JUNI 2018
Verlagspostamt: 4820 Bad Ischl · P.b.b. „03Z035382 M“ – 16. Jahrgang
Fachmagazin für Wasserkraft
HYDRO Kössler feiert 90. Geburtstag KW Warmatsgund liefert Regelenergie Ein neues Herz für das Pumpspeicherwerk Oschenik 2 Effiziente Wasserkraftnutzung am Fuß des Reichenbachfalls
Kompakte Wasserkraft Komplettlösungen für die Automatisierung von Kleinwasserkraftwerken
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HYDRO
Zur Sache
15 JAHRE AM PULS DER BRANCHE – EIN KLEINES JUBILÄUM
Z
ugegeben: Es ist kein großes Jubiläum, viele Kerzen stehen noch nicht auf der Torte. Gerade einmal 15 Stück sind es – immerhin. Im Juni 2003 ist die erste zek vom Förderband der Druckerei unweit von Salzburg gekommen. Wenn man sich heute das Design– siehe links – ansieht, dann muss man schon einräumen, dass diesbezüglich noch viel Luft nach oben war. Aber sagt man nicht, dass auch aus einem weniger schönen Baby ein schöner Erwachsener werden kann? Der äußeren Optik, so wichtig sie ist, galt damals nicht unser primärer Fokus. Vielmehr wollten wir ein Branchenmedium am Markt etablieren, das einerseits die neuesten Entwicklungen am Markt der erneuerbaren Energien mit Schwerpunkt Wasserkraft abbildet, und anderseits technische Lösungen für Kommunen beschreibt – fundiert, übersichtlich und gut verständlich. Drei Attribute, die heute auch noch gelten, lange nachdem aus diesem „Prototypen“, diesem „Versuchsballon“, zwei Magazine geworden sind: die zek HYDRO und die zek KOMMUNAL. Mittlerweile haben sich beide in ihrem Verbreitungsgebiet, vorwiegend den DACH-Ländern plus Südtirol, bestens behauptet und einen hohen Bekanntheits- und Wiedererkennungsgrad erlangt. Im Rückblick auf diese 15 Jahre ist es mir ein Bedürfnis, die Gelegenheit nicht zuletzt dafür zu nutzen, um mich im Namen des Teams zu bedanken: bei allen, die uns über die Jahre die Treue gehalten haben, bei allen Abonnenten und allen Unternehmen, die uns partnerschaftlich unterstützt haben. Und natürlich auch bei all jenen, die uns thematisch – sprich bei Recherche und Informations- und Bildbeschaffung tatkräftig zur Seite gestanden sind. Ohne Euch wäre es nicht gegangen. Herzlichen Dank! Euer Vertrauen ist für uns Motivation genug, den eingeschlagenen Weg auch in Zukunft weiterzuverfolgen – ehrlich, kompetent und zuverlässig. Für die aktuelle Frühlingsausgabe haben uns die Recherchen gleich zweimal ins südlichste Bundesland Österreichs geführt: Dank der Kelag durften wir quasi die „Operation am offenen Herzen“ des Pumpspeicherwerks Oschenik 2 mitverfolgen, eine spannende Angelegenheit. (S 24-29) Außerdem stellte uns Kelag International ein besonderes Kraftwerksprojekt in Republika Srpska vor (S 42-47), das vor allem eines veranschaulicht: Flexibilität ist ein hohes Gut. Von den Planungen bis weit in die Ausführungen hinein wurde das Projekt mehrfach adaptiert, nachjustiert und optimiert – um die Anlage bestmöglich zu realisieren. Beeindruckt haben uns auch die beiden Kraftwerksprojekte, die wir in der Schweiz gesehen haben: das Kraftwerk Schattenhalb 1 (S 30-33) und das Kraftwerk Spiggebach (S 48-51), die beide mit modernsten Standards punkten. Last-but-not-least durften wir auch bei einem wirklich großen Jubiläum dabei sein: Die Firma Kössler feierte ihren 90. Geburtstag – den ausführlichen Bericht dazu finden Sie auf den Seiten 34 – 37. Was tut sich in Sachen Energiepolitik? Relativ heftige Kritik erntet die Schweizer Regierung für die Beibehaltung der alten Regelung hinsichtlich des Wasserzinses. Die mittlerweile längst unter Druck geratene Wasserkraftwirtschaft, aber auch Industrie und Konsumenten hatten gehofft, dass das Maximum des Wasserzinses ab 2020 auf 80 CHF/kW Bruttoleistung gesenkt würde. Aber: Mitnichten. Gemäß Entscheid des Bundesrates soll er bei den bislang bestehenden 110 CHF/kW beibehalten werden. Die Kritik fällt dabei auch auf die – so die meisten Schweizer Medien – starke Lobby der Gebirgskantone zurück. In Österreich? Vor dem Hintergrund der bevorstehenden EU-Ratspräsidentschaft klingen die Töne der Regierung in Sachen Klimaschutz wieder einmal durchaus ambitioniert. Bis 2030 – so das offizielle Ziel – will man zumindest bilanziell 100 Prozent des Stromverbrauchs aus erneuerbaren Quellen abdecken. Was das im Konkreten für die Wasserkraft bedeutet, die ja immer noch unter den niedrigen Marktpreisen leidet, wird sich wohl erst in den nächsten Monaten herausstellen. Abschließend möchte ich mich wieder bei allen bedanken, die am Entstehen der vorliegenden Ausgabe mitgeholfen haben. Ich darf Ihnen, liebe(r) Leser(in) wieder eine gute Zeit mit der neuen zek HYDRO wünschen.
Ihr Mag. Roland Gruber (Chefredakteur)
Juni 2018
03
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HYDRO
Inhalt
21
KW WARMATSGUND
24 PSKW OSCHENIK
30 KW SCHATTENHALB 1 34 90 JAHRE KÖSSLER
Aktuell
Politik
Veranstaltung
08 Interessantes & Wissenswertes SHORT CUTS
19 Aktueller Stand der Trilog Verhandlungen und die Auswirkungen EREF
34 Wegbereiter der Kleinwasserkraft: Kössler feiert den 90. Geburtstag JUBILÄUMSTAGUNG
Projekte
Projekte
21 Modernisiertes Kraftwerk pro duziert Spitzenenergie im Allgäu KW WARMATSGUND
38 EWR baut Traditionsstandort erfolgreich aus KW HÖFEN
24 Operation am Herzen des Pumpspeicherwerks gelungen PSKW OSCHENIK
42 Der lange Weg zum Vorzeige-Kraftwerk KW MEDNA
30 Kraftwerksneubau sorgt für 30 Prozent mehr Strom KW SCHATTENHALB 1
48 Neue Anlage produziert sauberen Strom aus dem Kiental KW SPIGGEBACH
Veranstaltung 03 Editorial 06 Inhalt 08 Impressum
06
Juni 2018
52 Reges Interesse an der Jahrestagung Kleinwasserkraft SWISS SMALL HYDRO
HYDRO
Inhalt
KW HÖFEN
38
KW MEDNA
42
KW JOVENCAN
55
VIENNAHYDRO
72
Projekte
Technik
Anzeigen
54 Kraftwerkszentrale steht vor der Fertigstellung GEMEINSCHAFTS-KW INN
66 Ein smartes Konzept für den Kompaktmaschinensektor KOMPAKTMASCHINE
Schubert Opener Amiblu U2 Troyer U3 Rittmeyer U4
55 Italienisches Kraftwerk setzt auf österreichische Technik KW JOVENCAN
Ökologie
58 Gemeinde sieht sich am Weg der Nachhaltigkeit bestätigt KW PALÜD 60 Wasserkraftprofis bringen Nieder druck-Kraftwerk wieder in Schuss KW STEINEN
Branche 64 Hydac - ein kompetenter Partner in der Wasserkraft HYDRAULIK
zek HYDRO 3/2018
Anwenderforum Freiburg 53 AUMA 12 BHM Ing. 20 Bosch Rexroth 14 Braun 41 EFG-Turbinenbau 26 Elin 13 Energie AG 10 F.EE 17 Geotrade 16 Grimsel Hydro 53 GUGLER Water Turbines 57 Hydac International 65 Koch Ing.Büro 50 Künz 9 Omicron 15 Ossberger 12 Renexpo-Interhydro 16 SORA 59 Stork Technical Services 29 TES 51 TRM 18 Voith Hydro 11 Wiegert & Bähr 33 Wild Metal 49 WKV 17
68 Mit Frühwarnsystem MIGROMAT® abwandernde Aale schützen AALSCHUTZ 71 Fische schwimmen barrierefrei Ein Erlebnistag für Jung und Alt DURCHGÄNGIGKEIT
Veranstaltung 72 Viennahydro richtet den Fokus auf Themen der Zukunft VIENNAHYDRO 2018
Juni 2018
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HYDRO
KEINE ZEITGEMÄSSE LÖSUNG FÜR DEN WASSERZINS - KRITIK AM BUNDESRAT Der Entscheid des Bundesrats, am starren Wasserzins-Regime festzuhalten, stieß beim Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen VSE auf harsche Kritik. Er sei aus Sicht des VSE und der breit abgestützten Wasserzins-Allianz nicht nachvollziehbar: „Damit werden veraltete, über 100-jährige Strukturen zementiert und die Standorte der Wasserkraftwerke geschwächt“, sagt Michael Frank, Direktor des VSE. Der Entscheid stünde im eklatanten Widerspruch zum Ja der Schweizer Bevölkerung zur Energiestrategie 2050. Denn mit dem Festhalten an der aktuellen Regelung drohe die Schweizer Wasserkraft als tragende Säule der Energiestrategie 2050 weiter an Wettbewerbsfähigkeit gegenüber der ausländischen Konkurrenz zu verlieren, heißt es von Seiten des VSE. Schon länger fordert VSE eine Flexibilisierung des Wasserzinses mit einem fixen und einem variablen, marktabhängigen Anteil.
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Juni 2018
Impressum HERAUSGEBER
Mag. Roland Gruber und Günter Seefried
Foto: Austrian World Summit
VERLAG
Einmal mehr setzte sich Arnold Schwarzenegger im Rahmen des R20-Gipfels in Wien für die Umsetzung des Pariser Klimaschutzvertrags ein. Er forderte die Zuhörer zu mehr Zuversicht und Optimismus beim Kampf für die geplante Energiewende auf.
Gruber-Seefried-Zek Verlags OG Lindaustraße 10, 4820 Bad Ischl Tel. & Fax +43 (0)6247-84 726 office@zekmagazin.at www.zek.at CHEFREDAKTION
Mag. Roland Gruber, rg@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-115 05 70 REDAKTION
Mag. Andreas Pointinger, ap@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-22 82 323 Mario Kogler, BA, mk@zekmagazin.at Mobil+43 (0)664- 240 67 74 MARKETING
Günter Seefried, gs@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-3000 393
Foto: Austrian World Summit
ORGANISATION
UN-Generalsekretär Antonio Guterres, R-20 World Summit-Initiator Arnold Schwarzenegger, NÖ Landeshauptfrau Johanna Mikl-Leitner und Bundeskanzler Sebastian Kurz waren sich in vielen Punkten einig.
Erika Gallent, office@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-2426 222 GESTALTUNG
Gruber-Seefried-Zek Verlags OG Lindaustraße 10, 4820 Bad Ischl Tel. & Fax +43 (0)6247-84 726 office@zekmagazin.at www.zek.at GRAFIK-SUPPORT
MEDIA DESIGN: RIZNER.AT Stabauergasse 5, A-5020 Salzburg Tel.: +43 (0)662/8746 74 E-Mail: m.maier@rizner.at Foto:zek
SCHWARZENEGGER PROPAGIERT DAS PRINZIP OPTIMISMUS AM R20-GIPFEL Rund 1.200 Teilnehmer hatten sich zum diesjährigen, den zweiten R20 - World Summit in der Wiener Hofburg eingefunden. Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung sind die zentralen Themen der Veranstaltung. In Hinblick auf die geforderte Energiewende appellierte der Initiator, Arnold Schwarzenegger, an das Auditorium, sich im Kampf um eine nachhaltige Zukunft nicht in die Opferrolle zu begeben. Vielmehr sei Optimismus das Gebot der Stunde. Bundeskanzler Sebastian Kurz betonte, dass Klimaschutz und Wirtschaft kein Widerspruch sein sollten. Zudem forderte er einen CO2-Mindestpreis im Emissionshandel. In Richtung des anwesenden UN-Generalsekretärs Antonio Guterres sagte er, es brauche auch die USA als Teil des Pariser Klimaschutzabkommens. „Der Pariser Klimavertrag ist zwar historisch, ob er reicht, ist aber nicht sicher“, gab sich Bundespräsident Alexander Van der Bellen in seiner Rede skeptisch. Er sprach davon, dass eine neue industrielle Revolution erforderlich sei. Der R20 World Summit hat sich als eine der größten Konferenzen etabliert, die sich mit dem Pariser Klimaschutzabkommen und die Implementierung der Entwicklungsziele der UNO beschäftigt. Er wurde auch in diesem Jahr von Schwarzenegger und dem Büro "R20 Regions of Climate Action" organisiert. Der World Summit bringt Staats- und Regierungschefs, Unternehmen, Investoren, Universitäten, Start-ups, Klimaexperten und regionale Akteure zusammen, um über Themen wie zum Beispiel über den Klimawandel zu sprechen.
Aktuell
DRUCK
Druckerei Roser Mayrwiesstraße 23, 5300 Hallwang Telefon +43 (0)662-6617 37 VERLAGSPOSTAMT
A-4820 Bad Ischl GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN
zek Zukunftsenergie und Kommunaltechnik ist eine parteiunabhängige Fachzeitschrift für erneuerbare Energien und zukunftsorientierte Technologien sowie Management im kommunalen Bereich. ABOPREIS
Österreich: Euro 68,00, Ausland: Euro 78,00 inklusive Mehrwertsteuer zek HYDRO erscheint 6x im Jahr. Auflage: 12.000 Stück Für den VSE steht fest: Der Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen und die breit abgestützte Wasserzins-Allianz werden sich weiterhin für den Übergang zu einem zeitgemäßen Wasserzins und für eine spürbare Entlastung der Wasserkraftproduktion einsetzen. Im Bild: Fassung KW Tasnan
Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet
HYDRO
Foto: Hydro-Solar
Aktuell
Foto: PI Mitterfellner
GP Luzein Christian Kasper, RP Graubünden Mario Cavicelli, Seraina Bickel, Initiant Markus Hintermann, GV Luzein Jann Flütsch, Projektleiter Hydro-Solar Marco Weisskopf, Peter Rhyner von Toneatti Bau und Orlando Bantzer von Mettler & Prader. (v.l.)
NEUARTIGES CARBON-WASSERRAD OFFIZIELL EINGEWEIHT Ende April konnte das neue Carbon-Wasserrad mit einem Durchmesser von 4 Metern in St. Georgen ob Judenburg eingeweiht und offiziell in Betrieb genommen werden. Hinter dem Projekt steht das Ziel des erfahrenen Wasserkraftplaners DI Helmut Mitterfellner, die alte Technik des Wasserrads mit neuen Materialien an moderne Wasserkraftstandards heranzuführen. Im Mittelpunkt steht dabei der Hochleistungswerkstoff Carbon, der sich als geradezu idealer Werkstoff für den Einsatz in modernen Wasserrädern anbietet. Er ist äußerst leicht und zugleich widerstandsfähig wie Stahl. Darüber hinaus ist bei Carbon Rost natürlich kein Thema. Das neuartige Wasserrad wurde an einem alten Mühlenstandort errichtet, wo bis 1965 noch eine alte Bauernmühle betrieben wurde. Bei der Eröffnung freute sich Helmut Mitterfellner gemeinsam mit Bgm. Hermann Hartleb, der das Projekt mit angekurbelt hatte. Unter dem Begriff „Wasserrad 4.0 – von der alten Mühle zum Wasserrad 4.0“ wurde es in das begehrte EU-Förderprogramm LEADER aufgenommen.
BAUBEGINN FÜR DAS NEUE KRAFTWERK SCHANIELA In der kleinen Graubündner Gemeinde Luzein baut man auf die Wasserkraft. Mitte Mai setzten die Verantwortlichen des neuen Kraftwerksprojektes Schaniela den offiziellen Spatenstich, der den Beginn der Bauarbeiten markierte. Das Ausleitungskraftwerk am gleichnamigen Bach wird unter Federführung des Schweizer Planungsbüros Hydro-Solar Water Engineering AG realisiert werden. An dem Projekt sind mehrere Aktionäre – sowohl Privatunternehmer, als auch die Gemeinde Luzein – beteiligt. Ausgelegt ist die Anlage auf eine Ausbauwassermenge von 2 m3/s und eine Fallhöhe von 133 m. Die 6-düsige Peltonturbine soll im Regelbetrieb bis zu 2,15 MW Leistung liefern und für eine durchschnittliche Jahresproduktion von 7,4 GWh sorgen. Der Kraftabstieg soll schon in den kommenden Wochen mittels Flowtite Grey Rohren, der neuesten Generation von GFK-Rohren aus dem Hause Amiblu, erstellt werden. In Summe investieren die Betreiber 10,5 Mio. CHF in das Kraftwerk, das im Juni 2019 den Betrieb aufnehmen soll.
Wasser. Kraft! Technologie von Künz sorgt für Energie und Sicherheit. Foto: Hydro-Solar
Foto: zek
In St. Georgen ob Judenburg ist seit kurzem ein Carbon-Wasserrad mit 4 m Durchmesser in Betrieb.
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Juni 2018
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HYDRO
Gemeinsam mit über 30 Helfern wurde von MeinAlpenStrom am Wienfluss der Frühjahrsputz erledigt.
Foto: Wikipedia
Foto: zek
An der Seeve in Niedersachsen könnte vielleicht wieder ein neues Kleinkraftwerk entstehen.
Foto: MeinAlpenStrom
Aktuell
NEUES LEBEN FÜR KRAFTWERKSSTANDORT IN JESTEBURG? In Jesteburg, im nördlichen Niedersachsen, werden aktuell Pläne für ein Kleinwasserkraftwerk gewälzt. Wie die Kreiszeitung-Wochenblatt meldete, könnte ein alter Mühlenstandort an der Seeve, der bis in die 1950er Jahre betrieben wurde, reaktiviert werden. Ein Privatunternehmer plant, ein bestehendes Wehr zu sanieren, um hier ein Wasserkraftwerk realisieren zu können. Zu diesem Zweck – so die Zeitung – müsste die Fallhöhe am Standort von 1 m auf 3 m erhöht werden. Für die kleine Gemeinde könnte mit dem Kleinkraftwerk ein gewaltiger Sprung in Sachen regenerative Energien gelingen. Der Initiator geht von einer Jahreserzeugung von rund 200.000 kWh aus. Erst unlängst soll er – wie die Kreiszeitung-Wochenblatt berichtet – sein Konzept der Gemeinde vorgestellt haben. Im Zuge des Kraftwerksbaus sollte auch die bestehende Fischtreppe erneuert werden. Noch liegt keine Baugenehmigung vor, derzeit ist der Landkreis Harburg bzw. die Untere Naturschutzbehörde am Wort.
10
Juni 2018
MEINALPENSTROM RÄUMT DEN WIENFLUSS AUF „Sauberer Strom. Sauberer Fluss.“: Nach diesem Motto beteiligten sich am 13. April zahlreiche begeisterte Helfer an der großen Aufräumaktion des Ökostromanbieters MeinAlpenStrom. Gemeinsam wurde an diesem Nachmittag der Wienfluss im Bereich Hütteldorf von Müll und anderen Dingen befreit, die dort nicht hingehören. Gesammelt wurde bei strahlend schönem Wetter alles, von Zigarettenstummeln bis hin zu kaputten Kindermöbeln. Die 16 Müllsäcke und weitere Fundstücke wurden im Anschluss durch den Ökostromanbieter fachgerecht entsorgt. Für die fleißigen Helfer gab es zum Dank ein kühles CraftWerksBier, bei dem neben interessanten Gesprächen auch die CleanUp Aktion ein großes Lob bekam. Die Aktion fand im Rahmen des MeinAlpenStrom Themenschwerpunktes „Stromqualität: Weil echter Ökostrom mehr können muss“ statt. Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit bedeuten für den Ökostromanbieter wesentlich mehr, als nur sauberen Strom zu produzieren.
HYDRO
Aktuell
Über die Bewegung der Wellen ist der WaveRoller in der Lage, elektrischen Strom zu erzeugen. Foto: zek
Foto: AW-Energy
Foto: Nueva Mining
Foto: zek
Es werden Tunnel mit einer Länge von insgesamt 73 km errichtet. Das Wasserkraftwerk wird eine Kapazität von 530 MW aufweisen.
STRABAG ÜBERNIMMT WEITERES LOS BEIM KW ALTO MAIPO STRABAG hat ein weiteres Los zur Errichtung des chilenischen Wasserkraftwerkskomplexes Alto Maipo übernommen. Dadurch ergibt sich ein Auftragszuwachs für STRABAG um ca. EUR 800 Mio. auf insgesamt rd. EUR 1,5 Mrd. Bereits 2012 wurde der Baukonzern mit dem Bau eines Teils des Projektes, 50 km südöstlich der Stadt Santiago, beauftragt. Schwierige technische Gegebenheiten und die Kündigung eines Auftragnehmers hatten die Auftraggeberin, AES Gener, dazu veranlasst, im Februar 2018 einen neuen Bauvertrag mit der chilenischen STRABAG S.p.A. zu schließen. Dieser war unter dem Vorbehalt der Bankenfinanzierung gestanden und wurde erst kürzlich wirksam. Mit diesem Bauwerkvertrag übernimmt die STRABAG S.p.A. das zusätzliche Baulos Yeso/Volcan System, das bisher von der Bauherrin selbst bzw. Dritten verantwortet worden war. Durch die erfolgreiche Finanzierung und die Übernahme des Loses durch STRABAG bleiben 4.700 Arbeitsplätze in Chile gesichert.
TESTS IN BELFAST VERLAUFEN OPTIMAL FÜR WAVEROLLER Vielversprechend verlief die Kooperation von AW-Energy, einem führenden Unternehmen in der Wellen-Energie-Technologie aus Finnland, und der Queen’s Universität Belfast. Im Rahmen einer halbjährigen Zusammenarbeit, die Anfang dieses Jahres abgeschlossen wurde, gelang es den Forschern, aussagekräftige Rückschlüsse auf die Lasten zu ziehen, die auf die einzelnen Komponenten des WaveRollers wirken. „Das primäre Ziel dieser Tests lag darin, die Lasten besser zu verstehen und sie in Relation zu unserem bisherigen Design zu setzen“, erklärt dazu der Leiter von AW-Energy Marine Ing. Matti Vuorinen. Ob verschiedene Gezeitenzustände, oder Wellenrichtungen: in vielfältiger Weise konnte praxisnahe das Design des WaveRollers getestet werden. Beim WaveRoller handelt es sich um einen unter Wasser betriebenen Energiewandler, der über eine bewegliche Klappe verfügt und damit am Meeresgrund in Küstennähe verankert ist. Die Stromerzeugung erfolgt durch die Bewegung der Wellen.
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HYDRO
Aktuell
Foto: VERBUND
Am Donaukraftwerk Greifenstein können die wanderwilligen Gewässerlebewesen nun eine rund 4 km lange Umgehungsstrecke in naturnaher Ausführung nutzen.
FÜR ALLE ARMATUREN Elektrische Stellantriebe für den dauerhaften Unterwassereinsatz AUMA erweiterte das Einsatzspektrum für elektrische Stellantriebe – in der Wasserversorgung, in Wasserkraftwerken und allgemein bei Unterwasserarmaturen. ■■ Ausgefeiltes Dichtungskonzept ■■ Exzellenter Korrosionsschutz ■■ Wartungsfrei ■■ Keine Gefahr von Wasserverschmutzung durch austretendes Öl ■■ Niedrige Betriebskosten
FISCHWANDERHILFE GREIFENSTEIN IN BETRIEB Im Zuge des EU-LIFE+ Projektes „Netzwerk Donau“ rüstete VERBUND das Kraftwerk Greifenstein in Niederösterreich mit einer neue Fischwanderhilfe aus. Bei einer ersten Befischung überzeugten sich die Projektpartner vor Ort von der Funktion. Die Wiederherstellung der Durchgängigkeit der großen Flüsse ist eines der wesentlichen Ziele, welche über die europäische Wasserrahmenrichtlinie für die kommenden Jahre vorgegeben wird. Ein naturnaher Bach ermöglicht nun den Fischen, die 14,5 Meter Höhendifferenz des Donaukraftwerks zu überwinden. Dazu ist ein rund 4 Kilometer langes Gerinne notwendig, das eingebettet in die ökologisch wertvollen Flächen in der Greifensteiner Au errichtet wurde. Über 400.000 m³ Schotter wurden insgesamt in der Au beim Kraftwerk Greifenstein bewegt. Die Projektkosten belaufen sich auf rund 8 Mio. Euro, etwa die Hälfte der Kosten übernimmt VERBUND. „Wir beweisen auch mit unseren Leistungen in ganz Österreich und besonders an der Donau, dass Strom aus Wasserkraft die nachhaltigste, sauberste und sicherste Form der heimischen Stromerzeugung darstellt“, so Verbund-Vorstandsmitglied Günther Rabensteiner. „Unsere Kompetenz wird heutzutage nicht nur im technischen Bereich bei der Stromerzeugung aus Wasserkraft, sondern auch bei Ökologieprojekten international geschätzt. Das Gebot der Stunde im Bereich Umwelt, Klima und Energie ist, die Ressource Wasserkraft bestmöglich zu nutzen und zukünftige Optionen auf hohem Standard ökologisch verträglich auszubauen und so das Rückgrat der sicheren und heimischen Versorgung zu stärken.“ In Greifenstein bieten Kolke (Tiefstellen) und eigens verankerte Raubäume Lebensraum für Wasserlebewesen und Vögel. Zwei Dotationsbauwerke garantieren die erforderliche Wassermenge auch bei Nieder- und Hochwasserlagen. Der Bach nutzt als Lebens- und Laichraum der Artenvielfalt und „impft“ die Donau.
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HYDRO
Foto: Stocker Technik GmbH
Foto: Voith
Aktuell
Symbolische Schlüsselübergabe für den neuen Voith Hydro East Africa Hub (v.l.): Mark Claessen; Geschäftsführer Voith Hydro East Africa; Dr. Frehiwot Woldehanna, Staatsenergieminister in Äthiopien; Brita Wagener, Deutsche Botschafterin in Äthiopien; Heike Bergmann, Senior Vice President Sales Africa; Uwe Wehnhardt, Vorsitzender der Voith Hydro Geschäftsführung und Mitglied der Konzerngeschäftsführung
VOITH HYDRO ERÖFFNET EAST AFRICA HUB IN ÄTHIOPIEN Der Technologiekonzern Voith Hydro hat am 11. Mai in der äthiopischen Hauptstadt Addis Abeba seinen neuen East Africa Hub eröffnet. Damit unterstreicht das Unternehmen seinen aktiven Beitrag bei der Entwicklung der Stromproduktion aus Wasserkraft in Ostafrika. Vom neuen Standort aus plant und koordiniert Voith Hydro ab sofort Projekte in neun Ländern im Osten des Kontinents. An der Eröffnungsfeier nahmen neben Äthiopiens Staatsenergieminister Dr. Frehiwot Woldehanna auch die Deutsche Botschafterin in Äthiopien Brita Wagener und Uwe Wehnhardt, Vorsitzender der Voith Hydro Geschäftsführung und Mitglied der Konzerngeschäftsführung sowie zahlreiche Gäste aus Wirtschaft und Politik teil. Gemeinsam mit Kunden und Investoren leistet somit Voith auch in Zukunft einen aktiven Beitrag zum Ausbau einer nachhaltigen Energieversorgung in Afrika. Schulungsmaßnahmen sind für Voith dabei ein wichtiger Baustein und werden künftig ebenfalls von Addis Abeba aus gesteuert.
Die Lechtaler Stocker Technik GmbH fertigt nun am KDG Campus in Elbigenalp.
KLEINWASSEKRAFTSPEZIALIST STOCKER TECHNIK GMBH IST UMGEZOGEN Der Tiroler Kleinwasserkraft-Allrounder und Spezialist für Materialseilbahnen Stocker Technik GmbH hat dem anhaltenden Unternehmenserfolg mit dem Umzug in ein größeres Firmenareal Rechnung getragen. Vor wenigen Monaten siedelte die Belegschaft in den „KDG Campus“ in Elbigenalp im Bezirk Reutte um. Den insgesamt 12 Mitarbeitern steht für die technischen und kaufmännischen Büros sowie für die Werkstätte nun eine Fläche von 1.300 m² zur Verfügung. Geschäftsführer Peter Stocker zeigt sich mit der Entscheidung zum Umzug äußerst zufrieden: „Wir konnten die Räumlichkeiten optimal an unsere Bedürfnisse anpassen. Darüber hinaus haben wir auch kräftig in unsere maschinelle Ausrüstung investiert. Neben einer neuen EMCO CNC-Drehmaschine und eine Koordinaten-Bohrmaschine haben wir modernste Schweißgeräte angeschafft. Im kommenden Herbst soll noch eine weitere 350 m² große Halle angebaut werden, in der die Herstellung von Coanda-Rechen und Seilbahnkomponenten erfolgen wird.
Wer Anlagen langfristig betreiben will, sollte über Schnittstellen hinaus denken.
Lifecycle-Partnerschaft heißt für uns, Produkte über den gesamten Produktlebenszyklus zu betreuen und dabei einen hohen Mehrwert für unsere Kunden zu generieren: von der Beratung, über die Entwicklung und die Fertigung bis zum Service vor Ort. Wir sind der Lifecycle-Partner für rotierende elektrische Maschinen und Lösungen, der für die besten Unternehmen weltweit arbeitet.
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Juni 2018
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HYDRO
WASSERKRAFT SCHWEIZ: BUNDESRAT VERÖFFENTLICHT STATISTIK FÜR 2017 Am 1. Januar 2018 waren in der Schweiz 650 Wasserkraft-Zentralen mit einer Leistung größer als 300 kW in Betrieb (1.1.2017: 643 Anlagen). Die maximale mögliche Leistung ab Generator hat gegenüber dem Vorjahr um 545 MW zugenommen. Der größte Anteil der Zunahme erfolgte aufgrund der Inbetriebnahme des Pumpspeicherkraftwerkes Linth Limmern. Die erwartete Energieproduktion stieg gegenüber dem Vorjahr um 63 GWh/a auf 36.327 GWh/a (Vorjahr: 36.264 GWh/a). Gemäß dem neuen Energiegesetz soll die durchschnittliche jährliche Wasserkraftproduktion bis 2035 auf 37.400 GWh ansteigen (Richtwert). Mit einem jährlichen Zubau in der Größenordnung des Jahres 2017 (+63 GWh) kann dieser Richtwert erreicht werden. Die Wasserkraft hat auf der Basis der mittleren Produktionserwartung einen Anteil von rund 57% an der Stromproduktion in der Schweiz. Die Kantone mit der größten Produktionserwartung sind das Wallis mit 9.725 GWh/a (26,8%), Graubünden mit 7.937 GWh/a (21,8%), Tessin mit 3.547 GWh/a (9,8%) und Bern 3.332 GWh/a (9,2%).
Bei der Medienfahrt ging es für die Teilnehmer zum 1908 in Jugendstilarchitektur errichteten Kraftwerk Steyrdurchbruch nach Molln.
WIRTSCHAFTSKAMMER OÖ BEKENNT SICH ZUR WASSERKRAFTNUTZUNG Die Sparte Industrie der Wirtschaftskammer Oberösterreich (WKOÖ) lud am 22. Mai zu einer Medienfahrt zum Wasserkraftwerk Steyrdurchbruch in Molln ein, um auf die Vorteile und Potentiale der Wasserkraft aufmerksam zu machen, berichtet das Onlineportal tips. at. „Aus ökonomischer und ökologischer Sicht ist ein weiterer Ausbau der Wasserkraft notwendig und sinnvoll. Nur Pumpspeicherkraft werke sind derzeit technologisch und wirtschaftlich in der Lage, die notwendigen Flexibilitäten im Energiesystem kostengünstig sicherzustellen. Auch längerfristig ist kein Ersatz durch andere Speichertechnologien absehbar“, bekräftigte Günther Rübig, Obmann der Sparte Industrie der WKOÖ. „Rund zwei Drittel der in Österreich erzeugten elektrischen Energie wird bereits aus Wasserkraft gewonnen. Das Ausbaupotential ist dabei noch lange nicht erreicht, alleine im Bundesland Oberösterreich könnten weitere rund 500 GWh jährlich durch die zusätzliche Nutzung von bestehendem Potential erzeugt werden.
Lösungen von Rexroth: langlebig, robust und sicher
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 Automatisierungs-
komponenten für Turbinensteuerungen und Systemlösungen für den Abfluss- und Überlaufschutz behalten Wasserkraftanlagen den Wasserfluss zuverlässig unter Kontrolle.
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Foto: Wikimedia / Dralon
Turbinenhalle des Wasserkraftwerks Veytaux im Kanton Waadt
Foto: Alpiq
Aktuell
28.05.18 14:09
HYDRO
Aktuell
Foto: zek
Kleinwasserkraft Österreich Präsident Christoph Wagner bei der Jahrestagung 2017 in Feldkirch.
AUSBAU VON KLEINWASSERKRAFT ALS CHANCE FÜR DEN WIRTSCHAFTSSTANDORT Der Verein Kleinwasserkraft Österreich betont in einer aktuellen Presseaussendung, dass die Klima-und Energiestrategie im Stakeholderprozess nun durch weitere ehrgeizige Maßnahmen und Zwischenziele ergänzt wird. „Eine ambitionierte Energiestrategie ist für den Standort mindestens genauso wichtig wie für das Klima“, zeigt sich Präsident Christoph Wagner von der Bedeutung des Beschlusses einer Strategie mit entsprechenden Zielen überzeugt. Wagner bedauert es, nicht selbst direkt in die Arbeitsgruppen zum Stakeholderprozess eingebunden zu sein. Allerdings ist er überzeugt, dass Ministerin Köstinger und ihr Team um die große Bedeutung der Kleinwasserkraft – insbesondere als Rückgrat der Energiewende – wissen. Der Ausbau der Erneuerbaren Energien, insbesondere der Kleinwasserkraft, sollte als große Chance für Österreich und den Wirtschaftsstandort begriffen werden. „Wir hoffen Ministerin Köstinger und ihr Generalsekretär Sepp Plank werden sich hier mit ihren weitsichtigen Zielsetzungen durchsetzen. Dass man sich nun auf EU Ebene für höhere Erneuerbaren Ziele einsetzt ist sehr erfreulich und weist in die richtige Richtung“, so Wagner, der die vielen positiven Aspekte, von den Klimaeffekten bis hin zu wirtschaftlichen Chancen, hervorstreicht und hofft, dass man sich auch zu einem 60 Prozent Erneuerbaren Ziel in Österreich durchringen wird. Geschäftsführer Paul Ablinger ergänzt: „Das ist ambitioniert, aber machbar. Wir stehen für eine konstruktive Mitarbeit bereit und bringen gerne unser Know-how ein, um hier noch weitere Verbesserungen im Sinne der Kleinwasserkraftbranche aber auch des gesamten Standorts zu erreichen.“ Insbesondere biete sich die Kleinwasserkraft mit ihrem dezentralen Speicher- und Regelenergie Potential perfekt für ein Leuchtturmprojekt der IKES an.
Fotomontage: TIWAG
Das neue Krafthaus der Anlage Tauernbach ist direkt unterhalb der TAL-Pumpstation geplant. Zwei Turbinen werden nach der Fertigstellung durchschnittlich 85 GWh Strom pro Jahr produzieren.
KRAFTWERK TAUERNBACH: TIWAG WILL 91 MILLIONEN EURO INVESTIEREN „Mit der neuen Anlage können pro Jahr durchschnittlich 85 GWh Strom zur Versorgung der Region produziert werden. Insgesamt plant die TIWAG im Rahmen des Projekts rund 91 Mio. Euro in Osttirol zu investieren“, informierte TIWAG-Vorstandsdirektor Johann Herdina am 17. Mai im Rahmen eines Pressegesprächs vor Ort. Das Kraftwerk Tauernbach-Gruben ist als Ausleitungskraftwerk mit einer Wasserfassung im Bereich der Schildalmen und einem Krafthaus direkt unterhalb der Pumpstation der Transalpine Ölleitung (TAL) geplant. Die Wasserfassung befindet sich unterhalb der Schildalmen kurz vor der Steilstrecke. Der Triebwasserweg untergliedert sich in einen rund 2 km langen Druckstollen im oberen Streckenabschnitt sowie einer erdverlegten etwa 6 km langen Druckrohrleitung vom Stollenende bis zum Krafthaus Entlang des Triebwasserweges sind Querungen an der TAL und dem Tauernbach notwendig. Im Falle eines positiven Bescheids erfolgt frühestens 2021 der Baustart.
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Die Vormontierte DIVE-Turbine vor der Abfahrt in Richtung Frankreich.
BISLANG GRÖSSTE DIVE-TURBINE IN FRANKREICH EINGEBAUT Am Donnerstag den 19. April erreichte die DIVE-Turbine mit dem bislang größten Laufraddurchmesser ihr Ziel in Claredent, einem Wasserkraftwerk an der Corrèze in Frankreich. Die komplett vormontierte Turbine-Generator-Einheit mit einem Gesamtdurchmesser von vier Metern und einem Gewicht von über 20 Tonnen war vier Tage lang per Schwertransport zwischen der DIVE-Fertigung in Amorbach bis zu ihrem Bestimmungsort in Claredent unterwegs. Der Einbau direkt nach der Ankunft der Turbine wurde von einem Montageteam, mehreren Kranfahrern und Journalisten begleitet. Nur wenige Stunden später war die Turbine fertig installiert und mit dem Bauwerk verbunden. Die Turbine wurde im Zuge einer Kraftwerksmodernisierung ersetzt. Da das Thema Umweltschutz bei der Genehmigung eine wichtige Rolle spielte, wurde neben der fischfreundlichen Turbine mit nur drei Laufschaufeln auch ein fischfreundliches Rechensystem installiert. Die installierte Leistung der Niedergefälleturbine beträgt 310 kW bei 2,14 m Fallhöhe. Das Kraftwerk wird voraussichtlich 2018 ans Netz gehen.
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UMWELTGELDER AUS WASSERKRAFT: 160 MILLIONEN EURO IN NEUN JAHREN LH Kompatscher und Umwelt-LR Theiner präsentierten am 17. Mai im Kraftwerk St. Florian Daten und Fakten zu den Umweltgeldern aus dem Betrieb von E-Werken. „Südtirol ist, gemeinsam mit dem Trentino, die einzige Region in Italien, in der E-Werksbetreiber Umweltgelder entrichten müssen. Diese sind für den Ausgleich von Umweltbelastungen, die den Ufergemeinden durch Kraftwerk und Ableitungen entstehen, sowie für eine nachhaltige Entwicklung vorgesehen“, erklärte Umweltlandesrat Richard Theiner einführend im Rahmen der Pressekonferenz am Kraftwerk St. Florian in Neumarkt, an der Landeshauptmann Arno Kompatscher, Alperia Vorstandsvorsitzender Wolfram Sparber sowie die Bürgermeister von Neumarkt, Salurn und Altrei, Horst Pichler, Roland Lazzeri und Gustav Mattivi, und der Präsident der Bezirksgemeinschaft Unterland Edmund Lanziner teilnahmen. Zur Zahlung von Umweltgeldern sind Betreiber von großen E-Werken (mit einer jährlichen mittleren Nennleistung von über 3.000 kW) sowie – seit 2015 – auch jene von mittleren E-Werken (220-3.000 kW) verpflichtet. „Mit der Einführung der Umweltgelder, zunächst für die großen, dann für die mittleren Kraftwerke, wurde eine neue Ära in der hydroelektrischen Bewirtschaftung unserer Fließgewässer eingeleitet“, betonte Landeshauptmann Arno Kompatscher. „Damit konnten wir eine gerechtere Abgeltung für die Nutzung öffentlicher Gewässer und somit eine stärke-
Foto: LPA/mpi
Aktuell
LH Kompatscher, LR Theiner, Alperia-Vorstandsvorsitzender Sparber, Lorenzo Cattani, SF Energy (v.l.): „Umweltgelder sind eine Investition in die nachhaltige Entwicklung des Landes.“
re Berücksichtigung des öffentlichen Interesses erreichen.“ Die Versorgung mit Trinkwasser und sauberer Energie, so Kompatscher weiter, müsse für alle sichergestellt sein. Dank der Änderung des Art. 13 des Autonomiestatuts im Jahr 2017, der Südtirol die primäre Zuständigkeit in diesem Bereich zusichert, werde dies auch in Zukunft möglich sein. Von den 16 Großkraftwerken im Land sind bisher über drei Dreijahrespläne von 2011 bis 2019 rund 160 Millionen Euro an Umweltgeldern zur Verfügung gestellt worden. „Das entspricht Ausgleichszahlungen in Höhe von circa 18 Millionen Euro im Jahr, die 42 Gemeinden zugute kommen“, bilanzierte LH Kompatscher.
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Aktuell
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Foto: Uwe Schlick / pixelio
Frequenzschwankungen im Stromnetz sind an der Tagesordnung. Je mehr erneuerbare Energien eingespeist werden, desto größer ist die Belastung für das Netz. Es muss nicht nur mit größeren Schwankungen fertig werden, sondern auch mit einer zunehmend kleinteiligen, heterogenen und dezentralen Stromerzeugung.
Symbolischer Start: Jasmin Amm, Leiterin Kraftwerksgruppe Pfreimd, Franz Josef Pschierer, Bayerischer Staatsminister für Wirtschaft, Energie und Technologie, Etienne Jacolin, CEO ENGIE Europe, und Manfred Schmitz, CEO ENGIE Deutschland (v. l.) weihten den Batteriespeicher auf dem Gelände der Kraftwerksgruppe Pfreimd ein.
ÜBERRASCHENDE ERKENNTNISSE ÜBER EE IN STROMNETZEN Wind und Sonne sind umweltfreundliche Stromlieferanten. Da sie jedoch für eine schwankende Energiezufuhr sorgen, belasten solche erneuerbaren Energien die Stromnetze stärker als bislang angenommen. Das geht aus einer Studie hervor, die an der Jacobs University Bremen entstanden und jetzt im renommierten Nature-Journal „Scientific Reports“ veröffentlicht worden ist. Wie intensiv diese Belastung ist, hängt jedoch stark vom Aufbau der Netze ab. Überraschenderweise zeigt sich ausgerechnet ein bestimmter Typus von Stromnetzen als besonders stabil, von dem die Forscher dies bislang am wenigsten erwarteten. Frequenzschwankungen im Stromnetz sind an der Tagesordnung. In einem Forschungsprojekt an der Jacobs University Bremen wurden unter der Leitung von Dr. Stefan Kettemann, Professor für Theoretische Physik, diese Fluktuationen nun untersucht. ENGIE DEUTSCHLAND WEIHT BATTERIESPEICHER IN BAYERN EIN Viele kleine Erzeugungsanlagen speisen je nach Wind und Sonne unregelmäßig Strom in das Stromnetz ein. Um das Netz stabil zu halten, werden Speicher benötigt, die sekundenschnell Abweichungen von Stromerzeugung und Stromverbrauch ausgleichen können, indem sie sogenannte Regelenergie bereitstellen. Diese Fähigkeit haben sowohl Batteriespeicher als auch moderne Pumpspeicher. In einem deutschlandweit einzigartigen Projekt hat ENGIE Deutschland beide Speichertypen kombiniert und auf dem Gelände der Kraftwerksgruppe Pfreimd in der Oberpfalz einen Batteriespeicher errichtet. Voraussetzung war der 2015 erfolgte Umbau des Pumpspeicherkraftwerks Reisach für die Erbringung von Regelenergie. Zusammen mit dem Austausch der Laufräder und der Errichtung des Batteriespeichers hat ENGIE drei zukunftsweisende Projekte in drei Jahren an der Kraftwerksgruppe Pfreimd umgesetzt und knapp 20 Millionen Euro investiert.
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Politik
Trilog-Verhandlungen erfolgen im Rahmen eines Vermittlungsausschusses gemäß den EU-Verträgen dann, wenn der Rat den Änderungsvorschlägen des Parlaments aus zweiter Lesung nicht zustimmt. Triloge sind paritätisch zusammengesetzte Dreiertreffen zwischen der Europäischen Kommission, dem Rat der Europäischen Union und dem Europäischen Parlament.
AKTUELLER STAND DER TRILOG-VERHANDLUNGEN UND MÖGLICHE AUSWIRKUNGEN AUF DEN EUROPÄISCHEN STROMMARKT Die ins Auge gefasste Transformation des europäischen Energiesystems geht von einer Abkehr von fossilen Energieträgern und kernkraftbasierten nationalen, zentralen Energieanlagen hin zu einem dezentralisierten europaweiten System rund um erneuerbare Energie und hoher Energieeffizienz aus. Der Intraday-Handel und gemeinsame Ausgleichsmärkte sowie Speicher, Zellverbinder zwischen EU-Mitgliedsstaaten und regionale Zusammenarbeit werden Möglichkeiten für neue Betriebsund Geschäftsmodelle für Wasserkraftwerke schaffen.
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ntsprechend gestaltet, kann das Saubere Energie Paket der EU zur weltweiten Führung bei grünen Technologien verhelfen und ein Schlüsselinstrument für die geplante nachhaltige Energiewende in Europa in Bezug auf die soziale, ökologische und wirtschaftliche Entwicklung darstellen. Entsprechend gestaltet, kann das Saubere Energie Paket der EU zur weltweiten Führung bei grünen Technologien verhelfen und ein Schlüsselinstrument für die geplante nachhaltige Energiewende in Europa in Bezug auf die soziale, ökologische und wirtschaftliche Entwicklung darstellen. UMFANGREICHES PAKET Das riesige Paket beinhaltet Gesetzesvorschläge zu Energieeffizienz, erneuerbare Energieträger, Politik und eine Neugestaltung des Marktes. Die Richtlinie zur erneuerbaren Energie spricht die für 2030 vorgesehenen Ziele bezüglich erneuerbarer Energie an und beinhaltet Definitionen für Eigenverbrauch, produzierende Verbraucher, Energieverbände und -genossenschaften sowie Regeln für staatliche Fördermaßnahmen. Mangels bindender staatlicher Ziele
bezüglich erneuerbarer Energie versucht die Politikrichtlinie einen Rahmen für Investitionssicherheit und Angebote zur Berechnung von Richtwerten für die staatlichen Ziele bezüglich erneuerbarer Energien für 2030 zu bilden. Die Vorschläge für die Marktgestaltung sind wesentlich für die Behandlung von Kleinkraftwerken auf Basis erneuerbarer Energien. Sie beinhalten insbesondere die Hauptregeln über die Vorrangigkeit bei der Verteilung von Energie aus erneuerbaren Quellen und den Verantwortungsausgleich sowie Definition und Schwellwerte für Kleinkraftwerke auf Basis erneuerbarer Energieträger. Zusätzlich nehmen sie das Auslaufenlassen von Förderungen für konventionelle Kraftwerke in Angriff. Im Vergleich der drei europäischen Institutionen ist das Europaparlament die ambitionierteste bei der Förderung von erneuerbarer Energie, gefolgt von der Europäischen Kommission, die ebenfalls in letzter Zeit ambitionierter wurde. Obwohl sie die Ziele der Pariser Vereinbarung unterstützt, zögert der Rat immer noch, die EU-Energiewende hin zu erneuerbarer Energie und Energieeffizienz voll zu unterstützen.
Dirk Hendricks
Senior Policy Advisor EREF
EREF (European Renewable Energy Federation) ist eine Föderation von nationalen Verbänden für erneuerbare Energien aus EU-Mitgliedstaaten und repräsentiert alle Sektoren der erneuerbaren Energien in EU-Institutionen. Ziel ist es, die Interessen der unabhängigen Strom-, Brennstoff- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Quellen zu fördern und einen diskriminierungsfreien Zugang zum europäischen Energiemarkt zu etablieren. EREF ist bestrebt, stabile und verlässliche Rahmenbedingungen für erneuerbare Energiequellen zu schaffen, zu erhalten und weiterzuentwickeln. Kontakt für ergänzende Information: Dr. Dörte Fouquet EREF Direktorin doerte.fouquet@eref-europe.org
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Foto: Rainer Sturm / pixelio.de
Politik
Verkehr
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Wasserkraft Wärmekraft Biomasse
RICHTUNG VORGEGEBEN Das Klima- und Energiepaket gibt zwar grob die richtige Richtung für den Pfad zu erneuerbarer Energie vor, Geschwindigkeit und Tiefe der Transformation stellt es jedoch nicht sicher. Die vorgeschlagenen Ziele für erneuerbare Energie und Energieeffizienz sind viel zu bescheiden, speziell unter Berücksichtigung fallender Technologiekosten und der Verfügbarkeit neuer Technologien für die Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen, und gefährden dadurch den in früheren Jahren erzielten Fortschritt. Der Energierahmen der EU muss besser mit ihren langfristigen Klimaverpflichtungen abgestimmt werden. Um den Wandel wenigstens auf dem gegenwärtigen Niveau zu halten und ein stabiles Investitionsklima zu schaffen, wird bis 2030 ein Mindestanteil von 35% erneuerbarer Energie benötigt. Das Europäische Parlament legte einen starken Vorschlag zur Politik vor, der den Verlust bindender staatlicher Ziele bezüglich der erneuerbaren Energie für 2030 ein wenig ausgleicht. Diese positiven Entwicklungen sind jedoch noch nicht garantiert, da diese geplanten Maßnahmen in den im Juni beginnenden Trilog-Verhandlungen durch Gesetze für die Neugestaltung der Märkte unterminiert werden. Beispielsweise müssen die Vorrangigkeit bei der Verteilung von Energie aus erneuerbaren Quellen garantiert werden, solange es keine Foto: zek
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fundamentalen Änderungen des Strommarktes und seiner auf fossilen Energieträgern und Kernkraft basierenden Struktur gibt. Ohne eine verpflichtende Vorrangigkeit bei der Verteilung von Energie aus erneuerbaren Quellen wird ein Zurückdrängen stattfinden und eine pervertierte Rangfolge der Kraftwerke (Merit Order) Raum greifen, in der die alten oder ununterbrochen auszulastenden Kapazitäten aus Kohle, Kernkraft oder Schweröl vorgezogen und erneuerbare hintangestellt werden, trotz geringerer Kosten der erneuerbaren Technologien. ROLLE DER WASSERKRAFT Für den geplanten Wandel hin zu einem auf erneuerbaren Energieträgern und Energie effizienz basierenden EU-weiten Energiesystem kann die Wasserkraft eine wichtige Rolle spielen im Hinblick auf Speicherung und stabile, ausgeglichene Netze in einem dezentralisierten Energiesystem. Mit den richtigen politischen und finanziellen Rahmenbedingungen durch die neuen Gesetze über die Gestaltung der Märkte könnten die Vorteile und Potenziale von Lauf- und Speicherkraftwerken erschließen. Für Regierungen und europäische Entscheidungsträger ist nun die Zeit gekommen, ihre Versprechen einzulösen, die EU zur weltweiten Nummer eins bei erneuerbarer Energie zu machen und die Verpflichtungen des Pariser Abkommens wahrzunehmen. Natürlich steht auch der Ausbau von Kleinwasserkraft im europäischen Raum auf der EREF-Agenda.
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Projekte
Mit einer umfangreichen elektro- und leittechnischen Modernisierung wurde das Wasserkraftwerk Warmatsgund in der bekannten Wintersportgemeinde Oberstdorf im Winter 2016 fit für die Bereitstellung von Regelenergie gemacht. Die ursprünglich als Pumpspeicherkraftwerk konzipierte Anlage im Oberallgäu mit einem rund 25.000 m³ fassenden Oberbecken konnte bis zum Umbau nur mit technischen Schwierigkeiten betrieben werden. Durch die Optimierung der Anfahrtszeiten der 2-düsigen Pelton-Turbine mit einer Engpassleistung von rund 4.800 kW wurde ein hochflexibler Anlagenbetrieb ermöglicht. Ausgeführt wurden die Modernisierungen im Krafthaus und an den drei Wasserfassungen vom Südtiroler Wasserkraftspezialisten Troyer AG in enger Zusammenarbeit mit dem An lagenbetreiber Energieversorgung Ob erstdorf GmbH (EVO). Die Allgäuer Überlandwerk GmbH (AÜW) vermarktet abhängig vom prognostizierten Zulauf und sonstigen Rahmenbedingungen das Kraftwerk am jeweils wertvollsten Markt, sei es am Regelenergiemarkt oder, mit einer preisoptimierten Fahrweise, am Spotmarkt. Dank der flexiblen Fahrweise steigerte sich der Erlös der Anlage am Spotmarkt im Vergleich zum davor praktizierten konstanten Betrieb in den vergangenen drei Jahren im Schnitt um 23 Prozent.
Foto: Bastian Morell
KRAFTWERK WARMATSGUND PRODUZIERT SPITZENENERGIE IM OBERALLGÄU
Turbinenhaus und Unterbecken des 2016 modernisierten Kraftwerk Warmatsgund in Oberstdorf.
anlagen der Fellhornbahn. Vom Einlaufbauwerk des Speichers wird das Triebwasser mit einer Druckleitung zuerst über einen 160 m langen senkrechten Schacht und danach weiter durch einen 1.650 m langen Stollen mit 11 Prozent Steigung zur Turbinierung ins Krafthaus geführt. Insgesamt stehen der Anlage eine Bruttofallhöhe von etwa 374 m sowie eine Ausbauwassermenge von 1.450 l/s zur Verfügung. Nach der energietechnischen Verwertung an der 2-düsigen Pelton-Turbine mit einer Engpassleistung von rund 4,8 MW fließt das Wasser in ein ebenfalls 25.000 m³ fassendes Unterbecken und wird anschließend in die Stillach geleitet. ENTSCHEIDUNG ZUR MODERNISIERUNG „Nachdem das Kraftwerk aufgrund der Bestimmungen des ‚Erneuerbare-Energien-Ge-
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Visualisierung der intelligenten Anlagensteuerung
Foto: Bastian Morell
rsprünglich war das Kraftwerk Warmatsgund in der süddeutschen Gemeinde Oberstdorf im Oberallgäu zwischen 1989 und 1992 als Pumpspeicherkraftwerk errichtet worden. Obwohl die ersten Ideen zur Errichtung einer Kraftwerksanlage bereits in den 1960er Jahren entstanden waren, dauerte es rund drei Jahrzehnte bis zur baulichen Umsetzung. Zur Stromgewinnung werden auf einer Seehöhe von rund 1.300 m die Gewässer Warmatsgundbach, Scheidtobel und Schlappoldbach gefasst und in einem etwa 25.000 m³ fassenden Oberbecken gesammelt. Das ursprünglich als Stundenspeicher angelegte Reservoir dient im Winter gleichzeitig zur Versorgung der Beschneiungs-
setz‘ (EEG) nur mehr als Laufwasserkraftwerk betrieben werden durfte, machte man sich 2014 Gedanken, wie man die Erzeugung intelligenter steuern und die Flexibilität durch die Speicherbecken besser nutzen kann“, erklärt Bastian Morell, Assistent der technischen Leitung bei den EVO. „Gemeinsam mit der AÜW mit Sitz in Kempten entschloss sich der Betreiber EVO, die Anlage auf eine flexible und preisoptimierte Fahrweise umzustellen. Was heißt das konkret? Die AÜW generiert eine Preisprognose für die kommenden Tage und erstellt einen Fahrplan für das Kraftwerk, sodass in den Zeiten mit höheren Preisen mehr erzeugt wird und den Zeiten mit niedrigen Preisen weniger. Dabei werden die von der EVO gelieferten Zulaufprognosen in das Oberbecken mit dem Ablauf durch den Fahrplan für die Turbine verrechnet, mit Un-
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Projekte
Foto: Bastian Morell
sicherheiten bewertet und somit eine stabile Bewirtschaftung des Beckens, aber auch eine optimale Ausschöpfung der Flexibilität sichergestellt“, erläutert Katja Zitt vom Team Virtuelles Kraftwerk der AÜW. Nachdem der Betrieb mit flexibler Fahrweise 2015 aufgenommen wurde, stellte sich bald heraus, dass die Kraftwerkssteuerung den neuen Anforderungen nicht gewachsen war. Die häufigen Start- und Stoppvorgänge der Maschine resultierten in einer Vielzahl von Störungen und Ausfällen. Aufgrund der veralteten Technik mussten die meisten Störungen wegen nicht vorhandener Fernwirkmöglichkeiten direkt im Krafthaus quittiert werden. So ist es wenig verwunderlich, dass noch im selben Jahr die Entscheidung fiel, die Elektrotechnik und Steuerung einer umfangreichen Modernisierung zu unterziehen. TROYER AG LIEFERT KOMPLETTPAKET Wie schon beim Neubau des EVO-Kraftwerks Faltenbach im Jahr 2011 setzten die Betreiber bei der anstehenden Sanierung auf
die Kompetenz des Südtiroler Wasserkraftallrounders Troyer AG. „Die Steuerung der Pelton-Turbine und Pumpe sollte komplett erneuert werden. Dabei wurden die Spannungsregelung des Generators, die Drehzahlregelung, die Wasserstandsregelung sowie die Leistungsregelung in das neue Konzept integriert. Weiters mussten die Turbinensteuerhydraulik und der Antrieb des Strahlablenkers angepasst werden. Auch die Steuerungen der Wasserfassung und des Speichersees wurden in das Gesamtkonzept eingebunden“, beschreibt Alexander Wild, Abteilungsleiter Elektrotechnik bei Troyer die grundlegenden Projektvorgaben. Um den Betriebsausfall so gering wie möglich zu halten, erfolgten die Arbeiten im Krafthaus in den kalten Wintermonaten Anfang 2016. Demontage- und Montage der neuen Komponenten gingen dabei Hand in Hand, nach nur drei Wochen konnte die Anlage wieder in Betrieb gehen. Wenige Monate später erfolgten im Sommer die noch ausstehenden Arbeiten am Speicherbecken und den Wasserfas-
Bastian Morell von der EVO erstellt gemeinsam mit einem Kollegen die Zulaufprognosen, anhand welcher die Flexibilitätsvermarkter der AÜW einen minutengenauen Fahrplan zur optimierten Stromproduktion vorgeben.
Foto: Bastian Morell
Um den Betriebsausfall so gering wie möglich zu halten, wurden die Arbeiten im Krafthaus in den Wintermonaten ausgeführt.
Der Südtiroler Wasserkraft-Allrounder Troyer AG Iieferte und installierte die komplette elektro- und leittechnische Ausrüstung.
sungen. Für eine schnelle digitale Verbindung verlegte man entlang des Stollens eine neue Lichtwellenleitung und optimierte die Datenverbindung zwischen Krafthaus, Oberbecken und der Leitwarte der EVO. LEITTECHNIK MIT SONDERFUNKTIONEN Neben den elektrotechnischen Revitalisierungen wurde hohe Priorität auf die Funktionalität der neuen Leittechnik gelegt. Neben dem vollautomatischen Anlagenbetrieb, der ein Anfahren des Maschinensatzes im Minutentakt ermöglicht, wurde die Steuerung um speziellen Softwaretools ergänzt. Bastian Morell lobt in diesem Zusammenhang die ausgezeichnete Zusammenarbeit mit den Südtirolern, die bei der Entwicklung der maßgeschneiderten Software mit ihren Vorschlägen wertvollen Input lieferten. Abwechselnd mit seinem Kollegen Dennis Mair erstellt Morell heute anhand von Wetterprognosen, Softwareunterstützung und langjähriger Erfahrung tagtäglich eine aktuelle Zulaufprognose für das obere Speicherbecken. Anhand dieser
Technische Daten • Fassungsvermögen Speicher: 25.000 m3 • Ausbauwassermenge: 1.450 l/s • Bruttofallhöhe: 374 m • Druckleitung: ca. 1.810 m • Turbine: 2-düsige horizontale Pelton • Drehzahl: 750 U/min • Engpassleistung: ca. 4,8 MW
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• Generator: Synchron
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• Drehzahl: 750 U/min • Nennscheinleistung: 5.000 kVA • Durchschnittliche Jahresarbeit: ca. 12,5 GWh
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Grafik: AÜW
Grafik: AÜW
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Informationen geben die Kollegen bei der Flexibilitätsvermarktung vom AÜW einen Fahrplan für die Erzeugung der Turbine und den Soll-Beckenstand für das Oberbecken vor, welcher automatisch von der Steuerung übernommen wird und somit eine viertelstundengenau geplante Erzeugung ermöglicht. Wegen des relativ geringen Fassungsvermögens des Oberbeckens musste die Steuerung in der Lage sein, auch einen von den Prognosen abweichenden Wasserzulauf, wie beispielsweise bei starken Gewittern, zu berücksichtigen. Um dann einen Überlauf zu vermeiden, fährt die Anlage mit gegenüber dem Fahrplan erhöhter Leistung weiter oder sogar, im Falle eines Stillstands, selbst automatisch an. Weiters erlaubt die automatische Steuerung eine manuelle Anpassung der Leistungsvorgabe bei Abweichungen von den angestellten Zulaufprognosen. Allfällige Störungen werden via Onlineanbindung direkt auf die Tablets der EVO-Mitarbeiter geschickt. Eine übersichtliche Visualisierung gibt den Anwendern auf einen Blick alle wichtigen Informationen über den aktuellen Anlagenstatus. „Man kann sagen, das Kraftwerk verfügt über eine intelligente Steuerung und Regelung, wie sie heute auf dem europäischen Strommarkt notwendig ist“, erklärt Alexander Wild. FLEXIBLE FAHRWEISE MACHT SICH BEZAHLT Katja Zitt bestätigt, dass sich die Modernisierung der Anlage ausgezahlt hat: „Mit der preisoptimierten Fahrweise (poF) für das Kraftwerk Warmatsgund haben wir in den letzten drei Jahren am Spotmarkt im Schnitt 23% mehr erlöst als mit einer konstanten Fahrweise. Mit letzterer würde, wie in obiger Grafik dargestellt, der Marktwert erlöst werden. Neben der poF am Spotmarkt nimmt das Kraftwerk Warmatsgund seit November 2017 auch am Regelenergiemarkt (‚RE‘ in der Grafik) teil. Die Kunst besteht nun darin, die Anlage bestmöglichst zu vermarkten
Erlöse aus Einspeisevergütung (Modell 1), mit Direktvermarktung (Modell 2) und mit Flexibilitätsvermarktung (Modell 3)
und die poF am Spotmarkt mit der Fahrweise, wie sie für eine Teilnahme am Regelenergiemarkt benötigt wird, zu kombinieren.“ Diese Planung ist Aufgabe des Teams um Tobias Kohler und Katja Zitt. Auch wenn die AÜW noch weitere Anlagen zur Regelenergieproduktion hat, kommt dem modernisierten Kraftwerk Warmatsgund der Status einer Leuchtturmanlage zu. „Dass sich eine Anlage für verschiedene Märkte eignet, ist nicht immer gegeben. Da es aber beim Kraftwerk Warmatsgund viele verschiedene Möglichkeiten der Bewirtschaftung gibt, macht es die Flexibilitätsvermarktung besonders interessant“, ergänzt Zitt. Zukünftig will die AÜW auch anderen Kraftwerksbetreibern ermöglichen, ihre Erzeugungs- oder Verbrauchsanlagen flexibel zu vermarkten ob das nun im Regelenergiemarkt oder mit einer preisoptimierten Fahrweise am Spotmarkt ist, sei zunächst von der Anlage selbst abhängig. Damit dies auch für Anlagen, die über eine weniger moderne Steuerung als das Kraftwerk Warmatsgund verfügen, möglich ist, beschäftigt sich das Team Kohler / Zitt zudem damit, diese Anlagen an ein Leitsystem anzubinden, worüber dann die Kommunikation stattfindet. Dieses Leitsystem zusammen mit der optimierten Planung be-
zeichnet man als Virtuelles Kraftwerk. Denn viele Anlagen verhalten sich wie ein großes Kraftwerk, sind also eine virtuelle Einheit. „Die Idee ist, jetzt erst mal bei unseren eigenen Anlagen und den verbundenen Unternehmen Erfahrung zu sammeln, um interessierten Dritten zukünftig ein adäquates Angebot erstellen zu können. Bei standardisierten Dingen wie der Anbindung von Anlagen an das Leitsystem des Virtuellen Kraftwerks sind wir bereits auf einem guten Wissensstand. Das wollen wir noch in diesem Jahr sukzessive weiter ausbauen“, sagt Ryan Bernard, Leiter Handel & Portfoliomanagement bei der AÜW. Vermarktet wird die erzeugte Energie zur Gänze über Allgäu Strom, einem Verbund von neun unabhängigen Allgäuer Energieversorgern. Bernard geht davon aus, dass die Marktmöglichkeiten für flexible Anlagen in den kommenden Jahren weiter an Wert gewinnen werden: „Je mehr thermische Kraftwerke stillgelegt werden und der Ausbau von Photovoltaikund Windkraftanlagen voranschreitet, umso werthaltiger sollte das Thema Flexibilität werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, dezentrale Anlagen, ob flexibel oder nicht, in virtuellen Kraftwerken zusammenzufassen und gewinnbringend zu vermarkten.“
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Kumulierter Erlös über einen Monat, mit konstanter Fahrweise (kF) oder mit preisoptimierter Fahrweise (poF)
Tobias Kohler (r.) und Katja Zitt vom Team Virtuelles Kraftwerk mit Ryan Bernard, Leiter der Abteilung Handel & Portfoliomanagement, alle AÜW
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Der Maschinensatz von Oschenik 2, Teil der Kraftwerksgruppe Fragant, wurde unlängst generalsaniert. Die 50 Jahre alten Komponenten Motorgenerator und Kugelschieber wurden ertüchtigt, während das Laufrad komplett erneuert wurde.
OSCHENIK 2 – AUFWÄNDIGE OPERATION AM HERZEN DES PUMPSPEICHERWERKS GELUNGEN Mit Ende Mai 2018 wurden die umfangreichen Sanierungsarbeiten an der elektromaschinellen Ausrüstung von Oschenik 2, einer von drei Maschineneinheiten des Pumpspeicherkraftwerks Oschenik, abgeschlossen. Das 108 MW starke Pumpspeicherkraftwerk Oschenik ist der Teil der Kraftwerksgruppe Fragant im Kärntner Mölltal, die im Dienste der Kelag wertvolle Spitzen- und Regelenergie bereitstellt. In einem Zeitraum von rund dreieinhalb Monaten wurden nun der Motorgenerator und der Kugelschieber generalsaniert, sowie das Laufrad erneuert. Damit wurden nicht nur die Zuverlässigkeit und die Betriebssicherheit der Anlage erhöht, sondern auch deren Performance verbessert: Die Erzeugungssteigerung lässt sich etwa mit 100 Photovoltaikanlagen mit 4 kWp Leistung vergleichen. Alleine das Wirkungsgradplus durch das neue Laufraddesign beziffern die Experten der Kelag mit etwa 1,5 Prozent.
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s ist schon ein kleiner, elitärer Kreis, in dem sich die Wasserkraftwerke mit 1.000 und mehr Meter Fallhöhe tummeln. Als das Pumpspeicherkraftwerk Oschenik in den 1960er Jahren errichtet wurde, zählte es mit 1.200 m Fallhöhe zu den absoluten Spitzenreitern dieser Kategorie und galt zugleich als technische Meisterleistung. „Mit dieser Fallhöhe befindet sich das Kraftwerk Oschenik in der europäischen Oberliga der Pumpspeicherkraftwerke. Auf jeden einzelnen der 22 Becher des Peltonlaufrads treffen pro Sekunde 1,8 m3 Wasser mit einer Strahlgeschwindigkeit von 150 m/s und einer Kraft von 30 Tonnen“, erläutert Kelag-Vorstand Dipl.-Ing. Manfred Freitag die enormen Be-
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lastungen, die auf Material und Technik wirken – und dies seit mehr als 50 Jahren. „Die Anlage hat ihre wirtschaftliche Lebensdauer erfüllt – eine Generalsanierung war unumgänglich“, sagt Manfred Freitag, der sich Anfang Mai im Rahmen eines Lokalaugenscheins für Fragen der Presse zur Verfügung stellte. Es gelte, die Verfügbarkeit der eigenen Anlagen hochzuhalten, betont indes der Leiter der Kraftwerksgruppe Fragant, Dipl.-Ing. Christian Tengg, der damit in die gleiche Kerbe schlägt. Tengg verweist darauf, dass das Kraftwerk heute unter anderen Voraussetzungen betrieben wird als noch in den Anfangsjahren: „Heute macht das große und stark schwankende Angebot von Strom aus Wind-
kraft und Photovoltaik im Netz es erforderlich, immer wieder ausgleichend einzugreifen. Deshalb starten wir sowohl Pumpen als auch Turbinen wesentlich öfter als früher, um Spitzenstrom zu erzeugen oder Strom aus anderen Kraftwerken zu verwerten. Die vielen Starts und Stopps bedeuten aber eine starke Belastung der Maschinensätze. Deswegen müssen wir bei der Wartung und der Instandhaltung besonders sorgfältig sein, damit die hohe Verfügbarkeit der Maschinensätze auch weiterhin gewährleistet ist.“ Im Frühjahr 2017 gab der Vorstand der Kelag grünes Licht für ein umfassendes Sanierungsprojekt an Oschenik 2, woraufhin umgehend die einzelnen Aufträge ausgeschrieben wurden.
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aus Regensburg, die dem Motorgenerator ein Rundum-Retrofitprogramm angedeihen ließ. Alle drei Unternehmen arbeiteten dabei eng mit dem Team der Kelag-Kraftwerksabteilung zusammen, wovon am Ende nicht nur die Betreiber profitierten.
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Der Kugelschieber muss gewaltigen Belastungen standhalten: Auf die Drehkalotte wirkt eine Kraft von 330 Tonnen im Stillstand. Im Bild: Einheben des sanierten Kugelschiebers.
schlechteste Stufe: Die Probleme gar nicht erkennen. Wir sind wirklich stolz darauf, dass sich die Kelag zwischen Stufe 1 und 2 befindet, dass wir Probleme selbst erkennen und selbst lösen können, oder eben im Fall der Fälle Spezialfirmen mit einbeziehen.“ Natürlich ist die Kelag nicht in der Lage, selbst Laufräder oder Generatorkomponenten herzustellen, oder Spezialbeschichtungen aufzutragen. Aber das ist auch nicht nötig. Zu diesen Zwecken vertraut das Unternehmen auf bewährte Partner aus der Wasserkraftbranche. Im konkreten Fall waren es die Firma EFG aus Feldkirchen, die für die Sanierung des Kugelschiebers verantwortlich zeichnete, Andritz HYDRO Graz, die ein neues Laufrad lieferte, und die Firma Stork
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Der Kugelschieber wurde von den erfahrenen Spezialisten des Kärntner Wasserkraftunternehmens EFG in neuwertigen Zustand zurückversetzt.
Die Druckprüfung am Kugelschieber erfolgte mit einem Prüfdruck von 154 bar.
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DAS 4-STUFEN-KOMPETENZMODELL Nicht ganz ohne Stolz verweisen die Verantwortlichen der Kelag in diesem Zusammenhang auch auf die große Eigenleistungstiefe der Kelag-Kraftwerksabteilung, die in etwa die Hälfte der Arbeiten selbst erledigt. Projektleiter Dipl.-Ing. Stefan Leitner von der Kelag sieht die hohe Eigenkompetenz als Grundvoraussetzung für den Projekterfolg und erläutert das bewährte 4-stufige Kompetenzmodell, das durchaus auch auf andere Bereiche übertragbar wäre: „Die erste Stufe lautet: Probleme erkennen und diese selbst lösen. Die zweite Stufe: Probleme erkennen und sie selbst lösen, oder Dritte hinzuziehen. Die dritte Stufe: Probleme erkennen, aber selbst nichts machen können. Und die vierte und offensichtlich
SANIERUNG ALS „ÜBERRASCHUNGSEI“ „Die Sanierung von älteren Maschinen ist ein ‚Überraschungsei‘. Man weiß nie so ganz genau, was man bekommt“, sagt Stefan Leitner und räumt im gleichen Atemzug aber ein, dass man aus den Erfahrungen aus der Sanierung von Maschinensatz 1 schon ziemlich genau wusste, was auf einen zukam. Ganz ähnlich sieht das der für die Sanierung des Kugelschiebers zuständige Projektleiter des Kärntner Wasserkraftallrounders EFG, Dipl.Ing. Armin Pretis: „Häufig sind nach dem Zerlegen und Reinigen der Teile zum Zeitpunkt des gemeinsamen Erstbefunds mit dem Kunden noch nicht alle Schäden zu erkennen. Erst nach dem Sandstrahlen und der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung sowie der genauen Vermessung der Teile bekommt man einen Überblick über den konkret erforderlichen Arbeitsumfang.“ Für die Firma EFG aus Feldkirchen ist dies nicht der erste Auftrag in Sachen Kugelschiebersanierung. Gerade in den letzten Jahren konnte das Wasserkraftunternehmen des Öfteren seine Kompetenz bei der Sanierung von Verschlussorganen unter Beweis stellen. Speziell für die Kelag wurden in jüngster Vergangenheit gleich mehrere Kugelschieber ertüchtigt – und dies zur vollen Zufriedenheit des Kraftwerksbetreibers. „Die Techniker von EFG wissen genau, was sie tun. Sie haben sich gerade in den letzten Jahren viel Knowhow bei der Sanierung von Verschlussorganen
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FUNDIERTES FACHWISSEN UNERLÄSSLICH Dass nach einer Einsatzzeit von mehr als 50 Jahren, häufigen Lastwechseln und Belastungen einer Wassersäule mit 120 bar Druck natürlich die typischen Verschleißerscheinungen – Korrosionsschäden sowie Abnützungen an den metallischen Dichtringen – nicht ausblieben, war zu erwarten gewesen. Ganz konkret betrifft der Verschleiß am Kugelschieber im engeren Sinne die Drehkörperlagerungen, die Wellenabdichtungen, sowie die Betriebsund Revisionsdichtung. Um das Ziel eines quasi neuwertigen Zustandes zu erreichen, waren in der Folge eine ganze Reihe von Maßnahmen erforderlich. Was es darüber hinaus noch braucht, weiß Geschäftsführer Werner Goldberger genau: „Möglich ist die Erreichung dieses Ziels nur dank des fundierten Fachwissens seitens der Technikabteilung von EFG, aufbauend auf Erfahrungswerten des Betriebes und in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden.“
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angeeignet. Man arbeitet zuverlässig und genau. Für uns bietet die Zusammenarbeit mit EFG den zusätzlichen Vorteil, dass wir dem Team aufgrund der geografischen Nähe immer wieder bei der Arbeit über die Schulter schauen und uns sehr flexibel austauschen können“, so Stefan Leitner. Diese Aussage kann EFG-Geschäftsführer Ing. Werner Goldberger nur bestätigen: „Die Kommunikation zwischen der Kelag und uns ist professionell, und sämtliche Entscheidungen können kurzfristig einvernehmlich getroffen werden. Wir haben die Kelag in den vorangegangenen Jahren als sehr anspruchsvollen und technisch sehr versierten Auftraggeber kennen und schätzen gelernt.“
EIN RÄDCHEN GREIFT INS NÄCHSTE Die Abfolge der wesentlichen Maßnahmen ist dabei genau getaktet, ein Rädchen greift ins andere. Der Auftakt erfolgte unmittelbar nach Demontage durch das vollständige Zerlegen des Kugelschiebers in seine Einzelteile. Danach wurde die Bestandsgeometrie mittels modernster 3D-Messtechnik erhoben und der Bestand konstruktiv überarbeitet. Im Anschluss an das Sandstrahlen der Einzelteile wurde der komplette Korrosionsschutz erneuert, wobei letzteres durchaus zu den anspruchsvollsten Teilaspekten der Sanierung gehört. „Die Anforderungen an die Korrosionsschutzkonservierung waren sehr rigoros und gestatteten keine Kompromisse. Präzises Arbeiten und Erfahrung waren daher unerlässlich“, so Armin Pretis.
Die Kelag verfügt über eine hochqualifizierte Kraftwerksabteilung, die in der Lage ist, rund 50 Prozent der Arbeiten an den Maschinen selbst zu erledigen.
Im nächsten Arbeitsschritt nahmen die Techniker von EFG die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung an sämtlichen Bauteilen vor, wobei visuelle und magnetische Prüfverfahren zum Einsatz kamen. Nach einem eingehenden Befund konnte man mit der Be- und Umarbeitung, sowie Sanierung und Erneuerung diverser Kugelschieberkomponenten beginnen. Komplett erneuert wurden dabei sämtliche Dichtungen, die Gegenflächen wurden schweißplattiert, ehe man am Ende der Sanierungsarbeiten wieder den Kugelschieber aus seinen Einzelteilen zusammensetzte. KEIN TROPFEN DARF FEHLEN „Die Stunde der Wahrheit“ schlug schließlich im Rahmen der Werksabnahme, in deren Zuge umfangreiche Funktions- und Dichtigkeitsprüfungen durchgeführt werden sollten. Die abschließende Druckprüfung stellte somit eine der zentralen Herausforderungen für die Ingenieure von EFG dar. Werner Goldberger: „Die Druckstufe des Kugelschiebers mit einem Prüfdruck von 154 bar und einer Last von 435 Tonnen ist nicht alltäglich und stellt hohe Anforderungen an die Sorgfalt und das Fachwissen des betrauten Personals. Die Druckprobe ist seitens des Kunden sehr detailliert vorgeschrieben, wobei absolute Dichtigkeit gefordert ist. Das heißt: Es darf sich kein Tropfen zeigen. Natürlich sind die entsprechenden technischen Voraussetzungen zum kontrollierten Druckaufbau mit dem geforderten Prüfdruck im Werk der EFG gegeben.“ Der Druckaufbau, die Haltezeit und die umfangreichen Prüfungen für verschie dene Betriebszustände – in Hinblick auf Betriebsdichtung und Revisionsdichtung – folgen einem akkuraten und strikt vorge zeichneten Ablauf und müssen exakt erfüllt
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es bestätigt unseren Weg und unsere Reputation als verlässlicher Partner in der Wasserkraft“, freut sich Werner Goldberger.
Der Rotor des Motorgenerators wurde von der Firma Stork aus Regensburg saniert.
HÖHERE EFFIZIENZ DANK NEUEM DESIGN Im Gegensatz zum Kugelschieber kam im Falle des Turbinenlaufrads eine Sanierung nicht mehr in Betracht. Nach 50 Jahren Kraftwerksbetrieb unter verschärften Bedingungen hatte der Bauteil sein technisches Lebensende erreicht. Welche enormen Kräfte und Belastungen auf ein Laufrad eines Hochdruckkraftwerks wirken, erklärt Stefan Leitner eindrücklich: „Wenn das Laufrad mit der Nenndrehzahl von 750 Upm rotiert, ist jeder der 22 Peltonbecher gerade einmal für 0,004 Sekunden beaufschlagt. In diesem Zeitraum eines Wimpernschlags wirken 30 Tonnen auf den Bechergrund. Stellt man sich vor, dass unerwünschter Weise ein kleiner Kieselstein durch die Düse gelangt und dieser mit rund 550 km/h auf die Becheroberfläche auftrifft, kann man etwa erahnen, welche Spuren dieser Kiesel am betroffene Material hinterlässt. Dass es hier zu Verschleiß kommt, liegt auf der Hand. Hinzu kommt, dass wir bei unseren Laufrädern von 10^11 Lastwechsel sprechen, die sich in dieser Summe natürlich auch negativ auf die Dauerfestigkeit des Materials auswirken.“ Der Projektleiter von der Kelag räumt dabei ein, dass das alte Laufrad – Baujahr 1968 – keineswegs schlecht gewesen sei. Im Gegenteil, die Laufräder aus 1968 waren damals schon aus rostfreiem 13-4 Stahl hergestellt worden und ihr Design war fortschrittlich. Knapp 90 % betrug ihr Wirkungsgrad. „Hier eine Steigerung nach oben zu schaffen, war nur mehr sehr i
ENGES TERMINKORSETT Abgesehen von den technischen Herausforderungen war das Technik-Team von EFG auch mit den terminlichen Rahmenbedingungen voll gefordert. Schließlich war der Terminrahmen gegenüber vorangegangenen Kugelschiebersanierungen um eine Woche verengt worden. „Um einen derart ambitionierten Zeitplan einhalten zu können, sind eine flexi-
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Mit viel Fingerspitzengefühl wird der Rotor des Motorgenerators wieder eingehoben.
ble und leistungsfähige Organisation, sowie hohe Einsatzbereitschaft von Seiten der Belegschaft unerlässlich, speziell wenn – wie in diesem Fall – auch Mehrarbeiten abweichend von der technischen Spezifikation anfallen“, resümiert der Geschäftsführer von EFG. Innerhalb von 10 Wochen konnte der komplette Sanierungsprozess am Kugelschieber erfolgreich abgeschlossen werden. Anfang Mai dieses Jahres wurde der neuwertige Kugelschieber wieder eingebaut, seit Ende Mai befindet sich diese wichtige Sicherheitskomponente erneut in Betrieb. „In unserer mehr als 30-jährigen Firmengeschichte ist die Anlage Oschenik für uns – als Sanierungsspezialisten von Turbinen und hydraulischen Anlagenkomponenten – ein weiteres Referenzprojekt,
Das neue Pelton-Laufrad aus dem Hause Andritz Hydro weist ein anderes, moderneres hydraulisches Design auf. Damit ist eine Effizienzsteigerung von rund 1,5 Prozent möglich.
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werden. Dabei werden auch die entsprechenden Betätigungsversuche durchgeführt, um Messungen am Servoantrieb, der für die Betätigung des Drehkörpers zuständig ist, vorzunehmen. Im Zuge des Prüfablaufs werden sämtliche Drücke elektronisch gemessen, um später ausgewertet und analysiert zu werden.
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Das Pumpspeicherkraftwerk Oschenik wurde in den 1960er Jahren errichtet. Es besteht aus drei Maschinensätzen mit einer Gesamtleistung von 108 MW, sowohl für den Pump- als auch für den Turbinenbetrieb. Die Anlage ist Teil der Krafttwerksgruppe Fragant.
schwer möglich“, sagt Stefan Leitner. Und dennoch war es dem Wasserkraftspezialisten Andritz HYDRO gelungen, ein doch deutlich effizienteres Laufrad zu liefern. „Das neue Laufrad weist erstaunlicherweise eine doch ganz andere Becherform auf: Die Hauptschneide ist ‚giftiger‘ oder ‚aggressiver‘, obgleich wir von einer etwas höheren Kavitationsanfälligkeit ausgehen. In jedem Fall ist das Laufrad effizienter. Wir erreichen damit etwa 91,5 Prozent – ein Plus also von rund 1,5 Prozent“, so Stefan Leitner. Das neue Laufrad wurde nach modernsten Herstellungsmethoden aus einem einzigen Schmiede-Monoblock gefräst. Mit dem Laufrad wurden auch die Verschleißteile an der Turbine und die Düsennadeln ausgetauscht. KELAG PUNKTET MIT HOHER EIGENKOMPETENZ Zum einen werden so entscheidende Aspekte wie die Planung, Ausschreibungen, technische
Vorbereitungen, aber auch Betreuung und logistische Abwicklung im eigenen Haus abgewickelt. Zum anderen kommt aber auch der praktischen Seite der Kelag-Kraftwerksmannschaft hohe Bedeutung zu. Dazu der Projektkoordinator Ing. Thomas Kelich: „Wir sind heute in der Lage, die Demontage und die Montage zur Gänze mit unserer eigenen Belegschaft zu bewerkstelligen. Für uns ist es einfach wichtig, dass wir unsere Maschinen ganz genau kennen. Daher sind wir auch dabei, wenn sie von den Spezialfirmen in ihre Einzelteile zerlegt werden. In Hinblick auf die Befunde, machen wir uns gerne selbst ein Bild und bringen unser Know-how ein. Kleinere Maschinenteile stellen wir bei Bedarf auch selbst her und bauen diese ein.“ Dass der Gesamtfahrplan von 3,5 Monaten für das Sanierungsprojekt letztlich eingehalten werden konnte, ist nicht zuletzt auch dem Kelag-Kraftwerksteam zuzuschreiben. Manfred Freitag, Vorstand der Kelag, und Christian Tengg, Leiter der Kraftwerksgruppe Fragant, legen großen Wert auf die hohe Verfügbarkeit der Maschinensätze.
FLIEHKRAFT-BELASTUNG VON 1.000 TONNEN Im Falle des Motorgenerators kam man nicht umhin, das Fachwissen und die Erfahrung eines bewährten Branchenspezialisten hinzuzuziehen, der für die Verjüngungskur am Synchrongenerator sorgen sollte. Der Auftrag ging an die Firma Stork aus Regensburg, die über die Grenzen Deutschlands hinaus als Wartungs-, Sanierungs- und Modernisierungsspezialistin im Industriebereich Bekanntheit erlangt hat. „Die Firma Stork hat sich sowohl in technischer Hinsicht als auch im Preis-Leistungsverhältnis empfohlen. Die Aufgabe, den Motorgenerator zu sanieren, war nicht ohne Herausforderungen, die letztlich gut gemeistert wurden“, blickt Dipl. Ing. Amel Skenderi, zuständiger Fachmann für Generatoren bei der Kelag, zurück. Er verweist darauf, dass auch die Komponenten des Motorgenerators ungewöhnlich hohen Belastungen ausgesetzt sind. Nicht weniger als 1.000 Tonnen wirken in radialer Richtung im Regelbetrieb auf die Pole, bei einem Durchgang erhöht sich dieser Wert sogar bis auf 1.400 Tonnen. Die Pole selbst bestehen aus hochfestem Material, das 600 bis 690 MPa an mechanischer Spannung toleriert.
Technische Daten
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Kraftwerksgruppe: Fragant / Kärnten Kraftwerkstyp: Pumpspeicherkraftwerk Bruttofallhöhe: 1.200 m Ausbauwassermenge: 3 x 3,6 m3/s Turbinen: 3 x Peltonturbinen / Fabrikat: Andritz Baujahr: 1968 Nenndrehzahl: 750 Upm Nennleistung Turbinenbetrieb: 108 MW Nennleistung Pumpbetrieb: 108 MW Turbinenbetrieb im Jahr: 1.200 - 1.400 h Pumpbetrieb im Jahr: 1.500 - 1.700 h Generatoren: 3 x Synchrongeneratoren Fabrikat: ELIN Motoren Nennleistung: 36 MVA Generator-Generalsanierung: Stork Kugelschieber-Generalsanierung: EFG
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Der Speicher Oschenik fasst rund 33 Mio. m3 Wasser. Er wurde früher im Frühling und im Sommer, in den Monaten mit sehr guter Wasserführung in den Flüssen gefüllt, sodass im Winter Wasser für die Stromerzeugung bereitstand. Heute wird er nach den üblichen Regeln des modernen Pumpspeicherbetriebs genutzt.
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„Zum Glück haben wir hier Generatoren mit so genannten Kammpol-Läufern. Im Gegensatz zu jenen, deren Pole in Form von Hammerköpfen oder Schwalbenschwänzen ausgeführt wurden, weisen die Kammpol-Läufer eine vielfache Beständigkeit und Lebensdauer auf“, erklärt der Fachmann. PROFESSIONELLE SANIERUNG IN REGENSBURG Um den Rotor zu sanieren, wurde dieser ausgehoben und ins Werk der Firma Stork nach Regensburg geliefert. Dort wurde er zerlegt und mittels zerstörungsfreiem Prüfverfahren auf Risse und Schäden untersucht. Für jedes Einzelteil wurde der Frage nach der Betriebsfestigkeit nachgegangen. Die Pole wurden von der Welle genommen und ebenfalls einer genauen Prüfung unterzogen. Die Polwicklungen wurden in der Folge vollständig erneuert, ebenso wie die elektrischen Polverbinder, die dafür sorgen, dass der Erregerstrom fließen kann. Natürlich wurden auch jene Bolzen genauestens untersucht, welche die Kammpole fixieren. Jeweils drei Stück stellen sicher, dass diese den hohen Fliehkräften trotzen. Am Ende wurden die Bauteile wieder zusammengebaut und der sanierte Rotor eingebaut. Am Stator wurde ein durch Glimmstellen auffälliger Stab der Statorwicklung durch einen Reservestab ersetzt. Die abschließende Spannungsprüfung wurde erfolgreich bestanden. Der Stator wurde verschlossen und verlötet. Mit dem generalsanierten Motorgenerator sollte einem effizienten und zuverlässigen Betrieb über die nächsten 20 bis 30 Jahre nichts im Wege stehen. BEDEUTUNG DER „GRÜNEN BATTERIE“ Ende Mai dieses Jahres konnten die gesamten Sanierungs- und Erneuerungsarbeiten am
Projektleiter Stefan Leitner (re) erläutert im Gespräch mit Pressevertretern detailliert die Sanierungsmaßnahmen am Maschinensatz Oschenik 2.
Maschinensatz Oschenik 2 finalisiert werden. Für die Kelag ein enorm wichtiger Schritt, um die Verfügbarkeit der Maschinen weiter gewährleisten zu können. „Dieses Kraftwerk ist das energiewirtschaftliche Herz der Kelag“, sagt Kelag-Vorstand Manfred Freitag. Er verweist darauf, dass der Maschinensatz Oschenik 2 im Jahr rund 1.500 bis 1.700 Stunden im Pumpbetrieb und 1.200 bis 1.400 Stunden im Erzeugungsbetrieb arbeitet. Wie andere Pumpspeicherkraftwerke ist auch die Anlage Oschenik in der Lage, innerhalb weniger Minuten sowohl für den Pump- als auch für den Erzeugungsbetrieb gestartet werden zu können. Mit der Kraftwerksgruppe Fragant mit ihren fünf Kraftwerken, elf Speicherseen und
den 80 km Triebwasserwegen, die das ganze System verbindet, kann die Kelag 474 MW an installierter Kraftwerksleistung bereitstellen. Damit repräsentiert die Kraftwerksgruppe Fragant mehr als ein Drittel der gesamten Kraftwerksleistung des Kärntner Stromunternehmens. Kelag Vorstand Manfred Freitag wurde daher nicht müde zu betonen, dass es mehr als nur wirtschaftlich vertretbar sei, in diese „Grüne Batterie“ der Alpen zu investieren. Insgesamt schlugen die Sanierungs- und Erneuerungsarbeiten an Oschenik 2 mit rund 1,6 Millionen Euro zu Buche. Das Projekt legte sowohl im Zeit- als auch im Finanzplan eine Punktlandung hin.
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Frontansicht der neu gestalteten Wehranlage des Kraftwerks Schattenhalb 1. Nach einem Sturz von 120 m über den obersten Reichenbachfall wird das Wasser während des Sommerhalbjahres am Schauplatz eines weltbekannten Sherlock Holmes Romans gefasst und zur Turbinierung ins Tal geleitet.
NEUBAU VON KRAFTWERK SCHATTENHALB 1 SORGT FÜR 30 PROZENT MEHR STROM Mit dem Ersatzneubau des Kraftwerks Schattenhalb 1 im Berner Oberland konnte die Produktion der Traditionsanlage der Betreibergesellschaft BKW um rund 30 Prozent gesteigert werden. Die Wasserfassung des 1909 erstmals in Betrieb genommenen Kraftwerk befindet sich direkt am Fuß des imposanten Reichenbachfalls an prominenter Stelle. Als Schauplatz einer Sherlock Holmes-Kurzgeschichte ist der Reichenbachfall Freunden von Kriminalliteratur weltweit ein Begriff und seit über 100 Jahren ein Anziehungspunkt für Touristen. Die von Grund auf neu errichtete Anlage bildet mit dem 2010 in Betrieb genommenen Kraftwerk Schattenhalb 3 eine ideale Symbiose. Dessen Konzession sieht vor, dass an seiner noch weiter oben gelegenen Wasserfassung am Zwirgibecken während des Sommerhalbjahres 850 l/s zur Versorgung des Reichenbachfalls abgegeben werden. Dieses Wasser fließt nach dem Sturz über rund 120 m direkt in die Fassung unterhalb des Wasserfalls. Obwohl die Anlage Schattenhalb 1 nur knapp sieben Monate in Betrieb steht, können bei einer Ausbauwassermenge von maximal 1,3 m³/s pro Saison rund 6,7 GWh Ökoenergie erzeugt werden. Das Herzstück des Kraftwerks in Form einer hocheffizienten 4-düsigen Pelton-Turbine mit einer Engpassleistung von mehr als 2,4 MW lieferte ANDRITZ Hydro. Nach rund zweijähriger Bauphase wurde die Anlage im Herbst des Vorjahres offiziell in Betrieb genommen.
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Offizieller Spatenstich im Sommer 2016.
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er sich über eine rund 300 m hohe Kaskade von sieben einzelnen Wasserfällen erstreckende Reichenbach auf dem Gebiet der Gemeinde Schattenhalb bietet einen direkt spürbaren Eindruck von der Kraft des Wassers. Unmittelbar nach dem Ausstieg aus der erstmals 1899 eröffneten Reichenbachfall-Bahn, einer schmalspurig ausgeführten Standseilbahn, werden die Fahrgäste von der Gischt des obersten und gleichzeitig größten Wasserfalls in Empfang genommen. Bis zu 40 m³/s Wasser können im Sommer bei starken Gewitterereignissen rund 120 m in die Tiefe stürzen. Dieses beeindruckende Naturschauspiel hat als Schauplatz einer gan-
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Der oberste Abschnitt der Druckleitung verläuft direkt neben der Trasse der Reichenbachfall-Bahn.
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WASSERKRAFTNUTZUNG SEIT 1909 Das hydroenergetische Potential am Reichenbachfall wird seit mehr als 100 Jahren zur Stromgewinnung genutzt. Bereits 1909 nahm das nun von Grund auf neu gebaute Kraftwerk Schattenhalb 1 seinen Betrieb auf. Das Krafthaus der 1926 errichteten und mittlerweile stillgelegten Anlage Schattenhalb 2 befindet sich unweit der Wasserfassung am Reichenbachfall direkt neben der Trasse der Standseilbahn. 2010 schließlich weihte die Betreibergesellschaft BKW Energie AG das völlig neu gebaute Kraftwerk Schattenhalb 3 ein. Dessen Wasserfassung am sogenannten Zwirgibecken befindet sich oberhalb des Reichenbachfalls. Zur Stromproduktion werden eine Ausbauwassermenge von 2,8 m³/s sowie eine Bruttofallhöhe von rund 400 m genutzt. Eine 6-düsige Pelton-Turbine im Tal kommt bei vollem Wasserdargebot auf eine Engpassleistung von 9,6 MW und erzeugt im Regeljahr rund 48,6 GWh Strom. Die um rund 31,5 Millionen CHF errichtete Anlage ist somit in der Lage, den Jahresstrombedarf von durchschnittlich 14.000 Haushalten zu decken.
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zen Reihe von Erzählungen und Romanen Eingang in die Literaturgeschichte gefunden. Internationale Bekanntheit erlangte der Reichenbachfall durch eine Kurzgeschichte von Arthur Conan Doyle um den englischen Detektiv Sherlock Holmes aus dem Jahr 1893. Noch heute besucht alljährlich während der Sommer- und Herbstmonate eine Vielzahl von Touristen aus der ganzen Welt den Reichenbachfall. Sie lassen sich bequem von der luftigen Seilbahn in offener Ausführung 244 m bequem nach oben befördern.
Das gesamte Rohrmaterial wurde von der Schweizer Wild Armaturen AG geliefert.
pflichtende Restwasserabgabe von 850 l/s von Schattenhalb 3, mit welcher im Sommer die kontinuierliche Beschickung des Reichenbachfalls sichergestellt wird, direkt zur Stromgewinnung für das Kraftwerk Schattenhalb 1 genutzt. Dazu wird das abgegebene Wasser direkt unterhalb des Wasserfalls gefasst und durch eine Druckrohrleitung zur Turbinierung im Tal geleitet. „Um das zur Verfügung stehende Wasser möglichst effektiv in elektrischen Strom umzuwandeln, entschied sich die BKW zu einem kompletten Ersatz der über 100 Jahre alten Technik von Schattenhalb 1. Schon 2010 wurden die Turbinen im Krafthaus von Schattenhalb 1 mit der Inbetriebnahme von Schattenhalb 3 teilweise stillgelegt. Das Projekt umfasste die Erneuerung von Krafthaus, Druckleitung und Wasserfassung sowie der gesamten elektrohydraulischen Ausrüstung. Gleichzeitig sollte das Krafthaus verkleinert werden und anstelle von drei nur mehr ein Maschinensatz für die Stromproduktion sorgen“, erklärt BKW-Projektleiter Patrik Eichenberger.
HOHE SICHERHEITSVORKEHRUNGEN Nach dem Erhalt der Baugenehmigung 2015 starteten noch im selben Jahr die Bauarbeiten. Den Beginn markierte der Abbruch der alten Kraftwerkszentrale. Die Hoch- und Tiefbauarbeiten des Projekts wurden von lokalen Unternehmen Ghelma Baubetriebe AG und der Kohler Bau AG kooperativ durch eine ARGE umgesetzt. Das Zeitfenster zur Neugestaltung der Wasserfassung direkt unterhalb des Reichenbachfalls war mit den Monaten zwischen Oktober und April sehr knapp bemessen. Nur in diesem Zeitraum bei stark verringertem Wasserdargebot konnte die Arbeitssicherheit gewährleistet werden. Generell musste dem Sicherheitsaspekt mit aufwändigen technischen Maßnahmen Rechnung getragen werden, führt Projektleiter Eichenberger aus: „Das Thema Eisbildung unterhalb des Wasserfalls kann sich während des Winters sehr problematisch auswirken. Zum Schutz der Arbeiter vor Eis- und Steinschlägen mussten während der Bauphase Stahlnetze gespannt werden. Zusätzlich wurde dem Aspekt der
Der gesamte Stahlwasserbau wurde vom deutschen Branchenspezialisten Wiegert & Bähr Maschinenbau GmbH in gewohnt robuster Ausführung gefertigt.
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SCHATTENHALB 1 & 3 BILDEN SYMBIOSE Die Anlagen Schattenhalb 1 und 3 bilden im energietechnischen Sinn eine ideale Symbiose. So wird die aus Konzessionsgründen ver-
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Die von ANDRITZ Hydro gefertigte 4-düsige Pelton-Turbine wurde auf eine Ausbauwassermenge von 1.300 l/s und eine Bruttofallhöhe von 216 m ausgelegt.
Hochwassersicherheit mit Wassermesseinrich tungen große Priorität eingeräumt. Um zu verhindern, dass sich Blöcke lösen und die Bauarbeiter gefährden, musste der gesamte Bereich um das Fallbecken permanent mit geologischen Messpunkten, Lasermessungen und Sichtkontrollen überwacht werden. Viele dieser aufwändigen Sicherungsmaßnahmen wurden bereits vor dem eigentlichen Baustart im Herbst ausgeführt.“
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BETONTRANSPORT AUF DEM LUFTWEG Obwohl die Reichenbachfall-Bahn für den Transport der Arbeiter auch im Winter genutzt werden konnte, war für die Durchführung der Betonarbeiten an der Wasserfassung der Einsatz eines Transporthelikopters unumgänglich. Vom Umschlagplatz an der Spitze des Wasserfalls wurden die Betonkübel jeweils im Zweiminutentakt ein- und ausgeflogen. Rund 1.600 Transportflüge waren für die Erneuerung der Wehranlage notwendig, schätzt Eichenberger. Wenig überraschend musste auch die stahlwasserbauliche Ausrüs-
tung des Fassungsbauwerks höchsten Ansprüchen gerecht werden. Grund genug für die Verantwortlichen, in dieser Frage auf das Know-how und Fachwissen eines absoluten Branchenspezialisten zurückzugreifen: Der Auftrag ging daher an das renommierte Wasserkraftunternehmen Wiegert & Bähr Maschinenbau GmbH aus dem südwestdeutschen Renchen, das seit mehr als fünf Jahrzehnten neben Wasserkraftturbinen auch innovative und zugleich bewährte Lösungen für den Stahlwasserbau liefert. Gerade weil die Materialbeanspruchung am Einsatzort ungewöhnlich hoch ist, waren äußert robuste und stabile Ausführungen gefragt, wie sie der Branchenprofi aus dem Ortenaukreis bereitzustellen in der Lage ist. Der Einbau der widerstandsfähigen Stahlwasserbauelemente wurde vom Montageteam von Wiegert & Bähr unter widrigen Bedingungen während der Wintermonate realisiert. Der Lieferumfang umfasste Grob- und Feinrechen inklusive Rechenreiniger sowie den Einlauf- und Grundablassschütz. Die vollautomatische Re-
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BKW Projektleiter Patrik Eichenberger
chenreinigungsmaschine wurde als Teleskop-Arm-RRM speziell für den Einsatzort in Schattenhalb konzipiert, gefertigt und montiert. Sie punktet nicht nur durch ihre hohe Zuverlässigkeit, sondern zudem durch einen ruhigen und vor allem effizienten Reinigungsbetrieb. Grundsätzlich wurde die Wehranlage mit einer festen Wehrschwelle und seitlicher Wasserentnahme ausgeführt. Die ursprüngliche Ausführung hatte aus zwei separaten Sommer- und Wintereinläufen bestanden. Im Zuge der Neugestaltung wurde der nun einzelne Einlauf im Bereich des alten Wintereinlaufs neben dem Grundablass platziert. Direkt an den Einlaufbereich schließt ein Kiesel- und Absetzbecken an und leitet das entnommene Wasser in das massiv ausgeführte Rechenhaus. Das in robuster Betonausführung gestaltete Bauwerk schützt den Rechenreiniger in Teleskopausführung, das Hydraulikaggregat sowie die elektrotechnischen Komponenten vor den Einflüssen des Wasserfalls und potentieller Steinschläge. Der ebenfalls massiv konstruierte Rechenreiniger
Technische Daten • Ausbauwassermenge: 1.300 l/s • Bruttofallhöhe: 216 m • Druckleitung: Guss DN800/700 • Länge: 570 m • Turbine: 4-düsige Pelton • Drehzahl: 600 U/min • Engpassleistung: 2.438 kW • Hersteller: ANDRITZ Hydro • Generator: Synchron • Drehzahl: 600 U/min • Nennscheinleistung: 3.200 kVA
Die neue Wasserfassung konnte dank günstiger Witterungsbedingungen und optimalem Zusammenspiel der beteiligten Unternehmen innerhalb einer Wintersaison errichtet werden.
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• Hersteller: TES VSETIN • Jahresarbeit/Regeljahr: ca. 6,7 GWh
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Die Zentrale wurde in kompakter Form völlig neu errichtet.
Visualisierung der BKW-Leittechnik
arbeitet mittels Pegelregelung vollautomatisch und entfernt das Schwemmgut zuverlässig vom Einlaufbereich. Nach dem Feinrechen, an dem das entnommene Geschwemmsel über eine Spülrinne wieder in den natürlichen Gewässerverlauf abgegeben wird, fließt das Wasser durch einen Freispiegelstollen zum Beginn der Druckleitung am Wasserschloss. Die insgesamt 570 m lange und seit über 100 Jahren in Betrieb stehende Druckleitung wurde ebenfalls zur Gänze erneuert. Der Trassenverlauf, der sich sowohl in unter- als auch oberirdische sowie Stollenabschnitte aufteilt, wurde im Zuge der Neuerrichtung beibehalten. Das Rohrmaterial in Form von hochwertigen Gussrohren der Marke St. Gobain stellte die Schweizer Wild Armaturen AG bereit. Zum Transport der massiven Rohre in der Dimension DN800 und DN700 wurde eine temporäre Materialseilbahn und Stollenbahnen errichtet. ANDRITZ HYDRO LIEFERTE TURBINE Die neue Kraftwerkszentrale wurde im Vergleich zur alten Ausführung wesentlich kompakter ausgeführt. Als Herzstück des neuen Kraftwerks kommt eine mit vier innenliegenden Düsen ausgestattete Pelton-Turbine des
Weltmarktführers im Kleinwasserbereich ANDRITZ Hydro zum Einsatz. Gefertigt wurde die freistehend montierte Turbine mit vertikaler Welle im ANDRITZ-Werk in Jonschwil im Kanton St. Gallen. Die auf eine Ausbauwassermenge von 1.300 l/s und eine Bruttofallhöhe von 216 m ausgelegte Maschine erreicht bei vollem Wasserdargebot eine Engpassleistung von 2.438 kW. Als Energiewandler dient ein direkt in vertikaler Richtung mit der Turbinenwelle gekoppelter Synchron-Generator des Herstellers TES VSETIN, der wie die Turbine mit exakt 600 U/min dreht. Zur Kühlung ist der auf eine Nennscheinleistung von 3.200 kVA ausgelegte Generator mit einem Wasserkreislauf ausgestattet. Als schwerstes Bauteil der elektromechanischen Ausstattung wurde der Generator beim Einbau mit einem mobilen Schwerlastkran über das Dach eingehoben. Zum Bewegen der leichteren Turbinenelemente bei zukünftigen Wartungstätigkeiten wurde ein fixer Hallenkran installiert. Die gesamte elektrische Ausstattung inklusive Leittechnik wurde von der BKW und verschiedenen Tochterunternehmen des Energiekonzerns in Eigenregie ausgeführt. Die Überwachung der vollautomatischen Stromproduktion erfolgt via On-
lineanbindung bei Bedarf durch das Betriebspersonal der BKW. INBETRIEBNAHME IM HERBST 2017 Nach einer Bauphase von knapp zwei Jahren ging das von Grund auf neu gebaute Kraftwerk Schattenhalb 1 im Juni 2017 erstmals in Betrieb. Rund drei Monate später wurde die Fertigstellung der Anlage bei einem Tag der offenen Tür der interessierten Öffentlichkeit präsentiert. „Weil insbesondere die komplexen Arbeiten an der Wasserfassung innerhalb einer Wintersaison anstelle von zwei Saisonen abgeschlossen wurden, konnten die veranschlagten Baukosten von rund 12,7 Millionen CHF deutlich unterschritten werden“, merkt Eichenberger an. Im Vergleich zum Altbestand mit der seit 2010 verringerten Nutzwassermenge durch die Inbetriebnahme von Schattenhalb 3 konnte die Produktion durch den Neubau um rund 30 Prozent gesteigert werden. Mit einer durchschnittlichen Jahreserzeugung von rund 6,7 GWh kann Schattenhalb 1 nun umgerechnet den jährliche Strombedarf von 1.500 Haushalten im Berner Oberland abdecken. Ein zukünftiges BKW-Projekt am Reichenbachfall – die Anlage Schattenhalb 4 – befindet sich aktuell in der Ausarbeitungsphase.
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Anschnitt der Geburtstagstorte beim offiziellen Festakt: Josef Lampl, Global Product & Application Manager bei Voith Hydro und ehemaliger Kössler CEO; Ralf Burbaum, Head of Small Hydro bei Voith Hydro; Franz Gunacker, Vizebürgermeister der Stadt St. Pölten; Dr. Stephan Pernknopf, Landeshauptfrau-Stellvertreter von Niederösterreich; Robert Schuhmayer, CEO von Kössler und Uwe Wehnhardt, Vorsitzender der Voith Hydro Geschäftsführung und Mitglied der Konzerngeschäftsführung. (v.l.)
WEGBEREITER DER KLEINWASSERKRAFTTECHNIK: KÖSSLER FEIERT DEN 90. GEBURTSTAG Mehr als 200 geladene Gäste waren nach St. Georgen am Steinfelde gekommen, um am 17. und 18. Mai dieses Jahres mit dem traditionsreichen niederösterreichischen Wasserkraftspezialisten Kössler ein bemerkenswertes Jubiläum zu feiern: 90 Jahre – ein Meilenstein, der Anlass gab, auf viele vergangene zurückzublicken. In den zwei Tagen vermittelte das Voith-Tochterunternehmen Einblicke in die lange Geschichte, stellte aktuelle innovative Lösungen vor und zeigte, welche Perspektiven Energiegewinnung aus Wasserkraft besitzt. Das 1928 von Alois Kössler gegründete Unternehmen hat sich in den vergangenen Jahrzehnten zu einem der führender Hersteller der Kleinwasserkrafttechnik entwickelt und nimmt darin heute einen Platz an der Weltspitze ein.
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it großem Pioniergeist hatte Alois Kössler 1928 sein Unternehmen im niederösterreichischen Wilhelmsburg gegründet und in wenigen Jahren als zuverläs sigen Reparaturbetrieb für Maschinen und Generatoren in der Region etabliert. Der Umzug an den heutigen Firmenstandort in St. Georgen erfolgte sechs Jahre später. In der Folge begann Kössler damit, eigene Turbinen und Regler für die Kleinwasserkraft zu bauen. Ein wegweisender, wenngleich mühsamer Schritt: Wie schwierig es zu dieser Zeit war, sich auf einem kaum überschaubaren Markt zu behaupten, rief Ing. Josef Lampl, der vor mals langjährige Geschäftsführer der Firma Kössler, heute Global Product and Applicati on Manager der Small Hydro Division des Mutterkonzerns Voith Hydro, dem Auditori um im Rahmen seiner Festrede in Erinne rung: „Ohne Internet und den heute bekann ten Kommunikationsmittel gab es keine global vernetzte Wirtschaft, ja kaum eine lo kal vernetzte. Man wusste vielleicht noch im
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benachbarten Pielachtal von der Firma Köss ler in St. Georgen, aber im nördlichsten Teil von Niederösterreich kannte Kössler damals wahrscheinlich kaum jemand. Kunde und Unternehmen mussten demnach erst einmal zusammengebracht werden – was damals wie heute bedeutet: Der Eigentümer und seine Mitarbeiter mussten täglich ihre Leistung er bringen, um den wirtschaftlichen Fortbestand des Unternehmens zu sichern.“ Speziell in den wirtschaftlich so turbulenten Zeiten der 1930er Jahre ein alles andere als einfaches Un terfangen. KEINE PRODUKTE FÜR DEN KRIEG Wenige Jahre später, als die Wirren des Zwei ten Weltkriegs das Land erschütterten, sollte sich erstmalig zeigen, dass Kössler ein ganz besonderes Produkt anzubieten hatte. „Wäh rend alle produzierenden Betriebe in die Rüs tungsindustrie gezwungen wurden, konnte Kössler weiterhin seine Turbinen erzeugen. Schließlich waren die Turbinen für die Strom
erzeugung der entlegenen Bauernhöfe unver zichtbar, damit diese die landwirtschaftlichen Produkte zur Versorgung der Bevölkerung herstellen konnten“, verwies Lampl auf einen historischen Aspekt, auf dem man bei Kössler noch heute zu Recht stolz ist. Nach der Be satzungszeit, in der das Unternehmen unter sowjetischer Verwaltung stand, ging es wieder in Privatbesitz über. Von da an standen die Zeichen auf Expansion. Neben Turbinen und Generatoren wurden auch Sägegatter herge stellt. Um die „fernen“ Märkte Salzburg und Steiermark zu erschließen, installierte Kössler ein eigenes Büro im oberösterreichischen Gmunden. Das Unternehmen blieb weiter hin auf Wachstumskurs. ZWEITE GENERATION BRINGT FRISCHEN WIND Anfang der 1970er Jahre übernahm mit Ing. Erich Kössler die zweite Generation die Füh rung des Unternehmens. Er sollte maßgebli chen Anteil am Erfolgslauf und an der heuti gen Position von Kössler haben. Unter der
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Die bunt gemischten Vorträge sprachen auch die internationalen Gäste der Veranstaltung an.
Als Keynote-Redner sprach Dr. Otto Pirkner, Vorsitzender der ARGE Wasserkraft innerhalb der Eurelectric, dem europäischen Verband der Elektrizitätsversorgungsunternehmen in Brüssel über die Bedeutung und die Perspektiven der Wasserkraft.
Führung des Sohnes von Alois Kössler, der zwischen 1970 und 1985 die Geschicke des Betriebs leitete, begann man, erstmalig Märk te außerhalb der sogenannten DACH-Staaten zu bearbeiten. „Erich Kössler war ebenfalls ein Pionier – und ein Rebell“, sagte Lampl und fügte erklärend hinzu: „Es gab für ihn zwei ganz wichtige Themen, die ihn umtrieben: Erstens den Export der Produkte nach ganz Europa, und zweitens die Bedrohung durch die aufkommende Atomindustrie und Kohle kraftwerke. Bevor damals noch jemand von saurem Regen oder Treibhauseffekt sprach, war ihm schon die Bedeutung von sauber er zeugtem Strom aus Wasserkraft bewusst. Und das wurde er auch nicht müde, lautstark zu artikulieren.“ Die Arbeit des umtriebigen Fir menchefs und seiner Belegschaft sollte in der Folge Früchte tragen. Die Exportquote in den 1980-er Jahren stieg auf über 80 Prozent. Zu gleich wurden die Betriebshallen und Büros ausgebaut, das Unternehmen zählte alsbald 130 Mitarbeiter.
Er erwarb Anteile am Unternehmen und führte den Betrieb ganz im Sinne Erich Köss lers weiter. Mit Erfolg: Die Exporte stiegen weiter an, es entstanden Kössler Iberica und Steel Industries Kerala. In der Folge setzte man verstärkt auf Investitionen in die eigene Technik – sowohl was das Produkt an sich, als auch was den Maschinenpark betraf. Einen weiteren Aufschwung erlebte das Unterneh men nach dem Bekenntnis der europäischen Staaten zu den im Kyoto-Vertrag beschlosse nen Klimaschutzzielen im Jahr 1997. Zahlrei che Regierungen setzten bei der Stromerzeu gung auf erneuerbare Energien, wovon Kössler profitierte. Die steigende Nachfrage gab dem Kleinwasserkraftspezialisten die Möglichkeit zur Entwicklung neuer Technologien. Bei spielsweise gilt die Kaplan-Rohrturbine mit innenliegendem Generator im Small Hydro Segment als absolute Innovation, ebenso wie der StreamDiver, jene Kompaktmaschine, die später gemeinsam mit dem Mutterkonzern Voith Hydro entwickelt worden ist.
KÖSSLER INVESTIERT IN EIGENE TECHNOLOGIE Unerwartet und viel zu früh wurde Erich Kössler 1985 aus dem Leben gerissen. Nach dem der erste Schock über den Verlust des Firmeninhabers überwunden war, übernahm Ing. Werner Panhauser die Geschäftsführung.
TEIL DER VOITH-FAMILIE Dass Kössler 2007 Teil des international agie renden Voith Konzerns werden sollte, könne im Nachhinein als logischer Schritt in die richtige Richtung gewertet werden, wie Josef Lampl näher erläuterte: „Als Voith 2007 das
Angebot machte, Kössler als Spezialisten für Kleinwasserkraft zu erwerben, zeugte es von viel Weitsicht der Verantwortlichen – der Familie Kössler und Geschäftsführer Panhau ser –, das Angebot anzunehmen. Angesichts der globalisierten Wirtschaft, der rasant fort scheitenden Technologie und des stetig stei genden Wettbewerbsdruckes war Voith der richtige Eigentümer für Kössler. Und so kam es im Dezember 2007 zur 100%igen Über nahme durch Voith Hydro St. Pölten. Das Unternehmen Voith und die Eigentümerfa milie sind bekannt dafür, dass sie halten, was sie versprechen. Und so wurde in Kössler in vestiert und ausgebaut. Das Unternehmen ist heute dort angelangt, wo es die Gründer im mer sehen wollten: Als Marktführer in der Kleinwasserkraft, gut eingebettet in einen Fa milienbetrieb und ein Technologiezentrum für Small Hydro weltweit.“ MIT DEM BLICK NACH VORNE Natürlich ließ sich der Vorsitzende der Ge schäftsführung von Voith Hydro, Uwe Wehn hardt, die 90-Jahr-Feier des Tochterunterneh mens nicht entgehen. Er betonte in seiner Festrede die Bedeutung, die Kössler als Teil der großen Voith-Familie mittlerweile erlangt hat: „Seit nun mehr als zehn Jahren ist die Er folgsgeschichte von Kössler auch Teil von
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Fünf prägende Männer an der Spitze der Geschäftsführung der Firma Kössler: Von Firmengründer Alois Kössler, über dessen Sohn Erich Kössler, weiter über Werner Panhauser und Josef Lampl bis zum erst kürzlich zum Geschäftsführer avancierten Robert Schuhmayer. Mit viel Weitblick und Kompetenz wurde das Unternehmen stetig weiterentwickelt.
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Hatten auch Geschäftliches zu besprechen: Martin Ch. Braun, Inhaber der Braun Maschinenfabrik und Gebietsverkaufsleiter Georg Neuber von Kössler. (v.l.)
Voith – und auch heute noch sind wir über zeugt von unserer Entscheidung und der Auf nahme dieser Tochter(-gesellschaft) in die Voith Familie. Diese Familie ist ein großes, internationales Netzwerk mit zahlreichen Standorten, tausenden Mitarbeitern und in novativen Lösungen, mit denen wir weltweite Trends bedienen. Dazu zählt nicht nur der Markt für erneuerbare Energien, auch Mobi lität, ein verantwortungsvoller Umgang mit Rohstoffen und die Digitalisierung beschäfti gen uns bei Voith jeden einzelnen Tag“, so Wehnhardt. Ebenso wie Josef Lampl weist er auf die Parallelen in der Entwicklung von Voith und Kössler hin. Auch der Mutterkon zern entsprang großem Pioniergeist und steht heute – so wie Kössler – für Tradition, Erfah rung und Qualität. Voith beging im letzten Jahr sogar das große 150-jährige Firmenjubi läum. „Doch auf einer erfolgreichen Vergan genheit darf man sich niemals ausruhen! Das Jubiläumsjahr stand unter dem Motto ‚Wel
come to the next 150 years‘. Denn es zählt der Blick in die Zukunft, das Meistern der nächs ten Herausforderungen und die damit ver bundene Chance, immer auch einen Schritt voraus zu sein. Und das gilt selbstverständlich auch für Kössler“, richtet Wehnhardt die Per spektive nach vorne. LEUCHTTURMPROJEKTE VOR DEN VORHANG Dass Kössler heute mit seinen Small und Mini Hydro Lösungen zentraler Bestandteil des Portfolios von Voith Hydro ist, von dem beide Seiten profitieren, konnte am besten durch so genannte Best-Practice-Beispiele unterstrichen werden. Aus diesem Grund nahm die Präsentation von Leuchtturmpro jekten wesentlichen Raum im Rahmen der Jubiläumsveranstaltung ein. Mit der Vorstel lung herausragender Projekte der vergange nen Jahre veranschaulichte Kössler, weshalb das Unternehmen mit seinen Lösungen heu te eine Vorreiterrolle im Bereich Kleinwas
serkraft einnimmt. Vorgestellt wurden unter anderem die 14 Kleinwasserkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 18,5 Megawatt, die das Unternehmen in Schottland für sei nen Kunden Green Highland Renewables in den vergangenen Jahren gebaut hat. Ein wei teres Highlight sind die drei Kleinwasser kraftwerke Qorlortorsuaq, Sisimitu und Ilu lissat in Grönland. Sie werden als Inselnetze betrieben und ersetzen die bisher dort einge setzten Dieselaggregate. Die Technik von Kössler trägt dazu bei, den CO2-Ausstoß in der sensiblen Umwelt Grönlands zu reduzie ren. Präsentiert wurde dem internationalen Fachpublikum auch die Turbinenlösung für das Kraftwerk Medna in Bosnien-Herzego wina. Für den Betreiber, den Kärntner Ener gieversorger Kelag, lieferte Kössler mit Un terstützung des Mutterkonzerns eine Kaplanturbine mit 7-flügeligem Laufrad, das auch unter den schwierigen Anforderungen bei 47 Meter Fallhöhe besteht.
Bei jazzigen Klängen genossen die Gäste das Galadinner und das originelle Rahmenprogramm.
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Unter großem Applaus wurde die spektakuläre Geburtstagsstorte in den Festsaal gerollt.
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Uwe Wehnert richtete in seiner Festrede den Fokus auf die Zukunft, für die Kössler bestens aufgestellt sei.
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Bis März war Josef Lampl Geschäftsführer bei Kössler, in seiner Festrede wünschte er Robert Schuhmayer für die Nachfolge alles Gute.
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gängige Festmenü als auch das Rahmen programm mit den Festreden, sowie der musikalischen Umrahmung mit jazzigem Sound fanden großen Anklang bei den Besu chern. Natürlich durfte auch die obligatori sche Geburtstagstorte nicht fehlen, die von den Verantwortlichen und Ehrengästen unter großem Applaus angeschnitten wurde. Abge rundet wurde die Veranstaltung mit der Ex kursion zum Donaukraftwerk Melk am zwei ten Tag und der darauffolgenden Schifffahrt durch die Wachau – von Melk nach Krems. Damit fand die bemerkenswerte Jubiläumsta gung der Firma Kössler auf der Donau einen würdigen Ausklang.
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Nette Abendunterhaltung und gepflegtes Networking stand bis in die späteren Abendstunden auf dem Programm.
NEUENTWICKLUNGEN UND PERSPEKTIVEN Vorträge über die Perspektiven der Energiege winnung aus Wasserkraft, die Bedeutung der Kleinwasserkraft in den kommenden Jahren sowie über neue technologische Entwicklun gen von Kössler rundeten die Redebeiträge ab. Als Keynote-Redner konnte Kössler Dr. Otto Pirker, Vorsitzender der Arbeitsgruppe Wasser kraft innerhalb der Eurelectric, dem europäi schen Verband der Elektrizitätsversorgungs unternehmen (EVU) in Brüssel, gewinnen. Seiner Ansicht nach spielt Wasserkraft auch in Zukunft eine dominierende Rolle unter den erneuerbaren Energieträgern. „Im Vergleich zu Wind und Sonne hat Wasserkraft eine unver gleichlich höhere Verfügbarkeit und kann alle Arten von Netzdienstleistungen und Flexibili
tätsprodukten bereitstellen. Sie ist somit der ideale Partner von Wind und Sonne im Ener giesystem“, so Pirker. Zugleich betonte er, dass permanentes Lobbying für die Wasserkraft un abdingbar sei. Schließlich würden letztlich alle Eckpfeiler der Energie- und Umweltpolitik in Brüssel gesetzt. AUSKLANG AUF DER DONAU Als optimaler Rahmen für die Vorträge wurde von der Tagungsorganisation der Stadtsaal St. Pölten im DC Hotel der niederösterreichi schen Landeshauptstadt gewählt. Die eigentli che Festveranstaltung fand allerdings am Abend in der festlich dekorierten und auf Hochglanz geputzten Montagehalle des Was serkraftunternehmens statt. Sowohl das mehr
Gute Stimmung an Bord des Donauschiffs.
KOMPETENZZENTRUM FÜR KLEINWASSERKRAFT Seit 2007 ist Kössler nun Teil des Voith Kon zerns – eine Partnerschaft, von der beide Sei ten profitieren „Vor allem im Bereich der technologischen Entwicklung ergeben sich immer wieder Synergien“, sagt Robert Schuh mayer, seit März 2018 CEO von Kössler, und ergänzt: „Nur wenige unserer Mitbewerber können auf dieses sehr hohe Technologielevel zurückgreifen.“ Zukünftig will Schuhmayer, der lange Jahre als CFO bei Voith Hydro in Österreich gearbeitet hat, die Rolle Kösslers als technologisches Kompetenzzentrum für den Bereich Small Hydro innerhalb des Voith Konzerns weiter ausbauen. Die Basis dafür ist überaus gut. Schließlich versammelt Kössler alle Kernkompetenzen von der Turbinen- und Modellentwicklung über die Konstruktion und Fertigung bis hin zum After-Market-Ser vice unter einem Dach – und ergänzt diese mit 90 Jahre Know-how.
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Nach dem Besuch des Donaukraftwerks Melk ging es auf eine gemütliche Bootsfahrt durch die schöne Wachau.
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Nach 16 Monaten Bauzeit konnte das neue Kraftwerk in Höfen den Probebetrieb aufnehmen. Im Zuge des Neubaus wurden umfangreiche Maßnahmen zum einen für den Hochwasserschutz und zum anderen für die Verbesserung der ökologischen Gewässersituation umgesetzt.
EWR BAUT TRADITIONSSTANDORT ERFOLGREICH AUS Mit dem Kraftwerk Höfen unweit von Reutte brachte die Elektrizitätswerke Reutte AG (EWR) ihr jüngstes Kraftwerks projekt ans Netz. Die neue Kleinwasserkraftanlage nahm im April den Probebetrieb auf. In einer Bauzeit von rund 16 Monaten konnte ein neues Kraftwerksgebäude errichtet, umfangreiche Maßnahmen zur Umsetzung der Wasserrahmen richtlinie, sowie weitreichende Sanierungsarbeiten an der bestehenden Wehranlage und im Bereich des Hochwasserschutzes umgesetzt werden. Einzelne Maßnahmen, wie eine ökologisch nachhaltige Restwasserabgabe, ein moderner Fischaufstieg und die Wehrverbreiterung für den Hochwasserschutz, tragen erheblich zur ökologischen Aufwertung der gesamten Gewäs sersituation am Standort bei. Das neue Kraftwerk liefert künftig 2,6 GWh grünen Strom pro Jahr.
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m Mittelalter waren es vor allem Salz und Holz, die über die natürliche Lech-Furt im heutigen Höfen transportiert wurden. Wo einst die alte Furt war, wurde schon früh ein Wehr errichtet, um die Kraft des Wassers wirtschaftlich zu nutzen. Die Wasserkraft stand in Diensten der Textilwerke Reutte, die unter dem früheren Namen Reuttener Textilwerke AG (RTW) als das älteste Industrieunternehmen im Reuttener Becken gilt – oder besser: galt. 2008 wurde das Unternehmen geschlossen, dessen Anfänge sich bis ins 18. Jahrhundert zurückverfolgen lassen. Bereits 1988 übernahmen die Elektrizitätswerke Reutte AG (EWR) das bestehende Ausleitungskraftwerk des Textilunternehmens, das an der rechten Uferseite des Lech situiert ist. Es ist in dieser Form seit 1952 in Betrieb und liefert mittels zweier Staustufen und drei Maschinensätze rund 2,4 MW Leistung.
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Die EWR verfügt über ein historisch gewachsenes Stromversorgungsgebiet, welches sich über das beinahe ganze Außerfern bis ins südliche Ostallgäu erstreckt. „Der Grundstein des Unternehmens wurde 1903 mit der Inbetriebnahme des Kraftwerks am nahegelegenen Plansee gelegt“, erklärte Ing. Georg Hauser, Leiter der Stromerzeugung bei der Elektrizitätswerke Reutte AG. Die EWR produziert derzeit mit 14 Wasserkraftwerken rund 160 GWh pro Jahr, wobei die Stromerzeugung selbst ausschließlich auf Tiroler Gebiet erfolgt. AUFLAGEN UND SANIERUNG ALS AUSGANGSPUNKT Zwei Punkte machten einen Ausbau des Kraftwerkstandorts in Höfen unumgänglich: Zum einen galt es, die Auflagen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) umzusetzen, zum anderen bestand Sanierungsbedarf an bestehenden Anlagenteilen,
vor allem an der Wehranlage. „Wir haben uns Gedanken dazu gemacht, wie wir den ökologischen Aspekt mit dem wirtschaftlichen Faktor nachhaltig verbinden und einen Beitrag zum Hochwasserschutz leisten können“, so Hauser dazu. Das Ergebnis dieser Überlegungen war der Neubau eines weiteren Krafthauses auf der linken Uferseite. Auf diese Weise werden vorhandene Potentiale genutzt, und gleichzeitig wird die Durchgängigkeit für die Wasserfauna hergestellt. Zudem musste für das Hochwasserproblem eine Lösung gefunden werden. „Die Lösung des Hochwasserproblems war uns ein besonderes Anliegen“, so Hauser weiter. Ein weiteres zentrales Thema des Projekts betraf den Schallschutz: Bedingt durch die an ein Wohngebiet angrenzende Lage, wurde ein großes Augenmerk auf den Schallschutz gelegt und die Dienste eines Ingenieurbüros für technische Physik in Anspruch genom-
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BAUBEGINN IM JÄNNER 2017 Bis 2013 wurden alle Dokumente eingereicht, und nach einer anschließenden Optimierungsphase erfolgte 2016 der positive Bescheid seitens der Behörden. Damit waren die Weichen gestellt, und die Arbeiten konnten im Jänner 2017 beginnen. Den Auftakt bildete eine aufwändige Baugrubensicherung, die in Form eines Schüttdamms angelegt wurde. Aufgrund der ständigen Hochwassergefahr, von Frühling bis in die Sommermonate hinein, wurde der Schüttdamm mittels Düsenstrahlverfahren (DSV) zusätzlich abgesichert. Dazu wurde eine Injektionslanze in den Boden gebohrt, über die im Anschluss eine Bindemittel-Zementemulsion mit rund 600 bar Druck eingepresst wurde. „Die Baugruppensicherung wurde auf ein 5 jähriges Hochwasser ausgelegt, welches im Sommer 2017 auch tatsächlich eintrat“, sagte Georg Hauser sichtlich erleichtert. Die Baupahse 1 umfasste das Aus laufbauwerk mit dem Fischaufstieg. In der Bauphase 2 wurde das Krafthaus und das Einlaufbauwerk errichtet. Die Bauphase 3
umfasste die Sanierung der Wehranlage. Nach dem Abschluss der Betonarbeiten erfolgte die Montage der Anlagenteile, die aus dem Hause Andritz HYDRO stammen. Der Wasserkraftspezialist, der zudem die ETechnik sowie weitere Maschinenbauteile beisteuerte, rüstete die Kompaktanlage mit einer vertikalen doppeltregulierten Kaplan-Rohrturbine aus. Das Laufrad misst 2000 mm im Durchmesser, die Turbine bringt eine Nennleistung von 535 kW. EINHEBEN ERFORDERT ERFAHRUNG Dabei stellte sich das das Einheben und Montieren der Maschineneinheit als größere Herausforderung dar, als ursprünglich von Betreiberseite angenommen. Die bei Andritz HYDRO ab Werk vormontierten Kraftwerkskomponenten, wie der Leitapparat, das Laufrad und die Welle, wiegen zusammen rund 15 Tonnen. „Aufgrund der Baustelle im Einlaufbereich musste die Turbineneinheit bei einer Ausladung von 30 m und einer Last von 15 Tonnen seine Fracht zentime-
tergenau absetzen. Im Anschluss daran wurde das abnehmbare Dach auf die Kraftwerksdecke montiert, es dient in Zukunft als Wartungszugang. Zwischen dem Generator aus dem Hause Hitzinger mit 1000 U/min und der Turbine mit einer Drehzahl von 152 U/min sitzt ein Getriebe des bewährten Hersteller Eissenbeiss aus Enns. Die erfahrenen Generatorenbauer aus dem oberösterreichischen Linz lieferten einen wassergekühlten Synchrongenerator mit einer Leistung von 580 kVA und einem garantierten Schalldruckpegel von 85+1dB. Der leistungsstarke Energiewandler bringt immerhin 3,4 t auf die Waage. LECH ALS HERAUSFORDERUNG FÜR DEN STAHLWASSERBAUER Der 256 km lange Lech-Fluss entspringt am Formarinsee in Vorarlberg und fließt durch Tirol und Südbayern, wo er schließlich in die Donau mündet. Er gilt als wilder Gebirgsfluss, dessen Pegel – vor allem zur Schneeschmelze – durchaus rapide steigen
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Mit Baubeginn Anfang Jänner 2017 wurde mit der aufwändigen Baugrubensicherung begonnen. Damit wurde dem Hochwasserrisiko am Standort Rechnung getragen.
Die Kompaktanlage mit insgesamt 15 t wurde über die Wartungsöffnung eingehoben.
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men. „Das Krafthaus wurde mit Sylomer®- Matten entkoppelt. Das heißt: Es wurden zwei voneinander entkoppelte Gebäudehüllen errichtet, zwischen denen eine Sylomer-Matte eingebracht wurde und die damit frei von Schwingungsübertragungen sind. Grundsätzlich müssen beim Thema Schall alle Maßnahmen im Vorfeld getroffen werden. Das bedeutet, dass jedes noch so kleine Detail in der Planung berücksichtigt werden muss. Im Nachhinein gibt es keine sinnvollen Möglichkeiten mehr, ein Körperschallproblem in den Griff zu bekommen. Ganz ähnlich hielt man diese Vorgaben auch für andere Anlagenteile ein, deren Betriebsschall unter dem vorgegebenen Wert bleiben mussten.
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Leitapparat, Turbine und Welle sind bereits vormontiert.
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Fotos: Bayerische Landeskraftwerke
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Grafik: Kössler
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Die Kombination aus der Andritz-Kompaktanlage und dem wassergekühlten Generator von Hitzinger liefert künftig pro Jahr 2,6 GWh CO2-freien Strom.
kann. Die Wasserführung schwankt zu Niedrigwasserzeiten im Winter von 5 m³/s bis zu Hochwasserwerte von 1000 m³/s. Im Sommer pendelt sich der Wert in der Regel zwischen 40-100 m³/s ein. Gerade in der Zeit zwischen Frühling bis Anfang Sommer, da der Fluss besonders viel Wasser führt, sorgt der vermehrte Sedimenteintrag für erhöhte Abrasionsgefahr. Diesem Umstand galt es vor allem von Seiten der stahlwasserbaulichen Ausrüstung Rechnung zu tragen. Ein Argument, warum die erfahrenen Wasserkraftbetreiber auf einen Branchenspezialisten vertrauten, der über enorm große Erfahrung und jede Menge Know-how verfügt: die Braun Maschinenfabrik GmbH aus dem oberösterreichischen Vöcklabruck. Das Stahlwasserbauunternehmen zeichnete dabei konkret für den horizontalen Rechen inklusive vollautomatischem Rechenreiniger, der Anlagensteuerungen, den gesamten Stahlwasserbau und die aufwändige Wehrsanierung am Altbestand verantwort-
Andritz lieferte in Höfen die Maschineneinheit, die Steuerungstechnik und weitere Maschinenbauteile.
lich. „Die Techniker von Braun haben sehr professionelle Lösungen für die besonderen Herausforderungen am Lech, geliefert und alle Projektpunkte hervorragend umgesetzt“, erklärte Hauser dazu. Die Berechnung und Ausführung der Stahlwasserbauteile wurde sehr konventionell unter Verwendung großer Materialstärken ausgeführt. HORIZONTALER RECHENREINIGER VON BRAUN Bei dem Horizontalrechen samt Reinigungsmaschine mit elektrischem Kettenantrieb wurde nichts dem Zufall überlassen. Das Know-how eines höchst innovativen Branchenspezialisten steckt unter anderem auch in den Stäben des Feinrechens, die ein tropfenförmiges Design aufweisen. Es handelt sich dabei um ein strömungsoptimiertes und fischfreundliches Profil. Die dazu verbaute Putzharke ist ausschwenkbar und mit zusätzlichen Putzkämmen gegen vermehrten Laubanfall gerüstet. Die richtige Konfiguration des Reinigungsintervalls wird derzeit im Probebe-
trieb anhand der realen Gegebenheiten eruiert. Befindet sich der Reinigungsvorgang auf halber Strecke, so beginnt sich die aufgesetzte Klappe am Spülschütz zu öffnen. Beim Öffnungsvorgang wird lediglich das Hydraulikventil geöffnet und durch den auf die Klappe wirkenden Wasserdruck presst das Öl aus dem Hydraulikzylinder. Dabei wird die Klappe langsam geöffnet. Beim Schließen pumpt die Hydraulikpumpe das Öl wieder in den Zylinder zurück. Die Spülklappe ist auf der Oberkante besonders geformt und mit Strahlbrechern ausgestattet. WEHRSANIERUNG Nach der Trockenlegung der vier zu sanierenden Wehrfelder, die noch von 1952 stammen, wurden mehrere Schadstellen bedingt durch die Abrasion und Schäden durch Hochwasser ausgemacht. Die Wehrsanierung gestaltete sich in der Folge durchaus aufwändig. Zum einen wurden die Wehrfelder teils verbreitert, um künftige Verklausungen zu verhindern,
Stahlwasserbau von Braun: • 2 Stk. Wehrschütze: 9,6 m x 1,9 m; ca. 6 t hydraulisch betrieben • 1 Stk. Turbineneinlaufschütz: 6,2 m x 3,7 m; ca. 11 t Rollschütz selbstschließend, hydraulisch betrieben • 1 Stk. Spülschütz m. Klappe: 1,5 m x 3,6 m; ca. 1,5 t Gleitschütz, hydraulisch betrieben • 1 Stk. Absperrschütz FAH: 0,6 m x 1,2 m; ca. 0,5 t Gleitschütz, mit Auma-Antrieb • Horizontalrechen: 18 m x 1,6 m; ca. 4 t Strömungsgünstiges Profil • RRM-Horizontal: elektrisch betrieben mit Kettenantrieb • Komplette Hydraulik + Steuerung • Revisionsverschlüsse Turbinen-Auslauf: 11,7 m x 2,3 m 4-Seitig dichtend – Alu-Dammbalken
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Die Horizontalrechenreinigungsmaschine mit elektrischem Kettenantrieb von Braun Maschinenfabrik GmbH wird derzeit unter realen Bedingungen konfiguriert. Die SIMATIC-Steuerung von Siemens bildet das Gehirn der Anlage.
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Technische Daten: • Ausbauwassermenge: 15 m³/s • Bruttofallhöhe: 4,10 m • Betreiber: Elektrizitätswerke Reutte (EWR) • Turbine: 1 Kaplan, vertikal verbaut in einer Kompakteinheit von Andritz Hydro GmbH • Generator: Wassergekühlter Synchrongeneratore von Hitzinger • Turbinenleistung: 535 kW • Regelarbeit/Regeljahr: 2,6 GWh • Stahlwasserbau, horizontaler Rechenreiniger, Ausführung von Braun Maschinenfabrik GmbH • Leittechnik für die Turbine: Andritz Hydro GmbH
Die sanierten Wehrfelder mit neuen Hubschütze beim neuen Krafthaus auf der linken Uferseite des Lechs.
und zum anderen wurde der Materialaufbau verändert. Der Beton wurde in zwei Etappen eingebracht, mit einer Kernstruktur und darüber einer Deckschicht aus Hartbeton. Besonders beanspruchte Bereiche wurden z usätzlich mit Stahlplatten gepanzert beziehungsweise mit Granitblöcken versehen. Die Verwendung von Hubschützen hat sich an diesem Standort bewährt und wurde deshalb weiterverfolgt. ÖKOLOGISCHE DURCHGÄNGIGKEIT Anlässlich der Europäischen WRRL hat sich auch die EWR verpflichtet, ihre Projekte möglichst nachhaltig zu realisieren und nimmt diese Aufgabe sehr ernst. Die hier umgesetzten Maßnahmen, eine Durchgängigkeit für die Fauna des Lechs herzustellen, eine Restwasserabgabe für die Ausleitungsstrecke zu gewährleisten und den Fischaufstieg mit dem Hochwasserschutz zu kombinieren, widerspiegeln
dieses Bekenntnis. Der Fischaufstieg befindet sich im Retentionsgebiet, also Schwemmgebiet des Lechs und wird bei Hochwasser mit Sedimenten bedeckt. Deshalb sind die 22 Beckenelemente so konstruiert, dass man sie rausheben kann, damit die entsprechende Reinigung bei einer Verlandung von Schlamm-, Kies- und Schottereintrag maschinell erfolgen kann. Die Dotation des Fischaufstiegs wird über ein Stellventil von AUMA individuell geregelt. Die hier ansässigen Leitfischarten sind Bachforellen und Eschen mit circa 40-50 cm Länge. Für diese Fischarten sind deshalb 20 cm Niveauunterschied pro Becken optimal. Insgesamt überbrücken die Lebewesen rund 4,1 m vom Unter- bis ins Oberwasser. EWR ALS TOP-LOKALVERSORGER AUSGEZEICHNET Der kommunale Energieversorger mit Sitz in Reutte ist nicht nur Betreiber, sondern ver-
Innovations for waterpower all over the world.
fügt auch über großes Know-how auf weiteren Geschäftsfeldern. Dazu zählen vor allem die Elektroinstallation, Elektroanlagenbau, Kundendienst, Wasserversorgung, Abwasserentsorgung und Erdgasversorgung. Aus diesem Grund kamen bei diesem Projekt die Planung, die Energieableitung ins Stromnetz, die Montage der Trafoanlage und viele andere Tätigkeiten von EWR selbst. „So ein Projekt ist immer mit gewissen Herausforderungen verbunden und macht man nicht alle Tage. Die Zusammenarbeit den beteiligten Unternehmen hat jedoch gut funktioniert“, so Hauser abschließend. Das Projekt ist unfallfrei über die Bühne gegangen und konnte nach einer Bauzeit von 16 Monaten abgeschlossen werden. Das Monitoring der Fischaufstiegsanlage wird im Herbst starten und voraussichtlich im Frühjahr 2019 abgeschlossen.
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Fotos: Kelag
Vom neuen Projektentwurf bis zur Inbetriebnahme nahm die Umsetzung des Kraftwerks Medna in Bosnien-Herzegowina rund 7 Jahre in Anspruch. Seit März dieses Jahres befindet sich die Anlage, die im Regeljahr rund 26 GWh produziert, im Probebetrieb.
KRAFTWERK MEDNA ODER DER LANGE WEG ZUM VORZEIGE-KRAFTWERK
Eines wussten die Kraftwerksspezialisten der Kelag International ganz genau: So wie sich das Kraftwerk Medna im Vorprojekt aus dem Jahr 2009 darstellte, würde man es sicher nicht bauen. Zu abenteuerlich wirkten die ersten Machbarkeitsstudien für das Kleinkraftwerk an der Sana, rund 80 km von Banja Luka entfernt. Um es realisieren zu können, bedurfte es einer umfassenden Optimierung. Dass diese jedoch nicht mit den neuen Plänen im Jahr 2012 abgeschlossen waren, sollte sich in weiterer Folge zeigen. Bedingt durch äußere Umstände musste das Konzept und zahlreiche Details – auch während der Bauphase – noch öfter angepasst werden, um das Projekt letztlich erfolgreich umsetzen zu können. Dass man von Seiten der Kelag International dank eigener Planungskompetenz immer wieder flexibel reagieren konnte, wurde dabei zum entscheidenden Erfolgsfaktor. Seit März 2018 ist das Kraftwerk Medna nun in Betrieb. Im Regeljahr wird es rund 25 GWh aus erneuerbarer Energie ans bosnische Netz liefern.
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eit nunmehr neun Jahren ist das Kärntner Energieunternehmen Kelag mit ihrer 100-Prozent-Tochter Kelag International in den Ländern Südosteuropas tätig. Man investiert selektiv in kleinere Wasserkraftwerke und Windturbinen – und dies durchaus erfolgreich: In Summe sind es 14 Wasserkraftwerke mit einer Gesamtkapazität von 57 MW, der Großteil davon bereits in Betrieb, für welche die Kelag International mit Unterstützung der Kelag-Kraftwerks planung (Bauwesen, Elektrotechnik, Maschinenbau) federführend verantwortlich zeichnet. Ein erster Meilenstein der Unternehj
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mensgeschichte markierte die Akquise der slowenischen Inter- Energo 2009, die damals schon einige Konzessionen in die Übernahme mit einbrachte. „Die InterEnergo hatte Konzessionen für drei Kleinwasserkraftprojekte in der bosnischen Teilrepublik Republika Srpska in ihrer Schublade. Das waren die beiden Projekte Zapece und Novacovici, die in den letzten Jahren realisiert wurden, sowie das Projekt Medna an der Sana. Es ist nicht nur das leistungs- und ertragsstärkste Kraftwerk dieses Trios, sondern sollte auch weitaus am aufwändigsten umzusetzen sein“, sagt Dipl.-Ing. Ingo Preiss, Geschäftsführer der Ke-
lag International und Projektverantwortlicher für das Kraftwerk Medna. TRIEBWASSER AUS DER SCHLUCHT Der Standort befindet sich etwa 80 Kilometer südlich der 200.000 Einwohner-Stadt Banja Luka, dem wirtschaftlichen Zentrum Bosnien-Herzegowinas, am Oberlauf der Sana. Die Region ist geprägt vom Karstgebirge, aus dem über einen Bereich von einigen hundert Metern mehrere Quellen zutage treten, die dann den kleinen Wasserlauf Sana bilden. „Im Anschluss an dieses Quellgebiet durchfließt der Fluss eine enge Schlucht, die sich über zwei-
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Die Wasserfassung wurde am Eingang der Sana-Schlucht mit einer Seitenentnahme und einem Doppelkammer-Sandfang errichtet.
einhalb bis drei Kilometern erstreckt. Dies ist der Bereich, der als Ausleitungsstrecke geplant und letztlich auch verwirklicht wurde. Für den Kraftabstieg war ein Stollenbau durch das Karstgebirge unerlässlich. Am Ende der Schlucht wird das Wasser im Maschinenhaus turbiniert und in die Sana zurückgeführt“, umreißt Ingo Preiss die Voraussetzungen und das entsprechende Kraftwerkskonzept. GEMÄSS MACHBARKEITSSTUDIE NICHT MACHBAR 2010 bekam die Kelag zum ersten Mal die Machbarkeitsstudie zu sehen. Dabei wurde schnell klar: So kann ein Kleinwasserkraftwerk nach heutigen Kriterien nicht errichtet werden. In der ersten Projektstudie war eine kleine Bachfassung geplant, von der aus das Wasser in einen Freispiegelstollen geleitet werden sollte. Am Ende des Kanals war ein Beton-Wasserschloss mit der stattlichen Höhe von 30 m vorgesehen – und von hier aus sollte dann das Wasser über eine steile Stahldruckrohrleitung zum Krafthaus geführt werden. Die Kernidee der zweiten Projektstudie beinhaltete eine 50 m hohe Bogenmauer aus Beton am Ende des Tals, wo der ganze Fluss aufgestaut werden sollte. „Sowohl die eine als auch die andere Idee kamen für uns nicht in Frage. Im Grunde waren beiden Ansätze für modernen Wasserkraftbau nicht mehr zeitgemäß“, erklärt der Projektleiter und verweist darauf, dass diese Ideen durchaus auch für Negativ-Publicity in den lokalen Medien gesorgt hatten. Für die Verantwortlichen der Kelag stand indes fest, dass man – wie bei den Anlagen zuvor – keinerlei Kompromisse in Hinblick auf Nachhaltigkeit und umweltfreundliche Umsetzung machen wollte – und ein Kraftwerk nach gleichen Maßstäben zu errichten trachtete, wie man es auch in Österreich tun würde. 2012 lagen die ersten Pläne dafür vor. FASSUNGSBAUWERK MIT DIMENSIONSPROBLEM Gemäß den neuen Plänen der Kelag-Kraftwerksplanung war eine klassische Bachfas-
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Die Bachfassung wurde ohne Wehrklappe realisiert.
sung mit seitlichem Einlauf vorgesehen, an der eine maximale Triebwassermenge von 12,2 m3/s eingezogen werden kann. Durch den Stollen im Karstgebirge sollte eine GFK-Druckrohrleitung verlegt werden, die man mit Beton hinterfüllen wollte. Im Krafthaus sollten zwei baugleiche Francis-Turbinen zum Einsatz kommen. Dies wenig überraschend: Schließlich beträgt die Bruttofallhöhe 47 m. Die Idee wurde zu Papier gebracht, die Baugenehmigung eingeholt und das Projekt eingereicht. Von Seiten der Kelag war dafür ein Gesamtbudget von 15 Millionen Euro veranschlagt. Einer Umsetzung sollte damit nichts mehr im Wege stehen, oder doch? „Das erste Problem war, dass sich nach Einholung und Auswertung aller Angebote die erforderlichen Summen zwischen 19 und 22 Millionen Euro bewegten. Darunter war es nicht machbar“, so Ingo Preiss. Das Hauptproblem, so der Projektleiter, lag in der enormen Größe der geplanten Bachfassung, die sechs Entsanderkammern aufwies. Eine effiziente Entsandung in Hinblick auf minimale Korngrößen war unumgänglich, wollte man mit Francis-Turbinen arbeiten. KAPLAN-TURBINE FÜR 47 M FALLHÖHE Dass unter Umständen auch eine andere maschinelle Lösung möglich wäre, wurde von Seiten der Firma Kössler angestoßen, dem niederösterreichischen Wasserkraftspezialisten, mit dem die Kelag auch schon bei anderen Projekten in Österreich und am Balkan konstruktiv zusammengearbeitet hatte. Was, wenn man statt der beiden Francis- eine Kaplan-Turbine einsetzen würde? Auf einen Schlag würde aus dem 6-Kammer-Entsander ein 2-Kammer-Sandfang werden, da die Kaplan-Turbine bekanntermaßen höhere Korngrößen problemlos toleriert. Zudem bietet die Kaplan-Maschine deutlich bessere Wirkungsgrade im Teillastbereich, auch wenn sie nicht ganz an die Spitzenwirkungsgrade einer Francis-Turbine herankommt. Doch: Gibt es am
Markt eine Kaplan-Turbine, die auf eine Fallhöhe von 47 Meter ausgelegt ist? Von Seiten der Firma Kössler kam ein klares Ja. „Wir haben für die Kelag vor etwa 10 Jahren eine vergleichbare Kaplan-Spiralturbine geliefert. Das war auch der Anstoß zu untersuchen, ob eine derartige Kaplan-Lösung auch für die Gegebenheiten am Standort Medna möglich ist“, erzählt Ing. Karl Wieder, Key Account Manager im Hause Kössler. „Dank dem Know-how unseres Mutterkonzerns Voith Hydro im Großanlagenbau haben wir rasch ein passendes Maschinendesign gefunden. Es gibt ja auch in Betrieb befindliche Kaplan-Spiralturbinen mit 80 m Fallhöhe. Wir konnten hier auf einen Modellversuch und eine ausgeführte Maschine als Referenz zurückgreifen. Das hydraulische Design ist aber schon ziemlich speziell.“ Die Frage nach dem elektromaschinellen Equipment war somit beantwortet. Ein Optimierungsschritt, mit dem man der Realisierbarkeit des Kraftwerks Medna ein großes Stück näher gekommen war. BETONSCHALE STATT GFK? Was den Verantwortlichen der Kelag allerdings darüber hinaus Kopfzerbrechen bereitete, war die Frage nach dem Kraftabstieg. Die Wasserhaltung im porösen Kalkgestein wurde zu einem Dauerproblem für die Kraftwerksbauer.
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GFK-Rohre waren zum damaligen Zeitpunkt sehr teuer, sodass damit der avisierte Kostenrahmen noch nicht erreichbar war. Man suchte auch hier nach Alternativen. „Anstelle der ursprünglich geplanten GFK-Leitung wollten wir es mit einer dichten Innenschale aus 30 cm dickem, armiertem Beton versuchen. Wir schrieben diese Variante neu aus – und lagen auf einmal kostenmäßig im Plansoll“, so der Projektleiter. Nachdem die Baugenehmigung hinsichtlich Stollen, Fassungsdesign und der neuen elektromaschinellen Lösung angepasst wurde, konnten die Bauarbeiten im Herbst 2014 beginnen. Sämtliche Bauvorbereitungen hinsichtlich Infrastruktur, Betonmischanlagen etc. wurden bis Jahresende durchgeführt, bevor im Jänner 2015 die Arbeiten am Stollenbau starten konnten. Von zwei Seiten wurde der Stollen durch das Karstgebirge mittels konventionellem Vortrieb (Bohren und Sprengen) vorangetrieben. Im Sommer des selben Jahres wurde zugleich auch mit dem Bau von Krafthaus und Wasserfassung begonnen, wobei dabei eine Hangsicherung mit Spritzbeton und Litzen-Ankern erforderlich wurde. Im August 2016 war es schließlich soweit: Stollendurchbruch – ein Meilenstein für das Kraftwerksprojekt. Die Baufirma habe – so Ingo Preiss – wirklich sehr gut gearbeitet.
war insolvent, und der Bauherr erneut auf der Suche nach einer anderen Lösung. „Besonders die Wassereinbrüche erschwerten die Betonarbeiten im Stollen massiv, der nach jedem Starkregen geflutet wurde. Und fürs Betonieren braucht man doch eine gewisse Trockenheit. Das Injizieren im Fels stellte sich dabei ebenfalls als Sisyphos-Arbeit heraus. Aus diesem Grund suchten wir noch einmal das Gespräch mit einem GFK-Anbieter, und zwar mit der Firma Etertec aus Niederösterreich“, sagt Ingo Preiss. Zu dieser Zeit, gegen Ende 2016, waren die Preise für GFK-Rohre wieder deutlich günstiger geworden, die ursprünglich angedachte GFK-Variante rückte somit wieder in greifbare Nähe. BETONHINTERFÜLLUNG ALS KOSTENTREIBER Nun stellte sich die Frage nach dem Wie. In welcher Form konnten die Rohre verlegt und vor allem hinterfüllt werden? Da die Firma Etertec schon zuvor Projekte erfolgreich abgewickelt hatte, bei denen in bestehende Betonstollen Rohre eingezogen und danach mit Beton injiziert wurden, kam diese Variante aufs Tapet der Planer. Das Problem dabei war allerFoto: zek
KONZEPT BETONSCHALUNG SCHEITERT Weniger zufrieden konnten die Verantwortlichen mit den weiteren Arbeiten im Stollen sein. „Die beauftragte Baufirma hatte im September 2016 von der Mitte aus damit begonnen, die Auskleidung in beide Richtungen im Zweischichtbetrieb herzustellen. Doch es folgte dabei ein Problem auf das nächste: Zuerst mit den Schalwägen, dann mit der Armierung und zu guter Letzt mit den heftigen und leider unvermeidlichen Wassereinbrüchen im Karst“, erinnert sich der Kärntner Ingenieur. 240 Meter Auskleidung, so sah das Ergebnis nach 6 Monaten aus. Die Baufirma
Nach einer Änderung des Maschinenkonzepts konnte das Fassungsbauwerk deutlich verkleinert werden.
Sowohl Rohrsättel als auch Spanngurtsysteme wurden gemeinsam mit der Firma Etertec für diesen Einsatz entwickelt.
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Die Wassereinbrüche im Rohrstollen erschwerten die Verlegearbeiten enorm.
dings der Abstand zwischen dem grob ausgebrochenen Stollen und dem zu verlegenden Rohr. Bei variierenden Distanzen von 0,20 bis 1,0 m wären für das Hinterfüllen Unmengen an Beton hineingeflossen. Abgesehen davon hätte es eines speziellen Betons bedurft, der sich über Längen von 1,5 km pumpen lässt, wenn man das Hinterfüllen in einem Zug durchführen wollte. „Wir haben dafür Angebote eingeholt. Alleine das Hinterfüllen hätte bei dieser Variante rund 2,5 Mio. Euro gekostet“, rechnet der Projektleiter vor. Im März 2017 wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Etertec ein neues Stollenkonzept mittels GFK-Rohren erarbeitet und der Vertrag mit einer neuen Baufirma aus Banja Luka für die Fertigstellung des Stollens unterzeichnet. Nun sollte die Rohrleitung auf Sätteln aufgeständert werden. AUSGEKLÜGELTE VERLEGEMETHODE Die zwei wesentlichen Kriterien für das so genannte „Inlining“, also der Rohrverlegung im Stollen, waren zum einen die Frage nach dem Einbringen und zum anderen nach dem Zusammenbau der Rohre. Beides verlangt Knowhow und Erfahrung, speziell wenn – wie im
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Projekte vorliegenden Fall – der Freiraum zwischen Stollenwand und Rohr kaum mehr als 20 bis 40 cm beträgt. Um die Rohre in den Stollen einzubringen, musste die Baufirma daher spezielle Fahrzeuge bauen. Zudem benötigte man ein besonderes Gerät für den Zusammenbau. Ingo Preiss: „Mithilfe einer Kragarm-Konstruktion wird das Rohr hydraulisch angehoben und dann zusammengeschoben. Es war unerlässlich, dass das Team der Baufirma diese Methode zuvor trainierte. Vor dem Krafthaus wurde also der Zusammenbau mit den Rohren simuliert, was sich letztlich auch bezahlt gemacht hat.“ Doch der Rohrverlegung stand noch etwas im Wege: die 240 m Betonauskleidung, die in der Mitte des Stollens ja zuvor fertiggestellt worden waren. Sie würde, wenn einmal die Rohrleitung verlegt ist, zu einem „Flaschenhals“, einer Engstelle werden, die bei jedem Wassereinbruch eine Flutung verursacht und zu einem permanenten Wasserstand im Stollen geführt hätte. Die Lösung dafür war ein 1,5 m breiter Kanal, der über die gesamte Länge des Stollens, also 2,4 km, ausgeschnitten werden musste. Um den Bereich mit dem armierten Beton aufzuschneiden, musste die Betonschneidemaschine extra dafür adaptiert werden. Wie der Projektleiter betont, war diese Aufgabe keine einfache, zum Teil wurde gesprengt, in anderen Bereichen sogar von Hand gearbeitet. Über 4 Monate erstreckten sich die gesamten Vorbereitungsarbeiten, ehe man sich an die Verlegung der Druckrohrleitung machen konnte. IDEALLÖSUNG MIT ROHRSÄTTELN Was die Wahl des Rohrtyps anging, setzten die Betreiber auf das System Flowtite von Amiblu.
Durch die gesamte Länge des Stollens, auf rund 2,4 km, wurde die Druckrohrleitung auf Sätteln verlegt.
Im oberen Stollenbereich – bis zum betonierten Abschnitt – kamen Rohre vom Durchmesser DN2800 zum Einsatz, darunter DN2600. Es handelt sich dabei um bewährte GFK-Rohre, hergestellt im kontinuierlichen Wickelverfahren, mit einer Steifigkeit von SN5000. Sowohl was die Verlegemethodik, als auch was die Aufständerung auf den Sätteln angeht, arbeiteten Kelag und die Baufirma eng mit dem niederösterreichischen Rohrlieferanten Etertec zusammen. „Die gesamte Aufständerung wurde von uns gemeinsam mit der Firma Etertec entwickelt und realisiert. Jedes Rohr wird von zwei Sätteln getragen, wobei das eine – ausgeführt mit einer Gummiauflage – als Fixlager, das andere als Gleitlager dient, das leichte Längsbewegungen zulässt. Zusätzlich sind die Rohre über spezielle Spanngurte auf den Sät-
Blick auf den 55 Tonnen schweren Generator
teln fixiert“, so der Projektleiter. „Während der Bauphase mussten wir sogar ein Loch in die Rohrleitung bohren. Der Grund dafür war ein massiver Wassereinbruch im Karst. Und zum zu verhindern, dass die Rohrleitung während der Verlegearbeiten aufschwimmt, mussten wir Wasser zum Beschweren in die Rohrleitung bringen.“ Rund 4 Monate nahmen die gesamten Verlegearbeiten in Anspruch. Mit der erfolgreichen Druckprobe am 22. Februar dieses Jahres konnten die aufwändigen Arbeiten zur Erstellung des Kraftabstiegs abgeschlossen werden. HERAUSFORDERUNG DER MASCHINENAUSLEGUNG Zeitgleich zu den Rohrverlegearbeiten wurden bereits die Trockentests an der maschinellen Ausrüstung vorgenommen. Gerade die Entgegen ursprünglicher Überlegungen kam trotz der genutzten Fallhöhe von 47 Metern eine Kaplan-Spiralturbine zum Einsatz, die vom Wasserkraftspezialisten Kössler für diese Gegebenheiten ausgelegt und angepasst wurde.
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Lieferung der Spirale per Tieflader zum Kraftwerk, das sich etwa 80 km südlich der Stadt Banja Luka befindet.
Turbinenwahl spielte eine zentrale Rolle in der Optimierung des Kraftwerksprojekts. Die Wasserkraftspezialisten der Firma Kössler waren mit der Auslegung und Konstruktion der Kaplan-Spiralturbine für die Gegebenheiten am Kraftwerk Medna durchaus gefordert. Dazu Karl Wieder: „Die Herausforderungen sind auf der mechanischen Seit: Das betrifft den ganzen Verstellmechanismus, der in der Nabe des Laufrades untergebracht ist. Es betrifft die Auslegung des Wellenstrangs in Hinblick auf die biegekritische Drehzahl, um die geforderten Sicherheiten zu beherrschen und natürlich galt es auch, den Stand der Technik in Sachen Wartung und Ökologie umzusetzen. Für die kritischen Bauteile wurden umfangreiche Berechnungen und Festigkeitsuntersuchungen durchgeführt. Hier nutzen wir die Möglichkeiten der 3D-Konstruktion, um mit FE (Finite Elemente) die Belastungen geDas 7-fügelige Laufrad, komplett aus rostfreiem Stahl hergestellt, wurde speziell für die starken Belastungen im KW Medna konstruiert.
nau zu analysieren und danach die Dimensionen und Querschnitte zu optimieren.“ Der Leitapparat und das Laufrad wurden komplett rostfrei ausgeführt, die Turbinendeckel sind zusätzlich mit Carbid als Verschleißschutz beschichtet. Ebenso wurden die Lauf flächen der Wellendichtung durch Beschichtung gegen Abrasion geschützt. Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, wurde die Maschine mit einer umfangreichen Instrumentierung versehen. Die gesamte Verlustleistung von der Generatorwicklung und den Lagern wird über ein Kühlwassersystem aus dem Kraftwerk geleitet. Nur so ließ sich ein derartig leistungsstarkes Maschinenensemble in einem kompakten Maschinenhaus unterbringen. Kössler lieferte darüber hinaus auch die Sicherheitsabsperrklappe vor dem Spiraleinlauf, wobei hier auf möglichst geringe Verlustbeiwerte großer Wert gelegt wurde.
TRANSIENTE ZUSTÄNDE UNTER KONTROLLE Ein weiterer, sehr wichtiger Punkt in der Auslegung der Maschinen ergab sich aus der Druckstoßproblematik. Durch den relativ langen Triebwasserweg bedingt, besteht die Gefahr, dass sich kritische Druckzustände einstellen, die bei Netzabschaltung entstehen. Diese Extremzustände hatten die Ingenieure der Firma Kössler durch genaue transiente Berechnung simuliert und letztlich die optimale Lösung entwickelt. Karl Wieder: „Für uns bestand die große Herausforderung in der Beherrschung des Druckstoßes. Zu diesem Zweck wurde vom Generatorhersteller TES ein Maximum an Schwungmasse in den Generator eingebaut. Zusammen mit dem gewählten Trägheitsmoment der Maschine und einer besonderen Reglerkonfiguration für den Leitapparat lässt sich nun der Betrieb innerhalb der Grenzwerte gut beherrschen.“ Der Generator befand sich ebenfalls im Lieferumfang der Firma Kössler – und wurde in entsprechend enger Abstimmung mit dem tschechischen Generatorhersteller TES entworfen und für den Einsatz adaptiert. Von Seiten der Kelag wurde großes Augenmerk auf eine nachvollziehbare Berechnung und die Dokumenta-
Technische Daten • • • • • • • • • • • • • •
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Kraftwerkstyp: Laufkraftwerk (Konzession: 45 y) Bruttofallhöhe: 47 m Ausbauwassermenge: 12,2 m3/s Turbine: Vertikale Kaplan-Spiralturbine Fabrikat: Kössler Flügelzahl: 7 Nenndrehzahl: 500 Upm Nennleistung: 4,9 MW Generator: Synchrongenerator Fabrikat: TES Druckrohrleitung: GFK-Rohre DN2800 & DN2600 Rohrlieferant: ETERTEC Typ: FLOWTITE Stollen: Länge: 2,4 km Ø: ca. 3 m Regelarbeitsvermögen: 24,7 GWh
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Das Kraftwerk Medna wurde auch in ökologischer Hinsicht nach modernsten Richtlinien realisiert. Am Fassungsbauwerk, das gegenüber ersten Plänen deutlich verkleinert wurde, wurde eine Fischaufstiegshilfe in Form eines Vertical-Slot-Passes angelegt.
tion gelegt. „Für die Kelag ist das Thema Sicherheit sehr wichtig. Daher war auch in diesem Fall ein stringentes Sicherheitskonzept vorgegeben. Nicht zuletzt deshalb wurde neben dem elektrischen Überwachungs- und dem Auslösekonzept zusätzlich eine rein mechanische Notschlussauslösung realisiert“, so Karl Wieder. EIGENKOMPETENZ BEDEUTET FLEXIBILITÄT Durch diese Schwungmasse erhöhte sich das Gewicht des Generators von ursprünglich 40 auf letztlich 55 Tonnen. Das hatte zur Folge, dass der Generator nun nicht mehr in einem Stück in das durchaus unwegsame Hochplateau des Kraftwerksstandorts geliefert werden konnte. Rotor und Stator mussten vor Ort wieder zusammengebaut werden. „Da es sich ja um einen vertikalen Maschinensatz handelt, musste der Läufer von oben in den Stator eingehoben werden. Dies machte eine weitere bauliche Adaption erforderlich: Wir mussten für diesen Montageschritt das Krafthaus noch um 1,5 m erhöhen“, erklärt Ingo Preiss. Er betont in diesem Zusammenhang, wie wichtig es bei einem derartigen Projekt ist, die Planungskompetenz und Autorität in den eigenen Händen zu haben: „Es ist schon ein gewaltiger Vorteil, wenn man die gesamte Planung in der eigenen Hand hat und nicht von Dritten abhängig ist. Wenn es darum geht, etwaige Änderungen schnell und unbürokratisch durchzuführen, können wir uns auf unsere Kraftwerksabteilung im eigenen Haus verlassen.“ Generell liegt wie bei fast allen Kraftwerksprojekten der Kelag eine sehr große Eigenleistungstiefe vor. Von der Projektent-
wicklung, über die Einreichplanung, Bauplanung, dem elektromaschinellen Konzept, der Ausschreibung, Vergabe, Bauaufsicht, bis hin zur Montagekoordination und der Inbetriebsetzung, vertraut die Kelag auf ihre eigenen Kompetenzen. Dennoch – merkt Ingo Preiss an – funktioniere es nicht ohne gute Partner und ein gutes Netzwerk auf lokaler Ebene. Man brauche kompetente Partner, die selbst pro-aktiv Lösungen liefern und mit dem Bauherrn auf Augenhöhe kommunizieren können.
NACH EUROPÄISCHEM STANDARD GEBAUT Die Projektgeschichte des Kraftwerks Medna in Bosnien-Herzegowina ist eine lange, von der Projektentwicklung bis zur Fertigstellung dauerte es immerhin 7 Jahre, wobei alleine 3 davon auf die bauliche Umsetzung entfielen. In Hinblick auf die verschiedenen Behördenverfahren bestünden – so der Fachmann der Kelag – kaum wesentliche Unterschiede zu den hohen Standards in Mitteleuropa. Nur mit professioneller Planung und einem nachhaltigen Konzept erlange ein Projekt letztlich grünes Licht von Seiten der bosnischen Behörden. Die Überprüfungen im Bauverlauf waren streng. So wurden regelmäßig Trübe-, Lärm- und Vibrationsmessungen durchgeführt und von offiziellen Inspektoren auf Einhaltung überwacht. Am 14. März dieses Jahres konnte das Kraftwerk seinen Probebetrieb aufnehmen. Im selben Monaten fand zudem die feierliche Einweihung der Anlage statt, bei der zahlreiche prominente Vertreter aus Wirtschaft und Politik ihre Aufwartung machten. Die Einweihungsfeier spiegelte somit auch den hohen Stellenwert wider, den das Kraftwerk für die Region einnimmt. Im Vergleich zu den beiden zuvor errichten Kleinwasserkraftwerken Novocavici mit 18 GWh und Sapece mit 15 GWh Jahreserzeugung liefert das neue Kraftwerk Medna deutlich mehr Strom ans Netz – im Regeljahr knapp 25 GWh. Das Projekt Medna zeigte letztlich eines ganz deutlich: Es lohnt sich, flexibel zu denken und von Anfang bis Ende des Projektes Optimierungsoptionen eine Chance zu geben.
Am 14. März 2018 fand die feierliche Einweihung des Kraftwerks Medna statt. Mittlerweile hat das Kraftwerk den Regelbetrieb bereits aufgenommen.
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Wehranlage des 2017 nach zwei Jahren Bauzeit fertig gestellten Wasserkraftwerks Spiggebach im Schweizer Kiental. Am selbstreinigenden Coanda-Rechen werden zur Stromproduktion bis zu 1.550 l/s ausgeleitet.
KRAFTWERK SPIGGEBACH PRODUZIERT SAUBEREN STROM AUS DEM KIENTAL Gleich zwei Kleinwasserkraftwerke innerhalb von zwei Wochen nahm der Schweizer Energiekonzern BKW im Spätsommer des Vorjahres im Berner Oberland offiziell in Betrieb. Nachdem Anfang September die Fertigstellung des Kraftwerks Schattenhalb 1 (lesen Sie den Bericht auf den Seiten 30 – 33 der aktuellen Ausgabe) gefeiert wurde, fand bereits Ende August die Einweihung des Kraftwerks Spiggebach im Kiental statt. Zur Realisierung des Projekts wurde die Kraftwerk Spiggebach AG (KSA) mit Sitz in Reichenbach gegründet. Die Partnergesellschaft steht im Besitz der BKW, der Burgergemeinde Bern sowie der Gemeinde Reichenbach. Das in einer Bauzeit von rund zwei Jahren errichtete Kraftwerk nutzt das energetische Potential des namensgebenden Spiggebachs, der mit einem selbstreinigenden Coanda-Rechen gefasst und auf einer Gesamtlänge von knapp 900 m ausgeleitet wird. Die Rohrtrasse verläuft im oberen Teil als aufgeständerte Variante mit GFK-Rohren in einem Stollen und geht im Anschluss in eine erdverlegte Gussleitung über. Einer 4-düsigen Pelton-Turbine in der unterirdisch angelegten Anlagenzentrale stehen eine maximale Ausbauwassermenge von 1.550 l/s sowie eine Fallhöhe von 226 m zur Verfügung. Im Regeljahr kann die Anlage mit ihrer Produktion von rund 10,5 GWh den durchschnittlichen Stromverbrauch von 2.500 durchschnittlichen Haushalten im Berner Oberland decken.
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Im 575 m langen Stollenabschnitt wurde die Druckleitung in GFK-Rohren DN800 des Herstellers Amiblu verlegt.
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as Kiental im Kanton Bern ist sowohl eine Dorf- als auch eine Regionsbezeichnung und gehört in politischer Hinsicht zur Gemeinde Reichenbach. Geographisch befindet sich die von Landwirtschaft- und Tourismus geprägte Region mit rund 200 Einwohnern nordöstlich des Kandertals. Mit seiner gebirgigen Topographie und dem reichen Wasservorkommen bietet das Kiental ideale Voraussetzungen zur hydroelektrischen Stromproduktion. Bereits 2008 wurde ein Konzept zur Errichtung eines Wasserkraftwerks am Spiggebach entwickelt, da-
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BKW-Projektleiter Alexander Andreaus
Foto: zek
Nach dem Stollen geht die Druckleitung an der Steilstufe in eine Gussausführung über.
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Bauarbeiten an der Wehranlage
bei sollte das energetische Potential zwischen den Abschnitten Spiggegrund und Loosplatte genutzt werden. Für den rechtlichen Rahmen und die Finanzierung des Projekts wurde die Kraftwerk Spiggebach AG (KSA) mit Sitz in Reichenbach gegründet. An der Partnergesellschaft sind die betriebsführende BKW mit 51 Prozent, die Burgergemeinde Bern mit 47 Prozent und die Gemeinde Reichenbach mit 2 Prozent beteiligt. Nachdem noch 2008 ein erstes Konzessionsgesuch eingereicht wurde, vergingen bis zum ersten Spatenstich im Sommer 2015 rund sieben Jahre. GEOLOGIE ERFORDERT TRASSENÄNDERUNG „Der Bau des Kraftwerks Spiggebach hatte sich aufgrund verschiedener geologischer sowie hydrogeologischer Probleme im Projektgebiet verzögert. Dies resultierte schließlich in einer Änderung der Trassenführung der Druckrohrleitung, die entgegen den ersten Planungen im oberen Abschnitt anstelle einer erdverlegten Variante in einem Stollen durch den Berg geführt werden sollte“, er-
klärt BKW-Projektleiter Alexander Andreaus. Bei den umfangreichen Planungstätigkeiten setzte die KSA auf die Kompetenz mehrerer Unternehmen. Während die technische Gesamtprojektleitung von der Schweizer Emch+Berger Holding AG betreut wurde, erledigte das deutsche Ingenieurbüro Dr.-Ing. Koch aus Kempten die Planungen für die kompletten Hoch- und Tiefbauarbeiten. Das Projekt bewirkte auf wirtschaftlicher Ebene einen hohen regionalen Wertschöpfungsfaktor, der Großteil der kostenintensiven Beton- und Stollenbauarbeiten wurde bei der öffentlichen Ausschreibung an Unternehmen aus dem Berner Oberland vergeben. Nach dem Erhalt der Konzession und Baubewilligung starteten die konkreten Arbeiten fast zeitgleich am Stollenportal und dem Standort der Zentrale im August 2015. WASSERFASSUNG REINIGT SICH SELBST An der Wehranlage setzten die Betreiber wie bei den BKW-Anlagen Tinizong und Fer-
melbach auf die bewährte selbstreinigende Coanda-Technik des Südtiroler Stahlwasserbauspezialisten Wild Metal GmbH. Das 11,5 m breite Schutzrechensystem der Serie „Grizzly Protec“ ist auf seiner Oberseite mit einem robusten feuerverzinkten Stahlgitter versehen. Der unmittelbar darunter liegende Feinrechen wird dadurch optimal von groben Gesteinsbrocken und angeschwemmten Ästen geschützt. Durch das äußerst schmale Spaltmaß von nur 0,4 mm sorgt der Feinrechen für eine Minimierung des Sandeintrags in die Wasserfassung. Das Überwasser wird an der Unterseite des Coanda-Rechens automatisch ausgespült und bewirkt somit eine zusätzliche Selbstreinigung der Rechenstäbe. Direkt an die Wasserfassung schließt ein bogenförmig ausgeführter Einlaufkanal an, dem gleichzeitig die Funktion des Entsanders zukommt. Durch eine Reduzierung der Fließgeschwindigkeit sinken die feinen Sedimente auf den Boden des Kanals und werden anschließend ausgespült. Da sich der Unterwasserbereich der Wehranlage durch
Wild Metal GmbH • Stahlwasserbau • Patentiertes Coanda-System GRIZZLY • Rechenreinigungsmaschinen • Schütze • Rohrbrucheinrichtungen • Einlaufrechen • Komplette Wasserfassungssysteme aus Stahl Wild Metal GmbH Handwerkerzone Mareit Nr. 6 • I-39040 Ratschings (BZ)
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Der Synchron-Generator des Herstellers TES VSETÍN ist auf eine Nennscheinleistung von 3.900 kVA ausgelegt.
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Bei vollem Wasserdargebot erreicht die von der Troyer AG gelieferte 4-düsige Pelton-Turbine eine Engpassleistung von über 2,9 MW. Zusätzlich stellten die Südtiroler die gesamte elektro- und leittechnische Anlagenausstattung zur Verfügung.
eine natürliche Gefällestufe für Fische unpassierbar darstellt, konnte auf die Errichtung einer Fischaufstiegshilfe verzichtet werden. ROHRLEITUNG VERLÄUFT DURCH BERG Mit dem Stollendurchbruch konnte im Oktober 2016 ein bedeutender Projektmeilenstein gefeiert werden. Der fast 600 m lange Rohrstollen wurde zur Gänze mittels bergmännischen Sprengvortriebs erstellt. „Obwohl der zuständige Geologe komplexere Gesteinsverhältnisse erwartet hatte, verlief die Arbeit der Mineure weitestgehend ohne Probleme. Im Schnitt schafften sie rund sechs Meter Vortrieb pro Tag“, sagt Projektleiter Andreaus. Die entlang des leicht bogenför-
migen Stollenverlaufs in aufgeständerter Variante verlegte Druckrohrleitung besteht zur Gänze aus glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GFK) des Herstellers Amiblu. Insgesamt wurden 575 m GFK-Rohre mit einem Durchmesser von 800 mm verlegt. Im Anschluss an den Stollenabschnitt gehen die GFK-Rohre aufgrund des steilen Geländes und der anspruchsvollen Bodenbedingungen in eine robuste Gussleitung über. Die duktilen Gussrohre der Dimension DN800 des Herstellers St. Gobain stellte die Schweizer Wild Armaturen AG bereit. Um eine Drainage des mit 48 Grad (ca. 111 Prozent Neigung) äußerst steilen Trassenabschnitts direkt nach dem Stollenübergang zu verhindern, wurde das Erdreich entlang der Druckleitung
mit massiven Betonriegeln verstärkt. Die Gesamtlänge des abschließenden Gussrohrabschnitts bis zum Übergang in die Zentrale beträgt 315 m. GUT VERSTECKTE ZENTRALE Die Stromproduktion des neuen Kraftwerks im Kiental verläuft sowohl optisch als auch akustisch in höchstem Maße diskret. Um das natürliche Landschaftsbild der Loosplattenalp so wenig wie möglich zu beeinflussen, wurde die Zentrale zu weiten Teilen unterirdisch angelegt. Über der Erde geben nur ein Zugangsportal sowie ein großformatiges Sichtfenster mit Ausblick auf den Maschinensatz einen Hinweis auf die Anlage. Außen am Sichtfenster wurde für interessierte Personen,
Technische Daten • Einzugsgebiet: 23 km2 • Ausbauwassermenge: 1.550 l/s • Bruttofallhöhe: 226 m • Druckleitung GFK/Guss: 890 m • GFK DN800: 575 m • Guss DN800: 315 m • Wasserfassung: Coanda-Rechen • Hersteller: Wild Metal GmbH • Turbine: 4-düsige Pelton • Engpassleistung: 2.915 kW • Hersteller: Troyer AG • Generator: Synchron • Drehzahl: 600 U/min • Nennscheinleistung: 3.900 kVA • Hersteller: TES VSETÍN • Jahresarbeit/Regeljahr: 10,5 GWh
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Bauarbeiten an der Wehranlage
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die an der Zentrale vorbei wandern, ein eigener Lichtschalter installiert. Auf Knopfdruck erhellt sich das Innere der Zentrale und eröffnet einen hervorragenden Einblick auf die moderne Technik. Wie bei der Wasserfassung setzten die KSA bei der Ausrüstung der Zentrale auf die Kompetenz eines Unternehmens aus Südtirol. Die gesamte elektrohydraulische Ausstattung inklusive Elektro- und Leittechnik wurden von den Wasserkraft-Allroundern Troyer AG bereitgestellt und installiert. Zur Stromgewinnung kommt eine vertikale Pelton-Turbine mit vier innenliegenden hydraulisch geregelten Düsen zur Einsatz. Dank der Ausstattung mit mehreren Düsen erreicht die Turbine auch im Teillastbetrieb während der trockenen Herbst- und Winterperiode optimale Wirkungsgrade. Bei einer Ausbauwassermenge von 1.550 l/s und einer Bruttofallhöhe von 226 m schafft die Maschine eine Engpass-
Die von Architektenhand entworfene Zentrale verbirgt die moderne Kraftwerkstechnik unter der Erde.
leistung von über 2,9 MW. Als Energiewandler dient ein direkt mit der Turbinenwelle gekoppelter Synchron-Generator der tschechischen Traditionsmarke TES VSETÍN. Für Kühlzwecke wurde der auf eine Nennscheinleistung von 3.900 kVA ausgelegte und wie die Turbine mit 600 U/min drehende Generator mit einer eigenen Wasserkühlung mittels Wärmtauscher ausgestattet. Aufgrund der starken Radialkräfte, die von der Turbine ausgehen, wurden Gleitlager verbaut. Darüber hinaus bewältigt der Generator mit einer Anschlussspannung von 6.300 V problemlos 2- und 3-Phasen- Kurzschlüsse. FERTIGSTELLUNG NACH ZWEI JAHREN Nach knapp 9 Monaten durchgehenden Betriebs wurde die Turbine vor dem Einsetzen der Schneeschmelze im heurigen Frühjahr bei einer Routinewartung genau inspiziert. „Dabei hat
sich gezeigt, dass sich das Laufrad, die Düsen sowie die generelle Technikperipherie in einem sehr guten Zustand befinden“, erklärt Projektleiter Andreaus und stellt im gleichen Zug den an der Umsetzung beteiligten Unternehmen ein sehr gutes Zeugnis aus. Von der Qualität des mustergültig umgesetzten Kraftwerks Spiggebach konnte sich die Öffentlichkeit bereits im Vorjahr kurz nach der Inbetriebnahme einen Eindruck machen. Im Rahmen eines von der KSA veranstalteten Tags der offenen Tür erhielten die Besucher Ende August von den Technik-Spezialisten Einblicke in die Funktionsweise der Anlage. In Summe investierte die KSA rund 19 Millionen CHF in die Realisierung des Projekts, dessen Jahresproduktion von rund 10,5 GWh Ökoenergie zur Gänze ins öffentliche Netz eingespeist wird und somit den Strombedarf von umgerechnet etwa 2.500 durchschnittlichen Haushalten deckt.
Renaturierte Rohrtrasse
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Veranstaltung
Über 100 Teilnehmer aus der Schweiz und dem Ausland beteiligten sich am 5. Mai an der Fachtagung von Swiss Small Hydro, dem Schweizer Verband der Kleinwasserkraft, im Forum vom Linthpark in Glarus Süd. Der Präsident von Swiss Small Hydro, Jakob Büchler, begrüsste die Anwesenden zuhinterst im Glarnerland und führte ruhig und speditiv durch die 37. Generalversammlung. Er bedankte sich bei Hans-Peter Keller für das Gastrecht im Forum vom Linthpark Glarus Süd in Linthal.
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n seinem Jahresbericht äußerte sich der Präsident sehr kritisch zur Energiestrategie 2050 des Bundes, aber auch über das neue Energiegesetz. „Mit der neuen Ausgangslage können über 100 Anlagen nicht mehr realisiert werden und Kleinwasserkraftwerke unter 1.000 Kilowatt werden zukünftig nicht mehr gefördert.“ Wie er weiter ausführte, habe die Swiss Small Hydro mit einer breit ausgelegten Medienmitteilung auf diese unerträgliche Situation von vielen Kleinwasserprojekten hingewiesen. „Aus Sicht des Vorstandes ist das ein unhaltbarer Zustand.“ Geschäftsführer Martin Bölli präsentierte mit sichtbarer Freude die erste Nummer des neuen Magazins im A4-Format. Die Jahresrechnung, die Entlastung des Vorstandes sowie das Budget 2018 wurden von der Versammlung jeweils einstimmig genehmigt. Sämtliche Vorstandsmitglieder wie auch der Präsident stellten sich für eine weitere Amtsperiode zur Wiederwahl, was von der Versammlung mit Applaus und ebenfalls einstimmig genehmigt wurde. Die anwesenden Mitglieder begrüssten zudem den Vorschlag, Gespräche mit der IG Kleinwasserkraft Glarnerland zwecks einer zukünftigen Zusammenarbeit aufzunehmen. „GLARNER“ REFERATE Im Anschluss an die eigentliche Versammlung hatten die beiden Glarner Ständeräte Werner Hösli und Thomas Hefti sowie der Gemeinderat von Glarus Süd, die Gelegenheit, über die Bedeutung der Kleinwasserkraft im Glarnerland zu referieren. Ständerat Werner Hösli: „Wir sind ein Wasserkanton und die Wassernutzung kann vom Talboden bis 3000 Meter in die Höhe gehen. „Um diese Wasserkraft zu nutzen, brauchen wir aber Regen“,
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Fotos: Swiss Small Hydro / F. Hochuli
SWISS SMALL HYDRO – JAHRESTAGUNG KLEINWASSERKRAFT IM LINTHPARK GLARUS SÜD Die Fachtagung des Verbands Swiss Small Hydro fand Anfang Mai im Forum Linthpark in Glarus Süd statt.
Der Nachbericht wurde von Redakteur Edi Huber für www.glarus24.ch verfasst und freundlicherweise in Kooperation mit Swiss Small Hydro zur Verfügung gestellt.
führte Hösli weiter aus. „Denn der Regen macht schön, dies in Anlehnung an einen früheren Slogan „Das Glarnerland macht schön“. Er erklärte, dass 2010 die IG Kleinwasserkraft Glarnerland gegründet wurde, weil die Wasserkraftnutzer nicht mehr die Lieblinge der Nation waren. Durch laufend neue Einschränkungen sahen die Betreiber der Kraftwerke die Notwendigkeit, sich zusammenzutun. „Ein starker Player wurde damit aus der Taufe gehoben.“ Hösli betonte, dass der Vorstand an der vorgängigen Sitzung beschlossen habe, im Moment etwas abzuwarten, so nach dem Motto „Willst du Frieden, bereite den Krieg vor“, denn mit der Energiestrategie hat die Wasserkraft nicht unbedingt das Glückslos gezogen. Er erklärte den Anwesenden, dass dieser Linthpark Glarus Süd nur dank Swiss Small Hydro-Geschäftsführer Martin Bölli (r.) und der Glarner Landammann Dr. Rolf Widmer.
der Wasserkraft laufend weiter ausgebaut werden konnte. „Es sind noch weitere interessante Projekte wie zum Beispiel ein Mehrgenerationen-Wohnpark in Arbeit.“ LANGE TRADITION DER WASSERKRAFTNUTZUNG Gemeindepräsident Mathias Vögeli informierte in seinem interessanten Referat die Anwesenden über die Gemeinde Glarus Süd. „Am 1. Januar 2011 fusionierten 17 Dörfer zur heutigen Gemeinde, der flächenmässig zweitgrößten der Schweiz.“ Wie er weiter betonte, gelte der Kanton Glarus und auch die Gemeinde Glarus Süd als erstindustrialisierte Gegenden der Schweiz. Wobei vor allem die Textilindustrie prägend war, denn es gab in jedem der 17 Dörfer Spinnereien und Webereien. „Dabei spielte selbstverständlich die
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Veranstaltung
Stefan Trümpi, Geschäftsführer von Jack Control, referierte im Rahmen der Exkursion über das 2017 fertiggestellte Kraftwerk Rufi in Hätzingen.
Pausengespräche unter Fachmännern
Wasserkraft eine entscheidende Rolle.“ Leider, so Vögeli, sei mit der Konkurrenz aus den Billiglohnländern ein Großteil der Textilindustrien verschwunden. Interessant auch sein Blick in die sehr lebhafte Vergangenheit der 17 Dörfer, wobei immer das Wasser und damit verbunden die Wasserkraft eine wichtige Rolle spielte. „Das Wasser wird immer unser wichtigstes Gut bleiben, denn Wasser ist Lebensmittel und Produktionsmittel, ist Energiequelle und Erlebniswelt zugleich.“ WIRTSCHAFTSFAKTOR WASSERZINS Ständerat Thomas Hefti gab in seinem Referat einen kurzen Einblick in die nicht immer einfachen Besonderheiten des Glarner Wasserrechtes. „Wenn wir im Kanton vom Glarner Wasserrecht sprechen, so meinen wir im Grundsatz das, was Johann Jakob Huber, der Schöpfer des Glarnerischen Gesetzbuches im Paragraf 54 bis 59 vor etwa 150 Jahren im Wasserrecht positioniert hatte.“ Hefti nahm in seinem sehr informativen Referat auch stark Bezug auf die Frage der Wassernutzung, des Wasserzinses und der Pflege, dem Unterhalt der Wuhre. „Bei all diesen Punkten
tauchte und taucht immer wieder die Frage der Kosten, der Nutzung und der Verantwortung auf.“ Wie er weiter ausführte, sind das Fragen und Probleme, welche nicht immer einfach zu lösen seien. Der erwähnte Wasser zins sei aber auch ein wirtschaftlicher Faktor, so seien 2017 dem Kanton Glarus Wasserzins einnahmen von rund 6,9 Mio. Franken in die Kasse geflossen. „Glarus Süd vereinnahmt an Wasserzinsen jährlich einen Betrag von 2,3 bis 2,6 Mio. Franken.“ In seinem Blick in die Zukunft zeigte sich Hefti weniger optimistisch, seien doch sehr viele wichtige Fragen noch zu klären und vor allem die Einschränkungen, welche die Kleinwasserkraft betreffen, sollten dringend überdacht werden. FACHREFERATE UND EXKURSIONEN Regula Petersen ist beim BFE die Ansprechpartnerin für Kleinwasserkraft. Zu ihren Aufgaben gehören das Förderprogramm Kleinwasserkraft von EnergieSchweiz sowie Fragen im Zusammenhang mit der Einspeisevergütung und den Innovationsbeiträgen. In ihrem sehr gut dokumentierten Referat gab sie einen verständlichen Einblick in ihre Arbeit. Sie ori-
entierte im Speziellen über den Stand der KEV-Anlagen, welche sich zurzeit in Betrieb befinden. Referierte über den Produktionsverlauf eben dieser KEV-Anlagen, informierte detailliert über das neue Energiegesetz Förderlandschaft 2018, über den momentanen Stand der Förderung für Kleinwasserkraft und den aktuellen Stand dieser erwähnten Förderung. Die anwesenden Delegierten verfolgten mit großer Aufmerksamkeit den Ausführungen von Regula Petersen. Nach einer kurzen Pause und einem weiteren Referat von Oliver Stössel, Senior Fachexperte Netzwirtschaft VSL, verschoben sich die Delegierten ins Tierfehd zu einem feinen Mittagessen im Hotel Tödi. Am Nachmittag stand ein wahlweises Exkursionsprogramm zum Pumpspeicherwerk Linth-Limmern, einer Baustellenbesichtigung, dem Stollen Projekt Doppelpower Schwanden oder dem Kraftwerk Rufi mit 3-Kammer-Entsander auf dem Programm. Mit einem feinen Apéro und den Grussworten vom Glarner Landammann Dr. Rolf Widmer wurden die Delegierten nach einem informativen und ereignisreichen Tag verabschiedet. i
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KWO-Fachtagung 18. & 19. Oktober 2018
«Wasserkraft 4.0: Zwischen Tradition und Disruption»
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Projekte
In der Maschinenhalle im Krafthaus zwischen Prutz und Ried sind die Restarbeiten im vollen Gange.
Blick auf das Krafthaus und den Unterwasserkanal. Die abschließende Geländegestaltung im Außenbereich nehmen bereits Formen an.
Fotos: GKI
KRAFTWERKSZENTRALE VOR FERTIGSTELLUNG – HERAUSFORDERNDE VORTRIEBSARBEITEN
Extreme Schneemassen, Lawinengefahr und hartnäckige geologische Probleme: Die GKI-Verantwortlichen ziehen eine durchwachsene Winterbilanz. „Die Bedingungen waren in jeder Hinsicht extrem. Wir sind zeitlich und kostenseitig im Verzug. Seit Ostern wird jedoch wieder auf Hochtouren gearbeitet“, erklärt GKI-Geschäftsführer Michael Roth.
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n der Endphase befinden sich die Arbeiten an der neuen Kraftwerkszentrale zwischen Prutz und Ried. Zuletzt erfolgte die Anlieferung der beiden jeweils 90 Tonnen schweren Transformatoren. Die Maschinensätze sind fertig eingebaut. Die beiden Turbinen werden gemeinsam über 400 Gigawattstunden (GWh) Strom pro Jahr erzeugen. Das entspricht dem durchschnittlichen Stromverbrauch von etwa 90'000 Haushalten. Aktuell wurde bereits mit den Arbeiten zur Geländegestaltung im Bereich der Kraftwerkszentrale begonnen.
erweg. „Wir stoßen immer wieder auf geologische Störzonen, die uns im Zeitplan zurückwerfen. Trotzdem sind bereits 42 Prozent des Stollens hergestellt“, informiert Projektleiter Franz Gappmaier. Die Tunnelvortriebsmaschine Nord hat bereits 4,4 km von insgesamt 9,4 km hinter sich. Der Vortriebsstand im Süden liegt aktuell bei 4,7 von 12 km.
HERAUSFORDERUNG TRIEBWASSERSTOLLEN Weit herausfordernder gestalten sich unterdessen die Vortriebsarbeiten für den zukünftigen, insgesamt 21,4 km langen, Triebwass-
WEHRANLAGE IN OVELLA Noch Stillstand herrscht bei der Wehranlage in Ovella. Dort musste der Bau Ende Januar aufgrund der extremen Schneemengen vorübergehend eingestellt werden. Seit Anfang Mai ist die Baustelle wieder geöffnet. 39 der insgesamt 43 Wehrblöcke der Stauanlage sind betoniert, auch mit den Panzerungsar-
An der Wehranlage in Ovella werden die Beton- und Panzerungsarbeiten seit Mai wieder fortgeführt.
Das Hosenrohr im Krafthaus sorgt für die Verteilung des Triebwassers auf die 2 Maschinensätze.
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beiten wurde bereits begonnen. Der gesamte Betonbau der Wehranlage mit insgesamt 11'000 m³ verbautem Beton soll im August fertig werden, das ist vier Monate später als geplant. TRIEBWASSEREINLAUF IM SEPTEMBER GEPLANT Die Uferbefestigung und Anhebung eines Teilbereiches der Kantonsstraße im Bereich des Stauraums sind unterdessen abgeschlossen. Die Arbeiten zur Herstellung des Dotierkraftwerkes mit Fischwanderhilfe und Triebwassereinlauf starten nach Umleitung des Inn, voraussichtlich im September. GREZÜBERSCHREITEND ZUM NUTZEN DER REGION Mit dem Gemeinschaftskraftwerk Inn entsteht im österreichisch-schweizerischen Grenzgebiet seit Herbst 2014 das derzeit größte, in Bau befindliche Ausleitungskraftwerk im Alpenraum. Das, großteils unterirdisch gebaute Kraftwerk erstreckt sich dabei vom Ortsteil Martina in der Schweizer Gemeinde Valsot über das Gebiet von sieben Gemeinden im Oberen Gericht in Tirol bis zur Kraftwerkszentrale in Prutz/Ried. Das Gemeinschaftskraftwerk besteht im Wesentlichen aus drei Elementen: Stauraum und Wehranlage, Triebwasserstollen sowie Kraftwerkszentrale. Die Inbetriebnahme ist für 2020 vorgesehen.
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Projekte
Fotos: GUGLER
Die Kaplan-Bulb-Turbine des Herstellers GUGLER Water Turbines GmbH wurde als komplett vormontierte Einheit auf die Baustelle geliefert und innerhalb weniger Stunden montiert.
ITALIENISCHES KRAFTWERK JOVENCAN SETZT ZUR STROMGEWINNUNG AUF ÖSTERREICHISCHE TECHNIK Innerhalb einer rund sechsmonatigen Bauzeit wurde 2016 in der nordwestitalienischen Region Aostatal das Wasserkraftwerk Jovencan in der gleichnamigen Gemeinde errichtet. Die Anlage wurde an einem Ausleitungskanal des Gewässers Dora Baltea angelegt und nutzt eine maximale Ausbauwassermenge von 25 m³/s sowie eine Bruttofallhöhe von 3,5 m. Umgesetzt wurde das Projekt vom italienischen Projektentwickler „E++“ in enger Zusammenarbeit mit dem österreichischen Wasserkraftspezialisten GUGLER Water Turbines GmbH. Die Österreicher, die für E++ in der jüngeren Vergangenheit bereits mehr als zehn Wasserkraft-Projekte realisiert hatten, lieferten mit der horizontalen Kaplan-Turbine in Bulb-Bauweise das Herzstück der neuen Anlage. Bei vollem Wasserdargebot schafft der vom Triebwasser komplett umspülte Maschinensatz eine Engpassleistung von 763 kW. Der erzeugte Strom wird zur Gänze ins öffentliche Netz eingespeist. Im Regeljahr produziert die äußerst unauffällig ins Landschaftsbild integrierte Anlage rund 3 GWh Ökostrom.
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ie Region Aostatal befindet sich im Nordwesten von Italien und wird an ihren Außengrenzen von der Schweiz, Frankreich sowie der italienischen Provinz Piemont umrahmt. Mit einer Größe von 3.262 km² und knapp 127.000 Einwohnern ist das in politischer Hinsicht mit einem autonomen Sonderstatut ausgestattete Aostatal die sowohl flächen- als auch bevölkerungsmäßig kleinste Region Italiens. Dank ihres Wasserreichtums und der gebirgigen Topographie bietet die Region ideale Bedingungen zur Stromgewinnung aus der Kraft des Wassers. Davon zeugen Großkraftwerke wie das 1921 errichtete Speicherkraftwerk Champagne sowie eine Vielzahl von Anlagen unterschiedlicher Leistungsstufen. Mit einem Einzugsgebiet von 3.920 km² ist der sich auf einer Gesamtlänge von 160 km Richtung Po erstreckende Dora Baltea der dominierende Wasserlauf des Aostatals und wird seit langen Jah-
Die Wasserfassung an der Ausleitung des Dora Baltea wurde mit einer beweglichen Wehrklappe ausgerüstet.
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Der direkt mit der Turbinenwelle gekoppelte PermanentmagnetGenerator ist während des Betriebs komplett vom Triebwasser umspült.
ren zum Betrieb einer ganzen Reihe von Wasserkraftwerken genutzt. WASSERFASSUNG MIT SEITENENTNAHME Das Ende 2016 fertig gestellte Kraftwerk Jovencan auf dem Gebiet der gleichnamigen Gemeinde zählt zu den jüngsten Kleinanlagen im Aostatal. Entwickelt und umgesetzt wurde das Projekt von dem im erneuerbare Energiesektor tätigen italienischen Unternehmen „E++“. Der Auftrag erfolgte durch einen privaten Betreiber und umfasste die Lieferung und Montage der kompletten elektrohydraulischen Kraftwerksausstattung und Leittechnik. Das Anlagenschema des Neubaus basiert auf dem klassischen Ausleitungskonzept. Zur Stromerzeugung wird der Dora Baltea im Ortsteil „Les Iles“ mittels einer beweglichen Wehrklappe aufgestaut und das Triebwasser durch eine seitliche Entnahme ausgeleitet. Zum Schutz vor Treibgut und Geschwemmsel ist der großzügig dimensionierte Einlaufbereich mit einem fi-
schfreundlichen horizontalen Feinrechen ausgestattet. Für optimale Zulaufbedingungen sorgt eine ebenso horizontal arbeitende Rechenreinigungsmaschine mit Pegelregelung. Die Turbinierung und anschließende Rückleitung des abgearbeiteten Triebwassers in den Dora Baltea erfolgt zur Gänze unterirdisch. STROMPRODUKTION UNTER DER ERDE Dank umfassender Vorplanung konnte die Bauphase innerhalb von rund sechs Monaten abgeschlossen werden. Während die Betonarbeiten von lokalen Unternehmen ausgeführt wurden, setzte E++ bei der Fertigung des Turbinensatzes auf das Know-how der österreichischen GUGLER Water Turbines GmbH. Gemeinsam haben GUGLER und E++ in den vergangenen acht Jahren im italienischen Raum bereits mehr als zehn Kleinwasserkraftprojekte erfolgreich realisiert, erklärt GUGLER-Projektleiter Nihad Suljagic und führt noch weiter aus, dass der im März
Die Stromproduktion des Kraftwerks Jovencan erfolgt mittels Bulb-Turbine unterirdisch.
2016 erteilte Auftrag zur Fertigung einer Kaplan-Turbine in Bulb-Bauweise eine technische Premiere in der Zusammenarbeit der beiden Unternehmen darstellte. Aufgrund der behördlichen Auflagen zum Erhalt des Landschaftsbildes durfte die Turbinierung keinesfalls in einem oberirdischen Krafthaus durchgeführt werden. Dies erforderte den Einsatz einer unterirdisch montierten Bulb-Turbine, bei welcher der direkt mit der Turbinenwelle gekoppelte Generator vom Triebwasser umspült wird. „Die doppelt regulierte Maschine ist zwar primär für den Teillastbetrieb ausgelegt, erreicht aber auch zur wasserintensiven Schneeschmelze während der Frühlingsmonate durchwegs hohe Wirkungsgrade“, sagt Projektleiter Suljagic. TURBINE VORMONTIERT AUF DIE BAUSTELLE Die Planung, Konstruktion und Montage des horizontal verbauten Maschinensatzes erfolgte gemäß den Vergaben von E++ zur Gänze durch GUGLER. Insgesamt stehen der Turbine als grundlegende energetische Voraussetzungen eine maximale Ausbauwassermenge von 25 m³/s sowie eine Bruttofallhöhe von 3,5 m zur Verfügung. Bei idealen Zuflussbedingungen erreicht die Maschine somit eine Engpassleistung von 763 kW. Das mit drei Flügeln bestückte Laufrad hat einen Durchmesser von 2.100 mm und dreht pro Minute mit 188 Umdrehungen. Als Energiewandler dient ein ebenfalls mit 188 U/min drehender Permanentmagnet-Generator in wasserdichter Ausführung. Um den Einbau des Maschinensatzes bei begrenzten Platzverhältnissen zu ermöglichen, musste der Laufradring der Turbine in zweigeteilter Variante gefertigt werden. Beim finalen Einbau wurde der werksseitig komplett vormontierte Maschinensatz von einem Schwerlastkran eingehoben und innerhalb weniger Stunden fertig montiert. Zusätzlich wurde dem The-
Technische Daten • Ausbauwassermenge: 25 m3/s • Bruttofallhöhe: 3,5 m • Turbine: Kaplan-Bulb • Drehzahl: 188 U/min • DN Laufrad: 2.100 mm • Anzahl Flügel: 3 • Engpassleistung: 763 kW • Hersteller: GUGLER Water Turbines GmbH • Generator: Permanentmagnet • Drehzahl: 188 U/min • Jahresarbeit: ca. 3 GWh
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Bis zu 25 m3/s werden an der Wasserfassung ausgeleitet.
Am Einlaufbereich wurde ein fischfreundlicher Horizontalrechen montiert.
ma Wartungsfreundlichkeit beim Turbinendesign hohe Priorität eingeräumt, ergänzt Suljagic: „Der Lieferumfang beinhaltete eine spezielle Demontage-Vorrichtung für den Generator, die sich mit Rollenlagern ausrüsten lässt und somit einen unkomplizierten Ausbau der tonnenschweren Maschine bei Wartungstätigkeiten sicherstellt.“ INBETRIEBNAHME VOR DEM JAHRESWECHSEL Die komplette elektro- und leittechnische Anlagenausstattung inklusive Transformatoren wurde von E++ in Eigenregie umgesetzt. Dem Stand der Technik entsprechend er-
folgt die Stromproduktion des Kraftwerks Jovencan vollautomatisch. Mittels Onlineanbindung stehen dem Betreiber jederzeit umfangreiche Informationen über den aktuellen Status der Anlage zur Verfügung. Die Stromgewinnung der Ende 2016 erstmals in Betrieb genommenen Anlage erfolgt optisch äußerst diskret. Nur ein kleines Gebäude, in dem die elektrotechnischen Komponenten untergebracht wurden, gibt einen Hinweis auf die unterirdisch arbeitende Turbine. Auch die Gestaltung der Wasserfassung orientierte sich weitestgehend am natürlichen Erscheinungsbild des Uferbereichs. Im Re-
geljahr erzeugt die Anlage durchschnittlich rund 3 GWh Ökostrom, der vom Betreiber zur Gänze ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Damit kann umgerechnet der jährliche Strombedarf von rund 500 durchschnittlichen Haushalten abgedeckt werden. Die Kaplan-Turbine in Bulb-Ausführung hat sich laut Suljagic seit ihrer Erstinbetriebnahme bestens bewährt. Davon ist offensichtlich auch der Betreiber überzeugt, bereits Ende 2017 ging in nur zwei Kilometer Entfernung das nächste Wasserkraftwerk mit einer Bulb-Turbine von GUGLER in Betrieb.
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Liquid Energy - Solid Engineering
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Foto: Wikimedia /Jörg Braukmann
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Die Gemeinde in Brand in Vorarlberg hat sich für eine Zukunft mit erneuerbaren Energieträger entschieden und erarbeitet ein 3-Stufenkonzept.
VORARLBERGER GEMEINDE SIEHT SICH AM WEG DER NACHHALTIGKEIT BESTÄTIGT Seit dem einstimmigen Gemeinderatsbeschluss von 2009 verfolgt die Vorarlberger Gemeinde Brand die Nutzung bestehender Ressourcen und baut diese sukzessive aus. Nach der Inbetriebnahme des Wasserkraftwerks Palüd im Jahr 2015 sind nun weitere Wasserkraftprojekte, wie ein Ausleitungskraftwerk und ein kleines Trinkwasserkraftwerk, in Planung. Dazu soll auch die Sonnenenergie an den öffentlichen Gebäuden genutzt werden, um Schritt für Schritt alle kommunalen Einrichtungen mit erneuerbarer Energie zu versorgen.
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„Das Ganze ist ein hervorragend regelbares System und steuerungstechnisch aufeinander abgestimmt“, sagt Domig. So kann das Kraftwerkswasser auch für die Beschneiung – vor allem für die Grundbeschneiung im Spätherbst – verwendet werden.
ZU 100 PROZENT GELUNGENES PROJEKT 2009 wurde mit der Planung begonnen, im Laufe der Jahre musste mehrfach nachjustiert und adaptiert werden, um das Projekt zu realisieren. „Ursprünglich war ein Kraftwerk mit einem großen Maschinensatz vorDas Wasserkraftwerk im Ortsteil Palüd ging 2015 ans Netz. Die Anlage besteht aus einer Niederdruck- und einer Hochdruckkraftwerksanlage und einer Trinkwasserturbine. Turbinen und Stahlwasserbauteile kamen von Sora, deren Ansteuerung erfolgt per Enco-Steuerung. Die drei Anlagen erzeugen im Jahr rund 3,5 GWh.
Foto: zek
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as beschauliche Dörfchen Brand im österreichischen Rätikon liegt inmitten der schönsten Gebirgsregionen Österreichs. Die 700 Seelen-Gemeinde, die sich ihre Ursprünglichkeit und Natürlichkeit bewahren konnte, lockt jedes Jahr unzählige Alpinbegeisterte an – konkret bringt es Brand auf knapp 300.000 Nächtigungen pro Jahr. Um weiterhin den eigenen Charakter zu bewahren und auch um die eigene Unabhängigkeit zu stärken, hegt man in der Gemeinde schon länger das Ziel, die eigene Energie aus eigenen, nachhaltigen Ressourcen zu produzieren und zu nutzen. Und obgleich man dieses Ziel bereits seit einigen Jahren hartnäckig verfolgt, ist man sich im Gemeinderat darüber im Klaren, dass ambitionierte Ökostromprojekte eine kleine Gemeinde auch vor Herausforderungen stellen können. „Wir haben uns klar für eine Zukunft mit erneuerbaren Energieträger entschieden“, erklärt Michael Domig, Bürgermeister von Brand. Nach einem einstimmigen Gemeindebeschluss 2009 wurde ein 3-stufiges Gesamtkonzept erstellt, das eine Modernisierung der Wasserversorgung, den Bau einer neuen Beschneiungsanlage und die Realisierung eines neuen Wasserkraftwerks vorsah.
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Fotos: zek
Das Kraftwerkswasser kann auch für die Beschneiungsanlage verwendet werden.
Zusätzlich zum Kraftwerk wurde in das umgebaute Wasserversorgungsnetz eine Trinkwasserturbine mit einer Maximalleistung von 25 kW installiert. Damit wird auch die Höhendifferenz von 230 m zum neuen Hochbehälter energiewirtschaftlich genutzt.
gesehen, aber aufgrund geologischer und umweltspezifischer Nachteile wurde am Ende eine Anlage mit einem Niederdruck- und einem Hochdruckkraftwerk umgesetzt“, sagt Domig. Beide Maschinensätze, ausgerüstet mit Pelton-Turbinen, Hitzinger-Generatoren und EN-CO-Steuerungen, wurden vom Südtiroler Turbinenbauer Sora GmbH geliefert und installiert. „Egal ob es um die Planung, oder die bauliche Ausführung, oder um die verbaute Technik geht: Im Nachhinein, kann ich von einem wirklich zu 100 Prozent gelungenem Projekt sprechen, die beteiligten Partner sind absolut weiter zu empfehlen“, zeigt sich Michael Domig begeistert. Er lobt die intuitive Steuerung, sowie die einfache Be dienbarkeit und den geringen Wartungsaufwand der Anlage. Zusätzlich zum Kraftwerk Palüd wurde in das umgebaute Wasserversorgungsnetz eine Trinkwasserturbine mit einer Maximalleistung von 25 kW installiert. Damit wird auch die Höhendifferenz von 230 m zum neuen Hochbehälter energiewirtschaftlich genutzt. „Den Strom speisen wir in das das öffentliche Netz, und mit der TIWAG haben wir einen Vertrag über die Stromabnahme über 10 Jahre abgeschlossen“, erklärt Michael Domig.
PROJEKTE IN PLANUNG Während der Umsetzung des Kraftwerks Palüd wurden bereits die Weichen für weitere Projekte gestellt. Geplant ist ein weiterer Ausbau der Wasserkraft, ein zusätzliches Trinkwasserkraftwerk sowie die Nutzung von Photovoltaik- beziehungsweise Solar-Kollektoren an den kommunalen Gebäuden. „Das ist kein Prozess von heute auf morgen. Die Strategie muss gut durchdacht und über mehrere Jahre hinweg kontinuierlich verfolgt werden. Anders geht es nicht“, so Domig. Schließlich stellt die Finanzierung solcher Projekte viele Gemeinden vor unüberwindbare Hindernisse. Der Schlüssel zum Erfolg sieht man in Brand in der Kooperation: „Es kommt eben darauf an, dass die Vertreter verschiedener Interessensgruppen zusammenarbeiten.“ Zentrale Bedeutung kommt dem schrittweisen Ausbau der Infrastruktur für eine direkte Verwendung der gewonnenen Energie in den kommunalen Gebäuden zu. „Diese Gebäude werden mit Grundwasser-Wärmepumpen, in Kombination mit großen Pufferspeichern mit einem Fassungsvermögen zwischen 8.000 und 10.000 Liter, und außen mit sogenannten Hybrid-Kollektoren ausgestattet. Wenn wir im Dorf Grabungsarbeiten vornehmen,
An das bestehende Krafthaus in Palüd wird das neue Kraftwerk angebaut.
verlegen wir vorsorglich die notwendigen Leitungen gleich mit. Das hat sich bezahlt gemacht“, so Domig weiter. Das neue Projekt zum weiteren Ausbau der Wasserkraft wurde mittlerweile bereits bei den Behörden eingereicht. Wenn alles gutgeht, sollte einem Baubeginn im Sommer nächsten Jahres nichts im Wege stehen. Das neue Kraftwerk mit einer Maximalleistung von 1 MW wird an das bestehende Krafthaus angebaut. Parallel dazu erfolgt gerade die Planung eines neuen Vereinshauses – das natürlich mit sauberer Energie aus eigenen Ressourcen versorgt werden soll.
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SCHWARZWÄLDER NIEDERDRUCK-KRAFTWERK NACH MODERNISIERUNGSSCHUB EFFIZIENTER DENN JE Nach 33 Jahren im Dauereinsatz war die Zeit für eine umfassende Sanierung des Kraftwerks Steinen im Süd- Schwarzwald gekommen. Mit dem Ziel, das potentielle Leistungsvermögen der Anlage voll auszuschöpfen und möglichst zu verbessern sowie die Betriebssicherheit für die nächsten 20 Jahre zu gewährleisten, veranlasste die Betreiberin – Energiedienst AG in Rheinfelden – umfangreiche Modernisierungs- und Sanierungsmaßnahmen an der Fassung sowie im Krafthaus. Für die maschinentechnische Revision an den Turbinen setzten die erfahrenen Wasserkraftbetreiber auf das Know-how der Firma Troyer AG aus Südtirol, für die elektrotechnische Erneuerung auf die Firma Andritz HYDRO aus Ravensburg. Nicht einmal fünf Monate benötigten die Refurbishment-Teams der traditionsreichen Wasserkraftspezialisten, um die Turbinen und die Steuerungstechnik wieder auf Vordermann zu bringen. Mitte März dieses Jahres konnten die beiden rundum sanierten Maschinen wieder in Betrieb genommen werden.
Wie neu präsentieren sich die beiden Maschinensätze im Kraftwerk Steinen im Schwarzwald, dessen elektromaschinelle Einrichtung erst kürzlich saniert und modernisiert wurden.
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Fotos: Troyer AG
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eit 1984 betreibt der südbadisch- schweizerische Energieversorger Energiedienst AG an der Wiese in der Gemeinde Steinen im Südschwarzwald das gleichnamige Kraftwerk Steinen. Konkret handelt es sich dabei um ein Kanalkraftwerk, das über ein Stauwehr, einen Oberwasserkanal, eine Druckrohrleitung und ein Maschinenhaus verfügt. Die Wehranlage besteht aus einem Klappenwehr sowie einem Doppelschütz, das als Grundablass bzw. Spülschütz fungiert. Der Oberwasserkanal ist ungefähr 150 m lang und misst 6 m in der Breite. Bis zu 13,1 m3/s, so die konzessionierte Triebwassermenge, werden über den Oberwasserkanal in Richtung Krafthaus geleitet. 2007 erfolgte die ökologische Modernisierung am Fassungsbereich. Eine Fischaufstiegshilfe wurde in Form eines Vertical-slot-Passes errichtet, die konstant mit 350 l/s dotiert wird. Weitere 50 l/s werden am Fischabstieg abgegeben. Somit ist das Kraftwerk heute komplett fischdurchgängig.
ANLAGE NICHT MEHR AM ZENIT In Sachen Energieeffizienz präsentierte sich das Kraftwerk in den vergangenen Jahren allerdings nicht mehr ganz am Zenit. Zuletzt gelang es nicht mehr, das volle Leistungsvermögen der Anlage auszuschöpfen. Aus diesem Grund veranlasste die Energiedienst AG ein Modernisierungsprojekt, das einerseits Maßnahmen im Außenbereich der Anlage und an der stahlwasserbaulichen Ausrüstung beinhaltet, sowie weiters die Modernisierung der bestehenden Steuerung und Elektrotechnik und die Revision der beiden Turbinen. Während die Firma Andritz HYDRO für die Lieferung neuer Generatoren sowie die Erneuerung von Steuerung-, Leit- und
E-Technik verantwortlich zeichnete, ging der Auftrag für die Revision der Maschinen an das Südtiroler Wasserkraftunternehmen Troyer AG. Im Maschinenhaus in Steinen sind zwei Kaplan-Rohrturbinen vom Fabrikat EscherWyss installiert, die mit einer Nenndrehzahl von 365 Upm jeweils einen Synchrongenerator antreiben. Bei einer Fallhöhe von 7,5 m und einer Ausbauwassermenge von jeweils 6,55 m3/s sind die Turbinen auf eine Ausbauleistung von insgesamt 810 kW ausgelegt. Konkret handelt es sich um Kegelradturbinen. Bei diesem Turbinentyp erfolgt die Kraftübertragung zwischen Turbine und Generator über ein Planetengetriebe.
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Die Laufschaufeln wiesen bereits Verschleißerscheinungen auf. Sie wurden umfassend saniert.
OPTIMALE SCHNITTSTELLEN-KOORDINATION Die Umsetzung des gesamten Modernisierungsprojektes gestaltete sich durchaus komplex. Umso bemerkenswerter, dass die Betreiber kein externes Ingenieurbüro hinzuzogen, sondern vielmehr auf Eigenkompetenz vertrauten. Speziell die Projektleitung in Person von Philip Stauß von der Energiedienst Holding AG war durchaus gefordert. Es galt, einerseits die bestmögliche Abstimmung mit den Kollegen zu finden, die die Anlage Tag
Foto: zek
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für Tag betreiben, und anderseits das Konzept und das Lastenheft für die Revision der Maschinentechnik und die Erneuerung der Steuerungs- und Elektrotechnik im Detail auszuarbeiten. Durch den Umstand, dass die zwei großen Baulose an zwei unterschiedliche Unternehmen vergeben wurde, lag ein wesentliches Augenmerk auf der optimalen Schnittstellenkoordination. „Die Schnittstellenkoordination hat mit der Firma Troyer und der Firma Andritz sehr gut
funktioniert“, erklärt Projektleiter Philip Stauß und ergänzt: „Konkret lag die Schnittstelle darin, die bei der Firma Troyer beauftragte Erneuerung und Erweiterung der Sensorik – also konkret die Turbinenlagerüberwachung über Temperatur- und Vibra tionssensoren, sowie die Erneuerung der Stellungsrückführung von Laufrad und Leitapparat – in die neue Steuerungs- und Leittechnik mit aufzunehmen.“ Gerade im Hinblick auf eine angestrebte Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit und der Erhöhung des Leistungsvermögens des Kraftwerks sei – so Philip Stauß – die Erneuerung der Anlagensteuerung ein sehr wichtiger Punkt gewesen. „Die alte Steuerung war noch in Relaistechnik aufgebaut – und wies entsprechende Schwächen und Unzulänglichkeiten auf. Zudem waren dafür kaum mehr Ersatzteile zu bekommen. Heute sind die Regelungsmöglichkeiten der Anlage bei unterschiedlichem Wasserdargebot auf einem ganz anderen Niveau“, meint der Projektleiter der Energiedienst Holding AG. Zusammen mit der neuen Steuerung wurde über einen Lichtwellenleiter die Kommunikation zwischen der neuen Maschinensteuerung und den abgesetzten Steuerungen der Außenanlagen an den Rechen und an der Fassung ermöglicht. Verschiedene anlagenoptimierende Programme, wie zum Beispiel die Spülprogramme der Turbinen können so neu genutzt werden. Mit den umgesetzten Maßnahmen ist auch eine Fernwartung realisiert worden.
Die beiden Kaplan-Rohrturbinen wurden im Werk der Troyer AG zerlegt, geprüft, saniert und auf den Stand der Technik gebracht.
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KORROSION SCHON FORTGESCHRITTEN Umfangreich gestalteten sich auch die Arbeiten an den beiden Kaplanturbinen. Nachdem das Team der Firma Troyer AG Anfang Oktober letzten Jahres die Maschinen demontiert hatte, wurden selbige ins Werk des Wasserkraftspezialisten nach Sterzing in Südtirol transportiert, wo sie in der Folge auf Herz und Nieren gesichtet und geprüft wurden. Die Gründe für die nicht mehr optimale Performance waren dann auch schnell entdeckt. „Aus zwei Inspektionen aus den Jahren davor ging zwar hervor, dass Leitapparat, Laufräder und Getriebe noch in einem guten Zustand waren. Aber an den Maschinen gab es bereits erhöhte Wasserleckagen, und sogar Ölleckagen. Auch die Korrosion war teilweise schon fortgeschritten“, erläutert der Abteilungsleiter Service der Firma Troyer AG, Josef Santoni. Er blickt auf ein anspruchsvolles Refurbishment-Projekt zurück, das nicht nur aufgrund enger zeitlicher Vorgaben die volle Kompetenz des Teams der Troyer AG forderte. „Was das Ganze auch erschwerte, war der Umstand, dass die technischen Unterlagen der Turbinen nur mehr unzureichend verfügbar waren. Da half es doch, dass wir auf sehr große Erfahrung zurückgreifen können“, so Santoni. NEUE LAGERÜBERWACHUNG INSTALLIERT Wie wichtig aussagekräftige technische Unterlagen und Pläne für eine professionelle Turbinenrevision sind, lässt sich erahnen, wenn man sich die dafür erforderlichen Arbeiten im Detail ansieht: Im Fall der beiden Kaplan-Rohrturbinen des Kraftwerks Steinen stand zuerst einmal ein Wechsel der Turbinenlager an beiden Turbinen auf dem Programm. Die Lager wurden in der Folge mit
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Die beiden Turbinen wurden sandgestrahlt und neu lackiert.
einer neuen, modernen Lagerüberwachung ausgerüstet, die Informationen über Temperatur und etwaige Vibrationen liefert. An beiden Maschinen wurde die Stellungserfassung von Laufrad und Leitapparatstellung erneuert. Außerdem wurden die innenliegenden Hydraulikschläuche gegen eine feste Verrohrung, sowie die Wellendichtungen an Maschine 1 und 2 gewechselt. Zudem stellte es sich nach eingehender Prüfung als erforderlich heraus, sämtliche Schonbuchsen neu zu drehen. „Zum Aufgabenumfang zählte auch das Prüfen und die Wartung der Außerlagerung der Leitapparatverstellung. Außerdem galt es, die Bremse für Turbine 2 zu prüfen und zu revidieren. Nach eingehender Untersuchung mussten wir auch die Verschleiß- und Dichtungsteile an der Leitapparatverstellung aus-
Foto: Energiedienst
Gemeinsam an einem Strang gezogen: Projektleiter Philip Stauß von der Energiedienst Holding AG, Adrian Bohn von Andritz Hydro und Josef Santoni von der Troyer AG (v.l.).
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tauschen. Eine Vorgabe des Kunden lautete, vor allem die hydraulischen Systeme zur Verstellung von Leitapparat und Laufrad, sowie die Mechanik der Verstellung zusammen mit der Wegerfassung und Rückführung genauestens zu prüfen. Natürlich wurden dabei sämtliche Prüfungen schriftlich protokolliert und eine vollständige Dokumentation angelegt“, sagt Josef Santoni. In die Dokumentation flossen am Ende auch wichtige Informationen hinsichtlich Wartungsempfehlungen mit ein. NEUE ÖLDURCHFÜHRUNG EINGEBAUT Ein wichtiger Punkt betraf die technische Überholung und Erweiterung der Hydraulikaggregate. Nach eingehender Prüfung hatte sich ein kompletter Austausch der Hydraulikaggregate als bessere Alternative zur Generalüberholung erwiesen. Darüber hinaus sollte für Turbine 2 eine neue Öldurchführung zur Laufradverstellung verbaut werden. „An Maschine 1 ist 2014 bereits eine neue Öldurchführung montiert worden, wobei man damals das Ölzuführungsgehäuse erneuert hat. Auf diese Art und Weise wurde dies von uns nun auch an Maschine 2 umgesetzt“, erklärt der Leiter des Service-Teams der Firma Troyer AG. Als aufwändig entpuppten sich die Arbeiten an den Turbinenlagersätzen. Wellen und Getriebe wurden dabei einer zerstörungsfreien Rissprüfung unterzogen, bevor die Spezialisten der Firma Troyer AG an das Einstellen der erforderlichen Lagerspiele gehen konnten. Diese Arbeiten erfordern Know-how und Fingerspitzengefühl gleichermaßen. SANIERUNG DER LAUFRADSCHAUFELN Höchstes Augenmerk wurde natürlich auf die Inspektion der Laufradschaufeln gelegt. Ent-
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Projekte
Die einzelnen Laufradschaufeln wurden im Werk in Sterzing saniert.
fenden Metallbänder bewerkstelligt worden. Das ist heute nicht mehr Stand der Technik. Daher haben wir eine neue Sensorik für die Rückführung der Stellungen von Leitapparat und Laufrad eingebaut. Die Daten wurden in weiterer Folge in die Steuerung eingebunden, eine exakte Abstimmung mit dem beauftragten Steuerungslieferanten war erforderlich. Die eigentliche Überwachung erfolgt an den Verstellzylindern.“ FLEXIBILITÄT ALS GROSSES PLUS Gegen Ende Januar dieses Jahres war es schließlich soweit: Die rundum sanierten und modernisierten Kaplan-Rohrturbinen konnten wieder zum Kraftwerk Steinen in den Südschwarzwald geliefert werden. Die Montagearbeiten konnten beginnen. Rund ein Monat
Foto: Energiedienst
gegen der ursprünglichen Annahmen zeigten diese deutliche Verschleißerscheinungen. Hier bestand Handlungsbedarf. Die betroffenen Laufradschaufeln mussten in der Folge aufgeschweißt werden. Darüber hinaus wurde auch der Laufradmantel von den Service-Spezialisten der Firma Troyer AG saniert. Generell wurden beide Turbinen sandgestrahlt und vor der Auslieferung neu lackiert. Eine technische Erneuerung wurde in der Folge bei der Rückführung der Stellungserfassung von Leitapparat und Laufrad zum Einsatz gebracht. Die Mechanik hatte in den letzten Jahren bereits Schwächen gezeigt, nicht selten tendierte das Zusammenwirken von Laufrad und Leitapparat dazu, von der voreingestellten Zusammenhangskurve abzuweichen. Santoni: „Die Rückführung war bislang über mitlau-
benötigte das Service-Team der Firma Troyer für die intensiven Montagearbeiten und die darauffolgenden Trocken- und Nasstests. Die Wiederinbetriebnahme wurde unter Führung der Firma Andritz Hydro erfolgreich umgesetzt, wobei die Abstimmung mit der Firma Troyer AG vor Ort – so der Projektleiter von Energiedienst – sehr gut funktioniert habe. Am 13. März dieses Jahres konnten beide Maschinen wieder den Betrieb aufnehmen. Für Josef Santoni und sein Team der erfolgreiche Abschluss eines herausfordernden Projektes. Das Rezept für die problemlose Abwicklung des Modernisierungsprojektes sieht er vor allem im konzertierten Zusammenspiel seiner Mannschaft: „Was uns sicher auszeichnet, ist dass wir einerseits über Erfahrung und Know-how, andererseits aber auch über große Flexibilität verfügen. Letzteres stellt sich gerade bei Sanierungsprojekten als sehr entscheidend heraus. Hinzu kommt, dass wir als Water-to-Wire-Unternehmen auf Spezialisten aus jedem Wasserkraftsektor zurückgreifen können, egal ob es sich um Probleme im Maschinenbau, der Elektrik oder Automation handelt. Sehr hilfreich ist natürlich auch der gute Teamgeist, der bei uns hochgehalten wird“, so Josef Santoni. Die Zufriedenheit der Energiedienst AG mit den beiden auf neu getrimmten Maschinen belegt diese Aussage. Die Ziele des Betreibers wurden somit vollumfänglich erreicht. Das potentielle Leistungsvermögen der Anlage konnte zusammen mit der neuen Steuerungs- und Leittechnik der Firma Andritz Hydro wiederhergestellt und deutlich verbessert werden. Zudem können nun Funktionalität und somit Verfügbarkeit dauerhaft gewährleistet und das Störungsrisiko minimiert werden. Seit 1984 ist das Kraftwerk Steinen in Diensten der Energiedienst AG im Einsatz. Nach der nun erfolgten maschinentechnischen Modernisierung ist das Kraftwerk wieder gerüstet für einen möglichst störungsfreien und effizienten Kraftwerksbetrieb.
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Foto: SBB
Fotos: Porr
Foto: EWA
Fotos: HYDAC
Foto: zek
Industrie
HYDAC – IHR KOMPETENTER PARTNER IN DER WASSERKRAFT
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Für geschlossene Kühlkreisläufe, die mit Wasser-Glykol arbeiten, hat HYDAC ein kompaktes System (WGK) entwickelt, das aus einer Motor-Pumpeneinheit, Ausgleichsbehälter, Mischventil und Sensorik besteht.
Foto: zek
YDAC wurde 1963 als Gesellschaft für Hydraulikzubehör gegründet und ist heute ein internationaler famili- Einsatz der Vortriebsmaschine im engeführter Firmenverbund mit über 9.000 Mitarbei- Bohr- und Sicherungsbetrieb. tern, 50 Niederlassungen und 500 Handels- und Servicepartnern weltweit. Unser Motto heißt: Global und dennoch lokal. HYDAC Komponenten und Systeme finden sich in allen Bereichen
www.hydac.com
photo: zek
HYDAC gilt heute als der ideale Partner für alle Aufgabenstellungen in der Wasserkraft, bei denen Fluidtechnik in Verbindung mit Hydraulik, Elektronik und Engineering gefordert wird. HYDAC blickt auf eine jahrzehntelange Erfahrung in der Ölhydraulik und Prozesswasseraufbereitung zurück. Durch die permanente Erweiterung des Angebotssortiments durch einzelne Komponenten wie Filter, Speicher, Ventile, Pumpen, Kühler und Sensorik entstand im Laufe der Jahre ein umfangreiches und vollständiges Produktprogramm, das alle Möglichkeiten der Gestaltung von Systemen für die Wasserkraft bietet. HYDAC liefert nicht nur einzelne Komponenten, sondern auch ganzheitliche Systeme für nahezu alle Anwendungen in der Wasserkraft, die speziell auf die jeweiligen Kundenbedürfnisse angepasst sind.
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Industrie
Neben kundenindividuellen Hydraulikaggregaten bietet HYDAC mit dem System Hybox - besonders für Kleinwasserkraftwerke Standardaggregate in unterschiedlichen Größen und Ausführungen an.
der Industrie- und Mobilhydraulik. Im Bereich Wasserkraft ist HYDAC bei folgenden Applikationen präsent, die wir sowohl für Groß- als auch Kleinwasserkraftwerke anbieten: wStahlwasserbau und Rechenreiniger: Hydraulik Aggregate und Zylinder für Tore, Schütze, Wehre und Rechenreiniger wAbsperrorgan: Hydrauliksysteme für Kugelschieber, Absperr- und Drosselklappen; Kolben- und Blasenspeicherstationen für die Speicherung der Schließenergie und wasserbetriebene Servomotoren mit entsprechenden Schutzfiltern wTurbine: Lagerschmiersysteme, hydraulische Turbinenregler, Kolben- und Blasenspeicherstationen für die Notschluss-Funktion wProzess- und Kühlwasseraufbereitung: Für die Filtration des Sperr-, Kühl- und Löschwas-
sers werden die benötigten Komponenten – z.B. der automatische Rückspülfilter RF3 auf einem kompakten Gestell (Skid) montiert wGenerator: Hebe- und Bremszylinder, Ölschmierkühlanlagen und Kühlwasseranlagen, Hochdruckentlastungsanlagen (HD-Anlage), Bremshebesysteme, Ölnebelabscheider WELTWEITE SERVICEDIENSTLEISTUNG Zusätzlich liefert HYDAC Produkte für Condition Monitoring, wie Sensoren zur Überwachung des Wasseranteils (Aqua Sensor), der metallischen Verschmutzung (MCS-Sensor) und zur automatischen Überwachung der Ölreinheit (CS-Sensor); sowie Servicegeräte für die Instandhaltung wie Entwässerungsaggregate (FAM), Nebenstromfiltrationsaggregate (OLF), Stickstoffladegeräte für Speicher
(N2-Server) und mobile Mess- und Datenerfassungsgeräte (HMG). HYDAC bietet des Weiteren weltweite Servicedienstleistungen von der Inbetriebnahme bis zur sachgerechten Wartung und Inspektion an. Abgerundet wird das Profil von HYDAC durch umfassendes Fluid Engineering, das zur Optimierung Ihrer Schlüsselkomponenten und fluidtechnischen Anlagen beiträgt. Wir unterstützen Sie gerne bei Themen wie Energieeffizienz, Prozess- und Anlagensicherheit, Ressourcenschonung und Anlagenverfügbarkeit. Bitte kontaktieren Sie uns über unseren Internetauftritt oder über folgende E-Mail-Adresse: hydro-power@hydac.com. Das HYDACTeam freut sich auf Ihre Anfrage!
Komponenten und Systeme für Wasserkraftwerke
Hydraulikspeicher
Vorteile
Filtration
Kühler
Armaturen & Kugelhähne
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Langjährige Erfahrung in allen Bereichen der fluidtechnischen Anwendungen der Wasserkraft Weltweite Servicedienstleistungen von der Inbetriebnahme bis zur sachgerechten Wartung
Rückspülfilter Servomotor
Sensorik
Permanente Weiterentwicklung unserer Produkte und Systeme
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International tätiger, familiengeführter Firmenverbund www.hydac.com
Befestigungstechnik
Messgeräte Pumpen
HYDAC International GmbH, Industriegebiet, 66280 Sulzbach T +49 (0)2234 96766-5449, hydro-power@hydac.com
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Das innovative Kompaktkonzept smarT von GLOBAL Hydro Energy bündelt hocheffiziente Wasserkrafttechnik auf engstem Raum und wurde speziell für den unteren Leistungsbereich bis zu 1 Megawatt entwickelt.
Fotos: GLOBAL Hydro Energy
Technik
OBERÖSTERREICHER SETZEN AUF SMARTES KONZEPT FÜR DEN KOMPAKTBEREICH Mit dem Kompaktanlagenkonzept „smarT“ hat der oberösterreichische Kleinwasserkraftspezialist GLOBAL Hydro Energy eine hochinteressante Lösung für den Leistungsbereich bis zu 1 Megawatt entwickelt. Hinter smartT steht die Idee, einen kompletten Maschinensatz inklusive der gesamten Elektrotechnik und Steuerung auf möglichst kleiner Fläche unterzubringen und als vormontierte Einheit zu einem optimalen Preis-Leistung-Verhältnis am Markt zu platzieren. Die kostengünstigen „plug & play“-Anlagen stehen in punkto Qualität und Bedienkomfort ihren, im höheren Leistungsbereich angesiedelten, Pendants um nichts nach. Für eine vollautomatisierte Stromproduktion sorgt die von GLOBAL Hydro Energy selbst entwickelte intelligente Steuerungssoftware HEROS. Die wahlweise mit Francis-, Pelton- oder Kaplan-Turbinen ausgerüsteten Einheiten verlassen das Werk als fertige Anlagen und können vor Ort einfach und schnell aufgebaut und in Betrieb genommen werden.
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ernhard Kodré, Director Hybrid Energy bei GLOBAL Hydro Energy, beschreibt die Ausgangslage, die zur Entwicklung von smarT führte: „Mit dem zunehmenden Unternehmenserfolg und den immer größeren Leistungen der gelieferten Turbinen in den vergangen Jahren sind die generellen Projektanforderungen und die damit einhergehenden Ansprüche an die Maschinen immer stärker gewachsen. Dies führte schließlich zur Erkenntnis, dass man im unteren Leistungsbereich von ein paar 100 kW bis 1 Megawatt bei der Ausrüstung und den Spezifikationen über die Ansprüche des Marktes und das erwartete Preisniveau hinausschießt. Das war der Anlass, ein Konzept aufzusetzen, mit welchem man, mit nach wie vor sehr hoher Qualität und der Fertigung in Österreich, für kleinere Anlagen eine intelligente Lösung anbieten kann, die preislich so interessant ist, dass solche Projekte auch wirtschaftlich realisierbar bleiben.“
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smarT in 400 kW-Pelton-Ausführung im Einsatz in Island.
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Technik WENIGER IST MEHR Beim Design der Kompaktanlage konnten zum Beispiel durch die Reduktion von in dieser Leistungsklasse nicht benötigten Sensoren sowohl die technische Komplexität als auch die Kosten reduziert werden. Darüber hinaus wurde bei der Entwicklung von smarT dem Faktor Platzverbrauch höchste Priorität eingeräumt, erklärt Kodré: „Die Idee dahinter ist ganz simpel: Wenn die komplett im Werk vormontierte Einheit auf einem einzelnen LKW transportiert werden kann, spart das Kosten für die Logistik und verkürzt die Montagezeit auf der Baustelle erheblich. Nach der Ankunft am Bestimmungsort kann eine smarT innerhalb kürzester Zeit installiert werden und im Anschluss direkt in Betrieb gehen. Diese Faktoren, die ein Projekt verteuern oder eben günstiger gestalten können, sind für Betreiber von hoher Bedeutung.“ Bei Bedarf stellt GLOBAL Hydro Energy sogar das Krafthaus für die Kompaktanlagen bereit. Dabei wird die gesamte mechanische und elektrische Ausstattung und Steuerung in einem robusten Industriecontainer montiert, der ebenso unkompliziert via LKW und Schiff transportierbar ist und die Technik am Anlagenstandort vor jeglichen Umwelteinflüssen schützt. DREI ANLAGEN IN BETRIEB Seit der Markteinführung von smarT im Vorjahr konnten die international hochaktiven Turbinenbauer aus dem Mühlviertel bereits drei Anlagen in Betrieb nehmen. Zwei smarT mit jeweils auf 400 kW Engpassleistung ausgelegten Pelton-Turbinen wurden in den hohen Norden nach Island geliefert. Richtung Süden in die Türkei hingegen ging es für die dritte, ebenfalls auf 400 kW ausgelegte smarT mit Francis-Turbine. Sämtliche Einheiten wurden als auf einem Metallrahmen vormontierte Einheiten gefertigt und gingen innerhalb kurzer Zeit ans Netz. Die Anlage in der Türkei war nach der Ankunft auf der Baustelle und der Herstellung von Strom- und Druckleitungsanschluss innerhalb von nur zwei Tagen bereit für die Inbetriebnahme. Das Interesse an den verschiedenen smarTAusführungen ist laut Kodré regional sehr unterschiedlich: „Für den ‚on grid‘-Bereich, also den Netzparallelbetrieb, werden Einheiten für eine Leistung von 700 kW bis 1 MW stark nachgefragt, weil in diesem Spektrum das Preis-Leistungs-Verhältnis sehr gut ist. In diesem Bereich können wir beispielsweise eine smarT mit Francis-Turbine für rund 300.000 Euro anbieten, wodurch sich in der Praxis schon sehr vernünftige Erlöse erzielen lassen. Im ‚off grid‘-Sektor, bei welchem das Kraftwerk beispielsweise zum Inselbetrieb in
Die „smarten“ Turbinen werden im Werk komplett vormontiert und können vor Ort nach dem Anschluss an die Druckrohrleitung und Stromversorgung sofort in Betrieb genommen werden.
abgelegenen Regionen eingesetzt wird, sind eher kleinere Leistungsbereiche zwischen 200 – 300 kW und Pelton-Turbinen gefragt. Ein eindeutiger Trend lässt sich aber international noch nicht feststellen.“ HEROS SORGT FÜR HOHEN BEDIENKOMFORT Neben den kompakten Abmessungen und der gewohnt hohen Fertigungsqualität wurde bei der Entwicklung von smarT großer Wert auf den Bedienkomfort gelegt: „Im Prinzip lassen sich die Anlagen möglichst einfach und zuverlässig bedienen. Wie bei unseren Großprojekten kommt bei smarT unser bewährtes Leitsystem HEROS zum Einsatz, wodurch grundsätzlich ein vollautomatischer Kraftwerksbetrieb gewährleistet wird. Die Anwesenheit eines Operators ist dabei nicht notwendig, smarT fährt auch in abgelegenen Gegenden ohne Internetanbindung automatisch an und sorgt rund um die Uhr für eine möglichst effiziente Stromerzeugung. Die standardisierte Software kann je nach Anforderungen und Vorgaben individuell an die jeweiligen Bedürfnisse vor Ort angepasst werden. An Fernwirkmöglichkeiten stehen onlinebasierte Cloud-Lösungen für die Remote-
Steuerung und die Überwachung Verfügung“, erklärt Kodré.
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ENTWICKLUNG GEHT WEITER Unter dem Motto „SMART – ON THE ROAD“ ging es für den smarT-Container Anfang Mai auf eine rund 1.600 km lange Tour in den Westen von Österreich und in die Schweiz. Höhepunkt der insgesamt fünf Stopps umfassenden Tour war die Präsentation auf der Fachtagung Kleinwasserkraft der Swiss Small Hydro in Linthal. In Zukunft plant GLOBAL Hydro noch weitere Optimierungen ihres Kompaktanlagenkonzepts. Auf hydromechanischer Seite will GLOBAL Hydro bei der Fertigung verstärkt auf ein Modulsystem setzen, um die Lieferzeiten noch schneller zu gestalten und die Kosten weiter reduzieren zu können. Weiters ist es geplant, smarT für den Einsatz im ‚off grid‘-Bereich mit Batteriesystemen zu kombinieren, um somit überschüssige Energie für den jederzeit abrufbaren Verbrauch lokal zu speichern. Ein Prototyp dieses vielversprechenden Konzepts wurde der Öffentlichkeit im Rahmen einer Fachveranstaltung im Vorjahr präsentiert.
Anfang Mai ging der smarT-Container auf Tour in Westösterreich und der Schweiz.
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Ökologie
Foto: IFOE
Aale legen tausende Kilometer bis zu ihren Laichgründen zurück. Um das Überleben dieses Fisches weiter zu gewährleisten, wurde ein effizientes Frühwarnsystem entwickelt, das sich seit einigen Jahren sehr gut bewährt.
MIT DEM FRÜHWARNSYSTEM MIGROMAT® ABWANDERNDE AALE SCHÜTZEN
Um sich fortzupflanzen wandern alle Europäischen Aale (Anguilla anguilla) einmal in ihrem Leben aus den Flusssystemen des Binnenlandes in die atlantische Sargassosee vor der Ostküste Nordamerikas. Die Abwanderung tausender potentieller Elterntiere findet in deutschen Flüssen in vergleichsweise wenigen Nächten pro Jahr statt. Die Auslöser dieser biologischen Massenphänomene, von denen maßgeblich die Berufsfischer profitiert haben, sind bis heute nicht identifiziert und ihre Wirkweise ist weitgehend unverstanden. Sicher ist nur, dass die Aalabwanderung entgegen tradierter Vorstellungen keineswegs von der Mondphase allein gesteuert wird.
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uf den Abwanderwegen der Aale liegen in den Flussgebieten stets mehr oder weniger zahlreich Wasserkraftanlagen, Wasserentnahme- sowie Siel- und Schöpfbauwerke. Derartige Wanderhindernisse stellen ein erhebliches Risiko für den Fisch dar, bei der stromabwärtigen Passage z. B. an Einlaufrechen, in Pumpen und Turbinen verletzt oder getötet zu werden. Diese und weitere Gefahren auf dem mehrere tausend Kilometer langen Weg der Aale bis zu ihren Laichgründen haben in Summe dazu geführt, dass die europäischen Aalbestände seit den 1970er Jahren dramatisch kollabiert sind. Aktuell gilt der einstige „Brotfisch“ der Fischer als vom Aussterben bedroht.
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WINKEL DER LAUFSCHAUFELN ENTSCHEIDEND Angesichts dieser Situation wird sowohl von der Europäischen Union, als auch von den Wasser- und Fischereibehörden der Mitgliedsstaaten zunehmend vehementer die Aus- bzw. Nachrüstung von Wasserkraftwerken mit funktionsfähigen Fischschutz- und Fischabstiegsanlagen gefordert (siehe Aalschutzverordnung des RATES DER EUROPÄISCHEN KOMMISSION 2016). Bis heute sind jedoch insbesondere für Wasserkraftwerke mit einem Schluckvermögen über etwa 20 m3/s keine Einrichtungen verfügbar, die mit vertretbaren Kosten nachträglich installiert werden könnten, um einerseits abwandernden Aalen das Eindringen in für sie
gefährliche Anlagenbereiche zu verwehren und ihnen andererseits einen auffindbaren und sicher passierbaren Abwanderkorridor ins Unterwasser zu bieten. So haben sich Verhaltensbarrieren, die Aale und andere Fische mittels optischer, akustischer oder elektrischer Reize in eine gewünschte Richtung leiten sollen, insbesondere an Laufwasserkraftwerken als weitgehend unwirksam erwiesen. Allerdings ist es möglich, die Abwanderung von Aalen durch eine auf ihren Schutz ausgerichtete Betriebsweise der Wasserkraftwerke sicher zu stellen. Die drastischste diesbezügliche Maßnahme ist die Abschaltung der Turbinen, die verschiedentlich von den Genehmigungsbehörden gefordert wird. Doch kann
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Fotos: IFOE
Aal vor einem 20 mm Einlaufrechen, der von der Anströmgeschwindigkeit > 0,5 m/s angepresst wird.
Foto: zek
Ökologie
Versuche der Vorhersage anhand mathematischer Modelle jedoch, bei denen mehrjährige Zeitreihen über die Aalfänge in stationären Fanganlagen oder von Berufsfischern mit verschiedenen Umweltparametern wie Abfluss, Wassertemperatur, Trübung, Mondphase etc. korreliert werden, sind bislang nicht über das Versuchsstadium hinaus gekommen. Deshalb steht mit dem im Jahr 2000 vom Institut für angewandte Ökologie in Kirtorf (Hessen; www.ifoe.eu) erfundenen Frühwarnsystem MIGROMAT® (lat. migrare = wandern) nur ein einziges, praxistaugliches und nachweislich verlässliches Frühwarnsystem zur Prognose bevorstehender Abwanderereignisse zur Verfügung. In diesem Biomonitoringsystem, das über seine Wasserversorgung mit dem Fluss verbundenen ist, werden lebende Aale rund um die Uhr überwacht, um anhand charakteristischer Verhaltensänderungen Hinweise auf ein bevorstehendes Abwanderereignis im Fluss zu erhalten.
Öffnungswinkel der Laufradschaufeln im Normalbetrieb (oben) und bei aalschützendem Betrieb (unten)
ein effektiver Aalschutz beispielsweise vor allem bei Kaplan-Turbinen darin bestehen, den Anstellwinkel der Laufradschaufeln zu maximieren, so dass ein möglichst großer Passagekorridor durch die Turbine entsteht und die Wahrscheinlichkeit einer Kollision des Aals mit den rotierenden Kanten des Laufrades minimiert wird. Eine andere Möglichkeit an Kraftwerken mit Einlaufrechen von 20 mm lichter Weite oder weniger besteht darin, den Turbinendurchfluss soweit zu verringern, dass die Anströmgeschwindigkeit vor dem Einlaufrechen unter 0,5 m/s sinkt. Auf diese Weise kann ein Anpressen der Fische an den Rechen, das zumeist tödlich verläuft („Impingement“) wirksam verhindert werden. Allerdings ist damit noch kein sicherer Abwanderkorridor ins Unterwasser eröffnet. Dies kann allerdings mittels vorhandener Verschlussorgane, wie Wehrfelder und Schütze realisiert werden, um abwandernden Aalen temporär Abwandermöglichkeiten zu eröffnen.
Aalen, anderen Fischen und Treibgut unterschieden werden kann, und dass die Erfassung bestenfalls die unmittelbare Ist-Situation betrifft, während Prognosen für die Zukunft nicht möglich sind. Entsprechend werden auf diese Weise Abwanderereignisse erst dann registriert, wenn sie bereits im Gange sind oder bereits stattgefunden haben. Ziel eines sinnvollen Betriebsmanagements muss es jedoch sein, Abwanderereignisse schon im Vorfeld so rechtzeitig zu prognostizieren, dass das Wasserkraftwerk sich im aalschützenden Betrieb befinden, bevor die ersten abwandernden Aale an Rechen und Turbineneinlauf eintreffen.
PERMANENTÜBERWACHUNG DER AALE IN KÜNSTLICHEN BECKEN Ein MIGROMAT® besteht aus zwei ca. 4 m langen Becken, die mit lichtdurchlässigen Deckeln verschlossen sind und über Tauchpumpen im Durchfluss mit Wasser aus dem Fluss versorgt werden. Entsprechend der vom Spätsommer bis in den Winter andauernden Abwandersaison werden darin insgesamt 60 aus dem Gewässersystem stammende Aale gehalten, die zuvor durch einen kleinen, unter die Haut injizierten Transponder individuell gekennzeichnet sind. Antennen im Inneren
Aufbau eines MIGROMAT®
KENNTNIS VON ABWANDEREREIGNISSEN FÜR AAL UND KRAFTWERKSBETRIEB BENÖTIGT Eine wesentliche Voraussetzung für einen aalschützenden Kraftwerksbetrieb, der für den Betreiber mit begrenzten energetischen Verlusten verbunden ist, ist allerdings, dass bevorstehende Abwanderereignisse der Aale im Fluss rechtzeitig und verlässlich bekannt sind. In den vergangenen Jahren wurde verschiedentlich versucht, das Abwandergeschehen mit technischen Hilfsmitteln halb- oder vollautomatisch mittels Sonar, in Reusen oder Bypässen in Echtzeit zu überwachen, um ein darauf basierendes Betriebsmanagement zu ermöglichen. Als problematisch erwies sich bei solchen Versuchen jedoch, dass nicht sicher zwischen
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Ökologie
11 FRÜHWARNSYSTEME IN DEUTSCHLAND UND HOLLAND IN BETRIEB Der erste, heute noch betriebene MIGROMAT® wurde 2002 am Wasserkraftwerk Wahnhausen an der hessischen Fulda in Dienst gestellt. Aktuell sind weitere 10 Frühwarnsysteme in Deutschland und den Niederlanden in Betrieb. Die Technik ist inzwischen voll ausgereift und aufgrund der hohen Verlässlichkeit des MIGROMAT® werden bereits zwei Wasserkraftwerke der Statkraft Markets GmbH an der Weser bei Eingang eines Alarms vollautomatisch in einen aalschützenden Betrieb überführt, und nach Abklingen des Abwanderereignisses wieder auf Normalbetrieb zurück gestellt. Verschiedene Monitoringuntersuchungen, die von unterschiedlichen Gutachtern ange-
Aal während der Markierung mit einem Transponder
fertigt wurden, bescheinigen dem weltweit bisher einzigen praktisch einsetzbaren Frühwarnsystem für abwandernde Aale eine hohe Verlässlichkeit: So ist die Wahrscheinlichkeit verschwindend gering, dass ein Abwanderereignis im Fluss vom MIGROMAT® nicht angezeigt wird. MIGROMAT® ERMÖGLICHT HOHE ÜBERLEBENSRATE DER AALE Bei konsequenter Betriebsführung, d. h. rechtzeitiger Einleitung aalschützender Maßnahmen vor Beginn der Dämmerung und
In Reihe angeordnete Langstrombecken des MIGROMAT® am Wasserkraftwerk Werrawerk
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Fotos: IFOE
der Becken verorten sodann die Fische vollautomatisch rund um die Uhr, und stündlich werden ihre aufgezeichneten Bewegungsmuster von einem Computer analysiert. Werden bestimmte Schwellenwerte überschritten, wird der Kraftwerksbetreiber bzw. die Steuerwarte automatisch über ein im Fluss zu erwartendes Abwanderereignis alarmiert. Je nach Fluss und Umweltbedingungen finden in der etwa 7-monatigen Betriebssaison in der Regel 25 bis 40 Abwanderereignisse statt. Meist handelt es sich dabei um singuläre Ereignisse, die lediglich von Sonnenuntergang bis zum nächsten Sonnenaufgang andauern. Daneben ist aber auch mit einigen mehrtägigen Abwanderereignissen pro Saison zu rechnen, bei denen die Aale nicht nur in der Nacht, sondern auch am Tag stromabwärts ziehen.
Beibehaltung des aalschützenden Betriebs, bis das Abwanderereignis wieder beendet ist, können 75 bis über 95 % der an einem Wasserkraftstandort abwandernden Aale vor Schädigungen bewahrt werden. Die Schutzrate der Aale an einer Staustufe lässt sich so beträchtlich steigern. Für die Staustufen Kesselstadt und Offenbach am hessischen Main beispielsweise, wo die Wehrpassage ungefährlich ist und die Mortalitätsrate bei der Turbinenpassage ca. 15 % beträgt, berechnet sich aus der Effizienz des aalschützenden Betriebs eine Gesamtüberlebensrate von 94 bis 99 %. Diese Spanne ergibt sich daraus, dass die Effizienz eines MIGROMAT®-basierten aalschützenden Betriebes in Abhängigkeit von den variierenden Umweltbedingungen von Jahr zu Jahr etwas schwankt, was letztlich auch die Befunde von Kontrolluntersuchungen beeinflusst. Die mittlerweile langjährigen Erfahrungen mit dem Frühwarnsystem zeigen, dass durch den Einsatz des MIGROMAT® ein wirkungsvoller Aalschutz quasi ad hoc möglich ist. Aufwändige und kostenintensive bauliche Veränderungen am Kraftwerk sind dazu nicht erforderlich.
Text & Bild: Dr. Beate Adam Institut für angewandte Ökologie Neustädter Weg 25 D-36320 Kirtorf-Wahlen www.ifoe.eu
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Foto: Geppert
Foto: zek
Ökologie
Technische Fischaufstiegshilfen wie der Vertical-Slot-Pass haben sich in der Praxis bewährt.
Foto: EWA
Fotos: Land Salzburg
Der Fischwandertag erfreut sich durchaus einer gewissen Beliebtheit.
WO FISCHE BARRIEREFREI SCHWIMMEN EIN ERLEBNISTAG FÜR JUNG UND ALT Dass sich die Nutzung und der Schutz der heimischen Fließgewässer nicht ausschließen, sondern tatsächlich eine Symbiose bilden können, davon konnten sich zahlreiche junge und ältere Salzburger und Salzburgerinnen im Rahmen des World Fish Migration Days (dem internationalen „Fischwandertag“) am 21. April überzeugen. Ein echtes Vorzeigegewässer ist die Fischach im Flachgau, an der zahlreiche Maßnahmen zur Wiederherstellung der Durchgängigkeit und des Lebensraumes für Fische umgesetzt wurden. Bei einer gemeinsamen Wanderung entlang dieses Baches konnten Jung und Alt mehr über diese wichtigen Ökoprojekte erfahren.
Foto: zek
GROSS ANGELEGTES ÖKOLOGISIERUNGSPROJEKT An der Fischach wird derzeit ein groß ange legtes Ökologisierungsprojekt umgesetzt. Da her konnten dort auf engem Raum unter schiedlichste Bautypen von Fischwanderhilfen und Renaturierungen besichtigt werden. Die Wanderung startete beim Freibad der Gemein de Bergheim, und führte vorbei an fischpas sierbaren Rampen, einer großzügigen Gewäs seraufweitung, einer Fischaufstiegsschnecke und endete beim Missionshaus Maria Sorg,
wo vor kurzem ein so genannter Multistruc ture-Fischpass in Betrieb ging. Bei der Exkursion entlang der Fischach gab es viele interessante Informationen über den Lebensraum Fließgewässer, seine Fische und die ökologische Verbindung von Schutz und Nutzung. Für Kinder stand zudem ein Wis sensquiz mit anschließender Schatzsuche auf dem Programm. Abgerundet wurde der „Salzburger Fischwandertag“ mit einem Buf fet am Ende.
photo: zek
D
er Gewässerschutz und der Schutzwas serbau des Landes veranstalteten an lässlich des World Fish Migration Day gemeinsam mit der Gemeinde Bergheim und dem Landesfischereiverband heuer zum zwei ten Mal den „Salzburger Fischwandertag“, diesmal an der Fischach. Ziel der Veranstal tung ist es, die Bedeutung von Maßnahmen zur Wiederherstellung intakter Fließgewässer abschnitte und der Fischdurchgängigkeit an hand vieler Umsetzungsbeispiele zu präsen tieren und bekannter zu machen. Am ersten solchen Aktionstag vor zwei Jahren an der Oichten gab es mehr als 100 Teilnehmerin nen und Teilnehmer.
Für die kleineren Naturforscher gab es abschließend noch ein spannendes Kinder-Quiz.
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Foto: EWA
Foto: Viennahydro
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Veranstaltung
Foto: zek
VIENNAHYDRO 2018 RICHTET DEN FOKUS AUF DIE THEMEN DER ZUKUNFT
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Seit mittlerweile 40 Jahren kommen bei der Viennahydro die zentralen Fragen der Wasserkraft aufs Tapet. Im November öffnet sie wieder für drei Tage ihre Pforten.
Vom 14. bis 16. November dieses Jahres findet die mittlerweile 20. Auflage der renommierten internationalen Wasserkraftkonferenz Viennahydro in Schloss Laxenburg vor den Toren Wiens statt. Kaum eine andere Veranstaltung der Branche hat sich national wie international in den letzten Jahrzehnten eine derart hohe Reputation erarbeitet. Das liegt vor allem an der exzellenten Qualität der Themen. Vom 35-köpfigen hochkarätigen Veranstaltungskomitee werden letztlich nur Arbeiten von hohem Innovationsgrad, akademischer Reife und professioneller Aufbereitung zugelassen. Zum 20. Jubiläum rücken unter anderem Zukunftsthemen wie „Big Data“, „der digitale Zwilling“, oder das „Web-of-Cells“ in den Mittelpunkt. Natürlich kommen dabei auch die „klassischen“ Themen, wie Fragen der Pumpspeicherung, der intelligenten Betriebsführung, oder Probleme transienten Verhaltens nicht zu kurz. Rund 300 Teilnehmer aus bis zu 25 Nationen werden in Laxenburg erwartet.
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INTERNATIONALITÄT GROSS GESCHRIEBEN Einzigartig an der Viennahydro ist die Option für Doktoranden aus aller Welt, ihr Forschungsthema und damit auch ihre wissenEinsatz der Vortriebsmaschine schaftliche Forschungstätigkeit einer im breiten und Sicherungsbetrieb. ÖffentlichkeitBohrzu präsentieren. In diesem Jahr steht den Doktoranden bereits zum dritten Mal dieser Weg offen, und die Resonanz hat sich über die Jahre immer mehr verstärkt.
„Wir bieten hier Doktoranden eine tolle Möglichkeit, ihre Arbeit auf hohem internationalen Niveau vorzustellen. Zu unserer Freude wird dies auch immer mehr genutzt. Wir haben in diesem Jahr schon mehrere Einreichungen, etwa aus Norwegen, oder aus Deutschland, oder aus Österreich“, freut sich Eduard Doujak. Zentrale Triebfeder hinter der Viennahydro: Dr. Eduard Doujak
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„Hauptverantwortlich dafür ist das internationale Organisationskomitee, das mittlerweile aus 35 Personen besteht. Die geballte akademische Kompetenz des Komitees stellt sicher, dass mittelmäßige oder mangelhafte Arbeiten hier nicht zum Zug kommen“, erklärt Dr. Eduard Doujak vom Forschungsbereich Strömungsmaschinen am Institut für Energietechnik und Thermodynamik IET der TU Wien, das die Viennahydro im Zwei-Jahres-Rhythmus organisiert.
Foto: Viennahydro
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irca fünf Mal so viele Seiten wie Tolstois „Krieg und Frieden“, nämlich rund 10.000, umfassen mittlerweile sämtliche Tagungsbände, die von den Veranstaltern der TU Wien seit 1980 publiziert und an die Teilnehmer der Viennahydro verteilt wurden. Zum ersten Mal sind diese Daten nun alle archivarisch sortiert und digital verfügbar – und zwar auf einem USB-Stick, der sich im diesjährigen Willkommenspaket der Teilnehmer befinden wird. Nicht nur eine interessante Rückschau für alle Wasserkraft-Interessierten, sondern auch ein eindrücklicher Beleg für die hohe Qualität der Arbeiten, die bislang an der Veranstaltung präsentiert und diskutiert wurden. Dr. Eduard Doujak, der gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Christian Bauer die Führungsspitze des Veranstaltungsteams bildet, verweist darauf, dass es ein zentrales Anliegen war und bis heute ist, das Niveau von Themen und Vorträgen möglichst hoch zu halten.
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Veranstaltung
Prof. Dr.-Ing. Christian Bauer ist Gastgeber und Cheforganisator der Viennahydro.
Generell ist die Veranstaltung stark international ausgerichtet. Internationale Themen kommen in diesem Jahr unter anderem aus den USA, Kanada, Schweden, Thailand, Nepal, um nur einige zu nennen. Dementsprechend bunt gemischt ist das Auditorium an der Viennahydro: „Für dieses Jahr sehe ich bereits jetzt einen sehr interessanten Mix. Wir erwarten Besucher aus 20 bis 25 Ländern“, so Eduard Doujak. Das altehrwürdige Schloss Laxenburg, dessen älteste Teile aus dem 12. Jahrhundert stammen, bietet dabei den idealen Rahmen für die auf drei Tage angesetzte Veranstaltung.
Zukunftsfragen, die auch an der kommenden Viennahydro aufs Tapet kommen. Eine davon ist das Thema „Big Data“, dem ein eigener Schwerpunkt an der Veranstaltung gewidmet ist. „Im Grunde handelt es sich dabei um ein Thema, das aktuell sehr präsent ist, bei dem aber noch immer viele Fragen unbeantwortet sind, und das noch sehr viele Möglichkeiten für die Wasserkraft bietet“, ist der Wissenschaftler der TU Wien überzeugt. Schon heute liefern Messeinrichtungen, Sonden und die Maschinen selbst eine Vielzahl von Daten. Doch was geschieht mit den Daten? Erste Software-Systeme sind bereits am Markt, die Lösungen für folgende Fragen liefern sollen: Wie kann man die Vielzahl an Daten am besten filtern, verwerten, aufbereiten und analysieren? Und welche Schlüsse können gezogen werden? Damit befassen sich auch die Wissenschaftler, die an der Viennahydro darauf profunde Antworten liefern werden. WEB-OF-CELLS UND PUMPSPEICHERUNG Noch ein wenig futuristischer ausgerichtet erscheint das Thema „Web-of-Cells“, das sich im Hauptthema „Flexibler Betrieb moderner
Foto: Viennahydro
ZUKUNFTSTHEMEN IM BRENNPUNKT Altehrwürdig sind allerdings nur die räumlichen Rahmenbedingungen. Die Veranstaltung selbst bleibt ihrer Ausrichtung treu und fokussiert – wie in den Jahren zuvor – nicht nur brennende, aktuelle Fragen, die Wasserkraft-Insider umtreiben, sondern auch die Themen der Zukunft. „Gerade an Universitäten sollte man natürlich auch über Entwicklungen und Perspektiven der Zukunft denken und dazu forschen“, sagt Eduard Doujak und verweist damit auf einige äußerst spannende
Fotos: Viennahydro
Dissertanten der TU-Wien stellten 2016 ihre Arbeiten vor: Markus Eichhorn, Julian Unterluggauer und Markus Lenarcic, flankiert von Prof. Dr. Christian Bauer (li) und Prof. Tri Ratna Bajracharya aus Kathmandu, sowie Dr. Eduard Doujak (re).
Wasserkraftwerke und ihre Interaktion mit dem Netz“ wiederfindet. Dabei handelt es sich um geplante, geographisch eingeteilte, kleinere Zellen eines Stromnetzes – hierarchisch gegliedert in Hochspannungs-, Mittelspannungs- und Niederspannungszellen. Sie sollen den Weg zu noch intelligenteren Netzen weisen, letztlich um die Netzinfrastruktur gemäß der europäischen Richtlinie zur Erreichung der Energieeffizienzziele vorzubereiten. Durch die bewusste Dezentralisierung sollen dabei auftretende Probleme schon auf lokaler Ebene behoben werden, so zumindest die Intention. „Grundsätzlich handelt es sich dabei eher um ein energiewirtschaftliches bzw. netztechnisches Thema. Es hat aber Auswirkungen auf die Wasserkraft, da diese ja mit der Pumpspeicherung eine der wichtigsten Speichertechnologien aufbietet. Der Horizont ist langfristig angelegt, er richtet sich für die Zeit nach 2030 – und ist somit doch etwas Zukunftsmusik“, sagt Eduard Doujak. In diesem Zusammenhang verweist er auf die Technik der Modularen Pumpturbine, die erst seit einigen Jahren am IET unter Federführung von Eduard Doujak entwickelt wird. „Die Modulare Pumpturbine könnte Web-of-Cells eine wichtige Rolle einnehmen, sie würde die Voraussetzungen sehr gut erfüllen. Wir setzen hier gerade die weiteren Schritte, um diese Technik bis zur Marktreife zur bringen.“ Selbstredend wird das Thema Pumpspeicherung im Allgemeinen und die Modulare Pumpturbine im Speziellen einen entsprechenden Raum an der Viennahydro einnehmen. WIE LANGE BIS ZUM ENDE? Ein weiteres, sehr spannendes Thema, an dem auch am Institut für Energietechnik und Thermodynamik IET geforscht wird, ist die Frage nach der Restlebensdauerberechnung. Bereits an der letzten Tagung 2016 wurde die Methode vorgestellt und die Forschungsergebnisse der vorangegangenen vier Jahre präsentiert. „Im Wesentlichen geht es darum, dass wir versuchen die Lebensdauer des Laufrades und eventuell des Leitapparates
Opening-Session der Viennahydro 2016 mit Eduard Doujak, Günther Rabensteiner, Alexander Schwab, Stefan Burtscher und Christian Bauer.(v.l.)
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Veranstaltung
Exklusiver Empfang der Teilnehmer in den altehrwürdigen Hallen des Militärhistorischen Museums
vorherzusagen, d.h. wie lange die Komponente unter den gegebenen Rahmenbedingungen – Laststufe, Einsatzdauer, etc. – noch betriebsfähig ist“, erklärt Eduard Doujak und ergänzt: „Heute werden Francisturbinen in den unterschiedlichsten Leistungsstufen – wie etwa im PSKW Obervermunt II von 0 bis 100 % - gefahren. Dem entsprechend ändern sich auch die Belastungen, die sich viel dynamischer darstellen. Damit bedarf es auch neuer, anderer Berechnungsmethoden.“ Aktuell sind die Berechnungsmethoden noch äußerst aufwändig, und wohl kaum für Designfindung von Interesse. Für relevanter hält der Wissenschaftler von der TU Wien den Anwendungsbereich Nachrechnung von Laufrädern, das durchaus zukünftig stärker nachgefragt werden könnte. Der Themenkomplex der Restlebensdauerberechnung wird auch in diesem Jahr wieder für großes Interesse und viele angeregte Diskussionen sorgen. „DIGITALER ZWILLING“ ERREICHT WASSERKRAFT Ein weiteres echtes Zukunftsthema mit großem Potenzial entspringt dem Konzept Industrie 4.0: der „digitale“ oder „virtuelle Zwilling“. Eigentlich ein visionärer Ansatz für industrielle Produktionsprozesse, der mittlerweile seinen langen Schatten auch in andere Bereiche wirft. Kern dieser Idee ist letztlich die Verschmelzung von realen und digitalen
Auch das ist die Viennyhydro: Urtypische Wiener Gemütlichkeit im Heurigen.
Systemen zu einer autonomen, intelligenten Einheit. Es geht dabei also um viel mehr als nur um die digitale Abbildung des realen Systems. Über den „digitalen Zwilling“ kann auf virtueller Ebene eingegriffen werden und Änderungen vornehmen, die sich in Echtzeit simulieren lassen können. Umgekehrt können natürlich auch Änderungen, die sich durch – welche Umstände auch immer – am realen System ergeben, am „digitalen Zwilling“ umgesetzt werden. „Durch diese Verschmelzung von realem und virtuellem Prozess entsteht ein Gesamtsystem, das sich im laufenden Betrieb selbst überwacht, steuert und korrigiert“, erklären die Forscher vom deutschen Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik. Alleine diese Aussage verdeutlicht, welches Potenzial sich damit auch für die Weiterentwicklung in der Wasserkraft ergibt. Welche weiterführenden Fragen sich vor diesem Hintergrund ergeben, wird auf der diesjährigen Viennahydro eingehend erörtert. Neben den wegweisenden Zukunftsthemen stehen an der Viennahydro natürlich noch andere, „klassischere“ Themenkomplexe auf dem Programm, wie etwa Hydraulische Systeme und transientes Verhalten, intelligente Steuerung und Monitoring, Wartung, Ertüchtigung und Modernisierung, Numerische Berechnung von hydraulischen Komponen-
Foto: zek
Schloss Laxenburg vor den Toren Wiens hat sich als Rahmen für die Viennahydro in den letzten Jahrzehnten bewährt.
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ten, Design, Experimentaltechniken und Physikalische Modelle, Kleinwasserkraft mit Very Low Head Turbinen und Hydrokinetischen Turbinen, Aspekte des Rechts sowie der Nachhaltigkeit. PRÄSENTATION DES HYDRAULISCHEN LABORS Eine integrale Rolle kommt im Rahmen der Veranstaltung wie immer auch dem Ausstellungsbereich zu. Die Branchenunternehmen finden an der Viennahydro in Laxenburg ein ideales Umfeld vor, um den „Key Playern“ der Wasserkraft ihre Produkte und Dienstleistungen näherzubringen. Üblicherweise wird die räumliche Nähe zum Ausstellungsbereich von zahlreichen Entscheidungsträgern intensiv genutzt. Pünktlich zum 20. Jubiläum wird es an der diesjährigen Veranstaltung auch eine echte Novität zu bestaunen geben. Das gesamte Labor der IET war im vergangenen Jahr in neue, größere, modernere Räumlichkeiten der TU Wien übersiedelt. In diesem Zuge wurde auch das neue hydraulische Labor in Betrieb genommen, das aktuell wohl einzigartig auf Universitäts-Niveau ist. „Im Rahmen der Tagung wird es die Möglichkeit der Besichtigung geben. Wie es genau ablaufen wird, steht allerdings noch nicht fest. Aber Interessierte werden unser neues Labor inspizieren können“, stellt Eduard Doujak klar. In diesem Zussammenhang verweist er auch auf das gesellschaftliche Rahmenprogramm, das ebenfalls seinesgleichen sucht: Die Besucher erhalten die Möglichkeit, am Abend des ersten Veranstaltungstages das Heeresgeschichtliche Museum zu besichtigen, inklusive eines Empfangs im gediegenen Ambiente dieses Hauses. Am Abend des zweiten Tages steht der schon traditionell gewordene Besuch des urgemütlichen, typische wienerischen Heurigen Fuhrgassl–Huber am Programm. Beide Abendtermine sind für die meisten Besucher der Viennahydro geschätzte Pflicht. Vom 14. bis zum 16. November wird Schloss Laxenburg wieder zum Nabel der Wasserkraftwelt. Der Puls der Wasserkraft schlägt für drei Tage vor den Toren Wiens.
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