinwasserkraftwerke präsentierte die Familie Geppert die neue Halle mit einem denkwürdigen Festabend – zweifellos das Highlight der diesjährigen Tagung.

Foto: zek

Galadinner in der neuen Fertigungshalle.

Montagehalle ein. Seit Sommer 2010 habe man firmenintern nach einer Lösung für die zusehends knapper werdenden räumlichen Möglichkeiten am alten Standort gesucht, so Guntram Geppert. „Die Maschinen, die aufgebaut werden sollten, nahmen in Summe mehr Platz ein als die Fläche der alten Werksmontagehalle.“ Es bedurfte dringend einer Ausbaulösung, die sich allerdings nicht im Eilzugstempo realisieren lassen sollte.

BEREIT FÜR KOMMENDE HERAUSFORDERUNGEN Während man für die Einlagerung von Komponenten und für die Werksmontage fremde Hallen in der Umgebung angemietet hatte, liefen im Hintergrund bereits die Planungsaktivitäten für eine neue Werkshalle. Die Firmenleitung beschloss, ein Grundstück im vergleichsweise teuren Gewerbegebiet in Hall zu erwerben. Anfang 2011 konnte dafür bereits der Kaufvertrag unterzeichnet werden. Dass bis zur Grundsteinlegung fast fünf Jahre vergehen sollten, hatte verschiedene Gründe. Einer davon lag in den gutachterlichen Nachweisen in Hinblick auf Belastungen etwaiger Anrainer durch Lärm, Geruch oder Erschütterung. Erst als diese Bedenken ausgeräumt waren, erteilten die Behörden grünes Licht. Ende Oktober 2015 erfolgte die feierliche Grundsteinlegung. Anfang September dieses Jahres wurden nun die Büroeinheiten bezugsfertig gemacht, seit Ende September treffen nach und nach die Bearbeitungsmaschinen und das weitere Equipment für Montage und Fertigung ein.

Rund 6.000 m2 umfasst die bebaute Fläche, die zur Gänze unterkellert wurde. Insgesamt erstreckt sich das moderne Gebäude über 4 Stockwerke. Besonders wichtig war den Verantwortlichen, dass ihr neues Werksgebäude zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien versorgt wird. Ohne Zweifel stellt die neue Büro-, Fertigungs- und Montagehalle einen entscheidenden Meilenstein für das Unternehmen dar, das sich damit den kommenden Herausforderungen eines globalisierten Marktes stellt.

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Foto: EWA

Als sich der erste Veranstaltungstag dem Abend entgegen neigte, lag das diesjährige Highlight der OTTI-Kleinwasserkraft-Tagung noch vor den Teilnehmern. Die Firma Geppert GmbH hatte zu einem feierlichen Präsentationsabend in die nagelneue Fertigungs- und Montagehalle am neuen Standort in Hall geladen. Per Bus wurde das Gros der Gäste vor die Halle chauffiert, wo man sich zwanglos zum Sektempfang traf, plauderte, die angenehme Abendstimmung vor der Tiroler Bergkulisse genoss und schließlich ins Innere des neuen Gebäude gebeten wurde. Im Anschluss führten kompetente Mitarbeiter der Firma Geppert die Gäste in Gruppen durch das Gebäude.

Bei Gaumenschmaus und modernen Harfenklängen genossen die Gäste danach ein wahrlich festliches Ambiente. In diesem Rahmen ergriff Geschäftsführer Mag. Guntram Geppert, Firmenleiter der vierten Generation, das Wort. Er zeichnete in Kürze den langen Weg des Traditionsunternehmens nach und ging im Anschluss auf die Hintergründe und die wesentlichen Eckpunkte der neuen Büro-, Fertigungs- und

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Projekte

UMFASSENDE FRISCHZELLENKUR FÜR TRADITIONSKRAFTWERK IN KASTELRUTH Seit August dieses Jahres ist das Wasser­ kraftwerk Pontives im Südtiroler Kastelruth wieder am Netz. 1,75 Mil­ lionen Euro hat die SE Hydropower, eine Tochtergesellschaft der Alperia, als Betreiberin der Anlage investiert. In nur fünf Monaten wurde das Retro­ fitprojekt von erfahrenen Wasser­ kraftspezialisten umgesetzt. Die neue Francis-Turbine aus dem Hause Tschurtschenthaler wird jährlich rund 4,8 GWh ans Netz liefern, damit kön­ nen rund 2.000 Südtiroler Haushalte mit sauberem Strom versorgt werden.

Die neue Francis-Turbine aus dem Hause Tschurtschenthaler bringt ein Wirkungsgradplus von ungefähr 15 Prozent.

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zeit des Kraftwerks. Es war an der Zeit, das Kraftwerk wieder an den Stand der heutigen Technik zu adaptieren.

ALTE TURBINE IN SCHLECHTEM ZUSTAND „Die alte Turbine, Baujahr 1962, präsentierte sich in einem sehr schlechten Zustand. So schlecht, dass eine außerordentliche Revision in etwa gleich teuer gewesen wäre wie sie zu ersetzen. Man kann sagen, dass die Turbine am Ende ihrer technischen Lebensdauer angekommen war“, erklärt Giovanni Paolucci, Ingenieur im Bereich Engineering & Consulting der Alperia AG, die heute das Kraftwerk Foto: Alperia

Auch die Wasserfassung am Grödner Bach wurde saniert und mit modernster Wasserkrafttechnik ausgestattet.

Foto: Tschurtschenthaler

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rstmals erstrahlte eine Glühbirne in Kastelruth, der bekannten Gemeinde unweit der Südtiroler Metropole Bozen, im Jahr 1905. Schritt für Schritt erfolgte die Elektrifizierung, der Strom dafür kam – natürlich – aus den ersten Wasserkraftwerken.

Zu den „Pionieren“ dieser Zeit zählte auch das Kraftwerk Pontives am Grödner Bach, das in den 1920er Jahren seinen Regelbetrieb aufnahm. Ausgebaut und modernisiert wurde die Anlage im Jahr 1962, als man die Druckrohrleitung und den installierten Maschinensatz austauschte. 1968 folgte der nächste wichtige Schritt: die Anlage wurde automatisiert – damals noch auf Basis einer sehr einfachen Relais basierten Technik. Seit dieser Zeit wurde an der Anlage nichts mehr verändert, die Wasserfassung und die Druckhaltekammer, inklusive Schütze, Rechen und Rechenreiniger, sowie die gesamte Gebäudestruktur des Krafthauses stammten noch aus der Bau-

betreibt. Doch die Modernisierung sollte sich nicht nur auf einen Tausch der Turbine beschränken. So wurden etwa an der Wasserfassung alle Schütze ersetzt und mit neuer Automatisierung versehen. Der “alte” Rechen mit RRM in der Druckhaltekammer wurde rückgebaut und stattdessen ein neuer Rechen mit vollautomatischer RRM an der Wasserfassung installiert. Die gesamte Wasserfassung wurde mit einer neuen Abdeckung versehen und die Mauerwerke saniert. Auch die Mauerwerke des 250 m langen Freispiegelstollens wurden einer Sanierung unterzogen. Zudem wurden entlang des Triebwassersystems neue Glasfaserleitungen verlegt, um eine bessere Kommunikation zwischen Wasserfassung, Druckhaltekammer und Krafthaus zu gewährleisten.

Die Druckkammer selbst wurde mit einem neuen Schütz und neuen Sensoren für Wasserstand und Sandlast ausgestattet. Die Druckleitung wurde nicht ausgetauscht, dafür wurde eine Differentialmessung implementiert. Im Krafthaus wurde natürlich das gesamte Herz der Anlage ausgetauscht, konkret Turbine, Generator, Transformator, Absperrklappe, Ölhydraulik und dazu die gesamte Automation sowie die Mittel­spannungsanlage. Eine umfassende Revision, die allerdings keine Änderungen der ursprünglichen hydraulischen Bedingungen mit sich brachte.

“Ziel der Modernisierungsarbeiten war es, die Sicherheit und die Umweltfreundlichkeit der

HYDRO

Vor dem Umbau: Der alte Maschinensatz, Baujahr 1962, war bereits in schlechtem Zustand.

Foto: Tschurtschenthaler

Die Steuerung- und E-Technik wurde von der Fa. ELPO modernisiert.

Foto: Alperia

Projekte

Anlage zu erhöhen, sie zu vollautomatisieren und die Produktionsleistung zu erhöhen”, sagt Giovanni Paolucci.

SÜDTIROLER KNOW-HOW GEFRAGT Der Löwenanteil an dem Modernisierungspaket wurde dabei von Südtiroler Branchenunternehmen geleistet. Während sich das Brunecker E-Technik-Unternehmen ELPO der gesamten Steuerung und Automation des Kraftwerks annahm, wurde die Firma Tschurtschenthaler aus Sexten mit der elektromechanischen Ausrüstung des Kraftwerks beauftragt. Die Turbinenspezialisten aus den Dolomiten lieferten eine horizontale Francis-Turbine, die auf ein Schluckvermögen von 2 m3/s und eine Fallhöhe von 39,5 m ausgelegt ist. Mit einer Nenndrehzahl von 600 Upm treibt sie einen direkt gekoppelten Marelli-Generator mit 1.000 kVA an. Die 720 kW starke Turbine aus dem Hause Tschurtschenthaler punktet dabei einerseits durch robuste und solide Ausführung, andererseits durch ausgezeichnete Wirkungsgrade.

“Grundsätzlich hat sich am Design der Turbi-

ne nicht viel geändert. Allerdings wurden die einzelnen Komponenten in hydraulisch optimierter Form ausgelegt. Die neue Turbine erzielt einen wesentlich höheren Wirkungsgrad, wir sprechen von ungefähr 15 Prozent plus”, mein Giovanni Paolucci zufrieden.

BETRIEBSFIT IN NUR FÜNF MONATEN Von der Firma ELPO wurde das Automationssystem aus dem Jahr 1968 nun durch ein vollständig digitales der neuesten Generation ersetzt. Der Brunecker E-Technik-Spezialist hat sich in der Vergangenheit einen sehr guten Ruf in der Wasserkraftbranche erarbeitet. Das nun neu implementierte Automatisierungssystem enthält neben den bislang schon bestehenden Funktionen eine Vielzahl an neuen: “Unter anderem wurden eine erweiterte Diagnose, Analyse von Störungen und die Fernüberwachung der gesamten Anlagen realisiert.

Zudem wurden die neuesten Standards für Protokolle und PLC-Programmierung eingesetzt”, so Giovanni Paolucci. Mit seinem Team vom Bereich Engineering & Consulting von Alperia hatte er die gesamte Projektierung,

Bauleitung und verwaltungstechnische Abwicklung des Projektes übernommen.

In Summe nahmen die umfangreichen Umbau- und Modernisierungsmaßnahmen fünf Monate in Anspruch. Am 11. August dieses Jahres nahm die Anlage wieder den Regelbetrieb auf. Dass die fünfmonatige Bauzeit nun ausgerechnet in die wasserreiche Schmelzwasserperiode gefallen ist, erklärt Giovanni Paolucci mit einer speziellen Fördersituation: “Es lag daran, dass wir die vom Staat zugesicherten Förderungen nur in Anspruch nehmen konnten, wenn wir mit der Anlage Anfang August wieder in Betrieb gehen.” Dank der harmonischen und zugleich zielorientierten Zusammenarbeit aller Beteiligten gelang der Projektabschluss innerhalb des knapp bemessenen Zeitrahmens. Mittlerweile ist das Kraftwerk Pontives, das im Regeljahr rund 4,8 GWh erzeugt, wieder am Netz. Die Betreiber von Alperia gehen von einer rund 20-prozentigen Ertragssteigerung gegenüber dem Altbestand aus. Mit der neuen Ausrüstung ist die Anlage in Kastelruth wieder betriebsfit für viele weitere Jahre.

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Projekte

Foto: zek

In der Zentrale „Mulegn“ des zweistufigen Kraftwerks „Ragn d‘Err“ in der Graubündner Gemeinde Surses wird die Hauptenergieproduktion von fast 20 GWh jährlich gewonnen.

KW RAGN D’ERR NACH FAST 10 JAHREN AM NETZ Mitte Mai startete in der Graubündner Gemeinde Surses im Südosten der Schweiz der Probebetrieb des zweistufigen Wasserkraftwerks „Ragn d’Err“. Die von der BKW Energie AG in Kooperation mit der Gemeinde errichtete Anlage verfügt über eine installierte Leistung von rund 7,27 MW und ist auf eine durchschnittliche Jahresarbeit von mehr als 20 GWh Ökostrom ausgelegt. Von den ersten Konzeptionen im Jahr 2007 über die komplexe Konzessionsphase bis hin zur offiziellen Inbetriebnahme im heurigen August vergingen fast 10 Jahre.

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sierung konnte sich schließlich die BKW sichern, welche im Kanton Graubünden bereits bei mehreren Wasserkraftwerken beteiligt ist.

Als Generalplaner für das Projekt beauftragte die BKW die Widmer Ingenieure AG aus Chur

ZWEISTUFIGES ANLAGENKONZEPT „In Summe verfügt die Anlage über ein Wassereinzugsgebiet von etwas mehr als 30 km², wobei die Energiegewinnung an den Kraftwerksstufen Colm und Mulegn erfolgt. Ne-

An der oberen Stufe „Colm“ wird die Ausbauwassermenge von 1.800 l/s gefasst, im Krafthaus nebenan sorgt eine Pelton-Turbine für die energetische Verwertung des Nebenzuflusses.

Foto: zek

M

it dem Kraftwerk Ragn d’Err konnte die BKW Energie AG im heurigen Jahr nach den Anlagen Laubegg und Gohlhaus bereits ihr drittes Kleinwasserkraftprojekt erfolgreich abschließen. Zur Realisierung des Projektes in Surses wurde die Gesellschaft Ragn d’Err AG (KRE) gegründet, an welcher die BKW 80 % der Anteile hält, die restlichen 20 % stehen im Besitz der Gemeinde. Laut Projektmanager Thomas Richli, dem Leiter Neubau Kraftwerke bei der BKW, gab es die ersten Überlegungen zur Nutzung von Wasserkraft durch den Ragn d’Err bereits in den 1980er Jahren. Aufgrund von Zweifeln an der Finanzierbarkeit des Projektes verschwand das Vorhaben allerdings für mehrere Jahrzehnte in der Schublade.

Im Juni 2007 nahm das Projekt durch eine Ausschreibung der Gemeinde Tinizong-Rona, welche mittlerweile mit den umliegenden Ortschaften zur Hauptgemeinde Surses fusioniert ist, wieder Fahrt auf. Den Zuschlag zur Reali-

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Projekte

Mit einem Gewicht von 41 Tonnen stellt der Synchron-Generator des Herstellers TES das schwerste Bauteil der Kraftwerksanlage dar.

ben dem namensgebenden Ragn d’Err (Errbach) werden noch die Gewässer Ragn da Tigiel und Ragn da Colm gefasst, ein Teil des Wassers stammt vom nahe gelegenen Gletscher Piz d’Err“, erklärt Projektmanager Richli. Die obere, kleinere Stufe Colm dient in erster Linie der Wasserzuleitung zur Fassung des Errbachs im Gebiet Pensa, nutzt aber zusätzlich die Höhendifferenz von 106 Metern zur Stromerzeugung. Die Hauptstufe verfügt über eine Fallhöhe von 432 Metern bis zur Zentrale im Ortsteil Mulegn auf und verwertet eine Ausbauwassermenge von 1.800 l/s.Während die bauliche Umsetzung laut Projektmanager Richli relativ problemlos in weniger als 2 Jahren umgesetzt werden konnte, gestaltete sich die Genehmigungsphase als langwierig und komplex. Von der Ausarbeitung des Konzessionsgesuchs bis zur finalen Baugenehmigung durch den Kanton Graubünden vergingen rund 5 Jahre. Aufgrund von Einsprüchen musste das Projekt stellenweise völlig neu überarbeitet werden.

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Um Platz zu sparen wurde der Turbinenkörper der 5-düsige Pelton-Turbine von ANDRITZ Hydro fast zur Gänze einbetoniert.

Dabei wurde etwa eine zusätzliche weitere Kraftwerksstufe gestrichen.

ENERGIEPOTENTIAL OPTIMAL VERWERTET Um das energetische Potential von 250 l/s und mehr als 100 m Fallhöhe nicht ungenutzt zu lassen, entschied man sich noch in der Vorplanungsphase zur Errichtung der oberen Stufe Colm. In der baulichen Ausführung wurde dazu an geeigneter Stelle des Ragn da Colm ein Fassungsbauwerk errichtet und mit einem selbstreinigenden Coanda-Schutzrechensystem der Südtiroler Wild Metal GmbH ausgestattet. Durch den Einsatz eines Coanda-Rechens mit konstruktionsbedingter Selbstreinigungsfunktion konnte die Wasserfassung ohne Entsanderbecken errichtet werden. Die vorgeschriebene Restwasserdotation beträgt mindestens 50 l/s beziehungsweise 30 % der Zuflussmenge. Von dieser Wasserfassung gelangt das Triebwasser über eine 560 m lange, komplett in Guss ausgeführte Druckrohrleitung DN

400 in das Krafthaus Colm. Die Rohrverlegung im schwierigen Gelände wurde mittels Helikopter und einem Schreitbagger ausgeführt.

2-DÜSIGE PELTON-TURBINE FÜR ZWISCHENSTUFE Als Energieerzeuger setzen die Betreiber an der kleineren Kraftwerksstufe auf eine horizontale 2-düsige Pelton-Turbine des Tiroler Traditionsbetriebs „Geppert GmbH“. Durch das Turbinendesign mit 2 Düsen erreicht die Maschine eine effektive Stromproduktion auch bei schwankendem Wasserdargebot.

Bei einer Ausbauwassermenge von 250 l/s und einer Bruttofallhöhe von 106 m kommt die Turbine auf bei einer Drehzahl von 600 U/min auf eine Engpassleistung von 222 kW. Zur exakten Düsensteuerung dient ein Hydraulikaggregat.

Als Stromwandler kommt ein horizontal gekoppelter Synchron-Generator der Marke Hitzinger mit einer Anschlussspannung von 400 V sowie einer Nennscheinleistung von

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Durch den Einbau einer 2-düsigen Pelton-Turbine des Herstellers Geppert an der oberen Kraftwerksstufe„Colm“ können jährlich rund 550.000 kWh Strom erzeugt werden.

285 kVA zum Einsatz. Die Betreiber rechnen an der Kraftwerksstufe Colm mit einer durchschnittlichen Jahresproduktion von rund 550.000 kWh Ökostrom.

DYNAMISCHE RESTWASSERABGABE Unmittelbar nach der Turbinierung an der oberen Stufe gelangt das Triebwasser zur seitlich neben dem Kraftwerksgebäude situierten Hauptfassung „Pensa“. Der komplette Stahlwasserbau des Wehres wurde dabei von der Schweizer „H. Erne Metallbau AG“ ausgeführt. Durch eine massive Stauklappe mit hydraulischem Antrieb wird eine Ausbauwassermenge von maximal 1.800 l/s gefasst und in die Druckrohrleitung (DRL) abgeführt. Bevor das Triebwasser in die DRL gelangt, entsorgt eine hydraulisch betriebene Rechenreinigungsmaschine am Schutzrechen grobes Geschiebe. Für den Ausschluss von feinen Sedimenten aus dem Triebwasserweg kommt ein von der Hochschule Rapperswil entwickelter „HSR-Entsander“ zum Einsatz.

Die Restwasserabgabe von 30 % der Zuflussmenge beziehungsweise mindestens 140 l/s erfolgt an der Hauptfassung über einen in „Vertical Slot“-Bauweise ausgeführten Fischaufstieg. An beiden Wasserfassungen geschieht die Restwasserdotation in Abstimmung mit dem jeweiligen Wasserdargebot dynamisch-simultan. Aufgrund einer behördlichen Vorschreibung muss an beiden Wehranlagen sogar permanent die aktuelle Dotationsmenge über ein Außendisplay angezeigt werden.

DRUCKLEITUNG IN GUSS UND STAHL Für die insgesamt 2.275 m lange DRL zur Zentrale Mulegn entschieden sich die Betreiber für eine Kombination aus Guss- und Stahlrohren. Die oberen beiden Drittel der DRL wurden komplett in Gussrohren DN 900/800 der Schweizer Marke Duktus her-

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Foto:BKW

Im unteren Teil der Druckrohrleitung setzten die Betreiber auf geschweißte Stahlrohre DN 750. Hergestellt wurde die Leitung vom österreichischen Stahlbauspezialisten Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH.

gestellt. Weil die Trassenführung in der Straße verläuft und diese für die Forst- und Alpwirtschaft und den Zugang zu den höher gelegenen Baustellen während den Sommermonaten freigehalten werden musste, kam den Monteuren das anwenderfreundliche und schnell zu montierende Steckmuffensystem mit Schubsicherung sehr entgegen.

Auf den letzten rund 700 m der DRL erfolgte aufgrund der hohen Druckverhältnisse ein Materialwechsel auf geschweißte Stahlrohre DN 750. Diese letzte Passage der Trassenführung wurde von den österreichischen Stahlbauspezialisten Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH ausgeführt. Wegen der Steilheit des Geländes wurde die Rohrmontage in der oberen Hälfte dieses Abschnittes mit einer Materialseilwinde ausgeführt. Somit konnte auch auf den Einsatz von kostenintensiven Transporthelikopterflügen reduziert werden.

Die Errichtung der DRL für die beiden Kraftwerksstufen stellte bei einem Kostenpunkt von rund 5 Millionen SFR fast 20 % des Gesamtbudgets für den Anlagenbau dar.

Insgesamt mussten für die Durchleitungs-

rechte und Grundstücksverkäufe Verhandlungen mit 25 verschiedenen Eigentümern geführt werden.

MEHR ALS 7 MW LEISTUNG Das Herzstück der Anlage Ragn d’Err bildet eine 5-düsige Pelton-Turbine des Herstellers ANDRITZ Hydro in der Kraftwerkszentrale „Mulegn“. Um Platz für den rund 41 Tonnen schweren und in seinen Abmessungen beeindruckenden Generator der Marke TES zu sparen, wurde der Turbinenkörper zu einem Großteil einbetoniert. Mit der Ausbauwassermenge von 1.800 l/s kommt die durch hydraulische Düsenregelung gesteuerte Maschine auf eine respektable maximale Leistung von fast 7,2 MW. Als Stromwandler fungiert der vertikal direkt mit der Turbinenwelle gekoppelte TES Synchron-Generator mit 3 Phasen. Sowohl Turbine als auch Generator drehen exakt mit 750 U/min, aufgrund der Wärmeentwicklung im laufenden Betrieb wurde der Stromwandler mit einer eigenen Wasserkühlung ausgestattet. Der Generator verfügt über eine Nennscheinleistung von 9.300 kVA und erzeugt eine Span-

Technische Daten Stufe Mulegn

Stufe Colm

• Ausbauwassermenge: 1.800 l/s

• Ausbauwassermenge: 250 l/s

• Bruttofallhöhe: 432 m

• Bruttofallhöhe: 106 m

• Turbine: 5-düsige Pelton

• Turbine: 2-düsige Pelton

• Leistung: 7,2 MW

• Leistung: 222 kW

• Hersteller: ANDRITZ Hydro

• Hersteller: Geppert GmbH

• Generator: Synchron

• Generator: Synchron

• Nennscheinleistung: 9.300 kVA

• Nennscheinleistung: 285 kVA

• Hersteller: TES

• Hersteller: Hitzinger

• Jahresarbeit/Regeljahr: ca. 19,9 GWh

• Jahresarbeit/Regeljahr: ca. 0,55 GWh

HYDRO

Foto: zek

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Augrund einer behördlichen Auflage muss an beiden Wasserfassungen die Restwasserdotation permanent im unmittelbaren Außenbereich angegeben werden.

BKW Projektmanager Thomas Richli betreute die Entstehung des Kraftwerks „Ragn d‘Err“ für einen Zeitraum von fast 10 Jahren.

nung von 6.300 V. Die Jahresarbeitsproduktion des Maschinensatzes der Zentrale Mulegn liegt bei rund 19,9 GWh, gemeinsam mit der Stufe Colm beträgt der Jahresertrag im Schnitt 20,4 GWh. Vom Generator gelangt der Strom zum ebenfalls in das Krafthaus integrierten Transformator, welcher zur Kühlung mit einem Öl-Wasserkreislauf ausgerüstet ist. Der Transformator wandelt die Spannung auf 11.000 V hoch und speist den Strom über eine rund 1,3 km lange Erdleitung ins Netz des Energieversorgers EWZ ein.

Die EWZ wurde gleichzeitig mit der Betriebsführung der Anlage betraut. Die Steuerung der komplexen Kraftwerksanlage inklusive dynamischer Restwasserabgabe funktioniert vollautomatisch, die umfangreiche Software für einen reibungslosen Anlagenbetrieb wurde intern von der BKW programmiert.

OFFIZIELLE INBETRIEBNAHME IM AUGUST Nach einer Bauzeit von rund 22 Monaten inklusive Winterpausen konnte im heurigen

Mai, sogar einen Monat früher als geplant, der Probebetrieb starten. Bereits Ende August fand schließlich die offizielle Eröffnung bei einem Tag der offenen Tür statt. Thomas Richli zeigt sich sehr zufrieden mit dem Endergebnis seines fast 10 Jahre lang betreuten Projekts, die Konzessionsphase hätte nach seinem Geschmack aber gerne etwas kürzer ausfallen dürfen. Ausgezahlt hat sich die lange Wartezeit in Sachen Ökostromproduktion definitiv, heute versorgt das Kraftwerk rund 4.500 Haushalte.

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Fotos: DIVE

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Das Kraftwerk Mancioux in Frankreich nach der Modernisierung.

LEISTUNGSSTEIGERUNG DURCH MODERNISIERUNG UND OPTIMIERUNG AM KRAFTWERK MANCIOUX IN FRANKREICH Um den Jahresertrag einer bestehenden Wasserkraftanlage zu maximieren und Betriebs- und Wartungskosten zu minimieren, entscheiden sich viele Betreiber von Kleinwasserkraftanlagen ihr Kraftwerk zu modernisieren. Neben dem Ersatz vorhandener Turbinen und Generatoren durch leistungsstärkere Einheiten können im Zuge einer Modernisierung weitere Maßnahmen ergriffen werden, die mit überschaubarem Kostenaufwand zu einer erheblichen Leistungssteigerung führen können. Die DIVE Turbinen GmbH & Co. KG konnte die Leistung einer modernisierten Anlage durch numerische Strömungssimulation noch über die zu erwartende Leistung hinaus steigern.

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as historische Kraftwerk Mancioux liegt ­an der Garonne, eine Autostunde südlich von Toulouse. Bereits seit dem Ende des 19.

Jahrhunderts führte die damals neugewonnene Möglichkeit der Nutzung von Wasserkraft zur Energieerzeugung zu industriellen Aktivitäten in der französischen Gemeinde Mancioux, deren Mittelpunkt ein Wasserkraftwerk war. Das kaum 500 Seelen zählende Örtchen am Rande der Pyrenäen nutzte schon damals zusammen mit den beiden Gemeinden Roquefort-sur-Garonne und Boussens eine Engstelle des Flusses Garonne im Massif du Plantaurel für den Bau dieses Werkes.

Das Wasserkraftwerk hatte solchen Einfluss auf die Region, dass zu Beginn des letzten Jahrhunderts sogar für kurze Zeit in den kleinen Ortschaften eine lokale Industrie bestehen konnte.

MODERNISIERUNG DES ALTEN KRAFTWERKS Im Jahr 2012 entschied der Be­treiber, ein namhafter französischer Energieversorger, das Kraftwerk zu modernisieren und die vorhandenen Zwillings-­Francis­turbinen durch leistungsstärkere Turbinen zu ersetzen. Dabei wurde die Gesamtleistung von 2 x 450 kW durch Einsatz von zwei DIVE-Turbinen auf 2 x 580 kW erhöht. Aufgrund ihrer kompakten Bauform, die einen einfachen Einbau in bestehende Strukturen ermöglicht und darüber hinaus einen schwingungsarmen Betrieb sicherstellt, konnte die DIVE-Turbine den baulichen Anforderungen

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standhalten. Die technische Herausforderung für die neuen Turbinen im Wasserkraftwerk M ­ ancioux waren jedoch nicht nur sehr schmale ­Tur­binen­kammern, sondern auch der ausdrückliche Wunsch des Betreibers, die Durchflussmenge ohne Änderung am Bauwerk z­ u erhöhen. Zu

Einbau einer DIVE-Turbine in die Turbinenkammer in Mancioux

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Projekte

Einheben einer DIVE-Turbine im Kraftwerk Mancioux.

Maschinenraum des Kraftwerks Mancioux: Die elektrotechnische Anlage der DIVE-Turbine mit Hydraulikaggregaten befindet sich rechts auf einem Podest

Bilder unten: Generatorraum vor und nach der Modernisierung: Da der Generator der DIVE-Turbine direkt über der Turbine in der Turbinenkammer sitzt, besteht im Kraftwerksgebäude kein Platzbedarf mehr für die Generatoren.

Beginn wurde deshalb lediglich ein neues Saugrohr in das Bauwerk integriert, ansonsten wurden zunächst keine weiteren Änderungen am Bauder Turbinenkammer, vorgenommen. Dadurch werk, insbesondere ­ konnten die Kosten für die Modernisierung gering gehalten werden.

Denn die DIVE-­Turbine lässt sich als eine Einheit aus überspültem Ge-

Numerische Simulation der optimierten Anströmung der DIVE-Turbine mit Leitblechen

nerator und Turbine vor­montiert per Kran einsetzen. Für die Generatoren besteht kein zusätzlicher Platzbedarf ­ im Kraftwerksgebäude. Ledigleitung führt die elektrischen Leitungen aus der lich eine Rohr­ ­Turbinenkammer hinaus zu den Schaltschränken, die im bestehenden Kraftwerks­gebäude hochwassersicher untergebracht sind.

OPTIMIERUNG DURCH STRÖMUNGSSIMULATION Im August 2015 wurde das renovierte Kraftwerk Mancioux mit den neuen DIVE-­Turbinen mit einem Laufraddurchmesser von je 1450 mm in Betrieb genommen. Da die Turbinenkammern für die nun deutlich größere Wassermenge sehr schmal ausgeführt sind, kam es erwartungsgemäß zu einer Wirbel­bildung im Einlauf, die die Anströmverhältnisse der Turbine beeinflusste. Die DIVE Turbinen GmbH & Co. KG führte daher eine numerische Strömungssimulation durch, mit der die Wirbel abgebildet und damit ­gezielt und kostengünstig Maß­ nahmen getroffen werden konnten, um die Verwirbelungen zu eliminieren: In die Tur­binen­kammern wurden Strömungsleitbleche integriert, um das Wasser dem Leitappa­rat ohne Turbulenzen zuzuführen.

Dies führte nicht nur zu e­ iner Eliminierung der Wirbel, sondern zu einer deutlichen Leistungssteigerung.

Seit dem Einsetzen der Leitbleche sind die Turbinen im Kraftwerk Mancioux mit einer deutlich erhöhten maximalen elektrischen Leistung von bis zu 620 kW ohne störende Wirbel und Geräusche in Dauerbetrieb, was einer Leistungssteigerung von ca. 37 Prozent entspricht.

FAZIT: LEISTUNGSSTEIGERUNG MIT GERINGEM AUFWAND Durch die Modernisierung des Kraftwerks Mancioux wurden mit ­geringen baulichen Aufwendungen deutliche Leistungssteigerungen erzielt, sowohl durch Wirkungsgrad­erhöhung als auch eine Erhöhung der maximalen Schluckmenge. Die Kosten der Modernisierung konnten ge­ ring gehalten werden, zum Einen aufgrund der kompakten und schwingungsarmen Bauweise der Turbine, die einen aufwändigen ­Umbau des Kraftwerks trotz Leistungssteigerung nicht notwendig macht. Zum Anderen konnte die installierte Leistung im Nachgang der Modernisierung durch numerische Strömungs­optimierung noch einmal deutlich über die maximal garantierte Leistung hinaus gesteigert werden.

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Foto: Global Hydro

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Seit 2003 erzeugt die Kläranlagenturbine des KWV Oberes Donautal Strom aus Abwasser. Nun wurde das Laufrad ersetzt und die Turbine auf den Letztstand der Technik gebracht.

FINE TUNING FÜR HOCH WIRTSCHAFTLICHE ABWASSER-TURBINE Seit dem Jahr 2003 erzeugt der Kanalwartungsverband Oberes Donautal elektrischen Strom aus der Kraft von Abwasser. In einer 1-düsigen Peltonturbine des oberösterreichischen Wasserkraftspezialisten Global Hydro Energy GmbH wird das Abwasser der zentralen Kläranlage der drei Gemeinden Hofkirchen, Pfarrkirchen und Oberkappel abgearbeitet. Und dies hoch effizient: Die 76 kW starke Turbine liefert im Jahresschnitt etwa jene Menge an Strom, die die Kläranlage verbraucht. Nach 13 Jahren Rund-um-die-Uhr-Betrieb wurde es nun Zeit für eine Sanierung der Turbine. Dabei wurde nicht nur das Laufrad getauscht, sondern auch ein steuerungstechnisches Upgrade auf die moderne HEROS 3-Steuerung von GLOBAL Hydro vorgenommen. Die Effizienz der Anlage konnte damit noch weiter erhöht werden.

E

s war zweifellos ein wichtiger Schritt für die Entwicklung der Infrastruktur in der Region Oberes Donautal, als 2002 die brandneue zentrale Kläranlage der drei oberösterreichischen Gemeinden Hofkirchen, Pfarrkirchen und Oberkappel ihren Betrieb aufnahm. Im Zuge der Umsetzung wurde auch ein Pufferbecken mit 150 m3 Speicherraum für die Abwässer errichtet sowie eine 1.660 Meter lange Druckrohrleitung für deren Ableitung verlegt. In der Rohrleitung überwindet das gesammelte Abwasser eine Fallhöhe von 250 Meter, ein Umstand, der schon früh eine hydroelektrische Nutzung dieses Potenzials nahelegte. So entschieden sich die Betreibergemeinden, in der Kläranlage eine Wasserkraftturbine einzubauen. Bereits 2002 wurden erste Testläufe mit der Maschine durchgeführt, die vom Wasser-

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kraftspezialisten GLOBAL Hydro geliefert worden war. Seit 2003 ist der Maschinensatz nun im Regelbetrieb – und hat sich seitdem für die Betreiber längst bezahlt gemacht.

SEIT 2009 AMORTISIERT „Unsere Turbine läuft jeden Tag, wobei die Tageslaufzeit stark von der Wettersituation im Abwassereinzugsgebiet ist. Schließlich gibt es viele Mischwasserkanäle, in denen auch Regenwässer eingeleitet werden. Unserer Erfahrung nach ist der Maschinensatz pro Tag zwischen 10 und 24 Stunden in Betrieb“, sagt Markus Larndorfer, der leitende Klärfacharbeiter des KWV Oberes Donautal. In den letzten Jahren habe sie im Durchschnitt rund 108.000 kWh Strom erzeugt. Demgegenüber stellt er einen Verbrauch von 115.000 kWH im Jahr. Rein rechnerisch deckt die Abwas-

serturbine also beinah den gesamten Eigenverbrauch ab. In der Praxis sieht es so aus, dass etwa 65 Prozent des erzeugten Stroms in der Kläranlage direkt verwendet werden, die restlichen 35 Prozent werden ins Netz der Energie AG eingespeist. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass man im Schnitt rund 35 Prozent aus dem Netz beziehen muss. Daran, dass sich die Turbine für die Betreibergemeinden rechnet, lässt Markus Larndorfer keinen Zweifel: „Die Kosten für Turbine haben sich bereits 2009 amortisiert. Sie ist auf jeden Fall eine große Bereicherung für das Gemeindebudget, und zurückblickend war es eine gute Idee, diese Maschine einzubauen.“ Das sahen auch die Juroren beim Landesenergiepreis Oberösterreich so. Im Jahr 2009 wurde das Projekt mit dem „Energie Star 2009“ geadelt.

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Foto: Global Hydro

Foto: Global Hydro

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Ein Blick durch die Panzerglasscheibe zeigt das Laufrad beim Hochfahren ...

BESCHICHTUNG CONTRA VERSCHLEISS „Eine wesentliche Ursache für den hohen abrasiven Verschleiß an Laufrad und Düse rührt vom Regenwasser aus den Mischwasserkanälen her, in dem sich Sand und kleine Steine befinden. Die chemische Komponente, sprich der niedrige ph-Wert des Abwassers spielt eine untergeordnete Rolle, da unser Standard-Laufradmetall aufgrund seiner Legierungsbestandteile sehr gute Korrosionsbeständigkeit aufweist“, erklärt der Projektleiter von GLOBAL Hydro Markus Pfeneberger. Er weist darauf hin, dass das neue Laufrad nun nicht mehr wie das alte gegossen, sondern aus einem Schmiede-Monoblock gefräst worden ist: „In Bezug zur optimierten virtuellen Geometrie ist damit die Genauigkeit der Becherform deutlich höher. Natürlich haben wir dabei eine Bechergeometrie entsprechend dem aktuellsten Stand der Technik herangezogen.

Außerdem ist auch die Qualität des geschmiedeten Materials wesentlich besser als die des vergleichsweise porösen Gusses.“

Um die Widerstandsfähigkeit der stark beanspruchten Komponenten zu erhöhen, wurde das neue Laufrad mit hochverschleißfester Wolframkarbid-Beschichtung versehen. „Diese Anwendung ist Bestandteil unseres aktuellen Forschungsprojektes ‚Pelton-High-Head‘, in dem wir uns unter anderem auch mit der Verschleißfestigkeit von Materialien beschäftigen. Genau genommen handelt es sich bei der Beschichtung um eine Metallmatrix mit hierin eingebundenen Karbiden, die mit enormem Energieaufwand auf die vom Verschleiß betroffenen Flächen des Laufrades aufgebracht wird“, so der Ingenieur der Global Hydro Energy GmbH. BLICKFENSTER AM GEHÄUSE Auch das Turbinengehäuse unterscheidet sich von einer herkömmlichen Variante: Es wurde Das kleine Sichtfenster, das der Beleuchtung mittels Stroboskop-Licht dient.

komplett aus korrosionsbeständigem Edelstahl gefertigt. Auf die Verwendung eines Strahlablenkers wurde bei der eindüsigen Turbine verzichtet. Die Düse selbst wurde nun komplett durch eine strömungstechnisch optimierte Version ersetzt.

Zugunsten einer Optimierung der Strömungsverhältnisse, wurden von den oberösterreichischen Wasserkraftspezialisten Tests mit verschiedenen Leitblechen durchgeführt, die allerdings noch nicht zur Gänze abgeschlossen sind.

Alleine von ihrer Optik sticht die modernisierte Abwasserturbine nun ins Auge. Dies verdankt sie vor allem den neu eingebauten Sichtfenstern. „Es wurde nun ein großes Sichtfenster aus Panzerglas integriert, um das Laufrad auch im laufenden Betrieb beobachten zu können. Zusätzlich wurde noch ein kleineres eingebaut, in dem man mittels Stroboskop-Licht einen Blick auf das Laufrad werfen kann“, sagt Markus Larndorfer.

STEUERUNGSTECHNISCHER SPRUNG INS NEUE ZEITALTER Neben den Anpassungen an der „maschinentechnischen Hardware“ umfasste das Modernisierungsprojekt auch das erforderliche Upgrade der Steuerungstechnik – der „Software“ sozusagen. Wie bei zahlreichen anderen Kraftwerksprojekten kam das neuentwickelte HEROS 3 Steuerungssystem in seiner Basic-Ausführung zum Einsatz. „Diese Version wurde speziell für Anlagen mit geringerer Leistung entwickelt, um auch im unteren Leistungsbereich eine kostengünstige und zugleich effiziente Lösung zu bieten. Ein großer Vorteil ergibt sich für den Betreiber durch die neue tablet-fähige Bedienung des Kraftwerks“, erklärt Markus Pfeneberger und nimmt gleich konkret Bezug auf die Fortschritte an der Kläranlagenturbine: „Bis dato war die Visuali-

Foto: Hydro-Solar

MASSIVE VERSCHLEISSERSCHEINUNGEN 2009 war auch das Jahr, in dem erstmals Ertüchtigungsmaßnahmen auf dem Programm standen. Das Laufrad wurde durch Auftragschweißen revitalisiert und die Düsennadel samt Stellstange ausgetauscht. „Die Turbine ist aufgrund feiner Sedimente und anderer im Abwasser befindlicher Teile permanent stark erhöhten Belastungen ausgesetzt. Alle Feinteile kleiner als 8 mm gelangen auf die Becher des Laufrads. Nun, nach weiteren 6 Jahren Vollbetrieb, waren die Verschleißerscheinungen so stark, dass ein erneutes Aufschweißen und Abfräsen nicht mehr sinnvoll gewesen wäre“, so Markus Larndorfer. Man beschloss, das Laufrad zu tauschen und die Maschine zugleich auf den neuesten Stand der Technik zu bringen.

... und unter Volllast.

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Neue Visualisierung am HEROS 3 Basic, das für die Steuerung und Automatisierung der Abwasserturbine zum Einsatz kommt.

sierung nur am Schaltschrank verfügbar, und dieser befand sich nicht in der selben Räumlichkeit wie die Maschine. Mit HEROS 3 BASIC kann diese nun von einem Tablet aus erfolgen, wodurch sich der Anlagenwart mit der Steuerung frei im Krafthaus bewegen kann.“ Darüber hinaus wurde die Steuerung in das übergeordnete Leitsystem der Kläranlage integriert, sodass die Turbine auch von der Leitwarte der Kläranlage überwacht und gesteuert werden kann.

BEDARFSGERECHTER TURBINENBETRIEB Eine nicht unerhebliche Herausforderung für die Programmierer bei GLOBAL Hydro bestand in der Optimierung im Hinblick auf den Energiebedarf der Kläranlage. Schließlich – so Markus Pfeneberger – treten je nach Prozess durchaus hohe Energiebedarfsspitzen auf. HEROS 3 wurde so angepasst, dass diese Spitzen automatisch erkannt werden und die Turbine bedarfsgerecht gestartet wird. Dadurch kann der Energiebezug aus dem Netz massiv reduziert werden. „Wir verfügen nun über eine wirklich intelligente Steuerung.

Die Gemeinde Hofkirchen und die beiden anderen beteiligten Gemeinden sind hoch zufrieden mit der Wirtschaftlichkeit ihrer Kläranlagenturbine.

Das heißt, dass auch nur jene Menge erzeugt wird, welche die Kläranlage gerade benötigt.

Bei größerem Zufluss zum vorgeschalteten Pufferbecken wird entsprechend eben mehr ins Netz eingespeist“, erklärt Markus Larndorfer. Die Steuerungs-Hardware wurde bereits im Vorjahr ausgetauscht. Nach 13 Jahren durchgehenden Betrieb war diese bereits am Ende ihrer technischen Lebensdauer angelangt.

Die E-Technik- und Steuerungsspezialisten von GLOBAL Hydro können – ebenso wie natürlich der Betreiber – von außen mittels Router über eine gesicherte VPN-Verbindung via Internet auf das SCADA-System zugreifen. Bei Bedarf können die Techniker so jederzeit bei Fragen oder neuen Problemstellungen unterstützend eingreifen.

WIRKUNGSGRADPLUS VERIFIZIERT Am Ende des umfassenden Erneuerungsprozesses wollte die erreichte Effizienzsteigerung auch quantifiziert und dokumentiert werden.

Aus diesem Grund wurde eine Wirkungsgradmessung , basierend auf analogen Messmetho-

Die neue zentrale Kläranlage des Kanalwartungsverbandes Oberes Donautal in Niederranna.

den, vorgenommen, die letztlich durchaus eindrucksvoll ausfiel. „Bei einer systematischen Messunsicherheit von 1,72 % ergaben unsere Messungen eine Steigerung des Wirkungsgrades um ca. 7,5 %“, erklärt der Projektleiter von GLOBAL Hydro, der aber relativierend einräumt: „Man darf dabei aber nicht vergessen, dass der Vergleich mit dem verschlissenen Laufrad erfolgte. Der Wirkungsgradgewinn ist somit nicht nur auf die Bechergeometrie und die durchgeführten Modifikationen zurückzuführen.“ Markus Larndorfer vom Kanalwartungsverband Oberes Donautal kann dies nur bestätigen: „Uns fällt auf, dass die Turbine nun um einiges leiser ist als zuvor. Und – wie wir gesehen haben – hat sich auch die Effizienz erhöht.“ Lag die jährliche Stromproduktion rein rechnerisch bislang leicht unterhalb des Durchschnittsverbrauchs der Kläranlage, sollte sich dieses Verhältnis nun zugunsten des Stromertrags verschoben haben. Die drei Anrainergemeinden werden somit auch die nächsten Jahre viel Freude mit ihrer innovativen Abwasserturbine haben.

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 38,0 l/s • Netto-Fallhöhe: 232,0 m • Turbine: Peltonturbine • Fabrikat: GLOBAL Hydro • Düsenzahl: 1 • Strahlkreisdurchmesser: 390 mm • Becheranzahl: 22 • Nennleistung: 76 kW • Drehzahl: 1515 Upm • Generator: asynchron • Generatorleistung: 85 kVA • Druckrohrleitung: Länge: 1660 m (erdverlegt) • Steuerungssystem: HEROS 3 • Regelarbeitsvermögen: 108.000 kWh

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Fotos: Salzburg AG

Krafthaus des 1984 errichteten Tagesspeicherkraftwerks Zederhaus. Damit seine volle Funktionsfähigkeit auch zukünftig erhalten bleibt, führt die Salzburg AG eine Großrevison an Turbine, Druckstollen und Leittechnik durch. Im Jänner 2017 soll die Anlage wieder in Betrieb gehen.

SALZBURG AG INVESTIERT IN DIE BETRIEBSSICHERHEIT IHRER KRAFTWERKE Um auch in Zukunft ihre Kunden zuverlässig mit nachhaltig erzeugter Energie versorgen zu können, führt die Salzburg AG zurzeit an den Kraftwerken Zederhaus und Urstein planmäßige Revisionen durch. Am Laufwasserkraftwerk Urstein, rund 10 km vom Zentrum der Landeshauptstadt Salzburg entfernt, werden bei einem von 3 Wehrfeldern die Dichtungen und der Korrosionsschutz erneuert. Der Anlagenbetrieb bleibt dabei unbeeinflusst aufrecht. Viel umfangreicher gestalten sich die Sanierungsarbeiten am Tagesspeicherkraftwerk Zederhaus im Süden des Bundeslandes. Dort steht die Energieerzeugung wegen den umfangreichen Revisionsschritten an der Turbine sowie einer kompletten Erneuerung der Kraftwerksleittechnik bis voraussichtlich Jänner 2017 still.

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as Kraftwerk Zederhaus wurde im Jahr 1984 errichtet und gehört mit 3 weiteren Anlagen zur Kraftwerksgruppe Lungau. Sein Wasser bezieht das Kraftwerk aus insgesamt 10 Gebirgsbächen, welche im Tagesspeicher Schliereralm zu einem Volumen von rund 247.500 m³ gefasst werden.

Das Wassereinzugsgebiet beträgt dabei 58,2 km². Mit seiner auf einen maximalen Durchfluss von fast 5 m³/s ausgelegten Francis-Turbine erreicht die Anlage eine Engpassleistung von 10 MW. Zur Stromwandlung dient ein vertikal auf die Turbinenwelle gekoppelter Drehstrom-Synchron-Generator mit einer Nennscheinleistung von 12.500 kVA. Jähr-

Die Francis-Turbine des Kraftwerks Zederhaus vor dem Beginn der Revisionsmaßnahmen.

Zur Installation von moderner Leittechnik wurde die Siemens AG Österreich beauftragt.

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Für die Turbinenrevision sind speziell geschulte Mitarbeiter der Salzburg AG im Einsatz.

Im Zuge der Revision wird der fast 250.000 m³ fassende Speichersee Schliereralm zur Gänze entleert.

lich lassen sich mit dieser Maschinenkombination rund 33 GWh saubere Energie erzeugen, welche durch eine 30 kV-Leitung zum Umspannwerk in St. Michael gelangen. Anfang September wurde der Anlagenbetrieb für die anstehende Revisionsmaßnahmen in den kommenden Herbst- und Wintermonaten zur Gänze eingestellt.

GROSSREVISION NACH PLAN „Revisionen dieser Größenordnung werden in der Regel alle 30 Jahre durchgeführt. Dabei kommt es beim Kraftwerk Zederhaus sowohl zu einer umfangreichen Sanierung der Turbine als auch zu weitreichenden Modernisierungsmaßnahmen im Bereich der Elektro- und Leittechnik“, erklärt Johann Fuchsberger, Leiter der Kraftwerksgruppe Lungau. Die Turbine wird mit einem neuen Laufrad inklusive erneuertem Leitapparat und Leitschaufeln ausgestattet. Ebenfalls genau unter die Lupe genommen wird der Kugelschieber unmittelbar vor der

Turbine. Das massive Absperrorgan wurde als eine der ersten Revisionsmaßnahmen in seine Einzelteile zerlegt und erhält im Zuge der Sanierung neue Dichtungssätze.

Zusätzlich nutzt die Betreibergesellschaft den Anlagenstillstand für Ausbesserungsarbeiten im rund 5,7 km langen Triebwasserstollen. Dabei werden punktuelle Schäden an der Spritzbetonauskleidung professionell behoben. Des Weiteren erfordert die Revision die komplette Entleerung des Speichersees, wodurch im gleichen Zug Sedimentablagerungen vom Seegrund entfernt werden können.

REVISION GEWÄHRLEISTET WIRTSCHAFTLICHKEIT Johann Fuchsberger betont, dass es sich bei der durchgeführten Großrevision um keine Revitalisierungsmaßnahme im Sinne des Ökostromgesetzes handelt. Somit wird das Kraftwerk nach Abschluss der Arbeiten zwar nicht mehr Energie produzieren, seine Funktionalität und Wirtschaftlichkeit bleiben aber

Der Kugelschieber erhält neue Dichtsätze.

auf viele weitere Jahre sichergestellt. Zur Durchführung von Revisionen setzt die Salzburg AG auf speziell geschulte Mitarbeiter, welche über langjährige Erfahrung im Bereich der Kraftwerks- und Energietechnik verfügen.

Beim Kraftwerk Zederhaus sind über den gesamten Revisionszeitraum 20 betriebseigene Techniker im Einsatz.

SIEMENS MODERNISIERT LEITTECHNIK Für die Komplettausstattung mit moderner Automatisierungstechnik beauftragte die Betreibergesellschaft die Siemens AG Österreich, welche in Salzburg über ein eigenes Kompetenzzentrum verfügt. Diese hatte sich schon bei der Großrevision des ebenfalls zur Kraftwerksgruppe Lungau zählendenden Pumpspeicherkraftwerks Hintermuhr im ersten Halbjahr 2016 bestens bewährt. „Siemens hat mit der erfolgreichen Fertigstellung des Kraftwerks Hintermuhr nicht nur eine sehr wichtige Referenzanlage in unmittelbarer Nähe gewonnen,

Technische Daten KW Zederhaus

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KW Urstein

• Typ: Tagespeicherkraftwerk

• Typ: Laufkraftwerk

• Ausbauwassermenge: 4,978 m³/s

• Ausbauwassermenge: 250 m³/s

• Nettofallhöhe: 253,9 m

• Nettofallhöhe: 11,15 m

• Turbine: Francis-Turbine

• Turbinen: 2 x Kaplan-Rohr-Turbine

• Engpassleistung: 10 MW

• Engpassleistung: 2 x 12,315 MW

• Generator: Synchron

• Generatoren: 2 x Synchron

• Nennscheinleistung: 12,5 MVA

• Nennscheinleistung: 2 x 13,4 MVA

• Jahresarbeit: ca. 33 GWh

• Jahresarbeit: ca. 120 GWh

HYDRO

Projekte

Während der Sanierungsmaßnahmen kann der Anlagenbetrieb des Kraftwerks Urstein ungestört weiterlaufen.

Einheben der tonnenschweren Dammbalken zur Revision eines Wehrfelds.

sondern auch, und das ist viel wichtiger, die Kundenbeziehung zum größten Energieversorger des Bundeslandes Salzburg weiter vertieft. Für das Kraftwerk Zederhaus bedeutet dies nun, dass ein optimal eingespieltes Projektteam die Umbauarbeiten mit einem hohen Maß an Professionalität und Qualität erledigt“, sagt Markus Steindl, Leiter des Kompetenzzentrums für Kleinwasserkraft bei Siemens.

WEHRFELDREVISION AM KRAFTWERK URSTEIN Eine vom Arbeitsaufwand weitaus geringere Revision im Bereich des Stahlwasserbaus wird zeitgleich von der Salzburg AG am Laufwasserkraftwerk Urstein durchgeführt. Erbaut wurde die Anlage bereits 1971.

Mit einer Jahresenergieproduktion von rund 120 GWh kann das Kraftwerk etwa 34.000 durchschnittliche Haushalte versorgen. Um die Kraftwerksinfrastruktur aufrecht zu erhalten erfolgen Revisionen dieser Art in

der Regel alle 10 bis 15 Jahre. Zur Durchführung der Servicemaßnahme nutzt man die Mitte September einsetzende Niederwasserperiode der Salzach. „Um den Wehrfeldbereich wasserfrei zu halten, wurde am 13.

September mit dem Einsetzen der tonnenschweren Dammbalken begonnen. Während der Revision werden die Klappen- und Segmentdichtungen des Wehrfeldes erneuert, zudem sind Werkstoffprüfungen und ein Ausbessern des Korrosionsschutzes geplant. Bis Ende Oktober sollten die Servicemaßnahmen abgeschlossen sein“, führt Kraftwerksleiter Franz Zillner aus.

Da sich die Arbeiten auf ein einzelnes Wehrfeld beschränken, stehen im Anlassfall zur Hochwasserabfuhr noch 2 weitere Wehrfelder zur Verfügung. Von den Maßnahmen unbeeinflusst sind die beiden Kaplan-Rohr-Turbinen, die Stromproduktion bleibt während der gesamten Revisionsdauer aufrecht.

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

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20.11.13

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Foto: zek

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Am traditionsreichen Industrieareal an der Ilfis wurde ein Ersatzneubau für ein Kraftwerk aus den 1930ern realisiert, allerdings mit vier Mal so viel Leistung.

NEUES LEBEN FÜR KANALKRAFTWERK AN DER ILFIS Nachdem 2011 die Konzession für das alte ENWAG-Kraftwerk an der Ilfis in Obermatt abgelaufen war, leitete der Betreiber Bruno Wittwer einen modernen Ersatzneubau für die Traditionsanlage in die Wege. Dabei gelang es nicht nur die Leistung von bislang 40 kW auf 170 kW zu erhöhen, sondern auch so manch neue technische Innovation zu realisieren. Wie etwa einen höhenverfahrbaren vertikalen Grobrechen, der vom Südtiroler Stahlwasserbauspezialisten Wild Metal konzipiert und gefertigt wurde. Diese Rechenvariante verhindert einerseits die Verlegung nach Starkregenereignissen und dient anderseits einer effektiven Säuberung. Seit Ende Mai letzten Jahres ist die Anlage in Betrieb, die im Regeljahr rund 900 MWh ans Netz liefert.

A

m Standort der einstigen Gießerei Jost in Langnau im oberen Emmental hat die Wasserkraftnutzung eine lange Tradition. Bereits vor rund 200 Jahren, um 1820, wurde ein Wasserrad installiert, das aus den Quellbächen der näheren Umgebung sowie aus der Ilfis, einem Zubringer der Emme, angetrieben wurde. Lange Jahre stand das Wasserrad im Dienste einer Schmiede. „Man hatte damals einen mehrere Kilometer langen Freispiegelkanal angelegt, an dem etwa ein Dutzend kleinerer Radwerke liefen, die größtenteils für Mühlen arbeiteten und von einer Radwerkgenossenschaft unterhalten wurden“, erzählt der Betreiber des heutigen Kraftwerks und Eigentümer der ENWAG AG, Bruno Wittwer. Bis 1936 war das Wasserrad in Betrieb, ehe der Umstieg auf eine Francis-Turbine erfolgen sollte. Mit der Begradigung der Ilfis wurde das Wasser direkt in den Gewerbe-

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kanal eingeleitet, wodurch ein mehr oder weniger kontinuierliches Wasserdargebot für die Gewerke sichergestellt werden konnte. Die Turbine lieferte von da an Tag und Nacht Energie für die Gießerei, in der Aluminium verarbeitet wurde. Während in der Nacht eingeschmolzen wurde, konnte tagsüber die Weiterverarbeitung erfolgen. „Zwar waren die 35 PS eine relativ bescheidene Leistung, aber sie reichten für die damaligen Anforderungen voll und ganz aus“, so Bruno Wittwer.

WEITERBETRIEB ODER STILLLEGUNG? Die Konzession für die Anlage, die 1991 vom heutigen Betreiber übernommen worden war, endete im Jahr 2011. „Ich habe mich daher schon zwei, drei Jahre zuvor mit der der eventuellen Verlängerung der Konzession befasst und eine entsprechende Vorabfrage an den Kanton gestellt. Man gewährte mir einen

Weiterbetrieb für zwei Jahre über das Konzessionsende hinaus, ehe der Entschluss für oder gegen eine Erneuerung fallen musste“, sagt der Betreiber. Die Entscheidung fiel dem Unternehmer aus dem oberen Emmental nicht schwer, immerhin konnte er auf eine Förderung durch die KEV mit einer Laufzeit von 25 Jahren bauen. Mit vielen guten Ideen für eine deutlich erweiterte und modernisierte Wasserkraftanlage im Gepäck wandte er sich an das renommierte Planungsbüro Hydro-Solar, um sein Vorhaben in die Tat umzusetzen. „Dies war tatsächlich ein Unterschied zu vergleichbaren Kraftwerksprojekten. Die Ideen wurden großteils von Herrn Wittwer an uns herangetragen und wir haben versucht, sie planerisch zu verwirklichen“, räumt DI Leif Karcheter, Projektleiter von Hydro-Solar, ein.

2014 wurde die betagte Maschine abgestellt, und die Bauarbeiten konnten beginnen.

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Foto: Hydro-Solar

Foto: zek

Projekte

Auf einer Länge von 110 m wurden GFK-Rohre vom Durchmesser DN2000 im alten Freispiegelkanal verlegt.

Über einen modernen Seiteneinzug werden an der Wasserfassung bis zu 5 m3/s aus der Ilfis entnommen.

UNTERGRUND MIT PROBLEMCHARAKTER Am grundsätzlichen Konzept der Anlage und vor allem an der Situierung von Fassung und Zentrale bestand kein Änderungsbedarf. Und dennoch blieb beim Ersatzneubau für das Kraftwerk kein Stein auf dem anderen.

Für die Planer galt es dabei auch noch die eine oder andere Hürde zu nehmen. So wären vor allem die beengten räumlichen Bedingungen an der Fassung eine nicht unerhebliche Herausforderung gewesen, erläutert Leif Karcheter: „Im Unterschied zum Altbestand mussten wir an der neuen Wasserfassung auch eine Fischaufstiegshilfe integrieren. Hier befindet sich in direkter Nachbarschaft eine weitere Wasserfassung zur Versorgung eines Gewerbekanals, wodurch wir sehr wenig Spielraum für den Fischaufstieg hatten. Es ließ sich letzt-

lich mithilfe einer Vertical-Slot-Anlage sehr gut lösen.“ Ein weiteres Problem ergab sich für die Verantwortlichen im Zuge der Umsetzung des Bauvorhabens aufgrund des sehr durchlässigen Ilfis-Schotters. Da der Grundwasserspiegel hier ident mit dem Flussspiegel ist, mussten von Seiten der Baufirma entsprechende Vorkehrungen getroffen werden.

Gerade im Bereich der Wasserfassung war das Know-how des erfahrenen Planungsbüros gefragt. „In direkter Umgebung zur Fassung befindet sich eine relativ neue ARA (Abwasserreinigungsanlage Anm.), deren Bauten sehr tief unter das Grundwasserniveau gebaut wurden. Die Außenwände wurden dabei mit langen Ankerstangen rückverankert, wobei ebendiese Anker bis in den Baustellenbereich

der Fassung ragten. Dies veranlasste uns dazu, das gesamte Fassungsbauwerk sehr flach zu halten, um oberhalb des Grundwasserspiegels zu bleiben. Eine künstliche Absenkung desselbigen konnten wir uns damit ersparen, zudem war auch keine geschlossene Spundwand erforderlich“, erklärt der Ingenieur von Hydro-Solar.

VOM KANAL ZUM ROHR Auch in Hinsicht auf den neuen Kraftwerksbetrieb spielte die Kläranlage eine Rolle. Geklärte Abwässer im Ausmaß von 100 bis 110 l/s werden dem Triebwasser zugeleitet. Eine willkommene Stärkung des Wasserdargebotes, wobei die relativ geringe Menge selbstverständlich keinerlei negative Auswirkungen auf die Wasserqualität hat. Die Zuleitung in

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Foto: zek

Im Zentralengebäude wird die Kraft des Wassers von einem flüsterleisen Maschinengespann in elektrische Energie umgewandelt. Die doppelt regulierte WATEC-Kaplanturbine treibt einen PMG an. Die Nennleistung liegt bei 176 kW.

den Triebwasserweg erfolgt über ein Sonderformstück in der GFK-Leitung.

Letztere wurde nun als Ersatz für den Freispiegelkanal realisiert. Über 110 Meter wurden glasfaserverstärkte Kunststoffrohre des Herstellers Amiantit im alten Kanal verlegt, die vom Exklusivvertrieb APR-Schweiz vertrieben werden. Die Rohre haben einen Durchmesser von DN2000 und bringen vor allem aufgrund ihrer spiegelglatten Innenoberfläche strömungstechnisch und letzt-

lich auch wirtschaftliche Vorteile. Grundsätzlich bestand eine der Anforderungen für die beauftragten Planer, die Strömungsverhältnisse nach allen Regeln der Kunst zu optimieren.

VERVIERFACHUNG DER LEISTUNG In Hinblick auf die Effizienzsteigerung lag das Hauptaugenmerk von Planer und Betreiber natürlich auf dem neuen Maschinensatz.

Die Wahl fiel auf eine doppelt regulierte, 4-flügelige Kaplan-Turbine aus dem Hause

WATEC Hydro, die auf einen Nenndurchfluss von 5,0 m3/s ausgelegt ist. Die Maschine weist nicht nur ein gegenüber dem Altbestand höheres Schluckvermögen aus, sie kann auch eine erhöhte Nennfallhöhe nutzen. Während diese bislang 3,40 m betrug, liegt sie nun bei ca. 4 m – ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch den eingesetzten Permanentgenerator, der mit 250 Upm von der direkt gekuppelten Turbine angetrieben wird. Der knapp 2 Tonnen schwere PMG zeichnet sich einerseits durch extreme Laufruhe und niedrige Schallemissionen, zum anderen durch Top-Wirkungsgrade aus. Ausgelegt ist die Maschine auf eine Nennleistung von 200 kVA. Der neue Maschinensatz von der Firma WATEC Hydro bedeutet damit einen gewaltigen Leistungssprung für das Kraftwerk. Während die alte Turbine auf gerade einmal rund 40 kW kam, liegt das Leistungslimit der neuen bei etwa 176 kW – eine glatte Vervierfachung.

KEIN STARRER RECHEN Höchst innovativ präsentiert sich auch die Technik an der Wasserfassung. Der gesamte Stahlwasserbau, vom Grobrechen bis zur Rechenreinigungsmaschine, wurde vom Südtiroler Branchenspezialisten Wild Metal umgesetzt. Als absolute Novität wurde dabei ein vertikal verfahrbarer Grobrechen, der sich wie ein Schütz heben und senken lässt, installiert.

Leif Karcheter: „Nach starken Niederschlägen kann sich die Ilfis mitunter auch von einer sehr wilden Seite zeigen. Wenn dabei große Mengen an Treibgut anfallen, könnte der Grobrechen im Handumdrehen verlegt werden. Dem kann ein verfahrbarer Grobrechen

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• Laufraddurchmesser: 1'120 mm • Nennleistung: 176 kW

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• Drehzahl: 250 Upm • Generator: PMG synchron (VUES Brno) • Generatorleistung: 200 kVA • Druckrohrleitung: Länge: 110 m (erdverlegt) • Durchmesser Ø DN2'000

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

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www.watec-hydro.de

• Material: GFK / Fabrikat: Amiantit / FLOWTITE • Rohrlieferant: APR Schweiz • E-Technik & Steuerung: KOBEL • Stahlwasserbau: Wild Metal • Regelarbeitsvermögen: 0,9 - 1,0 GWh

Foto: EWA

• Ausbauwassermenge: 5,0 m3/s • Netto-Fallhöhe: 3,97 m • Turbine: vertikale Kaplan-Turbine • Fabrikat: WATEC Hydro • Flügelzahl: 4

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Technische Daten

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Foto: zek

Projekte

Betreiber Bruno Wittwer im Gespräch mit Hydro-SolarProjektleiter Leif Karcheter.

Um den Grobrechen vor Verschluss durch andrängendes Geschwemmsel zu schützen, wurde von der Fa. Wild Metal ein vertikal verfahrbarer Horizontalrechen eingebaut.

noch setzt der Betreiber auf Kontrolle durch einen Anlagenwart, dem er speziell dafür eine Wohnung in einem der angrenzenden Gebäude einrichten ließ. „Es ist unbestreitbar von Vorteil, wenn der Anlagenwart gerade bei Extremereignissen, wie einem Hochwasser, oder einem Störfall, vor Ort ist. vorbeugen. Hinzu kommt, dass wir in den letzten Jahren feststellen mussten, dass es beim Horizontalrechen manchmal zu einem ganz spezifischen Problem kommt, und zwar, dass sich Äste auf Wasserspiegelniveau in waagrechter Richtung verhaken und kaum maschinell zu entfernen sind, da die Harke des Reinigers nicht rankommt. Bei einem mobilen Grobrechen können sie zumeist ganz leicht entfernt werden.“ Lobende Worte findet er auch für die Horizontalrechenreinigungsmaschine, die nicht nur robust, effizient und verlässlich arbeitet, sondern darüber hinaus auch sehr zügig. „Man merkt, dass in den Maschinen viel Know-how steckt. Positiv festzustellen ist auch, dass die Monteure von Wild Metal die Pläne aus dem eigenen Haus bestens kennen und ganz genau wissen, was zu tun ist – und

worüber geredet wird. Das ist wohl auch der Grund, warum die Stahlwasserbauprodukte laufend weiterentwickelt werden können.“ E-TECHNIK-KNOW-HOW AUS DEM EMMENTAL Bewährte und zugleich moderne Technik kam für die Steuerung der neuen Anlage zum Einsatz. Sie wurde von der Firma Kobel aus Affoltern im Emmental umgesetzt, die zu den bekanntesten E-Technik- und Automationsunternehmen im Schweizer Kleinkraftwerkssektor zählen. Mehr als 40 Jahre Firmenerfahrung und das Know-how aus über 1.000 erfolgreich abgewickelten Kraftwerksprojekten stecken in der Arbeit der Emmentaler E-Techniker. Zwar wurde die Anlage nun auf vollautomatischen Betrieb ausgelegt, den-

STROMERTRAG MAL DREI Seit Ende Mai letzten Jahres ist die Anlage nun in Betrieb. Zum Leidwesen des Betreibers verlief der Sommer 2015 extrem trocken, von Juni bis Dezember produzierte das Kraftwerk gerade einmal 220'000 kWh. „In diesem Jahr sind wir deutlich besser gestartet, ich könnte mir vorstellen, dass wir diesmal über 900 MWh im Jahr erzeugen - eine Strommenge, die für rund 200 Emmentaler Haushalte ausreicht“, so Bruno Wittwer. Die Produktionssteigerung gegenüber dem Altbestand ist beachtlich, sie beträgt etwa das Dreifache. Das gesamte Investitionsvolumen beläuft sich auf rund 2,5 Mio. CHF. Die Konzession für das neue Kraftwerk läuft nun für weitere 40 Jahre.

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Fax +39 0472 759263

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Visualisierung: VERBUND

Projekte

Modellansicht des adaptierten Planungsprojektes: Kraftwerk Gries an der Salzach nach Fertigstellung

SALZBURG AG UND VERBUND ERRICHTEN NEUES SALZACH-KRAFTWERK Am 23. September 2016 fand der Spatenstich beim Kraftwerk Gries im Pinzgau statt. Das Salzachkraftwerk Gries wird ab 2019 mit einer Leistung von 8,85 Megawatt und einer Jahreserzeugung von 42 Millionen Kilowattstunden sauberen Strom aus Wasserkraft für mehr als 10.000 Haushalte erzeugen. Die Investitionskosten betragen rund 50 Millionen Euro, die sich die Projektpartner Salzburg AG und VERBUND teilen.

GEMEINDEAUSGLEICHSFONDS ALS WICHTIGE STÜTZE DES BAUVORHABENS In seiner Ansprache anlässlich der Spatenstichfeier meinte Landeshauptmann Wilfried Haslauer: „Der Bau des Kraftwerks Gries ist ein wichtiger Teil des Investitionspaketes 2015 der Salzburger Landesregierung. Die Kraftwerks-Investitionen in der Größenordnung von rund 50 Millionen Euro setzen einen starken regionalen Wirtschaftsimpuls, schaffen und sichern Arbeitsplätze, liefern saubere Energie und tragen zur Erreichung der Klimaziele bei. Das Land unterstützt daher mit rund 4,1 Millionen Euro aus dem Gemeindeausgleichsfonds (GAF) Infrastrukturmaßnahmen der Gemeinde, die in Zusammenhang mit dem Kraftwerk stehen. Das ist ein

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wesentlicher Beitrag zur Ermöglichung dieses bedeutenden Projektes.“ Ähnlich äußerte sich auch Wolfgang Anzengruber, Vorsitzender des Vorstands von VERBUND: „Für die erfolgreiche Strom-Zukunft spielt die Wasserkraft eine bedeutsame Rolle. Nicht nur, um gesteckte Klima- und Energieziele zu erreichen. Die Wasserkraft steht für die sichere, saubere und leistbare Stromversorgung.“ INVESTITION IN DIE ENERGIEWENDE Das Kraftwerk Gries kann mit einer Leistung von 8,85 Megawatt und einer Jahreserzeugung von 42 Mio. Kilowattstunden Strom für weit mehr als 10.000 Haushalte erzeugen und trägt

so zur Versorgungssicherheit in Salzburg bei.

Leonhard Schitter: „Wir wollen die Energiewende entscheidend mitgestalten und bis 2020 den Anteil von Strom aus eigener Erzeugung auf 60 Prozent erhöhen. Das Kraftwerk Gries, unser 30. Wasserkraftwerk, wird hier einen wertvollen Beitrag leisten.“ Das Bundesland Salzburg hat aufgrund seiner Topografie die Ressourcen, die sich sinnvoll und effizient zur Gewinnung von sauberem Strom aus Wasserkraft nutzen lassen. Mit der Errichtung des Kraftwerks Gries im Salzburger Pinzgau leisten die Projektpartner Salzburg AG und VERBUND einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klima- und Energieziele.

Foto: zek

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asserkraft bleibt nach wie vor die tragende Säule der Energieversorgung im Land Salzburg. Daran ließen die Verantwortlichen von Salzburg AG und Verbund keinen Zweifel, auch wenn das Kraftwerk wirtschaftlich an der Kippe gestanden war. Ob es tatsächlich realisierbar wäre, blieb über längere Zeit ungewiss. Im Interview mit dem ORF verwies Salzburg AG Vorstandsprecher Leonhard Schitter von der Salzburg AG auf derzeitige Kosten-Nutzen-Rechnungen: „Der Strompreis liegt aktuell sehr tief. Das heißt, solche Projekte wären nicht rentabel. Das Land Salzburg hat aber für kommunale Aufgaben im Rahmen des Projektes Geld zur Verfügung gestellt. Deshalb lässt es sich insgesamt betriebswirtschaftlich besser darstellen.“

Strahlende Gesichter beim ersten Spatenstich für das Kraftwerk Gries: Verbund-Vorstandvorsitzender Wolfgang Anzengruber, Landeshauptmann Wilfried Haslauer und Salzburg AG Vorstandsprecher Leonhard Schitter

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Fotos: zek

Häny AG Spartenleiter Turbinen David Flesch (li.) und Projektleiter Carlo Cavalli neben der 2-düsigen Gegendruck-Peltonturbine des Trinkwasserkraftwerks „La Possa“.

GRAUBÜNDNER TRINKWASSERKRAFTWERK „LA POSSA“ SETZT AUF GEGENDRUCKTECHNIK In der Schweizer Gemeinde Grono im Kanton Graubünden wird seit August 2015 die Trink- und Löschwasserversorgung eines Verkehrstunnels zur umweltfreundlichen Stromerzeugung genutzt. Dies ermöglicht eine 2-düsige Gegendruck-Peltonturbine des Herstellers Häny AG, welche direkt vor dem aus Trinkwasser gespeisten Löschwasserreservoir in das Leitungssystem eingebaut wurde und umweltfreundliche Energie erzeugt. Obwohl der Einsatz einer Wasserkraftanlage erst nachträglich in das Bauvorhaben aufgenommen wurde, konnte die Turbine dank der innovativen Gegendrucktechnik problemlos integriert werden.

D

ie Bauarbeiten für das Wasserreservoir „La Possa“ oberhalb von Grono begannen bereits im Jahr 2012. Durch dieses Reservoir wird im Brandfall die Löschwasserversorgung des Verkehrstunnels der nahe gelegenen Gemeinde Roveredo sichergestellt. Gleichzeitig dient der Speicher zur Trinkwasserversorgung der umliegenden Ortschaften. „Im Zuge der fortgeschrittenen Planungsarbeiten erkannte man bei der Gemeinde das erhebliche energetische Potential des Bauprojektes. Immerhin überwindet die Trinkwasserleitung bis zum neuen Wasserreservoir eine Fallhöhe von etwas mehr als 400 m. Der Einbau einer trinkwassertauglichen Turbine bot sich somit als ideale Gelegenheit, um das Bauprojekt zusätzlich einem energiewirtschaftlichen Zweck zu widmen“, erklärt Häny Projektleiter Carlo Cavalli. Geplant, finanziert und errichtet wurde das Wasserkraftprojekt „La Possa“ schließlich von der betriebsführenden TW Energie AG, einer Tochtergesellschaft der BKW-Gruppe, in enger Kooperation mit der Gemeinde Grono.

Ein Kompressor erzeugt in der Turbine einen Gegendruck, mit welchem das energetisch abgearbeitete Wasser in das höher gelegene Reservoir befördert wird.

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Dank der kompakten Bauweise eignet sich die Gegendruck-Peltonturbine optimal zum Einbau in bestehende Bauwerke.

TURBINE ARBEITET MIT GEGENDRUCK Zusätzlich zum Trinkwasserkraftwerk und der Errichtung des Reservoirs umfasste das Projekt den Bau einer neuen Quellfassung und Druckleitung, einer Bypasseinrichtung mit Druckvernichtung und Wasserregulierung sowie eine vollautomatische Turbinensteuerung. Bei der Turbinenwahl entschieden sich die Betreiber für eine vertikale 2-düsige Gegendruck-Peltonturbine des Schweizer Unternehmens Häny AG. Bei dieser Sonderform einer Freistrahlturbine handelt es sich um eine Eigenentwicklung von Häny, welche den Betrieb in geschlossenen Rohrsystemen erlaubt. Daraus ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass der Turbinensatz ohne bauliche Anpassungen in bestehende Bauwerke integriert werden kann. Eine Gegendruck-Peltonturbine ist im Gegensatz zu einer Standardausführung, bei welcher das turbinierte Wasser frei in den Unterwasserbereich abgegeben wird, als geschlossenes System konstruiert. Bei dieser Bauweise gelangt das Wasser nach der energetischen Verwertung am Laufrad

Das Wasser schießt mit fast 40 bar Druck aus den Düsennadeln.

in einen Druckbehälter. Innerhalb des Druckbehälters wird durch einen Kompressor ein Druckpolster aufgebaut. Der Zweck des Druckpolsters besteht darin, dem Laufrad der Turbine eine freie Drehbewegung zu ermöglichen, ohne dass es mit dem bereits verarbeiteten Wasser in Berührung kommt. Gleichzeitig kann durch den verbleibenden Druck das Wasser in vorgegebenen Intervallen in das höher gelegene Reservoir befördert werden. Um eine einwandfreie Qualität der Luft zu gewährleisten, welche mit dem Trinkwasser in Berührung kommt, verfügt der Kompressor über eine eigene Filteranlage. Unmittelbar nach seiner Turbinierung wird das Trinkwasser entgast und anschließend mittels Trübungsmessung überwacht. Dadurch wird sichergestellt, dass das Trinkwasser trübungsfrei und in einwandfreiem Zustand zur Verfügung steht.

Edelstahl und verfügt über eine europäische Lebensmittelzulassung. Das Laufrad wird bei der Fertigung aus einem geschmiedeten Edelstahlblock gefräst und kommt durch seine massive Bauweise problemlos mit hohen Druckverhältnissen zurecht. Die Turbinenlager sowie das Speziallager mit verlängerter Welle des Generators befinden sich außerhalb des Wasserbereichs. David Flesch, Häny Spartenleiter im Bereich Turbinen, betont die außerordentlich langen Wartungsintervalle der Häny Gegendruck-Peltonturbinen, welche im Durchschnitt zwischen 80.000 und 100.000 Betriebsstunden liegen. „Abgesehen vom Kompressor sind beim Kraftwerk „La Possa“ keinerlei Wartungsarbeiten nötig, wodurch sich die Betreiber für einen Zeitraum von bis zu 10 Jahren entsprechende Folgekosten ersparen.“

TRINKWASSERTAUGLICH UND WARTUNGSARM Zur Trinkwassertauglichkeit besteht das Innenleben der Turbine zur Gänze aus rostfreiem

TURBINE BEREIT FÜR DOPPELTEN DURCHFLUSS Bei einer Durchflussmenge von 25 l/s und einer Fallhöhe von 402 m erzielt der Maschinen-

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 12,5 l/s (25 l/s) • Bruttofallhöhe: 402 m • Turbine: Gegendruck-Peltonturbine • Düsenzahl: 2-düsig • Drehzahl: 1510 U/min • Engpassleistung: 79 kW • Hersteller: Häny AG Für die komplette Ausstattung der Anlage mit aktueller Leittechnik wurde die Kobel Elektrotechnik AG aus Affoltern engagiert.

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• Generator: Asynchron • Regelarbeitsvermögen: ca. 300.000 kWh

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satz des Kraftwerks „La Possa“ eine Leistung von rund 79 kW. Als Stromwandler kommt ein in vertikaler Richtung gekoppelter Asynchron-Generator zum Einsatz. Das Jahresarbeitsvermögen liegt bei rund 300.000 kWh, wodurch sich umgerechnet der Jahresenergiebedarf von 85 durchschnittlichen Haushalten decken lässt. Die Versorgung der Turbinen erfolgt durch zwei elektronisch geregelte Düsen, welche auf einen maximalen Durchfluss von jeweils 12,5 l/s ausgelegt sind. „Weil bei einer Löschwasseranforderung aus dem Reservoir mindestens 25 l/s zur stehen müssen, wurde die Turbine auch auf eine dementsprechende Ausbauwassermenge hin konstruiert. Da sich nach Abschluss des Probebetriebs noch die Restwasserabgabe der Trinkwasserquelle verringern könnte, wäre die Turbine zukünftig auch in der Lage ein Vielfaches an Strom zu erzeugen“, ergänzt David Flesch.

FÜR ALLE FÄLLE GERÜSTET Im Falle eines ungeplanten Anlagenstillstandes öffnet sich automatisch ein Bypass und leitet das Trinkwasser über eine Druckvernichtungsstufe in das Reservoir. Zusätzlich gewährleistet eine durch Batterien gespeiste Notstromversorgung das Schließen der Turbinenventile und verhindert somit schädliche Druckschläge.

Aufgrund der strengen Lebensmittelvorschriften erfolgt nach der Turbinierung noch eine

Kraftwerk und Wasserspeicher wurden optisch unauffällig in eine natürliche Hanglage oberhalb der Gemeinde Grono platziert.

optische Kontrolle des Trinkwassers mittels einer UV-Anlage. Dabei wird das Wasser vor dem Einlauf in den Reservoir durch UV-Licht genauestens auf optische Trübungen überprüft. Erst wenn diese letzte Kontrolle positiv bestanden wurde, ist der Weg frei in den Wasserspeicher und in weiterer Folge in das lokale Trinkwassernetz. Für die elektrotechnische Ausrüstung der Anlage wurde die Kobel Elektrotechnik AG aus Affoltern engagiert, mit welcher die Häny AG bereits eine Vielzahl von Wasserkraftprojekten realisiert hat.

LUKRATIVE KOOPERATION Insgesamt wurden von der Betreibergesellschaft TW Energie AG rund 850.000 SFR in

die Errichtung des Trinkwasserkraftwerks investiert. Neben dem energiewirtschaftlichen Nutzen wird durch den Neubau der Anlage in Verbindung mit dem Löschwasserreservoir auch die Trinkwasserversorgung der umliegenden Gemeinden erweitert. Davon profitieren sowohl die Betreibergesellschaft als auch die Gemeinde Grono. Während die TW Energie AG durch die „Kostendeckende Einspeisevergütung“ (KEV) des Bundes für 25 Jahre eine Förderung für den umweltfreundlichen erzeugten Strom erhält, wird die Gemeinde ebenfalls anteilsmäßig ausbezahlt. Nach 40 Jahren schließlich wird die innovative Wasserkraftanlage zur Gänze in den Gemeindebesitz übergehen.

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Foto: zek

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Das Krafthausdesign des völlig neu errichteten Wasserkraftwerks von Dr. Joachim Siebenwirth orientiert sich an natürlichen Kristallstrukturen.

WIEDERBELEBTES WASSERKRAFTPOTENTIAL SORGT FÜR ÖKOLOGISCHE AUFWERTUNG

Nach einer Bauzeit von rund einem halben Jahr ging am 20. Juli die Wasserkraftanlage von Dr. Joachim Siebenwirth unweit des Starnberger Sees in Betrieb. Die als Ausleitungskraftwerk konzipierte Anlage setzt zur Stromerzeugung auf eine Ossberger-Turbine und kann jährlich rund 100.000 kWh Ökostrom produzieren. Durch die sowohl optisch als auch technisch vorbildlich umgesetzte Anlage konnte als erfreulicher Nebeneffekt sogar eine ökologische Aufwertung erzielt werden.

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ANLAGE BRINGT ÖKOLOGISCHE AUFWERTUNG Weil weder auf der Gemeinde noch in den Grundbüchern Aufzeichnungen über ein eventuell noch gültiges Wasserrecht auffind-

bar waren, musste Dr. Siebenwirth um eine neue Konzession ansuchen. Nach einer Verfahrensdauer von rund 15 Monaten wurde die Genehmigung von den zuständigen Be-

Die Durchström-Turbine des Herstellers Ossberger kommt mit dem teilweise stark schwankenden Wasserdargebot des Lüßbach bestens zurecht. Seit der Erstinbetriebnahme im Juli konnten bereits mehr als 17.500 kWh Energie erzeugt werden.

Foto: Ossberger

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ie Nutzung von Wasserkraft hat im idyllischen Ortsteil Martinsholzen eine lange Tradition. Davon zeugt der über 200 Jahre alte Mühlkanal, an welchem schon lange vor der flächendeckenden Einführung von elektrischem Strom die Kraft des Wassers zum Mahlen von Getreide genutzt wurde. Bis zur Mitte der 1970er Jahre war sogar eine alte Francis-Turbine im Einsatz, welche die Gebäude des Weilers als Inselkraftwerk mit Energie versorgte. Diese günstige Ausgangssituation wollte Joachim Siebenwirth, der im nahe gelegenen Wolfratshausen eine homöopathische Arztpraxis betreibt, nicht länger ungenutzt lassen: „Da wir aufgrund unserer exponierten Lage über eine eigene Kläranlage und Wasserpumpe verfügen, das Ofenholz mit der Kreissäge schneiden und zusätzlich noch eine Pferdepension betreiben, verbrauchen wir automatisch mehr Energie als ein Durchschnittshaushalt.“ Die Wiederaufnahme von Wasserkraftnutzung in Martinsholzen war folglich der nächste Schritt.

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Foto: zek

Projekte

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 360 l/s • Bruttofallhöhe: 7,2 m • Turbine: Durchström • Nenndrehzahl: 337 U/min • Engpassleistung: 21,6 kW • Hersteller: Ossberger • Generator: Asynchron • Anschlussspannung: 400 V • Hersteller: ABB • Regelarbeitsvermögen: ca. 100.000 kWh hörden schließlich für die kommenden 30 Jahre erteilt. Begünstigt wurde die Konzessionierung durch die ökologische Aufwertung, welche sich durch die Beseitigung einer rund 1,4 m hohen Gefällestufe ergeben sollte. Anstelle des alten Stauwehrs an der Ausleitung des Mühlkanals sahen die Pläne die Errichtung einer rauen Rampe vor, welche die Hochwassersituation deutlich entschärfen würde. Zusätzlich sollte ein naturnah angelegter Beckenpass mit einem Durchfluss von 70 l/s als Fischaufstiegshilfe angelegt werden.

HALBES JAHR BAUZEIT Die Bauphase startete schließlich zum Jahresbeginn mit einer gründlichen Reinigung des teilweise stark verschlammten, rund 1,2 km langen Mühlkanals. Praktischerweise musste an der bestehenden Ausleitung des Oberwasserkanals aus dem Lüßbach kein eigenes Einlaufbauwerk erstellt werden.

Zur Versorgung der Turbine dient eine 24 m lange Stahlleitung DN 600 in geschweißter Ausführung. Um einen reibungslosen Anlagenbetrieb zu gewährleisten, wurde unmittelbar vor dem Krafthaus eine vertikale Rechenreinigungsmaschine mit hydraulischem An­trieb installiert. Die Reinigung des Feinrechens erfolgt

Der naturnah angelegte Beckenpass hat einen Durchfluss von 70 l/s und bietet den Gewässerlebewesen eine optimale Aufstiegsmöglichkeit.

An der baulichen Umsetzung war Betreiber Dr. Siebenwirth tatkräftig beteiligt.

völlig automatisiert durch Pegelregelung. Als Fischereiberechtigter des Mühlkanals liegt Dr. Siebenwirth naturgemäß sehr viel am bestmöglichen Schutz der Gewässerlebewesen. Deswegen entschied er sich aus freien Stücken für einen Schutzrechen mit 12 mm Stabstand, die Naturschutzbehörde hätte lediglich einen Rechen mit 16 mm lichter Weite vorgeschrieben.

ROBUSTE DURCHSTRÖMTECHNIK Bei der Maschinenwahl setzte der Betreiber auf eine Durchström-Turbine des Herstellers Ossberger, der zusätzlich den gesamten Stahlwasserbau sowie die elektrotechnische Ausrüstung des Kraftwerks lieferte und fachgerecht montierte. Lediglich der Feinrechen und die Stahlleitung wurde von einem lokalen Metallbaubetrieb bezogen.

Aufgrund ihres technischen Prinzips kommt die selbstreinigende Maschine bestens mit dem teilweise stark schwankenden Wasserdargebot des Lüßbach zurecht. Durch den mehrzelligen Aufbau gewährleistet die Turbine somit über den kompletten Durchflussbereich einen optimalen Wirkungsgrad. Dank ihrer Bauweise können auch keinerlei Kavitätsprobleme auftreten, welche sich negativ auf die Lebensdauer der Turbine auswirken würden.

Zudem ist die Ossberger-Turbine äußerst wartungsarm, bis auf eine monatliche Lagerschmierung und ein jährliches Service sind zum Anlagenbetrieb keine weiteren Handgriffe erforderlich.

KRAFTHAUS VOM ARCHITEKTEN GEPLANT Die maschinelle Ausrüstung verbirgt sich diskret im vom Münchner Architekten Dipl.-Ing. (FH) Andreas Eichlinger entworfenen Krafthaus. Das Design des Betonbaus orientierte sich dabei an natürlichen Kristallstrukturen und wurde direkt in eine bestehende Hanglage integriert. Bei einer Ausbauwassermenge von 360 l/s erzeugt die Turbine eine maximale Leistung von 21,6 kW. Die Drehzahl des Laufrades beträgt konstante 337 U/min. Als Stromwandler kommt ein riemengetriebener Asynchron-Generator des Herstellers „ABB“ zum Einsatz. Der höchst laufruhige Generator verfügt über 3 Phasen und erzeugt eine Anschlussspannung von 400 V. Das durchschnittliche Jahresarbeitsvermögen der Anlage beträgt rund 100.000 kWh, welche über eine bestehende Erdleitung in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Seit der Fertigstellung im Juli konnten in Martinsholzen bereits mehr als 17.500 kWh Ökoenergie erzeugt werden.

Foto: Ossberger

Rechenreinigungsmaschine, Turbine und die komplette elektrotechnische Ausrüstung des Kraftwerks wurden als Gesamtpaket von Ossberger geliefert und montiert.

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HYDRO

Veranstaltung

„D

ie Nachfrage auf den internationalen Märkten stimmt uns wirklich positiv, dass wir unsere sehr ambitionierten Ziele auch erreichen können“, betont Geschäftsführer Marius Hager. Vor allem auf den Emerging Markets herrschen laut Hager gute bis hervorragende Rahmenbedingungen für Kleinwasserkraftwerke. „Dies liegt einerseits an den attraktiven Einspeistarifen, aber auch an dem immer größeren Investitionspotential auf diesen Märkten“, so Hager.

GLOBAL Hydro profitiert bei der Bearbeitung dieser Regionen vom „traditionell“ hohen Ansehen, das heimische Unternehmen im Bereich der Turbinentechnologie genießen. Hager: „Österreichisches Know-How ist in diesem Segment weltweit gefragt.“ Die Situation am österreichischen Markt sieht man bei GLOBAL Hydro kritisch. „Hier sehen wir derzeit keine Wachstumschancen, die Rahmenbedingungen sind aufgrund der niedrigen Einspeistarife dazu einfach zu schlecht“, bedauert Hager.

Gemeinsam wird der Startknopf für den Erweiterungsbau am Standort Niederranna gedrückt: Der neue Global Hydro Geschäftsführer DI Heinz Peter Knaß, Mag. Reinhard Schwendtbauer von der Raiffeisenlandesbank OÖ AG, Vizekanzler Dr. Reinhold Mitterlehner, Beiratsvorsitzender Dr. Gilbert Frizberg und Managing Partner Ing. Marius Hager.

INVESTITIONEN IN INFRASTRUKTUR UND ORGANISATION FÜR WACHSTUMSTRATEGIE Um die steigende Nachfrage und die damit verbundenen Marktchancen auch in entsprechendes Wachstum umsetzen zu können, müssen natürlich die dafür notwendigen Voraussetzungen geschaffen werden. Dies betrifft sowohl die benötigte Infrastruktur als auch die Organisationsstruktur im Unternehmen. In beiden Bereichen werden deshalb umfangreiche Investitionen getätigt. So erfolgt der Ausbau des Produktionsstandortes in den kommenden drei Jahren in drei Phasen. „Insgesamt werden wir dabei rund fünf Millionen Euro am Standort in Niederranna investieren“, betont Heinz Peter Knaß, Geschäftsführer bei GLOBAL Hydro. In die Erweiterung beziehungsweise Erneuerung des Maschinenparks fließen nochmals rund eine Million Euro. „Ich denke, dass wir damit die mittelfristige Weichenstellung für die geplante Expansion setzen können“, so Knaß. Eine Verlagerung der Produktion in Billiglohnländer kommt für

die Verantwortlichen bei GLOBAL Hydro nicht in Frage. „Ganz im Gegenteil. Wir stärken unsere Kernkompetenzen am Mühlviertler Standort – etwa im Bereich von Forschung & Entwicklung oder in der Produktion von Kernkomponenten für unsere Anlagen“, so Knaß.

INTERNATIONALE HUBS ALS MOTOR FÜR DIE EXPANSION Die weitere Intensivierung der internationalen Aktivitäten erforderte auch eine neue Organisationsstruktur im Unternehmen. So werden künftig die wesentlichen internationalen Märkte von eigenen Tochterunternehmen in der Region betreut. Die Implementierung folgender Hubs ist bereits abgeschlossen beziehungsweise läuft gerade: • Nordamerika / Sitz in Kanada • Lateinamerika / Sitz in Kolumbien / Service-Tochtergesellschaft in Chile • Asien / Sitz in Indonesien • Türkei • Skandinavien / Sitz in Norwegen

Perspektiven für die Zukunft für die Kleinwasserkraft und für GLOBAL Hydro: Interessante Festreden von Ing. Marius Hager, DI Heinz Peter Knaß, Mag. Reinhard Schwendtbauer, Dr. Gilbert Frizberg, Reinhold Mitterlehner sowie dem General Sales Manager bei GLOBAL Hydro Ing. Ewald Karl (v.l.). Zugleich wurde auch Marius Hager zum 60. Geburtstag gratuliert.

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Foto: zek

Einen signifikanten Investitionsschub tätigt GLOBAL Hydro in den kommenden drei Jahren am Unternehmenssitz im Mühlviertel. Der heimische Spezialist für Kleinwasserkraftwerke wird rund fünf Millionen Euro in den Ausbau des Produktionsstandortes investieren, eine weitere Million fließt in die Erneuerung bzw. Erweiterung des Maschinenparks.

Damit erfolgt die Weichenstellung für ein nachhaltiges Wachstum, das vor allem auf den internationalen Märkten generiert wird. So soll sich der Umsatz bis 2020 mit rund 70 Millionen Euro mehr als verdoppeln.

Foto: Global Hydro

KRAFTWERKS-KNOW-HOW ALS EXPORTSCHLAGERINVESTITIONSSCHUB BEI GLOBAL HYDRO

HYDRO

Foto: zek

Veranstaltung

Mit dem neuen SmarT wurde auch eine neue Produktreihe präsentiert.

„Wir haben damit auf klare Anforderungen unserer Kunden reagiert, die eine örtlich nahe Betreuung durch uns wünschen“, so Hager. Gerade bei akutem Servicebedarf an den Anlagen gestalteten sich die unterschiedlichen Zeitzonen als problematisch. Die zentrale Abwicklung über Österreich wurde damit immer mehr zu einem internen Nadelöhr.

rung innerhalb der Mutterfirma TIAG, bei der jetzt Dr. Gilbert Frizberg mit 60 Prozent eine klare Mehrheit besitzt, und dem Einstieg der INVEST AG (RLB Oberösterreich) als strategischer Investor sieht die Geschäftsführung von GLOBAL Hydro das Unternehmen im Vergleich zu den Mitbewerbern am Markt in einer fast einzigartigen Situation. „Wir sind damit in der Lage, die notwendigen Investitionen durchzuführen und damit unser organisches Wachstum zu forcieren.

Sollten sich am Markt mittelfristig auch Chancen für Akquisitionen ergeben, so sind wir auch dazu in der Lage“, betont Knaß.

Foto: zek

Foto: zek

Im Festzelt gab es keine Berührungsängste zwischen den Ehrengästen und den Global HYDRO Mitarbeitern.

NEUE STRUKTUR ERFORDERT AUCH KULTURELLEN WANDEL Neben den rein materiellen Investitionen erkennen die Verantwortlichen bei GLOBAL Hydro auch die Notwendigkeit, verstärkt Mittel für Aus- und Weiterbildung und für die Entwicklung der notwendigen Unternehmenskultur bereitzustellen. „Gerade in einer dezentralen Struktur ist es notwendig, alle Mitarbeiter an allen Standorten immer am selben Know-How-Level zu halten. Dies wollen wir mit der Implementierung der GLOBAL Hydro Academy, in der kontinuierlich Aus- und Weiterbildung angeboten wird, sicherstellen“, sagt Heinz Peter Knaß. Auch die internen Prozesse sollen damit kontinuierlich auf ihre Effizienz und Effektivität überprüft werden.

Eine hohe Auszeichnung: Vizekanzler Reinhold Mitterlehner verleiht Ing. Marius Hager das Goldene Verdienstzeichen des Landes Oberösterreich.

Foto: Global Hydro

AMBITIONIERTE UMSATZZIELE BIS 2020 Die durchaus beträchtlichen Investitionen in den kommenden Jahren müssen sich natürlich mittelfristig auf die Geschäftsentwicklung niederschlagen. Die Umsatzziele, die sich das Unternehmen dabei setzt, sind durchaus als ambitioniert zu betrachten. „Wir wollen bis 2020 rund 70 Millionen Umsatz erwirtschaften, das entspricht einer Verdoppelung zum heutigen Stand“, erklärt Hager. Durch die Neustrukturie-

Ein erfolgreiches Team, das am Festtag bei GLOBAL Hydro auch dem langjährigen Geschäftsführer Ing. Marius Hager Anerkennung und Dank aussprach: Marius Hager (mi) umgeben von Gattin und Mutter sowie seinen bewährten Mitstreitern Ewald Karl und Gilbert Frizberg sowie dem neuen Geschäftsführer Heinz Peter Knaß.

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HYDRO

Ökologie

Fotos: BEW

Tobias Epple von der Universität Augsburg präsentiert zusammen mit einem Mitglied des Fischereivereins Neugablonz einen 112 cm langen Huchen in der hebbaren Wanne des Zählbeckens.

BEW ERRICHTEN FISCHAUFSTIEGSHILFEN MIT INNOVATIVER ZÄHLEINRICHTUNG AN DER ILLER Eine nachhaltige Verbesserung der Gewässerökologie im Einklang mit Stromerzeugung aus Wasserkraft – das ist das Ziel der Illerstrategie 2020. Im Rahmen dieser Vereinbarung entwickelten die Bayerischen Elektrizitätswerke GmbH (BEW), örtliche Fischereivereine, Wissenschaftler der Universität Augsburg, das Ingenieurbüro Häusele und die Fischereifachberatung des Bezirks Schwaben zusammen ein Fischschutzkonzept mit einem wohl europaweit einzigartigen Fischzählbecken.

Von Tobias Epple, Universität Augsburg und Dipl.-Ing.(FH) Armin Forster, BEW Augsburg

E

s sah in der Vergangenheit nicht gut aus um die Iller zwischen den Allgäuer Ge­ meinden Altusried und Lautrach. Wie so viele andere Flüsse ist sie durch Querbau­ werke gegliedert – ganze fünf Wasserkraftwer­ ke befinden sich auf der rund 30 Kilometer langen Strecke. Die Auswirkungen sind altbe­ kannt. Durch die unüberwindbaren Quer­ bauwerke endet die Laichwanderung der ­Fische nach wenigen Kilometern, sie können ihre natürlichen Laichhabitate nicht auf­ suchen. Den Alt­fischen fehlt es an Laichmög­ lichkeiten, den Jungfischen an geeigneten Lebensräumen. Die Einschätzung von Dr. ­ Oliver Born, ­Fischereifachberater des Bezirks Schwaben, verdeutlicht den großen Hand­ lungsbedarf an dem Illerabschnitt: „Ich habe bisher kaum ein Gewässer kennengelernt, das so fischarm ist. Aber die Iller hat ein enormes Potenzial zur Verbesserung.“ Als Betreiber­ der betreffenden Wasserkraftwerke wollen die Bayerischen Elektrizitätswerke GmbH (BEW) diesem Zustand mit ihrer „Illerstrate­ gie 2020“ entgegenwirken. Das Besondere dabei ist, dass bei allen Planungen von An­ fang an mit ansässigen Fischereivereinen, der Fischereifach­beratung der Bezirks Schwaben

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sowie ­Wissenschaftlern der Universität Augs­ burg Hand in Hand gearbeitet wurde.

FISCHWANDERHILFEN UM ALLE KRAFTWERKE Vor den Turbinen der Wasserkraftwerke wur­ den neue 20 mm-Rechen eingebaut, damit kleine Fische nicht in die Turbinen gelangen können. Die aus Sicht der Fischerei wohl wichtigste Maßnahme ist jedoch der Bau von Fischwanderhilfen um alle Kraftwerke. Diese wurden in möglichst naturnaher Bauweise und sehr großzügiger Dimensionierung ge­ baut. Das Ziel ist, den Fischen nicht nur Wanderhilfen, sondern auch vollwertige Lebens­räume zu bieten, in denen sie aufwach­ sen, sich fortpflanzen und ernähren können.

Es scheint, als würde dieses Konzept aufge­ hen: Eine wissenschaftliche Untersuchung (EPPLE, 2016) zeigt, dass in den Fischwan­ derhilfen eine fünf- bis sechsmal so hohe Bio­ masse an Fischnährtieren wie in der Iller selbst vorkommt. Hier wurden im vergange­ nen Jahr Bachforellen, Huchen, Äschen und Nasen beim Ablaichen beobachtet.

Im dazugehörigen Monitoring-Programm sollen Fragestellungen beantwortet werden, wie: Wie viele Fischarten wandern zu welchen

Jahreszeiten in der Iller? Wandern die Fische bei Wehrüberfall über die Stauwehre ab und anschließend über die Fischwanderhilfen ­wieder auf? Welche Distanzen legen die F ­ ische beim Wandern zurück? Wie groß sind die Fischverluste an den Rechenanlagen? Sind die Vorgaben des Fischschutzes auf Populations­ ebene erfüllt? Kann durch die Umsetzung der Maßnahmenbündel das gute ökologische Po­ tenzial der Iller erreicht werden?

Hier wird besonders die enge Zusammen­ arbeit der BEW mit den beiden ansässigen Fischereivereinen Neugablonz und Memmin­ gen deutlich. Die Zählungen, welche Fische wann durch die Fischwanderhilfen wandern, werden von Freiwilligen aus den Fischerverei­ nen unter wissenschaftlicher Betreuung aus­ geführt. Deshalb war auch von Anfang an klar, dass die Fischer mitentscheiden sollen, wie der Mechanismus zur Fischzählung aus­ zusehen hat. Der Gedanke an die häufig übli­ che Reusenkonstruktion wurde schnell wegen deren erforderlicher Größe verworfen. Dem­ nach musste ein fest an der Fischwanderhilfe installiertes Zählbecken eingebaut werden.

Die Fische schwimmen bei der Durchwande­ rung in dieses Becken und können es auf­ grund einer kleinen Einschwimmreuse nicht mehr verlassen. „HEBEBÜHNE“ FÜR DIE FISCHZÄHLUNG Die Mitglieder der Fischereivereine fahren nun täglich an das Zählbecken, keschern die Fische ab und setzen sie in das Oberwasser, damit sie ihre Wanderung fortsetzen können.

Für eine spätere Auswertung wird dabei die Art der Fische bestimmt und ihre Länge ver­ messen. Zudem bekommt jeder Fisch eine Markierung in Form eines blauen Farb­ punkts. Dieser wird dem Fisch mit einer ­nadellosen Impfpistole aus der Humanmedi­ zin schmerzfrei unter die Oberhaut geschos­ sen. Durch individuelle Punktmarkierungen in jeder der fünf Fischwanderhilfen können die Wanderbewegungen der Fische innerhalb der gesamten, auf 30 Kilometer wieder durch­ gängig gemachten Illerstrecke, genau nach­ verfolgt werden.

Die Frage war nun, wie genau dieses Zähl­ becken aussehen sollte. Deshalb fuhren Ver­ antwortliche der BEW, die Vorstände der ­Fischereivereine, Wissenschaftler der Univer­ sität Augsburg, Fischereifachberater Dr. Oli­ ver Born, Versuchsleiter Dr. Dagobert Smija sowie der planende Ingenieur Wolfgang Häu­ sele vom Ingenieurbüro TH-Plan in Mün­ chen gemeinsam an ein bestehendes Zähl­ becken am Rhein, um sich Anregungen für die praktische Ausführung zu holen: Zuerst wurde das Wasser im Zählbecken abgelassen.

Anschließend konnte die Zählperson in das

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Ökologie

Fischzählbecken mit Hebeanlage am Kraftwerk Legau, im Vordergrund befindet sich die Bediensäule.

Zählbecken mit einer Leiter hinabsteigen und die im Restwasser verbleibenden Fische ab­ keschern. Schnell war für alle klar, dass diese Lösung nicht in Frage kommt. Der Beton­ boden des Zählbeckens ist rutschig und algenbewachsenen, im Winter häufig auch ­ überfroren. „Das ist eine Arbeit, die wir kei­ nem zumuten können und wollen“, so Herr Klocke, Leiter des Asset-Managements der BEW. Die zündende Idee kam von Konstan­ tin Böhm, Gewässerwart des Fischereivereins Neugablonz: „Wenn wir nicht zu den Fischen hinabsteigen wollen, dann müssen diese eben zu uns heraufkommen.“ Die Idee einer elekt­ risch hebbaren Wanne im Zählbecken, wel­ che die Fische zur Zählperson hinaufbe­ fördert, war geboren. Zusammen mit den Fischereivereinen wurde die Idee immer wei­ ter verfeinert und schließlich von Ingenieur Wolfgang Häusele konstruktiv geplant.

STEUERUNGSTECHNISCHE HERAUSFORDERUNG Um das Zählbecken praxistauglich in die Re­ alität umzusetzen, waren umfangreiche tech­ nische Voraussetzungen zu schaffen, was durch die elektrotechnische Fachabteilung der BEW erfolgte. So mussten die teilweise weit vom Kraftwerk entfernten Zählbecken

mit elektrischen Steuerungen ausgestattet werden, um den Wasserfluss durch das Zähl­ becken oder daran vorbei zu leiten oder für den Zählvorgang das Becken vom Wasserfluss abzutrennen.

Dafür wurden pro Zählbecken mehrere elekt­ risch verfahrbare Schütze eingebaut, eine voll­ automatische Steuerung installiert und teil­

Die mit der Zählung Beauftragten können nun durch Tastendruck an einem sonst abge­ schlossenen Bedienkasten einen Betriebszu­ stand der Zählanlage wählen, welcher von der Anlage ohne weitere Eingriffe vollautoma­ tisch eingestellt wird. Für den eigentlichen Zählvorgang wird zum Beispiel der Betriebs­ zustand „Zählbecken abschließen“ angewählt.

Nachdem das Zählbecken abgeschlossen ­wurde und der Wasserstrom am Zählbecken vorbei geleitet wird, erhält die Hebeanlage elektrischen Strom und kann an einem sepa­ raten Bediengerät gesteuert werden. Durch einfachen Knopfdruck wird nun der Zähl­ korb in eine bequeme Arbeitshöhe hochge­ fahren. Für das steuerungstechnische Konzept und die termingerechte Fertigstellung der technischen Ausrüstungen sorgte Ingenieur Armin Forster von der elektrotechnischen Fachabteilung der BEW. ERSTE ERFOLGREICHE ERGEBNISSE Kennzeichnend für die Hebeanlage ist das Vorhandensein nur eines Antriebes mit der

Bediengerät der Hebeanlage

Fischhebeanlage mit Arbeitsbühne über dem Gewässer

weise kilometerlange Zuleitungen vom Kraftwerk herverlegt. Technisch überwacht werden die Zählbeckenanlagen über eine Glasfaseranbindung an das zugehörige Kraft­ werk mit Weiterschaltung zur Zentralwarte der BEW in Gersthofen bei Augsburg.

Auf dem rutschigen Boden eines konventionellen Zählbeckens kann das Abfischen der Fische schnell zur gefährlichen Arbeit werden.

Aufhängung des Zählkorbes an vier Draht­ seilen auf einer gemeinsamen Wickelwelle.

Dies garantiert einen exakten Lauf des Zähl­ korbes und macht Antriebsteile mit Schmier­ stellen im Wasserbereich vollständig entbehr­ lich. Alle Illerkraftwerke der BEW sind nun mit den innovativen Hebeanlagen ausge­ stattet. Nach Abschluss des Monitoring-­ Programms sind die Hebeanlagen leicht de­ montierbar und können dann an anderen Einsatzorten rasch wieder aufgebaut werden.

Als das fertige Zählbecken erstmals in Betrieb genommen wurde, waren sämtliche Beteiligte begeistert. Genauso hatten sie sich das Ganze vorgestellt. Dass das Zählbecken auch in der Praxis wie gewünscht funktioniert, war schon zwei Wochen nach der Inbetriebnahme klar, als Tobias Epple von der Universität Augs­ burg, der das Fischmonitoring wissenschaft­ lich betreut, einen 112 cm langen Huchen aus dem Zählbecken keschern konnte. Ganz bequem von oben, ohne dass er extra in das Zählbecken hinabsteigen musste.

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HYDRO

Foto: Kössler

Schwerpunkt

Seit nunmehr vier Jahren ist der Prototyp des StreamDiver im Kraftwerk Nußdorf in Wien in Betrieb. Die Betriebserfahrungen über diesen Zeitraum sind überzeugend.

INNOVATIVE KOMPAKTTURBINE STREAMDIVER ÜBERZEUGT AUF GANZER LINIE Neuentwicklungen am Wasserkraftmarkt sind in den letzten Jahren rar geworden, gute erst recht. Eine davon behauptet sich mittlerweile immer besser: der Kompakt-Turbinentyp StreamDiver aus dem Hause Kössler. Konzipiert für niedrige Gefällstufen punktet die Maschine durch außergewöhnliche Kompaktheit, hohe ökologische Wertigkeit und Wirtschaftlichkeit. Die Bilanz nach vier Jahren Betrieb im Kraftwerk Nussdorf in Wien fällt ebenso überzeugend aus, wie jene nach anderthalb Jahren im schwedischen Kraftwerk Bruksfors. Im Spätherbst folgt nun die Inbetriebnahme des StreamDiver in der „Alten Bleiche“ am Werksgelände von Voith Hydro in Heidenheim. Die Zeit ist reif für ein vollständig ölfreies Kraftwerk.

D

ie Wehr- und Schleusenanlage Nußdorf an der Donau in Wien gilt als außergewöhnlich in ihrer architektonischen Formgebung. Außergewöhnlich ist aber auch die hier installierte Wasserkrafttechnik: Seit 2012 ist der Prototyp des StreamDiver installiert, der im Rahmen eines 1,2 Millionen-Euro-Forschungsprojektes entwickelt worden ist.

Es handelt sich dabei um eine äußerst kompakte Maschineneinheit, bestehend aus einer starren Propellerturbine mit direkt gekoppeltem Generator. Eine Maschineneinheit, bei der die Ingenieure ganz bewusst eine Reduktion von komplexer Technik angestrebt haben, um damit die geringe Baugröße zu ermöglichen.

Vier Jahre ist der StreamDiver an der Wehranlage Nußdorf nun in Betrieb. In dieser Zeit ist die Maschineneinheit in jeder Hinsicht auf Herz und Nieren getestet worden. Die Bilanz kann sich sehen lassen, wie Gerald Hochleitner, Projektleiter der Firma Kössler, bestätigt: „Bis Ende September 2016 weist die Maschine rund 35.000 Betriebsstunden aus. Das bedeutet, dass es in diesen vier Jahren zu keinen

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turbinenbedingten Abstellungen gekommen ist. Ein aktiver Service oder Wartungsarbeiten waren nicht erforderlich.“ Er verweist auf eine Teilinspektion im Februar dieses Jahres, die „äußerst zufriedenstellende Ergebnisse“ geliefert habe.

GESCHMIERT MIT WASSER Eine besondere Herausforderung für die Ingenieure war die Entwicklung der Wasserschmierung. Nachdem der Prototyp bereits mit einer Schmierung mittels aufbereitetem Reinwasser ausgeführt war, gelang nach dem einjährigen Probelauf die Umstellung auf Schmierung mit Betriebswasser, also mit Wasser aus der Donau. In der Folge erwies sich das ausgewählte Lagerkonzept in der innovativen Kompaktturbine als absolut zuverlässig. Die bewusste Abkehr von öl- oder fettgeschmierten Lagern macht die Maschineneinheit zu einer herausragenden ökologisch-nachhaltigen Lösung. Unter diesem Gesichtspunkt wurden auch die fischfreundlichen Laufradkonturen entwickelt.

Der Prototyp im Kraftwerk Nussdorf ist auf eine Ausbauleistung von 446 kW ausgelegt.

Damit ist eine Regelenergieerzeugung von ca.

9,3 GWh pro Jahr gewährleistet – und dies ohne jegliche Wartung der Anlage. Im Sommer 2017 endet der 5-jährige Probebetrieb des StreamDiver im Kraftwerk Nussdorf.

Dem Testlauf kam eine nicht hoch genug einzuschätzende Rolle in der Weiterentwicklung dieses Maschinentyps zu. Gerald Hochleitner: „Im Konzept des StreamDiver sind viele innovative Ansätze und Komponenten integriert, deren volle Funktion zu Beginn nicht zur Gänze garantiert war. Diese haben sich nun hervorragend bewährt und als Standard für die Entwicklung zur Marktreife etabliert.“ IDEALER EINSATZ AN ÖKOLOGISCHEM VORZEIGEPROJEKT Als absolut marktreif erwies sich das Konzept des StreamDiver bereits vor drei Jahren, als das schwedische Energieversorgungsunternehmen Skelleftea Kraft AB den Markt nach einer ökologisch verträglichen Turbineneinheit sondier-

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synergetisch erfüllt werden können. Skelleftea Kraft als Betreiber von Bruksfors sah sich strengen Umweltschutzauflagen gegenüber: Weder Öl noch Schmiermittel oder andere giftige Substanzen durften bei der Errichtung ins Wasser gelangen. Eine Auflage, die dank StreamDiver nun auch für den Betrieb der Anlage gilt. Die Verantwortlichen von Skelleftea Kraft erkannten für sich den ganz wesentlichen Vorteil darin, dass der StreamDiver im Vergleich zu herkömmlichen Maschinenlösungen wenige bewegliche Teile aufweist, wodurch sich Wartungsaufwand und –kosten erheblich reduzieren lassen.

ZUFRIEDENHEIT IN SCHWEDEN Eine absolute Besonderheit dieses Projektes besteht darin, dass am Standort intensive Studien zum Thema Fischmigration durchgeführt werden. Betreut werden diese von der Universität Lulea, die auf Basis ihrer Studien Foto: Kössler

te, die zugleich mit vergleichsweise geringem Aufwand in einen bislang nicht genutzten Leerschuss eingebaut werden konnte. Der StreamDiver stellte die optimale Lösung für diese Anforderung dar. „Der Einsatzort an der Wehranlage unweit der Ortschaft Robertsfors im Nordosten von Schweden war ideal. Die Vorgabe, die Maschine so in den bestehenden Spillway einzubauen, dass es zu keinen negativen Umweltauswirkungen durch zusätzliche Bauarbeiten kommt, konnten wir in jeder Hinsicht erfüllen. Die einzige Modifikation am Grundkonzept bestand darin, dass wir ein zusätzliches Anschlussrohr integrieren mussten, um eine Verbindung zwischen dem vorgeschalteten horizontalen Einlaufrechen und der Betoneinlaufkonstruktion herzustellen“, erzählt der Projektleiter Karl Henninger von der Firma Kössler.

Das Projekt steht beispielhaft dafür, wie ökologische und ökonomische Anforderungen

Ein optimiertes Flügelprofil sorgt für Top-Wirkungsgrade

Foto: Kössler

Der Streamdiver wurde als kompakte Maschineneinheit entwickelt. Sie besteht aus einer starren Propellerturbine mit direkt gekoppeltem Permanentmagnetgenerator.

Erkenntnisse für künftige Wasserkraftprojekte gewinnen möchte. Die Forscher haben dabei ein einzigartiges Fischwandersystem mit einer flussabwärts gerichteten Umführung geschaffen. Naheliegend also, dass am neuen Projekt Bruksfors höchste ökologische Standards angelegt wurden.

Anfang 2015 wurde die 250 kW starke Kompakt-Turbineneinheit in Nordschweden in Betrieb genommen. Seitdem liefert sie kontinuierlich sauberen Strom aus der Kraft der Ricklean. Erst vor kurzem wurde die Maschineneinheit einer gründlichen Inspektion durch den Betreiber unterzogen. Das Fazit fiel erfreulich aus: „Laut Angaben des Kunden waren keinerlei sichtbaren Veränderungen an der Maschine feststellbar. Der generelle Zustand der wasserberührten Teile ist – wie erwartet – normal und unauffällig. Der Kunde zeigte sich sehr zufrieden“, sagt Karl Henninger. Er verweist darauf, dass vom StreamDiver

Foto: Kössler

Foto: Kössler

Schwerpunkt

Die Erfahrungen aus 1,5 Jahren Betrieb im schwedischen Wehrkraftwerk Bruksfors sind ausgezeichnet.

Der StreamDiver für das schwedische Projekt Bruksfors ist auf eine Leistung von 250 kW ausgelegt.

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Foto: Voith

Schwerpunkt

Nach einer rund 12-monatigen Vorbereitungszeit konnten die Arbeiten für das jüngste StreamDiver-Projekt am Voith-Standort Heidenheim beginnen.

Bruksfors die geplanten Betriebsstunden zu 100% erreicht wurden Dabei hat die Maschine eine Jahresproduktion von rund 1,555 GWh abgeliefert.

STREAMDIVER AM KONZERNSTANDORT Seit Ende April laufen die Arbeiten für ein weiteres spannendes StreamDiver-Projekt.

Am Werksgelände des Technologiekonzerns Voith im deutschen Heidenheim entsteht aktuell ein Kleinwasserkraftwerk, das als Anschauungsobjekt für Kunden, Mitarbeiter sowie die interessierte Öffentlichkeit genutzt werden soll. Hoch interessant ist abgesehen von der installierten Maschinentechnik auch die spezielle Einbausituation, wie Projektleiter Gerald Hochleitner ausführt: „Das Kraftwerk musste in einem bestehenden Betongerinne an der Brenz installiert werden. In Zusammenarbeit mit der TU München wurde dafür

mit dem sogenannten Schachtkraftwerk eine ökologische Lösung entwickelt, bei dem sich Turbine und Generator unter der Wasseroberfläche in einem Schacht befinden, der im Flussbett eingebaut wird. Dabei stand man vor einer besonderen Herausforderung: es galt das Kraftwerk in die bestehende Wehrklappe zu integrieren, ohne die Hochwassersituation negativ zu beeinflussen. Ich denke, dass dies sehr gut gelungen ist.“ Somit entfällt der Bau eines eigenen Kraftwerksgebäudes, was sich positiv auf die Kosten sowie auf das Landschaftsbild auswirkt. Zudem verursacht die Anlage auf diese Weise keinerlei Geräuschemissionen.

Aktuell befinden sich die Bauarbeiten bereits in der Finalisierungsphase. Die Stahlwasserbaukomponenten sind versetzt und in der Montage. Ende Oktober wird die Turbine an der Baustelle erwartet, bereits im Dezember

Foto: Voith

Beim Projekt "Alte Bleiche" werden die technisch Auszubildenden bei Voith Hydro stark mit eingebunden.

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soll der Probebetrieb mit dem StreamDiver Alte Bleiche starten.

KLEINSTE MASCHINE MIT INNOVATIONEN Was den StreamDiver am Standort Heidenheim von jenem in Nussdorf und jenem in Bruksfors unterscheidet, ist vor allem die kleine Baugröße. Die Maschine stellt mit 35 kW die kleinste bisher realisierte Variante in der Standardbaureihe dar. „Von außen gesehen, ist die Maschine mehr oder weniger skaliert, auf das ‚Innenleben’ trifft das nicht ganz zu.

Schließlich war es für die Ingenieure eine enorme Herausforderung, die Sensorik sowie den Verstellmechanismus in der geforderten Kompaktheit zu realisieren“, so Gerald Hochleitner, der zudem darauf hinweist, dass man bei diesem Maschinentyp eine neuartige, ölfreie Laufradverstellung implementiert hat, um diese auf Herz und Nieren zu testen. Besonders innovativ auch die Anordnung des Turbinenabsperrschiebers, der sich von jenem in Nussdorf insofern unterscheidet, als er als kompakte Einheit erprobt wird. Speziell und neuartig ist auch die Rechenreinigung: „Wir haben hier einen überströmten Horizontalrechen mit einer vollständig unterwassertauglichen Rechenreinigungsmaschine. Durch minimales Öffnen des Spülschützes wird das Rechengut ins Unterwasser gespült“, so der Projektleiter der Firma Kössler.

INTERDISZIPLINÄRES GROSSPROJEKT Besonders interessant für die eigene Belegschaft bei Voith Hydro ist die ungewöhnlich starke Einbindung der technisch Auszubildenden. Diese sind unter anderem in die Konstruktion, Fertigung und Montage der Turbine eingebunden und kümmern sich um den Schaltschrankbau. Darüber hinaus werden auch Studenten der dualen Hochschule Baden-Württemberg im Projektmanagement und der Konstruktion eingesetzt. „Das Kleinwasserkraftwerk ‚Alte Bleiche’ ist ein wichtiges interdisziplinäres Großprojekt für unsere Auszubildenden, die wesentlich zum Erfolg des Projektes beitragen werden. Außerdem stärken wir mit diesem Projekt unseren Ruf als attraktives Ausbildungsunternehmen“, sagt Erwin Krajewski, Leiter der Voith-Ausbildung.

Natürlich stand und steht beim Projekt „Alte Bleiche“ auch die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund. Wie bei einem kommerziellen Auftrag musste sich das Projekt in wirtschaftlicher Sicht selbst tragen. „Der hier erzeugte Strom wird als Eigenbedarf genutzt und reduziert damit die jährliche Stromrechnung am Fertigungsstandort Heidenheim. In Summe liegt die durchschnittliche Jahresarbeit bei rund 286.000 kWh. Natürlich bietet ein derartiges

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NEUE HYDROELEKTRISCHE WEGE IN PERU Die Technologie des StreamDivers findet auch international immer mehr Anklang. Bestes Indiz dafür: der Auftrag über zwei Maschineneinheiten, die am Kraftwerk Huampani in Peru installiert werden sollen. Erst vor kurzem erteilte die peruanische EDEGEL S.A.A., ein Tochterunternehmen der italienischen ENEL, der Firma Kössler diesen Auftrag. Dabei wird der niederösterreichische Wasserkraftspezialist neben den beiden StreamDiver-Units auch das Saugrohr inklusive Absperrschieber, sowie die gesamte Automation – mit Synchronisiereinheit und SCADA-System liefern. „Das Kraftwerk Huampani ist eine bestehende Anlage mit rund 31,5 MW installierter Leistung.

Es wurde jedoch bei dessen Konstruktion der Unterwasserkanal so ausgeführt, dass man dadurch rund 4,5 m Fallhöhe verschenkt“, erläutert Kössler-Geschäftsführer Ing. Josef Lampl die Ausgangssituation. Die beiden StreamDiver-Einheiten sollen nun am Ende des Unterwasserkanals installiert werden. Das Kraftwerk ist fast 90 Prozent des Jahres im Vollbetrieb,

Rund 286.000 kWh sauberen Strom soll der StreamDiver am Standort Heidenheim erzeugen. Der Strom wird direkt in der Werksfertigung genutzt.

wodurch sich ein konstanter Durchfluss von 21 m3/s ergibt. „Unsere beiden StreamDiver nutzen pro Einheit davon jeweils 9,3 m3/s und die volle Fallhöhe von 4,5 m“, so Lampl.

Die beiden Maschineneinheiten sind auf eine Leistung von je 350 kW ausgelegt. Mit zusammen 700 kW machen sie das Kraftwerk Huampani zur bislang leistungsstärksten StreamDiver-Anlage. Wenn alles programmgemäß verläuft, werden sie Ende 2017 in Betrieb genommen.

FLEXIBILITÄT IN EINSATZ UND BETRIEB Der StreamDiver wurde als kompakte Turbine-Generator-Einheit für Flussbauwerke mit niedrigen Gefällstufen entwickelt. Standorte wie jener an der Brenz in Heidenheim eignen sich daher hervorragend für den Einsatz dieser Technologie. Im Vergleich zu konventionellen Turbinen ermöglicht der StreamDiver ein naturnahes, standardisiertes und kosteneffizientes Kraftwerkskonzept. Dadurch lassen sich bei der Installation die erforderlichen Eingriffe auf ein Minimum reduzieren.

Eine modulare Erweiterung um mehrere StreamDiver-Units stellt einen weiteren Pluspunkt der Technologie dar.

NUSSDORF (AUT) • • • • •

Ausbauwassermenge: 10.000 l/s Fallhöhe: 4,68 m Leistung: 446 kW Jahresproduktion: 9,3 GWh Betriebsstart: Sommer 2012

Ausbauwassermenge: 6.000 l/s Fallhöhe: 4,7 m Leistung: 250 kW Jahresproduktion: 1,555 GWh Betriebsstart: Anfang 2015

WELTWEIT ERHEBLICHES POTENZIAL Der StreamDiver bringt alle Voraussetzungen dafür mit, jene technisch-wirtschaftliche Kraftwerkslösung zu werden, die es in Zukunft möglich machen könnte, bislang ungenutzte Wasserkraftpotenziale an niedrigen Gefällstufen zu heben. Und davon gibt es nicht wenige: Weltweit wird ein Großteil der existierenden Dämme bisher energetisch nicht genutzt. Alleine in Deutschland sind es von den rund 55.000 nur etwa 7.400, die hydroenergetisch genutzt werden. Laut Voith liegt das weltweite Potenzial der StreamDiver-Technologie bei 5 GW. Als Regionen mit dem größten Potenzial gelten Nordamerika, Europa – insbesondere der Norden und der Osten -, sowie Südostasien und Afrika. Bezogen auf Österreich geht man von einem Ertragspotenzial von mehreren hundert Gigawattstunden aus. Damit könnte der StreamDiver sogar eine wichtige Rolle im weiteren Ausbau der Wasserkraft spielen, sofern dies politisch gewünscht ist.

ALTE BLEICHE (D)

BRUKSFORS (SWE) • • • • •

Technisch gesehen bildet das Kernstück der Technologie das Aggregat mit einem in eine ölfreie Rohreinheit eingebauten Permanentmagnetgenerator. Das Leistungsspektrum liegt zwischen 50 kW und 800 kW. Größere Leistungsanforderungen können einfach durch einen modularen Ausbau abgedeckt werden. Ein besonderer Vorteil des StreamDiver besteht darin, dass sich das Aggregat zur Gänze unter Wasser befinden kann und es ohne Aufwand in bestehende Kraftwerke integriert werden kann. Auf diese Weise können problemlos vorhandene Wehre und Staudämme zur Stromerzeugung genutzt werden. Eine Flexibilität, die seinesgleichen sucht.

• • • • •

HUAMPANI (PER)

Ausbauwassermenge: 2.300 l/s Fallhöhe: 1,94 m Leistung: 35 kW Jahresproduktion: 286.000 kWh Betriebsstart: Dezember 2016

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Ausbauwassermenge: je 9.300 l/s Fallhöhe: 4,5 m Leistung: 2 x 350 kW Jahresproduktion: 5,2 GWh Betriebsstart: Ende 2017

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TECHNISCHE DATEN

hauseigenes Kraftwerk die einmalige Möglichkeit, unseren Kunden die StreamDiver-Technologie vorzuführen, sowie künftige Weiterentwicklungen im realen Umfeld zu testen“, sagt Hochleitner. Die Gesamtkosten für das Kraftwerk „Alte Bleiche“ belaufen sich auf einen mittleren sechsstelligen Betrag, heißt es.

Mit der Inbetriebnahme des neuesten StreamDiver-Projektes „Alte Bleiche“ im Dezember dieses Jahres erreichen die Firma Kössler und ihre „Konzernmutter“ Voith einen kleinen Meilenstein der gemeinsamen Unternehmensgeschichte. Schließlich wird damit erstmalig ein absolut ölfreies Kleinwasserkraftwerk am neuesten Stand der Technik realisiert.

Foto: Voith

Schwerpunkt

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HYDRO

Projekte

RENEXPO

®

INTERHYDRO

Europäische Wasserkraftmesse mit Kongress Kongress, Tagungen, Seminare, Workshops, Foren 8. Internationale Kleinwasserkraftkonferenz 2. Internationaler Wasserkraftkongress 4. Fachkongress: Gewässerverträglicher Wasserkraftausbau

4. Seminar: Mess-, Steuer-, Regel- und Sicherheitstechnik 2. Seminar: Inspektion von Wasserkraftanlagen 4. Seminar: Rohrsysteme für Wasserkraftanlagen

140 Aussteller, 2500 Besucher, 600 Tagungsteilnehmer

24. - 25. November 2016 Messezentrum Salzburg

Veranstalter

Schirmherrschaft

www.renexpo-hydro.eu

DER COUNTDOWN BIS ZUM WASSERKRAFTHIGHLIGHT 2016 IN SALZBURG LÄUFT Eine der wichtigsten Plattformen für die europäische Wasserkraft öffnet in wenigen Wochen wieder ihre Pforten: die Renexpo Interhydro, die traditionell in der Mozartstadt Salzburg abgehalten wird. Vom 24. bis 25. November können sich alle Wasserkraft-Interessierten über neue Trends und Entwicklungen informieren, sich austauschen und neue Kontakte knüpfen. Einer der zahlreichen Themenschwerpunkt wird in diesem Jahr die Wirtschaftlichkeit der Wasserkraft sein.

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aus Österreich, Deutschland, Schweiz, Italien und Vertreter aus der Wirtschaft im Rahmen der Eröffnung führen werden. Unter den aktuellen Vorzeichen des schwierigen Marktumfelds werden heiße Eisen angepackt werden müssen.

Foto: Mathias Glaschick_pixelio.de

Z

um bereits 7. Mal wird am 24. Novem- im Wettbewerb" tragen. Moderiert wird sie ber die Renexpo Interhydro am Salz- von Dr. Alexander Gratzer von der AGAW (Arburger Messegelände ihre Tore öffnen. beitsgemeinschaft Alpine Wasserkraft).

Wie gewohnt erwartet die Besucher, aktuell ist Besonders gespannt darf man auf den diesjähvon mehr als 600 die Rede, eine breite Ange- rigen Energietalk sein, den wie üblich Politiker botspalette an Themen, Diskussionsforen und Referate. Im Rahmen der Die Stadt Salzburg bietet einen großartigen Rahmen 2. Pumpspeicherkonferenz wird konfür die diesjährige Renexpo Interhydro. sequent der Fokus auf Trends, Risiken und Strategien gelegt. Konkret geht es etwa um Wettbewerbsbedingungen, generelle Rahmenbedingungen für die Wasserkraft, um den Strompreismarkt und seine Gesetze, über künftige Rollen der Wasserkraft in Energiesystemen der Zukunft, über Übertragungsnetze von morgen sowie die Trends im Energiehandel. Offiziell wird dieser Konferenzblock den Titel "2. Internationale Wasserkraftkonferenz: Die Wasserkraft

ITALIEN ALS PARTNERLAND Um die Internationalisierung der Messe weiter voranzutreiben, darf in diesem Jahr Italien als Partnerland in Salzburg begrüßt werden. Ein Ziel dabei ist es, den Austausch und die Vernetzung der deutsch-italienisch-sprachigen Wasserkraftbranche zu fördern. Mit seiner geographsich zentralen Lage ist die Stadt Salzburg dafür geradezu prädestiniert.

Natürlich werden daher auch Aussteller aus Italien nicht fehlen, aktuell sind 15 bis 20 bereits angemeldet. Insgesamt werden es rund 140 Austeller sein.

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HYDRO

Schwerpunkt

Fotos: Fraunhofer ISC

Die neuen dielektrischen Elastomergeneratoren können auch eine geringe Wasserströmung zur Energiegewinnung nutzen. Erste Tests an der langsam fließenden Tauber sind angelaufen.

DEGREEN: DIELEKTRISCHE ELASTOMERGENERATOREN ZUR NUTZUNG REGENERATIVER ENERGIEN Die Energiewende – angestoßen durch die Fukushima-Katastrophe 2011 – liefert die Motivation, alle technisch sinnvollen­ und ökologisch gut verträglichen Methoden zur Energieerzeugung zu erschließen und die Akzeptanz zu stärken. Erneuerbare ­E­nergien bieten viele Vorteile, wie zum Beispiel die Minimierung der Treibhausgase, eine größere Varianz des Energieangebots sowie die Verringerung des Bedarfs an fossilen Energieträgern wie Öl und Gas. Dafür werden alternative Systeme wie beispielsweise dielektrische Elastomergeneratoren entwickelt. Von Dr. Bernhard Brunner

D

ie Produktion der Erneuerbaren Energie lag 2013 in der EU bei 24,3 Prozent der Gesamtmenge primärer Energieerzeugung, während sie in den letzten zehn Jahren insgesamt um 84,4 Prozent gestiegen ist. Da die Energieversorgung nicht nur durch Wind-, Solar- oder Photovoltaikanlagen sichergestellt werden kann, kann Wasserkraft als zusätzliche Technologie einen entscheidenden Beitrag leisten. Strom aus Wasserkraft ist weitestgehend konstant und stellt damit im Vergleich zu anderen Erneuerbaren Energien einen hohen Anteil kontinuierlicher Leistung zur Verfügung. Folglich ist Wasserkraft mit 16,6 Prozent der Gesamtmenge im Jahr 2013 eine der wichtigsten Erneuerbaren Energiequellen, neben Bio- und Abfallmasseanlagen. (Quelle: Eurostat – statistics ex­ plained by European Commission).

Das Center Smart Materials CeSMa, Teil des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg, hat nun neuartige Dielektrische Elastomergeneratoren (DEGs) für die Umwandlung von mechanischer in elektrischer

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Energie durch Nutzung geringer Wasser­ strömung entwickelt. Diese neuen Generatoren werden von CeSMa im Projekt DEGREEN entwickelt, das mit rund 8 Millionen Euro vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie gefördert wird.

ZIELSETZUNG VON DEGREEN Die neuen Generatoren bieten eine zusätzliche, umweltfreundliche, erneuerbare Energiequelle als Alternative zu existierenden großen Wasserkraftanlagen. Besonders Standorte mit kleinen Flüssen können genutzt werden, da bereits geringe Fließgeschwindigkeiten und geringe Wassertiefen für die direkte Umwandlung von mechanischer in elektrischer Energie ausreichend sind. Die gewonnene Energie (bis zu 1 kW) soll als umweltverträglicher Energielieferant an Campingplätzen, abgeschiedenen oder ländlichen Orten, zur Grundlastabdeckung von Haushalten oder auch für Ladestationen von E-Bikes zum Einsatz kommen. Da der Generator einen modu-

laren Aufbau besitzt, kann er leicht an die verschiedenen Gegebenheiten von Flüssen oder Bächen angepasst werden. Das Konzept verspricht beste Umweltverträglichkeit, da es die Strömungsverhältnisse im Gewässer nur sehr geringfügig verändert und das Landschaftsbild, aber auch Flora und Fauna nicht beeinflusst. Gleichzeitig sollen Fische und Kleinstlebewesen geschützt werden. Aufgrund des geräuschlosen Betriebs ist zudem keine Lärmbelästigung zu erwarten.

NEUE SMARTE MATERIALIEN ERMÖGLICHEN DIELEKTRISCHE ELSTOMERGENERATOREN Im Mittelpunkt der Entwicklung stehen neuartige, umweltstabile und kostengünstige Elastomermaterialien. Diese Elastomere wirken als elektromechanische Energiewandler – einfach ausgedrückt produzieren sie Strom durch mechanische Dehnung. DEGs bestehen aus einer stark dehnbaren Elastomerfolie, die beidseitig mit hochflexiblen Elektroden aus Leitruß oder Graphit beschichtet wird.

Die Grafik des Folienaufbaus zeigt den

HYDRO

Schwerpunkt

schichtweisen Materialverbund aus Schutzschicht – Elektrode – Silikonelastomer – Elektrode – Schutzschicht eines einzelnen dielektrischen Films, aus dem sich Sensoren, Aktoren oder auch Generatoren zusammensetzen. Der Verbund wird kostengünstig in Form von großflächigen Bändern (0,5m x 200m) im Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt. Durch ihre extrem hohe Elastizität – sie lassen sich bis zu 100 Prozent dehnen – sind die dünnen (~1 mm) dielektrischen Folien besonders für flexible und mobile Strukturen geeignet. Weitere Entwicklungen sollen das Material über den bekannten Stand der Technik hinaus in Bezug auf Verlässlichkeit und Reinheit verbessern.

Der Aufbau der dünnen dielektrischen Folien macht sie für flexible und mobile Strukturen geeignet.

FUNKTIONSPRINZIP Die mechanische Anregung erfolgt durch periodische Dehnung und Entspannung der Elastomerfolien verursacht durch die Wasserströmung. Der periodische elektromechanische Kreisprozess läuft dabei folgendermaßen ab (zu sehen in Grafik Ladezyklus): Nach einer mechanischen Dehnung durch eine äußere Kraft (Schritt 1) werden die elektrodierten Elastomerfolien durch Anlegen einer elektrischen Spannung geladen (Schritt 2). Nach dem mechanischen Entspannen der Folie (Schritt 3) erhöht sich die elektrische Spannung in den Folien durch die Zunahme der Foliendicke. Diese erhöhte elektrische Spannung wird dann auf ein Speichermedium übertragen (Schritt 4). Danach beginnt der Kreisprozess erneut.

Ladezyklus.

Wie viel elektrische Energie umgewandelt werden kann, kann durch die Kapazität der dielektrischen Schichten und die Differenz der elektrischen Spannung zwischen Laden und Entladen berechnet werden. Mit zunehmender Dehnung und höherer elektrischer Ladespannung steigt die elektrische Spannung und somit die Energieerzeugung.

Nimmt man zum Beispiel eine Ladespannung von 3000 Volt und 1000 einzelne dielektrische Elastomerfolien (je 0,04 m² groß), die zu 100 Prozent belastet werden, erhält man 100 Watt bei einer mechanischen Zyklusfrequenz von 1 Hz. Werden die Folien zu einem Mehrschichtverbund verarbeitet, reduziert sich die Anzahl der Elastomerfolien erheblich. Ein ausgefeiltes und anpassungsfähiges Energie­ management ist für den Betrieb unerlässlich.

Eine flexible und langlebige Konstruktion ermöglicht den Einsatz des Generators unter unterschiedlichsten Bedingungen was etwa Flussgröße und Wasserströmung angeht. Um mit Solaranlagen und herkömmlichen Wasserkraftwerken vergleichbar zu sein, soll die Herstellung kosteneffizient sein und bei Investitionskosten von 5000 Euro pro Kilowatt liegen.

BEWITTERUNGS- UND LEBENSDAUERTESTS Da der Generator im späteren Außenein­ satz Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, Wass­er und UV-Strahlung ausgesetzt ist, werden Bewitterungstests durchgeführt. Die wesentlichen Belastungen liegen auf den Elastomerfolien, die zyklisch gedehnt und zeitig hohen elektrischen Feldstärken gleich­ ausgesetzt sind. Zur Ermittlung der mechanischen Lebensdauer der dielektrischen Elastomerfolien im Dauereinsatz konzipierte und baute CeSMa Prüfeinrichtungen mit unterschiedlichen Schwerpunkten am Fraunhofer ISC. Die Teststände dienen der Überprüfung der Dauerzyklierfestigkeit der Folien, sowohl während der Materialentwicklung als auch zur Überprüfung von Verfahrensschritten, inklusive des Qualitätsnachweises der finalen Folien.

BETRIEB VOR ORT Für den Einsatz der DEGs in kleinen Flüssen oder Bächen vor Ort ist eine platzsparende Anlage ohne Querbauwerk ausreichend. Abhängig von der Fließgeschwindigkeit des Wasser (~1 bis 2 m/s) kann sich die Oberfläche der dünnen dielektrischen Elastomermembran um bis zu 100 Prozent ausdehnen.

Der modulare Grundaufbau, der je nach Gewässerbreite und -tiefe in der Breite oder Länge angepasst werden kann, besteht aus einer Röhre (Durchmesser ca. 0,5 m) mit einer Verjüngung (Venturi) im Wasser, die mit den Elastomerfolien verbunden ist.

Das durchströmende Wasser erzeugt an der engsten Durchlassstelle gemäß dem Venturiprinzip einen Luftunterdruck in einer angeschlossenen Leitung. Durch das periodische Öffnen und Schließen eines Luftventils in der Luftdruckleitung wird die Dehnung der Elastomerfolie und damit die elektrische Spannungsänderung der Elastomerfolie dynamisch (bis zu 1 Hz). Erste Tests an der Tauber sind sehr vielversprechend verlaufen.

VORTEILE DER DIELEKTRICHEN ELASTOMERGENERATOREN Die DEGs arbeiten als autonome Systeme ohne zusätzliche Energiequelle. Schon geringe Fließgeschwindigkeiten (ab 1 m/s) bei geringen Wassertiefen (0,5 m) des Gewässers reichen aus, auch ohne (anstauende) Querbauwerke die Energie des fließenden Wassers in elektrische Energie umzuwandeln. Damit werden wesentlich mehr Standorte zugänglich gemacht als es bei großen konventionellen Wasserkraftwerken möglich ist. Auch der zusätzliche Einsatz an bereits bestehenden Kleinstwasserkraftwerken, in industriellen Kühlwasserkanälen, im Restwasser aus Wasser­überläufen ist möglich. Der Zusammenschluss von mehreren Generatoreinheiten zu einem Kraftwerksschwarm erhöht die Leistung. Der Betrieb der Anlage ist umweltfreundlich und nachhaltig: keine Änderung der Wasserströmung, stiller Betrieb und eingebauter Schutz für Fische und andere Lebewesen, da keine bewegten Bauteile verwendet werden. Darüber hinaus werden im Gegensatz zu herkömmlichen Generatoren keine kritischen Rohstoffe, wie beispielsweise Seltene Erden, verwendet.

Der dielektrische Elastomergenerator ist der erste Kleinstgenerator für die Nutzung an Fließgewässern. Insbesondere der Fokus auf Niedrigenergiegebiete ist in der Projektidee DEGREEN einzigartig. Diese Gebiete lassen zwar keine hohen elektrischen Energiewerte erwarten, sind aber weltweit sehr verbreitet.

Dr. Bernhard Brunner, Projektleiter DEGREEN am Center Smart Materials, Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

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Fotos: Bosch Rexroth AG

Seit Juni 2016 sind der Ausbau des Panama-Kanals sowie der Neubau von zwei Schleusen mit Spar­ beckenfunktion abgeschlossen. Nun dürfen Schiffe mit einer Länge von bis zu 366 m und einer Breite bis zu 49 m diese kürzeste Verbindung zwischen Ost- und Westküste Nordamerikas passieren.

DIE TORE ZUM MEER: NEUE SCHLEUSEN FÜR DEN PANAMA-KANAL Damit künftig auch Schiffe der sogenannten Post-Panamax-Klasse den Panama-Kanal nutzen können, wurde von der Panama Canal Authority (ACP) ein Projekt ins Leben gerufen, um die Schifffahrtsroute zu erweitern und neue Schleusen zu bauen – bei gleichzeitig maximal möglicher Schonung der Umwelt. Die neuen Schleusen müssen dabei eine Verfügbarkeit von 99,99 Prozent gewährleisten. Daher wurden an die eingesetzten Rexroth-Antriebe zum Verfahren der Rollschütze der neuen Schleusen höchste Anforderungen gestellt.

D

a für über 60 Prozent der Welthandelsflotte - d.h. Schiffe mit einem Tiefgang von mehr als 12 m - der 1914 in Betrieb genommene Panama-Kanal nicht mehr passierbar war, wurde er um neue Schleusen zum atlantischen und pazifischen Ozean ergänzt und der Kanal zum Gatunsee verbreitert und vertieft. Neben den technischen Herausforderungen des Projektes spielte der Zeitfaktor eine entscheidende Rolle. So entwickelte und lieferte Rexroth seit der Auftragserteilung durch die südkoreanische Werft Hyundai Samho Heavy Industries (HSHI) Ende 2010 innerhalb kurzer Zeit unter anderem insgesamt 158 kundenspezifische Aggregate und Antriebszylinder für den Betrieb der Wasser regulierenden Rollschütze. Diese Ausgleichsverschlüsse regeln den Zufluss zu den Schleusenkammern und Sparbecken. Die erste Teillieferung auf die Baustellen in Panama musste dabei schon im April 2012 erfolgen.

Dies war nur zu leisten, weil man bei Rexroth auf die jeweiligen Stärken einer weltweiten Entwicklung und Fertigung zurückgreifen

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kann. So fand in Deutschland unter anderem das Engineering und Projektmanagement und in Holland die Entwicklung der Hydraulikzylinder statt. Die Fertigung der Hydraulikaggregate nebst zugehörigen Steuerungen erfolgte in den Rexroth-Werken in den USA und Korea. Die Hydraulikzylinder wurden in China produziert. Eine wichtige Forderung von S­ eiten des Auftragsgebers war dabei die Konformität der Produkte mit den US-amerikanischen ASME-Standards (American Society of Mechanical Engineers), was für ­ ­Rexroth als internationalen Systemlieferanten keine Schwierigkeit darstellte. Des Weiteren war Rexroth verantwortlich für die Montage, In­ betriebnahme, Tests, Übergabe sowie die Schulung des zukünftigen technischen Personals.

UMWELTSCHONENDER BETRIEB Das Besondere und Neue gegenüber den bisherigen Schleusen am Panama-Kanal ist die Erweiterung um Wassersparbecken. Das Wasser der einzelnen Schleusenkammern ­ fließt dabei durch die Schwerkraft in die Spar-

becken und zurück. Jedes Sparbecken fasst dabei circa 20 Prozent des Ausgleichsvolumens einer zugehörigen Schleusenkammer.

Pro Schleusung müssen also nur noch circa 40 Prozent an „Frischwasser“ zugeführt werden. Hierdurch wird dem künstlich angeleg-

Hydraulikaggregate mit Stahl- und Flexleitungen.

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Jeder Antriebszylinder ist mit einem Wegmesssystem ausgestattet, wodurch die Positionen der Rollschütze genau erfasst werden können.

Miraflores, neue Schleuse mit Blick auf die Hydraulikzylinder und das Wassersparbecken.

ten Gatunsee ungefähr 60 Prozent weniger Wasser für den Betrieb der Schleusen entnommen, als dies mit der herkömmlichen Schleusentechnik, also ohne Wasserspar­ becken, der Fall wäre. Die Wasserersparnis wird besonders deutlich, wenn man bedenkt, dass schon mit den bestehenden Schleusen pro Durchfahrt durch den Kanal ein Süßwasserverbrauch von zirka 208 Millionen Liter entsteht und die neuen Schleusen wesentlich größer sind als die alten. Die Sparschleusentechnik schont somit den Wasserhaushalt der Region und damit die Umwelt enorm.

FUNKTIONSWEISE DER SCHLEUSEN Die neuen Schleusen besitzen je drei Schleusenkammern. Jede der Schleusenkammern ist mit jeweils drei Wassersparbecken verbunden und wird mit Wasser aus dem Gatunsee im Landesinneren versorgt. Fährt ein Schiff beispielsweise vom atlantischen Ozean in die neue Schleuse, so wird es als erstes von einem Schlepper in die untere Schleusenkammer ­geschleppt. Sobald das äußere Schleusentor geschlossen ist, wird diese Schleusenkammer aus den drei zugehörigen Wassersparbecken mittels Schwerkraft mit Wasser befüllt. Der Wasserstand der mittleren Schleusenkammer wird danach von ihrem Höchststand abgesenkt, bis der Ausgleich zwischen der mittleren und unteren Kammer erreicht ist. Die drei Wassersparbecken fassen zusammen circa 60 Prozent des Wasservolumens der zugehörigen Schleusenkammer. Hat sich der Pegelstand zwischen den beiden Schleusenkammern angeglichen, werden die zugehörigen Schleusentore zwischen den beiden Schleusenkammern geöffnet, und das Schiff kann in die mittlere Schleusenkammer geschleppt werden. Hier wiederholt sich nach Schließen der Schleusenkammer der Vorgang aufs Neue: Die drei mit der mittleren Schleusenkammer verbundenen Wassersparbecken werden mittels Schwerkraft entleert, das Wasser aus der oberen Schleusenkammer wird in die mittlere

Schleusenkammer geleitet. Wieder wird nur eine kleine Menge Frischwasser aus dem Gatunsee benötigt, um über die obere Kammer die verbleibenden 40 Prozent der mittleren Kammer zu befüllen. Nach Öffnen der Schleusentore wird das Schiff in die obere Schleusenkammer gebracht. Sobald die Kammern wieder geschlossen sind, werden die entsprechenden drei Wassersparbecken wieder entleert und der Rest durch Frischwasser aus dem Gatunsee aufgefüllt. Hat das Schiff seine Ausfahrtshöhe erreicht, öffnen sich die äußeren Schleusentore, und es kann seine Reise zum Gatunsee Richtung pazifischen Ozean fortsetzen. Sobald ein Schiff in der geschlossenen mittleren Schleusenkammer ­ ist, kann ein neues in die untere Kammer einfahren. Hierfür fließt das Wasser der unteren Schleusenkammer durch die Schwerkraft dann wieder zu circa 60 Prozent in die ­zugehörigen Wassersparbecken und füllt diese somit für den neuen Schleusenvorgang. Der Rest wird ins Meer abgelassen. Hat der Wasserstand das Meeresniveau erreicht, ­ ­werden die äußeren Tore geöffnet, das Schiff fährt ein und der Schleusenvorgang startet wieder von vorne.

HOHE VERFÜGBARKEIT GEFORDERT Eines der wesentlichen Kriterien bei der Konzeption der Schleusenanlagen war deren hohe Verfügbarkeit um eine optimale Ausnutzung der Kapazität des Kanals zu gewährleisten. So sind alle wichtigen Anlagen redundant ausgeführt. Für die Entleerung eines Wassersparbe-

ckens sind technisch beispielsweise nur zwei Verschlüsse (Rollschütze) notwendig. Jedes der insgesamt neun Wassersparbecken einer Schleuse verfügt aber über vier Verschlüsse.

Dasselbe gilt für die Verschlüsse in den Umlaufkanälen zur Befüllung der Schleusenkammern. Hier werden pro Schleusenanlage insgesamt 32 Rollschütze installiert, wobei nur die Hälfte in Betrieb ist. Dazu kommen noch für jedes der acht Schleusentore zwei Verschlüsse zum Ausgleich des Wasserpegels zwischen den redundanten Schleusentoren. Auch hier reicht ein Rollschütz für die einwandfreie Funktion der Schleuse. Jedes Rollschütz besitzt einen Antriebszylinder und ein zugehöriges Aggregat. Jedes Aggregat besteht wiederum aus zwei Motor-Pumpeneinheiten – wobei auch hier eines für den Betrieb des Zylinders genügt –, einem Hydrauliktank, der Filteranlage und Ventiltechnik, zugehöriger Verrohrung sowie der ebenfalls redundant ausgeführten SPS-Steuerungstechnik. Hinzu kommen noch zwei Ersatzeinheiten für die Sparbecken-, Umlauf- und Ausgleichverschlüsse, so dass der komplette Lieferumfang 158 Antriebseinheiten umfasst. Die hohe Redundanz ermöglicht eine Verfügbarkeit der Schleusen von 99,99 Prozent.

Seit Juni 2016 sind der Ausbau des Panama-Kanals sowie der Neubau von zwei Schleusen mit Sparbeckenfunktion abgeschlossen. Nun dürfen Schiffe mit einer Länge von bis zu 366 m und einer Breite bis zu 49 m diese kürzeste Verbindung zwischen Ostund Westküste Nordamerikas passieren.

Die neuen Schleusen besitzen je drei Schleusenkammern. Jede der Schleusenkammern ist mit jeweils drei Wassersparbecken verbunden und wird mit Wasser aus dem Gatunsee im Landesinneren versorgt.

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Fotos: AUMA

Eine integrierte Stellantriebssteuerung vereinfacht Konfiguration und Inbetriebnahme. Intelligente Selbstüber­ wachungs- und Diagnosefunktionen erhöhen die Betriebssicherheit und ermöglichen präventive Wartungskonzepte.

EFFIZIENT UND CLEVER : ELEKTRISCHE STELLANTRIEBE FÜR DIE WASSERKRAFT Sie stehen selten im Fokus und spielen doch eine Schlüsselrolle beim reibungslosen Betrieb moderner Wasserkraftanlagen. Elektrische Stellantriebe erfüllen wichtige Betätigungsaufgaben in allen Bereichen eines Wasserkraftwerks: von der Wasserstandsregelung an Einlaufbauwerk und Fischaufstiegshilfe über Rechenreinigungssystem bis hin zur präzisen Turbinenregelung. Zahlreiche Neuentwicklungen auf dem Gebiet der elektrischen Antriebstechnik eröffnen immer neue Einsatzmöglichkeiten und erlauben es den Betreibern, nachhaltig Betriebskosten zu senken und die Betriebssicherheit zu erhöhen. Von Dr.-Ing. Rudolf Bachert, AUMA Riester GmbH & Co. KG

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er elektrische Stellantriebe auf seiner Anlage einsetzt, schätzt die vielfälti­ gen Vorteile, die diese umwelt­ freundliche Antriebstechnik gerade in der Wasserkraft bietet. Installation und Inbetrieb­ nahme sind vergleichsweise einfach, es werden lediglich eine Stromversorgung und eine Sig­ nalleitung benötigt. Nach Herstellen der Stromversorgung ist der Antrieb sofort be­ triebsbereit. Die Antriebe arbeiten zudem sehr energieeffizient, da die elektrische Antriebs­ energie eines Elektromotors über ein geeigne­ tes Getriebe direkt in eine Dreh-, Schwenkoder Linearbewegung umgesetzt wird. Die Schnittstellen für den mechanischen und elek­ trischen Anschluss sind standardisiert, was auch nach Jahren noch einen problemlosen Austausch von Komponenten ermöglicht. In­ tegrierte Steuerungen vereinfachen die Integ­ ration in die Leittechnik und bieten umfang­ reiche Einstellungs- und Diagnosefunktionen.

Alle zum Betrieb des Antriebs erforderlichen Komponenten wie Endlagenschalter und Drehmoment- bzw. Kraftsensoren sind kom­ pakt in das Gehäuse integriert. Ein Handrad erlaubt die manuelle Betätigung im Notfall.

Die ölfreie Technologie sorgt für eine hohe

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Umweltverträglichkeit. Die elektrische An­ triebstechnik ist außerdem sehr wartungsarm, was sich in nachhaltig niedrigen Lebenszyk­ luskosten niederschlägt. Bei Stahlwasserbau­ anwendungen ist eine Auslegung der Kompo­ nenten nach Stahlwasserbaunorm DIN 19704-1 problemlos möglich.

Nahezu alle Steuer- und Regelaufgaben zur Betätigung von Schützen, Klappen, Ventilen, Leitschaufeln, Düsennadeln, Strahlablenkern, etc. lassen sich heute über leistungsfähige elek­ trische Stellantriebe lösen. Dank einer Vielzahl an Baugrößen decken sie ein Drehmoment­ spektrum von 10 Nm bis hin zu 675 000 Nm ab. Auch große Hübe von mehreren Metern in Verbindung mit entsprechend notwendigen Kräften, wie z.B. bei Schützen, Segmenttoren und Fischbauchklappen, können somit ein­ fach und wartungsfreundlich realisiert ­werden.

Die Betätigung kann dabei über Spindeln, Schützzüge, Triebstöcke oder Elektro­ hub­ zylinder erfolgen.

Ließ die elektrische Antriebstechnik bereits in der Vergangenheit kaum Wünsche offen, so erfolgte in den vergangenen Jahren ein Tech­ nologieschub, der den Einsatzbereich noch stärker erweitert hat.

DREHZAHLVARIABLE STELLANTRIEBE SCHONEN DIE MECHANIK Viel Potenzial für die Zukunft bieten neue Stellantriebsbaureihen mit regelbarer Motor­ drehzahl. Im Vergleich zu den sonst üblichen Stellantrieben mit fester Drehzahl wird bei ihnen für jede Änderung der Stellkörperposi­ tion die optimale Stellgeschwindigkeit einge­ stellt. Im Regelbetrieb, z.B. bei der Leitschau­ felverstellung einer Kaplan-Turbine oder der Düsennadelverstellung einer Pelton-Turbine, reduziert der Antrieb mit zunehmender An­ näherung an den Sollwert stetig die Stellge­ schwindigkeit, wodurch eine hohe Positio­ niergenauigkeit erreicht wird. Bei einem Notfall ermöglicht der Antrieb dagegen ein schnelles Schließen mit höchstmöglicher Stellgeschwindigkeit. Aber auch im AUF/ ZU-Steuerbetrieb bieten drehzahlvariable Stellantriebe Vorteile. Fahrten aus einer End­ lage heraus können langsam mit anschließend steigender Geschwindigkeit gestaltet werden und umgekehrt, bei Fahrten in eine Endlage hinein kann die Geschwindigkeit stetig redu­ ziert werden. Durch dieses sanfte Anfahren und Stoppen werden alle beteiligten Kompo­ nenten mechanisch geschont. Dies ist gerade im Bereich des Stahlwasserbaus mit den dort bewegten großen Massen ideal und kommt der Lebensdauer zugute. Eine weitere Anwen­ dung ist die sogenannte „elektrische Welle“, über die z.B. bei einem Doppelspindelschieber ein Synchronlauf von zwei Antrieben ohne mechanische Verbindung erzielt wird.

EINFACHE FAIL-SAFE LÖSUNGEN Ein Versagen von Bauteilen oder Funktionen kann beim Betrieb von Wasserkraftanlagen zu erheblichen Schäden führen. Als vorbeugende Maßnahme werden daher häufig Notschluss­ bedingungen gefordert. Auch diese lassen sich heute mit elektrischen Stellantrieben realisie­ ren. Eine Möglichkeit sind USV-Anlagen (Unterbrechungsfreie Stromversorgung), die auch bei Stromausfall die Funktionsfähig­keit des Antriebs sicherstellen. Bei drehzahl­ variablen Stellantrieben kann die USV deut­ lich kleiner dimensioniert werden, da der Anfahrtsstrom durch Reduzierung der Stell­ geschwindigkeit niedriger bleibt. Über Photo­ voltaik-Panels sind betriebssichere, energie­ autarke Insellösungen möglich.

Als mechanische Lösung bieten sich elektrisch betätigte Schwerkraftantriebe (Fallgewicht­ armatur) oder Federlösungen an. Je nach Konstruktion kann das Stellorgan bei Span­ nungsausfall öffnen oder schließen.

SICHERHEITSRELEVANTE ANWENDUNGEN BIS SIL 3 Die Betriebssicherheit steht bei der Planung von Wasserkraftanlagen oft an erster Stelle.

HYDRO

Schwerpunkt

Regelung der Wasserzufuhr über AUMA Stellantriebe in Verbindung mit Drehgetrieben.

Wehrautomatisierung an einem Wasserkraftwerk mit Hilfe von AUMA Stellantrieben.

Um diese sicherzustellen wird häufig eine Be­ wertung der Komponenten nach funktionaler Sicherheit (SIL) vorgenommen. International ist die Bewertung nach SIL durch die Normen IEC 61508 und IEC 61511 geregelt. Betreiber von Wasserkraftanlagen können so die sicher­ heitsrelevanten Bauteile bewerten und die Si­ cherheit bzw. Verfügbarkeit belegen und doku­ mentieren. Für elektrische Stellantriebe liegen Bewertungen und Kennzahlen vor, die den Einsatz in sicherheitsrelevanten Systemen bis SIL 3 erlauben (bei redundantem Systemauf­ bau). Da die Antriebstechnik nur aus einem kompakten Gerät besteht, reduziert sich der Aufwand für Erfassung und Dokumentation.

EINSATZ AUCH UNTER WASSER Im Stahlwasserbau ist die Antriebstechnik über eine Lebensdauer von mehreren Jahr­ zehnten widrigsten klimatischen Bedingun­ gen ausgesetzt. Daher verfügen moderne elek­ trische Stellantriebe und Steuerungen bereits in der Standardausführung über die hohe Schutzart IP68 sowie einen widerstandsfähi­ gen Korrosionsschutz, der der höchsten Kor­ rosivitätskategorie C5 nach EN ISO 12944-2 entspricht. Noch einen Schritt weiter geht eine neue Unterwasserausführung, die den dauerhaften Einsatz unter Wasser ermöglicht.

Es mag auf den ersten Blick ungewohnt er­ scheinen, ein elektrisches Gerät unter Wasser zu betreiben, entscheidend ist hier jedoch vor allem ein lückenloses Dichtungskonzept, um das Eindringen von Wasser in das Geräteinne­ re zu vermeiden. Dank eines modularen Pro­ duktkonzepts wird die Steuerung getrennt vom Antrieb im Trockenen installiert. Unter­ wasserantriebe werden so etwa in Rechenrei­ nigungssystemen und in unter Wasser arbei­ tenden Turbinen eingesetzt. Sie sind auch für Trinkwasseranwendungen unbedenklich.

INTELLIGENTE STEUERUNG Elektrische Stellantriebe sind mit integrierten Steuerungen erhältlich, die die Kommunika­

tion mit dem übergeordneten Leitsystem übernehmen und zudem eine Fülle an Funk­ tionen und intelligenten Diagnosemöglich­ keiten bieten. Gleichzeitig beinhaltet die Steuerung Bedienelemente für die Betätigung und Parametrierung des Antriebs direkt vor Ort. Alle relevanten Parameter, wie Schalthäu­ figkeit, Einschaltdauer, Drehmomentverlauf, Anzahl und Art der Fehler werden in der An­ triebssteuerung erfasst und gespeichert. Mit Hilfe von selbstdiagnostischen Methoden las­ sen sich vorbeugende Wartungskonzepte zur Erhaltung der Betriebssicherheit umsetzen.

Dazu generiert die Antriebssteuerung auf der Basis von mathematischen Modellen Ver­ schleißberechnungen, aus denen der Betrei­ ber Rückschlüsse auf Lebensdauer und War­ tungsbedarf von Antriebskomponenten und Betätigungsorgan ziehen kann. Die Ergebnis­ se werden im einfachsten Fall am grafischen Display der Antriebssteuerung angezeigt. Die Auswertung und Dokumentation kann aber auch mit Hilfe einer speziellen Software am PC erfolgen. Alle in der Antriebssteuerung er­ fassten Parameter lassen sich ebenfalls an eine übergeordnete Steuerung übertragen und dort auswerten. Dies bietet vielfältige Nutzungs­ möglichkeiten für weitergehende Themen wie Asset Management und Industrie 4.0.

wicklung in diesem Bereich sind Schnittstellen für elektrische Stellantriebe für die Industrial Ethernet Standards Modbus TCP/IP und Profinet, die zunehmend an Bedeutung ge­ winnen. Diese Standards vereinen die Vorteile und den Funktionsumfang der Feldbusproto­ kolle mit der Schnelligkeit und der Robust­ heit von bewährten Technologien aus Ether­ net-basierten Netzwerken.

AUTARKE REGELLÖSUNGEN Durch die Integration eines PID-Reglers und die Verarbeitung eines externen Signals in der Antriebssteuerung sind autark arbeitende Sollwertansteuerungen möglich. Ein Beispiel ist die Wasserstandsregelung bei Fischauf­ stiegshilfen. Diese Funktionen werden über einfache Parametrierung in der Antriebssteue­ rung umgesetzt.

Die moderne elektrische Antriebstechnik bie­ tet ökonomische wie ökologische Lösungen für Wasserkraftwerke. Aus der engen Zusam­ menarbeit mit Forschungseinrichtungen, Herstellern, Planungsbüros und Betreibern entstehen zukunftsweisende Potenziale, um die elektrische Antriebstechnik für immer neue Anwendungen nutzbar zu machen.

Funktionsprinzip eines elektrischen Drehantriebs.

NEUE SCHNITTSTELLEN ZUR LEITTECHNIK Die erforderlichen Kommunikationsstan­ dards für Feldgeräte sind in der Regel durch das im Wasserkraftwerk eingesetzte Leitsys­ tem vorgegeben. Über Schnittstellen in der integrierten Steuerung lassen sich elektrische Stellantriebe unkompliziert in alle gängigen Leitsysteme integrieren. Neben der klassi­ schen parallelen Signalübertragung stehen standardisierte Feldbusprotokolle wie Profi­ bus DP, Modbus RTU, Foundation Fieldbus sowie HART zur Verfügung. Aber auch neue Technologien wie die drahtlose Kommunika­ tion über Wireless HART oder Lichtwellen­ leiter werden unterstützt. Jüngste Neuent­

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Steht in einer Anlage eine Störung an, so werden mittels App alle zuständigen Mitarbeiter benachrichtigt. Nach der Benachrichtigung können die Mitarbeiter mittels iPhone oder Apple Watch App ihre Kollegen informieren, ob sie sich um die Störung kümmern oder nicht. Jeder Mitarbeiter kann sich somit zu jeder Zeit einen Überblick verschaffen, welche Störungen aktuell in einer Anlage anstehen und wer sich um die Störungen kümmert.

Fotos: Schubert Elektroanlagen

Schwerpunkt

BINNEN SEKUNDEN ÜBER ANLAGENSTÖRUNGEN INFORMIERT: DIE ALARM APP VON SCHUBERT FÜR SMARTPHONE & SMARTWATCH Nur noch Rolex verkauft mehr Uhren: Apple hat mit seiner Smartwatch den Markt der Chronometer aufgemischt und zeigt, was mit nur einem Fingertipp auf das digitale Ziffernblatt möglich ist. Da als Armbanduhr automatisch immer dabei, ist die Apple Watch wie geschaffen für das schnelle und unkomplizierte Kommunizieren wichtiger Informationen. Das hat auch der niederösterreichische Elektroanlagen-Spezialist Schubert erkannt und für Apple Watch und iPhone die praktische Alarm App entwickelt. Per Push Notifications bekommen die Nutzer nur wenige Augenblicke nach Eintreten der Störung alle wichtigen Information auf ihr Handgelenk oder auf ihr Handy, können diese binnen Sekunden erfassen und zusätzlich durch die Möglichkeit des kollaborativen Arbeitens ihren Kollegen Bescheid geben, ob sie sich um die Störung kümmern oder nicht.

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er hat an der Uhr gedreht? Immer mehr Menschen, denn spätestens seit der Einführung der Apple Watch im letzten Jahr tauchen vermehrt Smartwatches an den Handgelenken Technikbegeisterter auf – und diese tippen und wischen auf der Benutzeroberfläche der smarten Uhr. Optimierung heißt das Zauberwort, wenn es um die beliebtesten Apps der intelligenten Armbanduhr geht: Egal ob das das Design des Touchsceens betrifft oder die Fitness des Smartwatch-Trägers. Und eine weitere Verbesserung dank digitaler Hilfe ist bereits in der Ausreifungsphase: die Optimierung von Wasserkraftwerken.

NÄCHSTE ENTWICKLUNG MOBILER STEUERUNGEN Nach der erfolgreichen Markteinführung des Online-Leitsystems Schubert Web Control speziell für Kleinwasserkraftwerke wagt sich

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der niederösterreichische Elektroanlagenspezialist Schubert an die nächste Entwicklung mobiler Steuerungstools. „Der Trend geht immer mehr dazu, Kraftwerksanlagen online zu steuern“, erklärt Michael Emberger den Fortschritt im Anlagenbetrieb. Dieser Tendenz und den neuesten Endgeräten wie Apple Watch & Co. will Schubert Elektroanlagen mit seinen Innovationen gerecht werden – so entstand im Team der beiden Entwickler Michael Emberger und Christian Anzenberger die neue App für Apple Watch und iPhone.

MOBILE ALARMIERUNG PER APP Derzeit befindet sich die Anwendung im Forschungsstadium, der jetzige Status lässt aber schon mit seinen praktischen Optionen aufhorchen. „Die Apple Watch App ist für Schubert ein Prototyp, wie man die Alarmierung bei Leitsystemen erweitern kann mit Ausblick

darauf, dass zukünftig der Status der Anlage abgefragt und direkt geschaltet werden kann“, führt Christian Anzenberger aus. Konkret funktioniert die App für Apple Watch und iPhone so: Im Falle einer Störung werden alle zuständigen Mitarbeiter aktiv über Push ­Notifications mit Vibration und/oder Signalton benachrichtigt – ähnlich wie beim Empfangen von SMS. Doch verglichen mit herkömmlichen Kanälen wie Email oder SMS bietet die Schubert Alarm App einen erheblichen Mehrwert: In der Regel wird eine Störung über diese Kanäle einmalig an die zuständigen Mitarbeiter gesendet. Alle übermittelten Informationen beziehen sich dabei auf den Anlagenstatus zum Zeitpunkt des Eintretens der Störung. Durch den Einsatz von aktuellen Webtechnologien bleiben nun alle Benutzer mittels Alarm App im Störfall immer mit ihrer Anlage verbun-

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Schwerpunkt

dere die App-Version für das iPhone soll vermehrt für die Wartung und Instandhaltung eingesetzt werden. So könnten etwa Live-Bilder vom gestörten Bereich der Anlage direkt auf das Handy übertragen werden. Gäbe es etwa einen Alarm beim Zulauf des Kraftwerks, hätte der Betreiber die Möglichkeit, zu sehen, ob der Rechen durch Geäst oder ähnliches verstopft wäre. Auch Location-based-Services sind ein Thema: Würde sich der Betreiber mit seiner Smartwatch oder dem Handy in der Nähe eines in kürzerer Zeit zu wartenden Anlagenteils befinden, würde sich das System melden.

Digitale Produktfamilie: Während die Alarmierung mittels Apple Watch App oder iPhone App mehr Sinn macht, sind Grafiken und historische Daten über Tablet, PC & Co. besser ersichtlich.

den. Dadurch können sie alle für die Störung relevanten Parameter beobachten und gegebenenfalls über die iPhone App am Handy oder die Apple Watch App direkt am Handgelenk die erforderlichen Aktionen setzen.

Nach der Benachrichtigung mittels Push Notification können die Mitarbeiter per iPhone oder Apple Watch App ihre Kollegen informieren, ob sie sich um die Störung kümmern oder nicht. Jeder Mitarbeiter kann sich somit jederzeit einen Überblick verschaffen, welche Störungen aktuell in einer Anlage anstehen und wer sich um die Störungen kümmert.

Eine enorme Zeitersparnis, da über nur einen Fingertipp geklärt wird, ob und wer sich dem Problem annimmt und diese Sachlage an alle zuständigen Kollegen kommuniziert wird.

Und das wäre ein weiterer wichtiger Punkt: Denn wirklich nur jene Mitarbeiter werden über die Störung informiert, die auch wirklich für den jeweiligen Anlagenbereich Sorge tragen. „Durch die Digitalisierung und die Industrie 4.0 werden immer mehr Daten ­produziert. Dadurch, dass nur betroffene Personen die wichtigen Informationen über die jeweiligen Anlagenbereiche erhalten, minimalisieren wir die Informationsüberflutung“, zählt Michael Emberger einen weiteren Pluspunkt der App auf.

ORTSUNABHÄNGIG EINGREIFEN Durch Zeit und Aufwand werden auch gleichzeitig Kosten gespart: Viele Wasserkraftwerke sind in abgelegenen Regionen ­positioniert und werden aus wirtschaftlichen und praktischen Gründen autark betrieben.

Wird eine Störung gemeldet, könnte sie erst nach der Anfahrt des Betreibers behoben werden. „Für allein laufende Anliegen ist e­ s wichtig, dass man sie problemlos fernwarten und bei einem Alarm schnell reagieren kann“, so Christian Anzenberger. „Über die App kann man jederzeit ortsunabhängig und ­ungebunden an das Heim-Netzwerk eingreifen.“

HERAUSFORDERUNG: DARSTELLUNG DER APP Die Vorteile der Smartwatch – ihre kompakten Maße – stellten bei der Forschung die größte Hürde dar. Herausfordernd war für die Entwickler die sinnvolle Darstellung der App und ihrer Funktionen auf so einem komprimierten Raum wie der Apple Watch Bedienoberfläche. „Was ich auf der Apple Watch sehe, ist natürlich ein Bruchteil dessen, was ich etwa am Handy darstellen kann – und dieses ist wieder nur Teil dessen, was ich auf einem Tablet oder Laptop zeigen kann. Diese Größenunterschiede stellen uns vor die Herausforderung: Wie bildet man die Anlagenzustände in einer sinnvollen Art und Weise ab, damit es für den Anwender einfach und effizient zu bedienen ist und dass er trotzdem ­einen lückenlosen Überblick über den An­ lagenzustand erhält“, erörtert Christian Anzen­berger. „Im Zuge dessen finden wir gerade mit dem Forschungsprojekt der Apple Watch App heraus, welche Funktionen Sinn machen und welche weniger – und wie der User wirklich einen Vorteil aus der App ziehen kann bei seiner täglichen Arbeit.“ So reiht sich die App für iPhone und Apple Watch nahtlos in die Produktfamilie der Schubert-Leitsysteme und deren Endgeräte ein: vom 70-Zoll-Bildschirm über Laptop, Tablet, Handy und schlussendlich Smartwatch. Wobei jedes seine Vorzüge hat: So wird man eher auf einem Rechner Datendiagramme analysieren, wohingegen man dank der Alarm App für die Apple Watch nicht einmal sein Handy aus der Hosentasche holen muss – es reicht auch, auf das Signal am Handgelenk zu reagieren. So sollen vorrangig wichtige und prägnante Daten an den User über die Uhr gemeldet werden.

APP FÜR WEITERE SYSTEME GEPLANT Auch soll die Anwendung für Android-Systeme umgesetzt werden. Da Apple nach Rolex laut den von Juniper Research ermittelten Verkaufszahlen – vom kalifornischen Unternehmen selbst sind noch keine Zahlen bekannt gegeben worden – mit etwa 8,8 Millionen verkauften Stück die umsatzstärkste Uhrenmarke ist, war es nur logisch, dass sich Schubert für die Apple Watch für seine Forschungsarbeit entschied und systembasierend weiter das iPhone einbezog.

VORTEILE FÜR DEN KRAFTWERKSBETREIBER „Mittels Apple Watch App bekommen unsere Kunden nur wenige Augenblicke nach Eintreten der Störung alle wichtigen Information auf ihr Handgelenk. Die Kunden können die Information binnen Sekunden erfassen und zusätzlich durch die Möglichkeit des kollaborativen Arbeitens ihren Kollegen Bescheid geben, ob sie sich um die Störung kümmern oder nicht. Das Smartphone kann während des gesamten Prozesses in der Hosentasche bleiben“, fasst Michael Emberger die Vorteile der Alarm App für Apple Watch und iPhone zusammen.

Mit der Idee, den Betrieb von Wasserkraftwerken mittels Alarm App einfacher zu gestalten, sind die Entwickler von Schubert Elektroanlagen jedenfalls der Zeit voraus.

Die Alarm App für die Apple Watch ist eine Erweiterung des bestehenden Leitsystems von Schubert Elektroanlagen in die mobile Welt.

WEITERE ENTWICKLUNG MIT KUNDENEINBINDUNG Die Reise der Entwicklung der App ist noch nicht abgeschlossen, anhand von Kunden-Feedback wird fleißig weitergetüftelt.

Ideen haben die Entwickler einige: Insbeson-

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Foto: Braun

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Technik

Einarbeiten: Zu Beginn der Kooperation zwischen Braun Maschinenfabrik und Inauen-Schätti wurden bei Schweizer Kraftwerkprojekten noch Monteure des österreichischen Stahlwasserbau-Spezialisten bereitgestellt, heute liegt die Montage zur Gänze beim Schweizer Partner, lediglich ein Supervisor von Braun ergänzt das Team.

EINE ERFOLGREICHE SEILSCHAFT: BRAUN MASCHINENFABRIK UND INAUEN-SCHÄTTI Gemeinsam mehr erreichen: Das war und ist das erklärte Ziel der beiden erfolgreichen Unternehmen Braun Maschinenfabrik GmbH und Inauen-Schätti AG. Doch während das eine mit seiner Expertise im Stahlwasserbau glänzt, punktet das andere mit seinem Know-how bei Sonderanfertigungen und mit einem breitaufgestellten Netz in der Schweiz. Zusammen haben sie sich die ­Aufgabe gestellt, den Schweizer Wasserkraftmarkt mit ihren jeweiligen Kompetenzen zu bereichern. Nach mehr als fünfjähriger Synergie kann das österreichisch-schweizerische Unternehmensduo auf ihr Mitwirken bei einigen der prestigträchtigsten ­Wasserkraftprojekten der Schweiz verweisen.

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emeinsam zum Erfolg am Schweizer ­Wasserkraftmarkt: So lautet die Devidie Firmenpartnerschaft zwise für ­­ schen dem oberösterreichischen Traditionsunternehmen Braun Maschinenfabrik und dem Schweizer Familienbetrieb Inauen-­ Schätti AG aus dem Glarnerland. Beide Mittelständler bringen dabei ein hohes Maß an Know-how und Erfahrung aus den Bereichen Stahlbau, Stahlwasserbau und Maschinenbau ein – und können je nach Auftrag und Bedarf die jeweiligen Kompetenzen und Stärken des anderen Partners nutzen. Diese Synergie brachte vom ersten Moment an die beste Voraussetzungen mit, um damit am Schweizer Wasserkraftmarkt zu bestehen. Die bereits zu­

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sammen umgesetzten Projekte beweisen, dass die beiden Unternehmen ihr gemeinsames Potenzial durchaus auszuschöpfen wissen.

EIN GESPANN MIT VIELEN STÄRKEN Die österreichisch-schweizerische Allianz erweist sich als höchst sinnvoll. „Wir haben zwar immer wieder Einzelaufträge in der Schweiz realisiert, doch durch unsere schlanke Verkaufsund Abwicklungsstruktur war es uns nicht möglich, hier breiter und vor allem konstanter aufzutreten. Daher haben wir nach einem strategischen Partner Ausschau gehalten“, rekonstruiert Braun-Verkaufsingenieur Thomas Oberanzmair die Annäherung der beiden Unternehmen. Die Inauen-Schätti AG bringt ne-

ben dem großen Know-how aus der Seilbahntechnik, dem Maschinen- und Stahlbau auch Erfahrung im Bereich Spezialmontagen mit, hatte jedoch zu Beginn der Zusammenarbeit nur beschränktes Fachwissen im Bereich des Stahlwasserbaus,, in dem wiederum die Braun Maschinenfabrik GmbH europaweit seit Jahrzehnten eine bestens etablierte Größe darstellt.

Auf der anderen Seite ist die Inauen-Schätti AG für ihre hohe Kompetenz im Hinblick auf die Entwicklung von Sonder­ anfertigungen und innovativen Spezial­maschinen bekannt.

Montagen selbst unter schwersten Bedingungen können dank des Erfah­rungs­schatzes aus der Seilbahnmontage vom Schweizer Unternehmen problemlos ausgeführt werden.

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Foto: BKW

Foto: Braun

ANSPRECHPARTNER FÜR SCHWEIZER KUNDEN Wird mit dem starken Geschiebeandrang und den hohen Hochwasseranforderungen fertig: das 18,5 m breites Wehrsegment am KW Rufi.

Was die Partnerschaft nun für die InauenSchätti AG auch interessant macht, ist die damit entstandene Möglichkeit, das eigene Montagepersonal, das vor allem im Bereich der Seilbahntechnik im Einsatz ist, speziell in den Wintermonaten besser auszulasten. Der Einsatz in der Wasserkraft ist dafür geradezu maßgeschneidert. Dazu Thomas Oberanzmair von Braun Maschinenfabrik: „Der Ansprechpartner für den Kunden in der Schweiz ist nun die Inauen-Schätti AG. Wir bringen das gesamte Know-how des erfahrenen Stahlwasserbauers ein – von der Kundenberatung, über die Konstruktion bis zur Fertigung der Bauteile, wobei je nach Projekt und Anforderung letzteres auch von unserem Schweizer Partner übernommen werden kann. Die ­Projektabwicklung und die Montagearbeiten liegen nun bereits zur Gänze bei der Inauen-Schätti AG.“ Zu Beginn der Partnerschaft wurden bei gemeinsamen Aufträgen noch Braun Monteure dem Team bereitgestellt, später lediglich ein Supervisor. Ein weiterer Pluspunkt stellt für die Auftraggeber das nun dichtere Schweizer Servicenetz dar: So können die Kunden jederzeit auf ­einen nachhaltiJÜNGSTES PROJEKT GEHT ANS NETZ sich die jährliche Energieproduktion um 40% gen und flächendeckenden After-Sales-­ Die schweizerisch-österreichische Partnerauf rund 110 GWh. Hier zeichnete das Unternehmensduo Braun Maschinenfabrik und Service zugreifen. schaft konnte sich bereits anhand etlicher geInauen-Schätti für die Rechenreinigungs­ meinsamer Projekte als starke Kooperation maschine für das Dotierkraftwerk verantetablieren. KW Laubegg im Kanton Bern ist wortlich. Auf eine Besonderheit des zwischen das jüngste gemeinsam realisierte Wasserkraft-Projekt. Schon vor 100 Jahren hatte es Aare und Bielersee liegende Kraftwerks konnerste Bestrebungen gegeben, das Gefälle des te ebenfalls eingegangen werden: Dank einer Laubeggfalls zwischen Zweisimmen und Bolvon Inauen-Schätti gelieferten Schiffstranstigen für die Stromerzeugung zu nutzen. portanlage kann das wie eine Sperre quer im 2006 erarbeitete die BKW im Auftrag der Hagneck­kanal positionierte Kraftwerk elegant Simmentaler Kraftwerke AG das nun umgeumschifft werden. Die Boote werden im Wassetzte Projekt. Nach mehrjährigem Bewilliser auf ein Fahrzeug aufgenommen und umgungsverfahren und rund zweieinhalb Jahren fahren die Stauanlage auf einer Gleisanlage. effektiver Bauzeit geht das Wasserkraftwerk ZWEI UNTERNEHMEN AN EINEM STRANG: Laubegg in Betrieb. Maßgeblich beteiligt war Exponierte Lage zwischen Bielersee und Aare: das „3 PROJEKTE - EINE BAUSTELLE“ die Kooperation Braun Maschinenfabrik/ KW Hagneck. Neben der RRM für das DotierkraftIm Winter 2016/17 wird das KW Inauen-Schätti mit einer Rechenreinigungswerk lieferte Inauen-Schätti eine Bootstransport­ maschine und der Stauklappe. Bei einer ins­Seiden­druckerei Mitlödi im schweizerischen anlage für den reibungslosen Verkehr der Freizeitkapitäne. tallierten Leistung von 2,6 MW wird seine Kanton Glarus, Teil des Großprojekts „3 Produrchschnittliche Jahresproduktion etwa jekte – eine Baustelle“, eröffnet. Im Rahmen 12,5 GWh betragen, was dem Strombedarf dieses Projekts mit einer Gesamtinvestition von rund 50 Mio. Franken wird in großem von rund 2.500 Haushalten entspricht.

Maßstab der Hochwasserschutz der Linth erweitert und ein zweites Wasserkraftwerk, das KW HAGNECK: RRM UND SCHIFFSTRANSPORT KW „Doppelpower“, errichtet. Einen geEtwa ein halbes Jahr zuvor ging mit dem KW wichtigen Teil zur Umsetzung des Projekts Hagneck nach vierjähriger Bauzeit im Herbst trägt das oberösterreichische Unternehmen letzten Jahres eines der ambitioniertesten Braun Maschinenfabrik mitsamt seines Wasserkraftprojekte der vergangenen Jahre in Schweizer Partners Inauen-Schätti bei. Die der Schweiz ans Netz. In den Ersatzneubau Stahlwasserbauspezialisten lieferten und des Kraftwerks Hagneck am Bieler See wurden von der Betreiberin Bielersee Kraftwerke montierten die tonnenschweren Fischbauchklappen für die Wehranlage des KW SeidenAG (BIK) in Summe rund 150 Millionen Franken investiert. Durch den Neubau der druckerei. Nicht nur die Stahlkolosse selbst, seit 1899 in Betrieb stehenden Anlage erhöht sondern auch die für deren Funktion unerFoto: Inauen-Schätti

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Technik

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Technik

Fotos: Braun

Das KW Seidendruckerei gehört zum ehrgeizigen Vorhaben „3 Projekte – eine Baustelle“. Die Spezialisten lieferten und montierten die tonnenschweren Fischbauchklappen für die Wehranlage.

Das jüngste gemeinsame Projekt KW Laubegg wurde im Juni diesen Jahres eingeweiht. RRM und Stauklappe mit Restwasserabgabe wurden von Braun Maschinenfabrik / Inauen Schätti geliefert.

wurde schließlich in Kooperation mit der Inauen-Schätti AG mit den gesam­ten Stahljekt betraut. wasserbauarbeiten für das Pro­ Zum Lieferumfang gehören neben den Wehrklappen noch verschiedene, bis zu über 6,5 m breite Einlauf- und Spülschütze, ein 22 m breiter Grobrechen, ein Feinrechen sowie eine Rechenreinigungsanlage.

WEITERES PROJEKT AN DER LINTH: KW RUFI Ein weiteres Projekt an der Linth fällt ebenfalls in den Verantwortungsbereich von Inauen-Schätti und seinem Partner Braun Maschinenfabrik. Die neue Anlage der Hefti Hätzingen AG wird einen bislang freifließenden Abschnitt der Linth nutzen und im Jahr Strom für rund 1.600 Glarner Haushalte erzeugen. Um den massiven Geschiebeandrang an der Fassung managen zu können und zugleich den hohen Hochwasserschutzanforde-

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lässlichen hydraulischen Anlagen sind zum Teil höchsten Belastungen ausgesetzt.Wegen der enormen hydrodynamischen Kräfte, welche etwa bei Hochwasser auf die Konstruktion einwirken, muss diese so ausgelegt sein, dass sie bei allen Bedingungen den hohen Anforderungen standhält. Dies gilt auch für das KW Seidendruckerei, bei welchem die Wehranlage auf die Bewältigung eines 100-jährlichen Hochwassers ausgelegt ist. Mit seinen bestens geschulten Mitarbeitern und jahrzehntelanger Erfahrung im Stahlwasserbau verfügt die Braun Maschinenfabrik über eine Vielzahl an Referenzprojekten, die sich dadurch auszeichnen, optimal an die jeweiligen Kundenbedürfnisse angepasst zu werden.

Diese Argumente überzeugten neben einem erstklassigen Preis-Leistungs-Verhältnis auch die zukünftigen Betreiber des Kraftwerks Seidendruckerei. Die Braun Maschinenfabrik

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rungen gerecht zu werden, wurde am neuen Linthwehr ein 18,5 m breites Wehrsegment installiert. Konstruiert, gefertigt und montiert wurde der für das Kraftwerk Rufi essentielle Stahlwasserbauteil von dem Spezialisten-Duo. Das gemeinsam erarbeitete Projektportfolio hat in den Jahren des Zusammenwirkens bereits umfangreiche Ausmaße angenommen.

Mit dem umfassenden Background des Vöcklabrucker Stahlwasserbau-Spezialisten Braun Maschinenfabrik baut Inauen-Schätti auch in Hinkunft auf ein starkes Standbein, das Stahlwasserbau heißt. Auf diese Weise profitieren beide Unternehmen, die nun ein starkes Gespann mit viel Potenzial auf dem Schweizer Wasserkraftmarkt darstellen. Mittlerweile wurde eine starke Position im Markt erreicht, eine Leistungssteigerung konnte dank der ­gelungenen Kooperation erzielt werden.

Zwei weitere Projekte, die in erfolgreicher Zusammenarbeit realisiert wurden: KW Martigny im Kanton Wallis (RRM im Bild links) und KW Hinterdorf im Kanton Glarus (Stauklappe im Bild rechts).

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