zek Hydro - 01 / 2015 by zek Magazin

HYDRO

I NVESTI TI ONEN HEUTE MI LDERN DI E SCHÄDEN VON MORGEN Die Auswirkungen des Klimawandels treffen die Alpenländer besonders stark. Ganz neu ist diese Prognose nicht, sie wurde nun aber einmal mehr durch die Studie „Coin“ –„Cost of Inaction: Assessing the Costs of Climate Change for Austria“ untermauert, die erstmals auch wirtschaftliche Zahlen für Österreich liefert. „Coin“ wurde als interdisziplinäres Forschungsprojekt von 42 Wissenschaftlern aus Österreich und anderen Ländern unter Federführung der Klimaökonomik erarbeitet. Die wohl bedeutendste Aussage der Studie: Gelingt es der Bundesregierung nicht gegenzusteuern, ist der Studie zufolge bis 2050 in der Alpenrepublik mit Schäden in der Höhe von bis zu 8,8 Milliarden Euro jährlich zu rechnen. Es sei deshalb an der Zeit, Anpassungsinvestitionen zu tätigen, mit denen die Folgen des Klimawandels abgemildert werden, erklärte dazu der Leiter der Studie, Prof. Karl Steininger von der Universität Graz bei der Vorstellung des Papiers Mitte Januar. Betroffen seien demzufolge so gut wie alle Wirtschaftsbereiche, manche Branchen allerdings verstärkt: Wenig überraschend zählt dazu die Elektrizitätswirtschaft. Bemerkenswertes Detail am Rande: Die Studie geht dabei vom positiven Szenario des Erreichen des 2-Grad-Ziels bis 2050 aus. Kaum auszumalen, welche Kosten im worst-case-scenario auf die Länder der Alpen zukommen würden. So klar in der Studie der Zusammenhang des Klimawandels mit wirtschaftlichen Folgekosten dargestellt wurde, so klar bleibt die Verknüpfung zwischen dem Klimaschutz und dem dafür erforderlichen Ausbau der erneuerbaren Energien. Im Grunde kommt es einer Bankrotterklärung gleich, dass man in diesen Tagen von der europäischen Politik dafür ein Bekenntnis einfordern muss. Aber in Zeiten, da in England ein Atomkraftwerk gebaut werden soll, das mit 10.000 Euro pro installiertem Kilowatt zu den teuersten Kraftwerken weltweit zählt, das mit Steuermilliarden subventioniert wird und dabei völlig den Gedanken des freien Wettbewerbs unterminiert, scheint das unumgänglich zu sein. Positiv in diesem Zusammenhang ist die Entscheidung der österreichischen Bundesregierung zu erwähnen, die gegen das Projekt mittlerweile Nichtigkeitsklage beim Europäischen Gerichtshof eingereicht hat. Auf einer anderen Ebene ist das von der Stadt Wien ins Leben gerufene Städte-Netzwerk CNFE gegen das geplante Kernkraftwerk aktiv geworden: So konnte die Wiener Umweltanwaltschaft in Person von David Reinberger kürzlich vor britischen Abgeordneten im Parlament in London über die Wirtschaftlichkeit bzw. Unwirtschaftlichkeit von Atomstromförderung referieren – und stieß dabei auf durchaus reges Interesse. Abgesehen von den Gefahren und den Spätfolgen der Kernkraft konzentrierte sich Reinberger dabei nur auf die Frage: „Wie viel Strom bekommt man für die eingesetzten Fördermittel?“ Die Antwort fällt klar und überzeugend aus: Im Fall von Hinkley Point C kann mit denselben Fördermitteln um 37 Prozent mehr Ökostrom erzeugt werden als Atomstrom. Reinberger und der Studienautor Gustav Resch von der T U Wien hoffen, dass damit in England eine noch breitere Diskussion angestoßen werden kann. Zur Freude aller Wintersportler, aber auch der Wasserkraftbetreiber, ist der Winter in den Alpen doch noch eingekehrt. Viele Anlagenbetreiber nutzen derzeit die Niederwasserphase für allfällige Wartungs- oder Sanierungsarbeiten. Die Maschinen sollen bereit sein, wenn das Schmelzwasser aus den Bergen in wenigen Wochen die Bäche und Flüsse füllen wird. Wir haben uns nicht zuletzt aus diesem Grund einige Revitalisierungs-, Sanierungs- und Erweiterungsprojekte angesehen, haben mit den Betreibern gesprochen und stellen auf den folgenden Seiten wieder einige interessante Wasserkraftprojekte vor. Natürlich präsentieren wir auch einige Neubauprojekte, die in Kürze in Betrieb gehen werden – oder bereits ihren Dienst versehen. Wir berichten von den beiden im Spätherbst stattgefundenen Wasserkraftveranstaltungen und haben diesmal den Schwerpunkt auf Beschichtungstechnik in der Wasserkraft gelegt. Abschließend darf ich mich wieder bei all jenen bedanken, die am Entstehen der vorliegenden Ausgabe mitgeholfen haben – und wünsche Ihnen, lieber Leser, eine gute Zeit mit der neuen zek HYDRO.

Ihr M AG. ROLAND GRUBER

Chefredakteur

Februar 2015

HYDRO

18 KW PALÜDBACH

29 WKS KASTEN

32 KW WEINZÖDL

36 KW LIXHE

Aktuell

Projekte

Interessantes & Wissenswertes

Hochdruck-Niederdruck-Kombi liefert Ökostrom im Brandnertal KW PALÜDBACH

SHORT CUTS

Revitalisierungen machen sich

größtes Laufkraftwerk flexibel KW LIXHE 40

bezahlt KW AMTSBACH 25

M illioneninvestition in die

Stadtwerke fordern aktive

Kraftwerksfiliale in Schnecken-

Revitalisierung nach M ontage von M aschine 2 vor Abschluss KW WEINZÖDL

Editorial

Inhalt

Impressum

Februar 2015

Fischaufstiegsschnecke besteht „Zwischenprüfung“ mit Bravour WKS URL

form mit Öko-Side-Effekt WKS KASTEN 32

Vater und Sohn erfüllen sich Traum vom eigenen Kraftwerk KW EWATTINGEN

Unterstützung PSKW RIO 29

Vorarlberg setzt auf den Ausbau eigener Ressourcen KW TSCHAMBREU

Umweltverträglichkeit KW RYBURG-SCHWÖRSTADT 28

Turbinentausch macht Belgiens

Neues Laufrad sorgt für mehr Power KW YBBS-PERSENBEUG

Siemens liefert und installiert gesamte E-Technik PSKW RELLSWERK

HYDRO

HEROS 3

Projekte 51

SCHWERPUNKT

Rohrverlegung für ambitioniertes Projekt abgeschlossen KW GRÜNSEE

DRL MALGOVERT

Schwerpunkt

Beschichtungstechnik 58

Oberflächen für längere Lebens-

Verschleiß- und Korrosionsbeschichtungen im Sanierungsfall BESCHICHTUNGSTECHNIK

Generatoren für alle Ansprüche -

HYDRO

1/ 2015

Amiantit

Troyer

Andritz Hydro

AEM Dessau

Andaco

Auma

BHM -Ing.

Bilfinger VAM

Braun

Breuß M ähr

GENERATORTECHNIK

Diadem

Elin

Technik 66

Sanierung der Druckrohrleitung von französischem Kraftwerk

Renexpo etabliert sich als zen-

KW MALGOVERT

traler Branchentreff in Europa

VERANSTALTUNG

Wenn heute die Forderungen

STWB KAUNERTAL

Technik Automatisierungslösung macht Kraftwerke smart-grid-fähig STEUERUNGSTECHNIK

20 + 40

EN-CO

Geotrade

Greepeace

Haacon

Hobas

Investment

Jäger Bau

von übermorgen erfüllt werden

Anzeigen zek

ein Interview

Veranstaltung 53

VIENNAHYDRO’14

dauer und mehr Energieeffizienz

BESCHICHTUNGSTECHNIK

Technik

Veranstaltung 72

Jank

Kobel

Koncar

Kössler

Kremsmüller

Krönauer

Kuhn

M ertz Ing.

Oerlikon

Viennayhydro geht den Wasser-

Ossberger

krafttrends auf den Grund

Rehart

VERANSTALTUNG

8 47

Rittmeyer

Salzburg AG

Siemens

Sora

TRM -Tiroler Rohre

Tschurtschenthaler

Wiegert & Bähr

WKV

Februar 2015

HYDRO

Foto: Energie AG

ENERGIE AG FÜHRT GROSS-REVISION IM KRAFTWERK TRAUN-PUCKING DURCH

Mag. Roland Gruber und Günter Seefried VERLAG

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

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

Februar 2015

Mobil + 43 (0) 664- 240 67 74 Andreas Pointinger, ap@zekmagazin.at Mobil + 43 (0) 664- 22 82 323 M ARKETING

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

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

Foto: Archiv

Das KW Traun- Pucking ist das größte Laufkraftwerk der Energie AG. Zwei Kaplanturbinen erzeugen Strom für rund 60.000 oberösterreichische Haushalte.

SION FÜR KW ST. ANTON ZUGESPROCHEN

David Tscholl, dt@zekmagazin.at

Der Spatenstich als offizieller Startschuss für die Bauarbeiten am Gemeinschaftskraftwerk Inn.

EISACKWERK GM BH BEKOM M T KONZES-

Wie Südtiroler Medien übereinstimmend berichteten, erfolgte mit Anfang Februar auf Landesebene nun ein wichtiger Schritt hin zu einer effektiven Sanierung der unrechtmäßig vergebenen Energie-Konzessionen. So wurde die 2009 an die SEL AG vergebene Konzession für den Betrieb des Südtiroler Großkraftwerks St. Anton zurückgezogen und an die Eisackwerk GmbH, ein privates Unternehmen, vergeben. Die Konzession wurde für 30 Jahre erteilt. 2009 war das Projekt der Eisackwerk GmbH als Sieger der Ausschreibung hervorgegangen und von den zuständigen Behörden als das beste eingestuft worden. Dennoch vergab die damalige Südtiroler Landesregierung die Konzession an die SEL AG. „Mit diesem Beschluss wird ein weiterer wichtiger Schritt zur Wiederherstellung der Rechtmäßigkeit und der Rechtssicherheit im Energiesektor gesetzt“, wird Landeshauptmann Arno Kompatscher zitiert. Als Reaktion zieht die Eisackwerk GmbH die Klagen und Schadensersatzforderungen zurück. Die SEL-Gruppe bleibt weiterhin Eigentümer der Anlage in St. Anton mit einem Liegenschaftswert von neun Millionen Euro.

Impressum HERAUSGEBER

Foto: Energie AG

Seit 1983 liefert das Laufkraftwerk TraunPucking sauberen Strom aus Wasserkraft. Von Anfang an stehen auch beim leistungsstärksten Wasserkraftwerk der Energie AG regelmäßige Kontrollen und Wartungen am Programm. Bei der letzten Kontrolle wurde ein Lagerschaden festgestellt, weshalb jetzt eine Großrevision mit dem Komplettausbau des Maschinensatzes durchgeführt wird. Traun-Pucking ist das größte Laufkraftwerk der Energie AG. Seit der Inbetriebnahme 1983 haben die beiden Turbinen rund 6,6 Milliarden Kilowattstunden sauberen Strom aus Wasserkraft erzeugt und Jahr für Jahr rund 60.000 Haushalte mit elektrischer Energie versorgt. Im Zuge der Großrevision wurde eine der beiden Kaplan-Turbinen mit 4 m Durchmesser und einem Gewicht von 170 t ausgebaut. Sie wurde nun im Detail überprüft. Die Austauschbauteile für die Reparatur des Lagerschadens wurden bereits im vergangenen Jahr im InstandhaltungsZentrum der Energie AG in Gmunden vorbereitet und in das fünfflügelige Laufrad eingebaut. Mehrere Serviceteams arbeiten seit Wochen mit Hochdruck an der Revision. Noch vor der Schneeschmelze sollen beide Maschinensätze wieder einsatzbereit sein. Die Maschine 1 läuft während der Revision des zweiten Maschinensatzes weiter.

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A- 4820 Bad Ischl GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN

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

Österreich: Euro 68,00, Ausland: Euro 78,00 inklusive Mehrwertsteuer

Sechs Jahre hat es gedauert, bis die private Eisackwerk GmbH die ihr rechtmäßig zustehende Konzession für den Betrieb des Südtiroler Großkraftwerks St. Anton erhalten hat. Ab April dieses Jahres wird sie einen Mietzins von 500.000 Euro jährlich zahlen plus 600.000 Euro Miete im Jahr für die Nutzungsdauer der Maschinen.

zek HYDRO erscheint sechsmal im Jahr. Auflage: 12.000 Stück

Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet

Foto: zek

HYDRO

AARGAUER WASSERKRAFTWERKE SOLLEN M EHR ZAHLEN

Grafik: Andritz Hydro

Das Kraftwerk Aarau zählt zu den leistungsstarken Flusswasserkraftwerken des Aargaus. Ab 2015 soll für diese Anlagen der Wasserzins angehoben werden.

Wie das Schweizer Fernsehen SRF berichtete, stehen den Aargauer Wasserkraftbetreibern erhöhte Kosten ins Haus. Der Regierungsrat hat beschlossen, den Wasserzins für 2015 von bislang von 100 auf 110 Franken pro kW Bruttoleistung anzuheben. Das würde zusätzlich rund 5 Millionen Franken in die Staatskasse spülen, in Summe würde der gesamte Wasserzins für die Laufwasserkraftwerke Aargaus von 45 Millionen auf 50 Millionen Franken anwachsen. Auf die Erzeugung gerechnet, wäre dies eine zusätzliche Abgabe von rd. 15 Rappen pro kWh Strom. Die Wasserkraft im Aargau hat durchaus wirtschaftliche Bedeutung. Die 26 Flusswasserkraftwerke produzieren jährlich ca. 3 Terawattstunden Strom. Diese Produktion entspricht knapp einem Zehntel der schweizerischen Stromproduktion aus Wasserkraft. ANDRITZ HYDRO RÜSTET CHILENISCHES KRAFTWERK AUS

Foto: Renate Tröße_pixelio.de

Zwei dieser Francisturbinen mit einer Ausbauleistung von je 78 MW iwird ANDRITZ Hydro für das chilenische Kraftwerk Nuble liefern.

SBB setzt auf Nachhaltigkeit: 4 von 10 Zügen sind mit Strom aus Urner Wasserkraft unterwegs.

Der internationale Technologiekonzern ANDRIT Z erhielt von Hidroeléctrica Ñuble, einer Tochtergesellschaft des chilenischen Energieversorgers Eléctrica Puntilla, den Auftrag zur Lieferung der elektro- und hydromechanischen Ausrüstung für das neue Wasserkraftwerk Ñuble. Der Auftragswert beträgt über 50 Mio. Euro. Die Inbetriebnahme ist für 2017 geplant. Die Lieferung umfasst zwei Francisturbinen und Generatoren, Nebenanlagen, leit- und schutztechnische Einrichtungen sowie Einlauf- und Umleitschützen. Das Laufwasserkraftwerk wird am Fluss Ñuble nahe der Stadt San Fabián in der Region Bío-Bío errichtet. Mit einer Gesamtleistung von 136 Megawatt wird es jährlich 700 Gigawattstunden saubere Energie ins chilenische Stromnetz liefern. VIER VON ZEHN ZÜGEN FAHREN M IT URNER STROM

Wasserkraft ist und bleibt ein wichtiger Pfeiler der SBB Energiestrategie: Seit dem 1. Januar 2015 ist die SBB Mehrheitsaktionärin an der Kraftwerk Wassen AG. Damit steigt der Stromanteil aus Wasserkraft bei der SBB um 4 Prozent. Die SBB fährt mit 90 Prozent Wasserkraft, insgesamt fahren 4 von 10 SBB-Zügen mit Strom aus Urner Kraftwerken. Der Ausbau der Wasserkraftproduktion ist ein strategisches Ziel für die SBB. Um das Bahnangebot der Zukunft nachhaltig betreiben zu können, wird zusätzliche Energie benötigt. Bis 2025 rechnet die SBB mit 25 Prozent mehr Energiebedarf, zu Spitzenzeiten gar mit 40 Prozent. Sie will diesen Mehrbedarf mit Wasserkraft decken und gemäss Energiestrategie bis 2025 ausschliesslich mit erneuerbarer Energie unterwegs sein. Die Wasserkraftwerke im Kanton Uri spielen dabei eine zentrale Rolle.

Februar 2015

HYDRO

Foto: wikimedia CC

Energieminister von Brasilien Eduardo Braga

Der brasilianische Minister für Bergbau und Energie, Eduardo Braga, warnt vor „ernsthaften Problmen“ sollten die Wasserreservoirs der nationalen Wasserkraftwerke unter einen Wert von zehn Prozent fallen. Dies könnte zufolge haben, dass die Regierung „nötige Maßnahmen“ ergreife - was auch eine Rationalisierung von Trinkwasser zur Folge haben könnte, wie BrasilNews am 23. Jänner 2015 berichtete. Derzeit beträgt der Wasserstand der Reservoirs im Südosten und ZentralOsten 17,43 Prozent, im Norden 17,18 Prozent. Noch ist man von der 10 Prozent Marke laut Aussagen Bragas weit entfernt, aber im Moment steckt das Land in einer schlechteren Situation als nich im Jahre 2001, als es schon einmla eine Rationierung der Energie in Brasilien gab. PROJEKT ZUR ZUKUNFT DER WASSERKRAFT

Foto: Tobi 8 7 - wikimedia CC

Fiescheralp Wallis

Auslauf des Muldestausees

Das Nationale Forschungsprogramme „Energiewende“ an dem das Institut für Wirtschaftsinformation der HES-SO Valais-Wallis beteiligt ist, beschäftig sich mit dem technischen Potential zur Realisierung der Schweizer Energiestrategie 2050. Im Rahmen dieses Forschungs-programms wird sich das Konsortium, zu dessen Mitgliedern neben der HES-SO Valais-Wallis auch die Universität Basel, die Universität Genf und die Hochschule für Technik und Wirtschaft von Chur zählen, mit der Zukunft der Wasserkraft in der Schweiz beschäftigen. Als Zielsetzung gilt es Modelle zu entwickeln, die das Potenzial der Wasserkraft aus ökonomischer Sicht optimiert. Um eine Rentabilität von Wasserkraftproduktion zu erreichen, muss diese in Zukunft rascher auf die Bedürfnisse des Strommarkts reagieren können. Modelllösungen zur Befriedigung dieser Bedürfnissse sollen im Kanton Wallis und Tessin auf bestehenden Anlagen getestet werden. Einen Mehrwert aus den Ergebnissen dieses Projektes werden sowohl Behörden als auch Wasserkraftproduzenten schöpfen können. NEUES KRAFTWERK SOLL AM MULDESTAUSEE ENTSTEHEN

Die Talsperren-Wasserkraft GmbH will am Auslauf des Muldenstausees, ein gefluteter Tagebau im deutschen Landkreis Anhalt-Bitterfeld / Sachsen-Anhalt, ein Wasserkraftwerk bauen. Das Unternehmen, das zum Eigentümer des Muldenstausees - dem sachsen-anhaltischen Talsperrenbetrieb - gehört, will angeblich mehr als 10 Millionen Euro in das Projekt investieren. Das zukünftige Kraftwerk soll bei einer Fallhöhe von etwa 4,6 Metern pro Jahr 13 MWh Strom produzieren. Das würde in etwa dem jährlichen Stromverbrauch von 3.000 deutschen Haushalten entsprechen. Eingespeist wird ins öffentliche Stromnetz. Eigentlich hätte das Projekt bereits früher realisiert werden sollen, denn seit 2009 laufen bereits die Planungen. Jedoch aufgrund der Größe und Komplexität der Anlage kam es zu Verzögerungen im Genehmigungsprozess. Diese erhielt die Talsperren-Wasserkraft GmbH (TSW) im Frühjahr 2014. Noch im Jahr 2015 sollen Räumarbeiten am Auslauf des Muldestausees beginnen. Die europaweiten Ausschreibungen sind bereits erfolgt und nun gilt es abzuwarten welche Unternehmen den Zuschlag erhalten. Die Bauarbeiten werden sehr umfangreich ausfallen, da für einen neuen Auslaufkanal viele Tonnen Erde ausgehoben werden müssen. Deshalb auch die hohen Investitionskosten im zweistelligen Millionenbereich. Einen großen Anteil der Investitionssumme müssen auch für Fischaufstiegs- und Abstiegshilfen aufgewendet werden. Mit dem Kraftwerk am Muldenstausee wäre es für die TSW die fünfte Anlage die man in Betrieb nehmen würde. Vier Wasserkraftwerke hat das Unternehmen zuvor im Harz errichtet: an der Talsperre Wendefurth, an der Talsperre Königshütte, am HochwasserRückhaltebecken Kalte Bode und an der Talsperre Wippra.

Foto: M _H, wikimedia

BRASILIEN: MÖGLICHE PROBLEME MIT WASSERRESERVOIRS

Februar 2015

HYDRO

Februar 2015

HYDRO

320 TONNEN LAUFRAD AUF DEM WEG NACH BELO MONTE

Das größte jemals von Voith Hydro in Latein-Amerika hergestellte Laufrad hat in der vergangene Woche seine Reise zum Wasserkraftwerk Belo Monte in Brasilien angetreten. Ein großer Lkw mit 12 Achsen holte das riesige Laufrad mit einem Durchmesser von 8,5 Metern und 5 Metern Höhe in der Voith-Fabrik in Manaus (Brasilien) ab und brachte es zu einem knapp 20 Kilometer entfernten Binnenhafen. Dort nahm ein schwerer Frachtkahn die Ladung an Bord und begann den 890 Kilometer langen Transport flussabwärts zum Hafen Vitória do Xingu im Bundesstaat Pará. Noch ist das Kraftwerk Belo Monte am Xingu-Fluss in Bau und soll im Jahr 2019 in Betrieb genommen werden. Dann hat es eine Leistungskapazität von 11.233 Megawatt. Voith liefert vier Francis-Turbinen, vier Generatoren, elektrische und mechanische Hilfsaggregate und die Automation. Außer-dem stellt Voith das komplette Engineering für das Projekt zur Verfügung.

Das Laufrad auf seinem Weg von Manaus nach Belo Monte Blick auf die Marmor- Stadt Laas im Südtiroler Vinschgau

Foto: Kuebi - wikimedia

HYDROS ERHÄLT KONZESSION AN WASSERKRAFTWERK LAAS

Schnitt durch ein HGÜ Kabel

Foto: M arshelec - wikimedia

TENNET BESTÄTIGT NORDLINK

Nahe Olmos an der nordperuanischen Küste soll eine nachhaltige Stadt entstehen. Gespeist wird die Region mit Wasser aus den Anden Perus.

Februar 2015

Der Ringen bezüglich der Konzessionsvergabe des Wasserkraftwerks Laas im Südtiroler Vinschgau ist beendet. Die Südtiroler Landesregierung hat am 23.12 grünes Licht zur Vergabe der Konzession des Wasserkraftwerks an die Betreibergesellschaft Hydros gegeben. Bis dato hat Hydros das Werk lediglich aufgrund einer provisiorischen Ermächtigung betrieben. Der ursprüngliche Rekurs des Vinschger Energiekonsortiums VEK gegen das Land Südtirol rund um die Vergabe der Konzession wurde mittlerweile außergerichtlich gelöst und vom Obersten Gericht für öffentliche Gewässer geschlossen. Die beteiligten Partein, VEK, der Landesenergiegesellschaft SEL und HYDROS haben entsprechende Vereinbarungen bereits unterzeichnet. Die Firma EDISON hat bereits zu einem früheren Zeitpunkt das Gesuch zurückgezogen.

Der in Deutschland ansässige Übertragungsnetzbetreiber TenneT gibt sein ok für das Projekt Nordlink. Man habe sich mit der niederländischen Muttergesellschaft besprochen und beschlossen die geplante Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragunsleitung (HGÜ) mit einer Gesamtkapazität von 1.400 Megawatt von Wilster im deutschen Bundesland Schleswig-Holstein bis ins südnorwegische Tonstadt zu errichten. Die 623 Kilometer lange HGÜ-Leitung soll vorraussichtlich ab 2019 zur Verfügung stehen und ein wichtiger Faktor für die Energiewende und der Versorgungsicherheit in Nordwesteuropa sein. Nordlink wird überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energiequellen von Deutschland nach Norwegen und umgekehrt transportieren. Die HGÜ-Leitung wird somit die erste direkte Stromverbindung zwischen den beiden Länder überhaupt. AUSSCHREIBUNG FÜR NACHHALTIGE STADT IN PERU

Nahe Olmos an der nordperuanischen Küste ist eine Stadt für über 50.000 Einwohner geplant. Diese soll auf Nachhaltigkeit ausgerichtet werden. Schon seit geramer Zeit gibt es die Idee, in Olmos eine Stadt zu gründen. Diese könnte nach Charles Sutton benannt werden, jenem Ingenieur, der in den 1920er Jahren Pläne für die künstliche Bewässerung der dortigen Wüste entwickelte. Hieraus wurde erst nach der Jahrtausendwende Wirklichkeit. In den vergangenen Jahren wurde durch die Ableitung von Wasser aus den Anden 43.000 Hektar Land urbar gemacht, auf dem nun Agrarbetriebe und Kleinbauern ihre Arbeit beginnen. Im nächsten Jahr soll in der Region der Bau eines Wasserkraftwerks aufgenommen werden. Dessen Turbinen mit einer Leistung von 50 Megawatt werden an den Tunnel angeschlossen, der das Wasser aus dem Gebirge in die Ebene von Olmos leitet. Beauftragt dafür ist die Gesellschaft Sindicato Energético S. A. (Sinersa)

Foto: Salzburg AG

HYDRO

Baggerarbeiten an der Saalach haben bereits begonnen

Die Eisenbahnbrücke an der Saalach

GRÜNES LICHT FÜR SOHLABSENKUNG AN DER SAALACH

Detaillierte Analysen des Hochwassers 2013 und der damit verbundenen Überschwemmung in Freilassing hatten ergeben, dass eine nachhaltige Verbesserung der Hochwassersicherheit an der Saalach nur durch die Absenkung der Sohlpflasterung im Bereich der Eisenbahnbrücke zu erreichen ist. "Dadurch wird das mit dem Hochwasser angeschwemmte Geschiebe leichter weitertransportiert und im Fluss verbleibt mehr Platz für die Abfuhr des Hochwassers. Damit ist dies im Rahmen der Gesamtmaßnahmen ein entscheidender Beitrag für die Hochwassersicherheit an beiden Ufern dieses Saalachabschnittes und damit auch für Freilassing“, erläutert Walter Raith vom Wasserwirtschaftsamt Traunstein: "Deshalb ist es so wichtig, dass diese Maßnahme rasch ausgeführt wird." Da die Brücke im Eigentum der deutschen Bahn und der österreichischen ÖBB steht

und die Bahnen zudem mit dem Bau einer zweiten Brücke für ein drittes Gleis bereits im Sommer beginnen werden, war es unumgänglich, die Maßnahme und insbesondere den Zeitpunkt der Bauarbeiten mit den Bahnen im Detail abzustimmen. „Es ist überaus positiv zu bewerten, dass unter den komplexen Bedingungen zeitnah eine partnerschaftliche Lösung gefunden und alle nötigen behördlichen und baulichen Schritte koordiniert werden konnten“, betont Stephan Seiwald von der Salzburg AG. Ausgeführt werden die Arbeiten im Auftrag der Projektpartner Salzburg AG, Wasserwirtschaftsamt Traunstein und Bundeswasserbauverwaltung Salzburg mit behördlicher Genehmigung des Landratsamtes Berchtesgadener Land und des Landes Salzburg in der Zeit von Ende Jänner bis April 2015. Während der Bauarbeiten kann es aus Sicherheitsgründen zeitweise zu Sperrungen an den Treppelwegen kommen.

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Februar 2015

HYDRO

Foto: Le Grand Portage / Rehman / Wikimedia

WELTREKORD FÜR DREI-SCHLUCHTEN-TALSPERRE

Foto: Otti

Die 32 Turbinen des chinesischen Staudamms haben zusammengenommen eine Kapazität von 22,5 Mio. kW.

AUSZEICHNUNG FÜR INGENIEURE OHNE GRENZEN

Bereits im Herbst 2014 konnte DI Stefan Krebs von Prof. Dr. Bernhard Pelikan für die Ingenieure ohne Grenzen einen Preis für eine speziell für die Dritte Welt entwickelte Wasserkraftturbine entgegennehmen. Kräftige Impulse für die Wasserkraft in Paraguay.

Der Enspire Award ist eine Auszeichnung der Stadtwerke Konstanz, mit der Projekte für nachhaltige Entwicklungsarbeit gewürdigt werden. 2015 wurde der mit 5.000 Euro dotierte Preis an die Ingenieure ohne Grenzen, Regionalgruppe Regensburg vergeben, berichtet IWR Online. Die Jury überzeugte dabei ein Wasserkraftprojekt, das von einem Team um Stefan Herold im zentralafrikanischen Kamerun umgesetzt wurde. „Das Projekt der Regionalgruppe Regensburg hat die Jury überzeugt und sich gegen eine harte Konkurrenz durchgesetzt“, bekräftigen Stadtwerke-Geschäftsführer Kuno Werner und Dr. Norbert Reuter die Preisvergabe. „Ausschlaggebend bei der Entscheidung waren die sehr gute Vorbereitung des Projekts, die Einbindung der Akteure vor Ort und natürlich der nachhaltige Ansatz, was die Schulung und Umsetzung betrifft.“

Foto: Edgar Funk / Wikimedia

PILOTPROJEKT ZUR WASSERKRAFTNUTZUNG IN PARAGUAY

Laut Víctor Romero, dem Direktor der Institution ANDE, plant man ein neues Kraftwerk in Paraguay. Dieses soll den Rio Ypané in Belén in der Nähe von Concepción aufstauen und eine Kapazität von 14 MW erreichen, berichtet Última Hora. Die Arbeiten sollen noch im heurigen Jahr beginnen, der Abschluss des Projekts ist für 2018 avisiert. Der Antrag zur Bewilligung des Bauvorhabens wurde bereits bei der zuständigen Behörde Fonacide gestellt, welche über die Bewilligung der Gelder entscheidet. Bei der geplanten Anlage handelt es sich um ein Pilotprojekt, mit dem man Erfahrung für die Erstellung und den Betrieb kleinerer Wasserkraftwerke sammeln möchte. Insgesamt wird mit Kosten um die 50 Mio. US-Dollar gerechnet, zudem sollen durch das Projekt 1.500 Arbeitsplätze geschaffen werden.

Foto: zek

NEUER KURZFILM ÜBER SCHW EIZER WASSERKRAFT

In der Schweiz liegt der Anteil der erneuerbaren Energien dank Wasserkraftnutzung bei über 60 Prozent.

Das chinesische Mega-Kraftwerk in der Drei-Schluchten-Talsperre hat im vergangenen Jahr 98, 8 Mrd. kWh Strom produziert. Damit übertrifft es den bisherigen südamerikanischen Weltrekordhalter. Obwohl Brasiliens Itaipu Wasserkraftwerk eine geringere installierte Kapazität als der Drei-Schluchten-Staudamm aufweist, hielt es viele Jahre den Weltrekord der Stromerzeugung durch Wasserkraft. Im Jahr 2013 generierte das Werk in Brasilien 98, 6 Mrd kWh Strom. Gemäß dem Betreiber des Kraftwerks am Jangtsekiang, der China Three Gorges Corporation, sind die im letzten Jahr produzierten 98,8 Mrd. Kilowattstunden äquivalent zu einer Einsparung von 49 Mio. t Kohle und einer Verringerung des Kohlenstoffausstoßes um 100 Mio. t. Die Staumauer und das Wasserkraftwerk wurde 2006 fertiggestellt, zwei Jahre später wurden alle Turbinen in Betrieb genommen.

Februar 2015

Die Schweizer Wasserkraft sei systemrelevant für die eidgenössische Stromversorgung - heute und erst recht in der Zukunft. Denn die Wasserkraft ist nicht nur erneuerbar und praktisch CO2-frei sondern auch speicherbar, ist man sich bei Schweizer EVU’s sicher. „Die Wasserkraft ist unser bester Trumpf für die erfolgreiche Umsetzung der Energiestrategie 2050“, sagt Michael Frank, Direktor des Verbands Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen VSE, in einem neuen Kurzfilm mit dem Titel „Vor lauter Bäumen den Wald nicht mehr sehen“. Der Film des VSE und des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbands SWV erklärt die Zusammenhänge und zeigt auf, weshalb es faire Rahmenbedingungen für die einheimische Wasserkraft braucht, damit sie angesichts der globalen Marktverzerrungen wieder rentabel werden kann. Michael Frank: „Eine Schweiz ohne Wasserkraft ist genauso undenkbar wie eine Schweiz ohne Wald.“

HYDRO

HISTORISCHES KRAFTWERK WIRD REVITALISIERT

1 3 M ILLIONEN INVESTION IN KRAFTWERK ROTHENFELS

Die Rhein-Main-Donau AG (RMD) wird ab kommenden Frühsommer rund 13 Millionen Euro in ihr Wasserkraftwerk Rothenfels am Main investieren. Die Anlage, die sich in der kleinsten Stadt Bayerns befindet, wird um eine hochmoderne, unterirdische Rohrturbine erweitert. Zusätzlich wird das Kraftwerk mit einer modernen Fischaufstiegsanlage sowie der Möglichkeit eines Fischabstiegs umfangreich ökologisch aufgewertet. Die Projektleitung für das Bauvorhaben liegt beim bewährten Betriebsführer der RMD-Mainkraftwerke, der E.ON Kraftwerke GmbH. „Wir freuen uns, dass wir nach der Investitionsentscheidung nun den Ausbau des Wasserkraftwerks Rothenfels angehen können und damit einen wertvollen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende in Bayern leisten werden“, betont RMD-Vorstand Dr. Albrecht Schleich. Die Arbeiten sollen in 2 Jahre abgeschlossen sein.

Noch 2015 soll das am Mantelhafen gelegene historische Kraftwerk wieder in Betrieb gehen. Das Mainkraftwerk erhält eine hochmoderne unterirdische Rohrturbine und eine nach aktuellen ökologischen Erkenntnissen konzipierte Fischwanderhilfe.

Foto: RMD AG

Einem Bericht der Onlineausgabe des Südkurier zufolge plant das Stadtwerk am See am Bodensee, das Wasserkraftwerk am Mantelhafen wieder in Betrieb nehmen zu wollen. Der Grund, warum die Anlage seit November 2013 still steht sei eine undichte Stelle in der Fallleitung, welche den als Wasserspeicher dienenden Andelshofer Weiher mit dem Kraftwerk verbindet. Momentan untersucht das Stadtwerke das Ausmaß des Schadens, wird in einer Pressemitteilung verlautbart. Die Reparatur sei jedoch aufwändig und sehr wahrscheinlich auch mit hohen Kosten verbunden, führt das Stadtwerk aus. Definitiv wolle man aber noch im heurigen Jahr eine Lösung für die historisch wertvolle Anlage erzielen. Das Kraftwerk wurde im Jahr 1923 zur Versorgung der am nördlichen Bodenseeufer gelegenen Stadt Überlingen erbaut. Ausgestattet ist es mit 2 Turbinen, die über eine Leistung von 450 beziehungsweise 150 kW verfügen.

Februar 2015

HYDRO

Foto: haacon

Foto: Energie AG

Das Kraftwerk Labenbach ist die 13. Anlage der Energie AG im Bundesland Salzburg. Insgesamt betreibt der Stromanbieter bereits 41 Wasserkraftwerke.

Mit der Lieferung standardisierter Schützzugmodelle von 1 bis 100 t Last und bis zu 6 m Hub bedient haacon den Markt für mechanische Stellantriebe.

Februar 2015

ENERGIE AG BAUT WASSERKRAFTERZEUGUNG WEITER AUS

Die Energie AG Oberösterreich betreibt im Land Salzburg bereits 12 Wasserkraftwerke. Vor kurzem wurden Verhandlungen über den Ankauf des 13. Kraftwerkes erfolgreich abgeschlossen. Mit dem Kraftwerk Labenbach im Großarltal, das mit einem durchschnittlichen Arbeitsvermögen von rund 4,2 GWh den Jahresstrombedarf von rund 1.200 Haushalten decken kann, sichert die Energie AG die Stromerzeugung aus umweltfreundlicher Wasserkraft weiter ab. Mit dem zugekauften Kraftwerk hat die Energie AG die Kraftwerkskette an der Großarler Ache vervollständigt und kann das Wasserkraftpotenzial optimal ausnutzen. Das Kraftwerk befindet sich in baulich einwandfreiem Zustand, für die Integration in das automatisierte Steuerungssystem der Energie AG-Kraftwerke sind nur Investitionen in geringem Ausmaß nötig. SCHÜTZZÜGE: ROBUST UND BETRIEBSSICHER

Die Schützzüge der haacon Hebetechnik GmbH erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Das Produktportfolio des Unternehmens lässt dabei kaum Wünsche offen. Während in Europa professionelle Betreiber auf motorisch angetriebene Schützzüge von haacon setzen, bevorzugen etwa nordafrikanische Länder die manuell angetriebenen und damit energieunabhängigen Modelle. Verwendung finden Schützzüge etwa in Kleinwasserkraftanlagen, um einen konstanten Staudruck für die Turbinenanlage zu gewährleisten. Ebenso zum Ablassen von Stauseen oder an Flussläufen und Kanälen zum Reinigen des Wasserlaufs. Anwender sind unter anderem Kleinwasserkraftwerksbetreiber, Fischzuchtbetriebe, landwirtschaftliche Betriebe für ihre Bewässerungssysteme oder der öffentliche Hochwasserschutz, der durch entsprechende Infrastrukturmaßnahmen Überschwemmungen vorbeugen muss

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DONAUKRAFTW ERK INGOLSTADT: ERSTER TESTLAUF DER FISCHAUFSTIEGSANLAGE

Der erste Nasstest der Fischwanderhilfe verlief wunschgemäß.

Foto: Voith/Pressebild

Foto: BildschnittTV/RMD AG, München 2014

Am 16. Dezember 2014 wurde die Fischaufstiegsanlage am Bahnstrom-Kraftwerk Ingolstadt der Donau-Wasserkraft AG, einem Tochterunternehmen der Rhein-Main-Donau AG, einem ersten Testlauf unterzogen. Nach derzeitigem Bau- und Planungsstand werden die gesamten Baumaßnahmen inklusive der Restarbeiten im Frühjahr 2015 abgeschlossen sein. Damit liegt der Bau der Fischaufstiegsanlage voll im Zeitplan. Für die Fischaufstiegsanlage am Kraftwerk Ingolstadt investiert die Rhein-Main-Donau AG über 1,2 Millionen Euro. Erreicht wird damit eine weitere Verbesserung der ökologischen Durchgängigkeit der Donau. Somit ist ab Frühjahr 2015 eine fast 130 Kilometer lange Flussstrecke vom Kraftwerk Geisling (südöstlich von Regensburg) bis zum Kraftwerk Bittenbrunn bei Neuburg für Fische und andere Wassertiere passierbar.

Optimale Leistungsdaten und zufriedene Kunden für Voith Hydro Shanghai.

VOITH ERZIELT HERVORRAGENDE ERGEBNISSE BEI LEISTUNGSTESTS IN CHINA

Voith Hydro Shanghai hat bei unterschiedlichen Leistungstests im Zuge der jüngsten Projekte exzellent abgeschnitten. 72 Stunden dauerte der Versuchslauf der Voith-Maschine im chinesischen Wasserkraftwerk Li Yuan am Jinsha-Fluss: Der Kunde Yuannan Jinsha River Hydropower Co. Ltd, der das Kraftwerk an der Grenze zwischen den Regionen Yulong und Shangri-La betreibt, zeigte sich sehr zufrieden. Unmittelbar nach dem Testlauf im Dezember 2014 ging die Turbinen-Generator-Einheit in den kommerziellen Betrieb über. Dort werden künftig insgesamt 4 Voith-Maschinen laufen. Jede Einheit hat eine Leistungskapazität von 612 Megawatt und soll im Laufe des Jahres 2015 in Betrieb gehen. Darüber hinaus initiierte Voith Ende 2014 eine 20tägige Typenprüfung im Kraftwerk Xi Luo Du. Dabei beobachtete man die Leistungsmerkmale und Effizienz der Maschinen und glich diese mit den im Vertrag festgelegten Daten ab. Der Kunde, die China T hree Gorges Corporation, lobte das Ergebnis und Voiths Professionalität.

Februar 2015

Fotos: TU Graz

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2015

4. PRAKTIKERKONFERENZ „ WASSERKRAFT, TURBINEN & SYSTEME“ Bereits zum 4. Mal findet die etablierte Praktikerkonferenz „Wasserkraft, Turbinen & Systeme“ am 15. und 16. September 2015 an der Technischen Universität Graz statt. Den technischen Fortschritt auf dem Gebiet der Wasserkraft als Energieform der Zukunft und von Turbinen als Schlüsselelement zu ihrer Nutzung zu verfolgen und zu fördern, ist das Anliegen dieser Tagung. Die Konferenz will ein Forum zum Austausch zwischen Betreibern, Herstellern, Planern und der Forschung bieten und eine Plattform von Praktikern für Praktiker sein. OHNE PRAKTIKER KEINE PRAXIS

Besonders wichtig sind uns Beiträge von Betreibern, die von neuen Konzepten, Plänen und Erfolgen, aber auch von Problemen in der Anwendung, besonderen Lösungen und trouble shooting berichten können. CALL FOR PAPER

Wir möchten Sie herzlich einladen, Ihr Wissen und Ihre Erfahrungen in der Form eines Vortrages zu Neuentwicklungen, Erfahrungen und Trends weiterzugeben. Wir wollen fundierte Informationen bieten: Vorträge können bis zu 50 Minuten dauern – falls notwendig auch länger. So kann bei technischen Fragen in die Tiefe gegangen werden, der großzügige Zeitrahmen erlaubt eine ausführliche Diskussion im Plenum – die Pflege des offenen Wortes ist uns ein wesentliches Anlie-

gen. Tagungssprache ist Deutsch. Es wird vorab keine schriftliche Ausarbeitung Ihres Vortrages nötig, gerade um Praktikern die Teilnahme zu erleichtern. Eine Kopie Ihrer Präsentation soll im Seminarordner an die Tagungsteilnehmerinnen und Teilnehmer ausgegeben werden, im Anschluss an die Konferenz wollen wir die Beiträge als PDF zum Download zur Verfügung stellen. Selbstverständlich bezahlen unsere Vortragenden keinen Tagungsbeitrag. AUSSTELLUNG

Die Konferenz bietet interessierten Unternehmen die Möglichkeit mehr Aufmerksamkeit bei den TeilnehmerInnen durch einen Stand, Roll-ups, Logoplatzierungen, etc. zu erhalten. Für Informationen bzgl. Abklärung des möglichen Umfangs nehmen Sie bitte Kontakt mit

dem Konferenzorganisator, Herrn Benno Wiesenberger, unter benno.wiesenberger@tugraz.at oder +43 316 873 7572 auf. RAHM ENPROGRAM M SOWIE FÜHRUNGEN DURCH LABOR & GROSSPRÜFSTAND

Als weiteres Highlight gibt es für Interessierte Führungen durch das Labor sowie 4Quadranten-Großprüfstand des Instituts für Hydraulische Strömungsmaschinen der T U Graz. Neben dem wichtigen fachlichtechnischen Austausch kommt auch das gesellschaftliche Leben nicht zu kurz, wie sollte es in Österreich auch anders sein. Graz liegt auf der Südseite der Alpen, bietet die größte Renaissance-Altstadt Europas, war vor wenigen Jahren Kulturhauptstadt Europas und ist damit allein schon eine Reise wert!

Technisch fundierte Vorträge erwarten die Teilnehmer der Veranstaltung.

Die Fragestellungen werden in großer Tiefe behandelt. Im Bild: Prof. Helmut Jaberg.

Februar 2015

Innovation mit Erfahrung. Kössler macht aus Wasser Kraft. Innovation ist unser Antrieb: In der Kleinwasserkraft verfügen wir über jahrzehntelange Erfahrung und umfassendes Know-how. So entwickeln wir diese Form der Stromerzeugung stetig weiter, damit unsere Kunden das Potential der Wasserkraft noch wirtschaftlicher und umweltverträglicher nutzen können. Mit innovativen Lösungen aus einer Hand:

zum Beispiel der StreamDiver-Technologie oder unseren standardisierten eQ-Solutions.

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In den vom Regen durchnässten Steilhängen wurden die Bagger von Jäger Bau mit einer Seilwinde gesichert.

Fotos: JÄGER Bau

Für das umfangreiche Infrastrukturprojekt der Gemeinde Brand in Vorarlberg wurden drei Druckrohrleitungen, bestehend aus duktilen Gussrohre von TRM, verlegt.

HOCHDRUCK- NIEDERDRUCK- KOMBINATION LIEFERT ÖKOSTROM IM BRANDNERTAL Ein wahrer Kraftakt, den die kleine Vorarlberger Tourismusgemeinde Brand, mit ihrem umfassenden Infrastrukturprojekt in der jüngsten Vergangenheit vollführte: Ausgehend vom erklärten Ziel, die Trinkwasserversorgung um ein zweites Standbein zu erweitern, gelang es der Gemeinde, parallel dazu auch ein Kraftwerksprojekt am Palüdbach zu stemmen, das in dieser Form keineswegs alltäglich ist. Nach den Plänen von DI Markus Mähr wurden eine Hochdruck- und eine NiederdruckKraftwerksanlage realisiert, deren Maschinen in einem Krafthaus untergebracht sind – und die zusammen jährlich rund 3,5 GWh sauberen Strom liefern. Im Zuge des Projektes wurde eine Vielzahl an Synergiemöglichkeiten genutzt, speziell was die teils doppelt, teils dreifach genutzte Rohrleitungstrasse betrifft. Speziell die Rohr-Infrastruktur stellte einen der bedeutendsten Teile des Gesamtprojektes dar. Aus diesem Grund entschied man sich für die Rohrqualität des Tiroler Traditionsherstellers TRM, der für das Projekt Gussrohre unterschiedlicher Dimensionen ins Brandnertal lieferte. ür Untätigkeit und Müßiggang steht die 680-Einwohner-Gemeinde Brand offensichtlich nicht. Bereits 2010 hatte der Tourismusort im österreichischen Rätikon mit der Erneuerung der Palüdbahn aufhorchen lassen, sämtliche Skibahnen wurden auf den Letztstand der Technik gebracht und erst unlängst wurde ein neuer Kletterpark eröffnet. Währenddessen liefen im Hintergrund allerdings noch komplexere und umfangreichere Planungs- bzw. Umsetzungsarbeiten für ein Infrastrukturprojekt, das vor allem die Wassernutzung in der Vorarlberger Gemeinde betreffen sollte. „Die Gemeinde Brand hatte sich zum Ziel gesetzt, ein zweites Standbein für die Trinkwasserversorgung zu schaffen und zu diesem Zweck die ergiebigen Quellen aus dem Zalimtal zu fassen und zu nutzen. Dies war die Ausgangsposition, aus der sich in weiterer Folge ein komplexes Gesamtprojekt mit einer zweistufigen Kraftwerksanlage und einem Trinkwasserkraft-

Februar 2015

werk entwickelt hat“, umreißt DI Markus Mähr vom Planungsbüro Breuß Mähr Bauingenieure GmbH die Ausgangssituation. Er zeichnete mit seinem Ingenieurbüro nicht nur für die ersten Konzepte, den Vorentwurf und später für die Einreich- und Ausführungsplanungen verantwortlich, sondern auch für die Ausschreibungen, die Bauaufsicht bis hin zur Kollaudierung und Bauabrechnung. Er blickt auf ein Projekt zurück, das einige Fallstricke und Stolpersteine im Hinblick auf das Genehmigungsverfahren bereithalten sollte – und dessen Planung letztlich mehrfache Adaptierungen erforderte, ehe der erste Spatenstich gesetzt werden konnte. 1 4 :1 – VERHÄLTNIS FÜR HARTNÄCKIGE

14 zu 1 lautet das zeitliche Verhältnis von Bewilligungszeitraum zu Realisierungsphase. Nicht weniger als 7 Jahre benötigten Bauherr und Planer, um grünes Licht für ein Projekt zu erhalten, das im vergangenen Jahr schließ-

lich in rekordverdächtigen sechs Monaten baulich umgesetzt werden konnte. Das Kraftwerkskonzept beruht auf der Nutzung des 4,7 km langen Palüdbachs, der am Fuße des Amatschonjochs entspringt und im Brandnertal in die Alvier mündet. Da der Bach zahlreiche Wildbachsperren aufweist, bringt er aus ökologischer Perspektive gute Voraussetzungen für die Wasserkraftnutzung mit. Nach einigen Änderungen – speziell im Hinblick auf die Situierung der Wasserfassung – stand ein Nutzungskonzept, das im Kern ein Hochdruck- und ein tiefer gelegenes Niederdruck-Kraftwerk umfasste – wobei man am Ende auch bei diesen Namen für die beiden Anlagen blieb. Die Fassung der Hochdruckanlage – kurz „Hd-Anlage“ – wurde auf 1294 m Seehöhe im hinteren Ende des dort kaum mehr besiedelten Brandnertals, inmitten des bekannten Skigebietes situiert. Direkt oberhalb befindet sich eine Entnahmestelle für die Beschnei-

Im unteren Streckenabschnitt wurden drei Druckrohrleitungen zusammen verlegt.

Fotos: JÄGER Bau

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dadurch auch die Restwasservorgaben an den beiden Fassungen voneinander ab. KEIN „KLASSISCHES“ NIEDERDRUCK-WERK

Jenes Wasser, das den größten Teil des Triebwassers der Nd-Anlage darstellt, stammt aus dem Glingabrunnenbach, einem Quellbach, der üblicherweise im Winter versiegt. Er führt in der Regel nur von April bis November Wasser. Dementsprechend ist auch zu erwarten, dass die Nd-Anlage in der Winterzeit abzustellen ist. Seinen Ursprung hat der Glingabrunnenbach im schönen, oberhalb von Brand gelegenen Zalimtal. Hier soll ein Grundwassersee für die Trinkwasserversorgung der Gemeinde genutzt werden. Nachdem der ursprüngliche Plan von einer Oberstufe und Unterstufe aufgrund geologischer und umweltrelevanter Nachteile verworfen wurde, beschloss man letztlich das Kombi-Konzept mit einer Nieder- und einer Hochdruckanlage weiter zu verfolgen. Dabei kann gerade bei der Nd-Anlage mit einer Bruttofallhöhe von 68 m keineswegs von einem „klassischen“ Niederdruck-Kraftwerk die Rede sein. Dass die Wahl der dafür geeigneten Turbine nicht einfach war, räumt der Planer ein. „Als Alternativvariante zu einer mehrdüsigen, vertikalachsigen Peltonturbine kam noch die Durchströmturbine in Frage. Am Ende haben wir uns aber für eine 5-düsige Peltonturbine entschieden, die einerseits ein breites Lastspektrum abdeckt und anderseits sehr gute Wirkungsgrade garantiert“, so Markus Mähr. Konstruiert, geliefert und montiert wurde die Turbine vom Südtiroler Turbinenbauer SORA, von dem auch die Turbine für die Hd-Anlage stammt. Dabei handelt es sich – weniger überraschend – um eine 2-düsige Peltonturbine mit horizontaler Welle. Während diese Turbine bei einer Fallhöhe von 249 m auf eine Ausbauleistung von 530 kW ausgelegt ist, bringt es die 5düsige Niederdruck-Turbine auf circa 390 kW Leistung. Aktuell laufen die Inbetriebsetzungsarbeiten.

Rohrverlegung mit speziellem Rohrverlege- Greifer Druckprobe

Mit einem Anbauverdichter war das Verdichten auch im Steilgelände möglich.

ungsanlage der Skipiste. Gemäß Konzession können an der Fassung maximal 270 l/s für die Hd-Anlage eingezogen werden. Letztere wurde direkt an eine bestehende Wildbachsperre angebaut, was aus baulicher Sicht durchaus Synergien eröffnet. Dazu Markus Mähr: „Damit hat man bachaufwärts einen stabilen Riegel, an den man relativ problemlos anbauen kann. Zudem kann der erforderliche Aushub in vergleichsweise geringerer Tiefe erfolgen. Und – was man nicht vergessen darf: Auf diese Weise lässt sich die Gefällstufe auch sehr effizient nutzen.“ M EHR WASSER FÜR NIEDERDRUCK-ANLAGE

Technisch wurde die Fassung von DI Markus Mähr und seinem Team so gelöst, dass das Triebwasser erst über ein klassisches Tirolerwehr entnommen und weiter über ein Vorbecken und einen kleinen Kanalabschnitt in den Grobschotterfang geführt wird, in dem

kontinuierlich mit Restwasser gespült wird. Danach gelangt das Wasser ohne Höhenverlust weiter in den Verteilkanal, von dem aus es über einen Coanda-Rechen vom Fabrikat Andaco geführt wird. Hier erfolgt das Fil-trieren des Triebwassers, wobei Korngrößen jenseits von 0,5 mm ausgeschieden werden, bevor es letztlich in die Druckrohrleitung strömt. Vom Prinzip her sind die Fassung der Hd-Anlage und der Nd-Anlage identisch, lediglich der Verteilkanal, von dem das Wasser auf den Coanda-Rechen fließt, ist in der Nd-Anlage großzügiger dimensioniert. Hier strömt das Wasser von zwei Seiten auf den Feinrechen, während dies bei der Hd-Anlage nur von einer Seite erfolgt. Die wesentlichen Unterschiede liegen also in der Wassermenge. Während die Hd-Fassung auf 270 l/s Ausbauwassermenge ausgelegt ist, kann die NdFassung mit 750 l/s fast den dreifachen Durchfluss aufnehmen. Selbstredend weisen

Technische Daten Kraftwerk Palüdbach Hochdruck - Niederdruck

www.sora.bz.it

Ausbauwassermenge: 270 l/s

Ausbauwassermenge: 750 l/s

Brutto- Fallhöhe: ca. 249 m

Brutto- Fallhöhe: ca. 68 m

Turbine: Pelton 2- düsig (SORA)

Turbine: Pelton 5- düsig (SORA)

Turbinen- Nennleistung: 530 kW

Turbinen- Nennleistung: 390 kW

Generator: Synchron (Hitzinger)

Druckrohrleitung: duktiler Guss (TRM)

Länge: ca. 1.460 m DN400 PN36

Länge: ca. 580 m DN600 PN31

Stahlwasserbau: KSW

Steuerung & Automatisierung: EN- CO

Planung: Breuss Mähr Bauingenieure

Jahresarbeit im Regeljahr: 2,09 GWh

Jahresarbeit im Regeljahr: 1,47 GWh

Februar 2015

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Auch von Hochwässern blieb die Kraftwerksbaustelle im nassen Sommer des letzten Jahres nicht verschont.

Foto: JÄGER Bau

Die Querung der Lünerseestraße musste im Rahmen einer Nachtschicht bewerkstelligt werden. Ein erfolgreicher Einsatz des erfahrenen Verlegeteams.

SYNERGIEN BEIM ROHRLEITUNGSBAU

ALLES SPRICHT FÜR DUKTILEN GUSS

Was die bauliche Abwicklung des umfangreichen Infrastrukturprojektes angeht, zählt vor allem die Rohrverlegungen zu den zentralen Projektkriterien. Für deren erfolgreiche Durchführung waren speziell Planer DI Markus Mähr und sein Team im Vorfeld mit einer optimalen Trassenplanung gefordert. Es galt, unter anderem Synergiemöglichkeiten zu nutzen, die sich durch die eigenständigen Ableitungen eröffneten. „Zwar verfügen die Kraftwerksanlagen beide über separate Kraftabstiege – ebenso wie das von der Gemeinde zusätzlich geplante Trinkwasserkraftwerk – dennoch haben wir versucht, sie alle im unteren Teil in einer gemeinsamen Rohrtrasse unterzubringen. In Summe waren es mehr als 2,5 km, die vergangenes Jahr an Druckrohrleitungen in Brand verlegt wurden, ganz abgesehen von der obligatorischen Leerverrohrung und von zusätzlichen Leitungsabschnitten für die Trinkwasserversorgung“, rechnet der Planer vor. Er betont dabei die hervorragende Leistung, die von der beauftragten Baufirma – Jäger Bau aus Schruns – erbracht wurde. Mit vorbildlichem Engagement sei es gelungen, das umfangreiche Bauprojekt in gerade einmal sechs Monate abzuwickeln. Eine ganz wesentliche Rolle spielte dabei natürlich auch das eingesetzte Rohrmaterial. Planer und Bauherr vertrauten zur Gänze auf die Qualität duktiler Gussrohre aus dem Hause T RM. Für die Hd-Anlage wurden rund 1.460 lfm Rohre mit der lichten Weite DN400 und der Druckstufe PN36 verlegt, für die Niederdruckanlage rund 580 lfm Rohre DN600 mit der Druckstufe PN31. Hinzu kamen noch 1.200 lfm Druckrohre DN200 für die Wasserversorgung, deren Fertigstellung erst in zwei, drei Jahren vorgesehen ist.

Dass in diesem Fall nur duktile Gussrohren in Frage kamen, lag an mehreren projektspezifischen Faktoren. Neben der grundsätzlichen Absicht der Bauherren, eine möglichst langlebige und widerstandsfähige Druckrohrleitung zu realisieren, spielten auch die topographischen Gegebenheiten des Trassenverlaufs eine entscheidende Rolle. Markus Mähr: „Die Trasse verläuft zum Teil durch sehr steiles und zudem schwer zugängliches Gelände. Weite Bereiche waren nicht zufahrbar. Dementsprechend schwierig war es, die Rohre zu verteilen und zu verlegen. Mit den Gussrohren ergaben sich für das Bauteam gleich mehrere Vorteile: Erstens ist nur eine vergleichsweise geringe Künettengröße erforderlich, die ein schnelleres Arbeiten und geringere Eingriffe in die Natur garantiert. Zweitens haben wir die Möglichkeit genutzt, hier fast zur Gänze die bewährte, zuggesicherte mit VRS® -TVerbindung von T RM einzusetzen. Auf diese Weise ist kein Einbau von Festpunkten nötig, und das gesamte Leitungssystem ist somit mit maximaler Zugfestigkeit auch gegen Hangbewegungen gesichert. Auch bei der Nd-Anlage haben wir auf die zuggesicherte Variante gesetzt. Und drittens wäre es extrem aufwändig gewesen, in diese schwer zugänglichen Abschnitte Bettungsmaterial zu bringen. Das heißt, dass das dafür erforderliche Material aus dem Aushub gegattert wurde.“ Doch gerade letzterer Arbeitsschritt gestaltete sich dann teilweise doch sehr schwierig, da durch die ausgeprägte Regenzeit im Sommer 2014 das Aushubmaterial durchnässt war und sich nur sehr schwer gattern ließ. „Als Notlösung wurden die Rohre teilweise mit Vlies eingewickelt und das Bettungsmaterial wurde in aufwändiger Handarbeit hergestellt“, ergänzt Markus Mähr.

Februar 2015

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Foto: Breuss Mähr

Die Hochdruckfassung - ausgeführt mit einem klassischen Tirolerwehr. Im Anschluss wird das Triebwasser über einen Coanda- Rechen geleitet.

SICHERUNG VON RUTSCHHÄNGEN

Durch das einfache Handling mit den duktilen Gussrohren von T RM war es auch möglich, im untersten Trassenabschnitt alle drei Druckrohrleitungen nebeneinander zu verlegen. „Als Mindestabstand ist hier eine Distanz von 40 cm einzuhalten, damit das Material zwischen den Leitungen noch verdichtet werden kann“, so der Planer. Durch die Topographie im obersten Trassenabschnitt war ein Hochpunkt unumgänglich, es sollte der einzige im ganzen Druckrohrleitungsverlauf bleiben. Resümierend hält der beauftragte Planer fest, dass gerade die Verlegung entlang von Rutschhängen oder auch in einem Hochmoor hohe Anforderungen an das Verlegeteam gestellt hatte – und diese zur vollen Zufriedenheit erfüllt wurden.

Die Druckrohrleitung wurde über die gesamte Länge in frostsicherer Tiefe verlegt, sodass es auch im Falle von Stillstandszeiten im Winter nicht zum Einfrieren kommt. KOM PLEXES STEUERUNGSSYSTEM

Seit November letzten Jahres sind die wesentlichen baulichen Arbeiten am Doppel-Kraftwerk Palüdbach Hoch- und Niederdruck abgeschlossen. Danach waren die Maschinenbauer der Firma SORA am Zug, die inzwischen längst das „Staffelholz“ an die Spezialisten der E-Technik übergeben haben. Beide Maschinengruppen sind mittlerweile installiert und stehen kurz vor der Inbetriebnahme. Die Firma EN-CO aus dem Südtiroler Ratschings arbeitet mit Hochdruck an der Fertigstellung des Steuerungs- und

Foto: EN- CO

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Im Dienste der Niederdruckanlage steht eine 5- düsige vertikalachsige Turbine aus dem Hause SORA. Sie stellt auch bei einer Fallhöhe von 68 m eine solide Lösung dar.

Februar 2015

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Über den Coanda- Rechen von Andaco:

Der Bau des Unterwasserbeckens gestaltete sich aufgrund der vielen aktuellen und künftigen Funktionen des Maschinenhauses sehr aufwändig.

An beiden Wasserfassungen des Doppel- Kraftwerks Palüd Hochdruck und Niederdruck wurde im Anschluss an ein Tirolerwehr ein Coanda- Rechen vom Schweizer Hersteller Andaco installiert. Dieser ist in der Lage, mindestens 90 Prozent des anfallenden Sediments mit einer Korngröße von mehr als 0,5 mm effektiv vom Triebwasserweg fernzuhalten. Die Partikel werden dabei ganz natürlich vom Oberflächenwasser weggeschwemmt, wodurch sich das System selbst reinigt. Die Rechenhaut mit enger Maschenweite besteht aus speziell entwickelten Profilstäben aus rostfreiem Stahl. Durch den Coanda- Effekt - kombiniert mit dem Abscher- Effekt der Profilstäbe - fließt das Wasser mit einer Kapazität von 35 l/s/m bis max. 500 l/s/m (je nach Typ) Foto: Breuss Mähr

durch den Coanda- Rechen. Dank dieser

VIELE FUNKTIONEN UNTER EINEM DACH

Dass ein derart umfangreiches Projekt mit zwei Kleinkraftwerken, einem Trinkwasserkraftwerk und der geplanten Trinkwasserableitung für eine kleine Gemeinde nur zu stemmen ist, wenn sämtliche Synergiemöglichkeiten genutzt werden, liegt auf der Hand. Grund genug, dass man gerade auch in Hinblick auf das Maschinenhaus möglichst viel Technik und Funktionen unter einem Dach vereinen wollte. Markus Mähr und seinem Team gelang es, im Krafthaus unweit der Alvier nicht nur beide Maschi-

nensätze von Hochdruck- und NiederdruckAnlage samt zugehöriger E-Technik, sondern auch die erforderliche Infrastruktur für die Trinkwasserverteilung sowie die Trafo-Station für das gesamte Ortsnetz unterzubringen. Letztere wurde in Zusammenarbeit mit dem Netzbetreiber, der Vorarlberger Energienetze GmbH, als Ersatz für zwei alte Stationen installiert. Außerdem wurden in dem Krafthaus auch Vorkehrungen für weitere Maschinensätze getroffen. „Für das Trinkwasserkraftwerk wurde bislang nur die Druckrohrleitung verlegt. Es fehlen hier noch die Quellfassung und der Hochbehälter – und natürlich gibt es auch noch keine Turbine. Aber baulich sind dafür alle Vorbereitungen getroffen. Wir rechnen damit, dass sie

auch hervorragende ökologische Vorzüge auf. Im Winter ist ein Funktionieren des Systems bis Tiefstemperaturen von - 25 Grad garantiert.

in zwei, drei Jahren kommen wird. Es wird immerhin rund 60 kW Leistung beisteuern“, so der Planer. Doch damit nicht genug: Derzeit steht noch ein weiteres Kraftwerksprojekt im Raum, das – so das Projekt erfolgreich von den Initiatoren auf Schiene gebracht wird – ebenfalls in einigen Jahren mit seinem Maschinensatz im Zentralengebäude untergebracht werden könnte. Auch dafür sind alle Vorkehrungen getroffen. Für das beauftrage Bauunternehmen Jäger Bau, steckte somit auch die Errichtung des Maschinenhauses voller Herausforderungen. Viele kleinere Zerklüftungen im Untergrund machten aufwändige Schalungsmaßnahmen notwendig.

Foto: Breuss Mähr

Leitsystems der Anlage. Dass dieses alles andere als einfach ist, kann Planer Markus Mähr nur bekräftigen: „Durch die Komplexität der Gesamtanlage ist dies eine Herausforderung für die E-Techniker. Die Kraftwerke sind aufeinander abgestimmt, gerade die Restwasserdotierung unterliegt einigen Vorgaben und Parametern. Hinzu kommt, dass neben der bestehenden Beschneiungsentnahme auch die künftige Nutzung des Trinkwassers aus dem Quellsee im Zalimtal in der Kraftwerkssteuerung Berücksichtigung findet.“

Eigenschaften weist der Coanda- Rechen von Andaco

Foto: JÄGER Bau

Mittels Inkektionsbohranker, Stahlgitter und Spritzbeton wurde der Rutschhang an der Wasserfassung auf 1.294 m Seehöhe gesichert.

Im Krafthaus sind bereits die beiden Maschinensätze für die Hochdruck- und die Niederdruckanlage installiert. Zusammen werden sie jährlich rund 3,5 GWh erzeugen.

Februar 2015

HYDRO

GEM EINDE STEM M T GROSSPROJEKT

Für die kleine Tourismusgemeinde Brand stellt die Wasserkraftnutzung keineswegs Neuland dar. Bereits 2005 hatte man das erste Trinkwasserkraftwerk mit 30 kW Leistung in Betrieb genommen. Die nun geplante Trinkwasserturbine wird auf das Doppelte kommen. Alleine aus den beiden neuen Kraftwerken am Palüdbach können sich die Betreiber insgesamt über eine durchschnittliche jährliche Stromerzeugung von über 3,5 GWh freuen. Damit könnten rund

Das neue Maschinenhaus an der Alvier in Brand

Foto: Breuss Mähr

Wasserfassung der NiederdruckAnlage auf 1.113 m Seehöhe.

760 Haushalte versorgt werden, also deutlich mehr, als die Gemeinde Einwohner hat. Dem gegenüber steht allerdings auch eine beachtliche Investitionssumme von 3,3 Mio. Euro, die Kosten für die Trinkwasser-Infrastruktur nicht eingerechnet. Die jährlichen Stromerlöse werden derzeit mit rund 200.000 Euro pro Jahr beziffert. Auch wenn es dieser Tage aus wirtschaftlicher Sicht alles andere als einfach ist, in ein Wasserkraftwerk zu investieren, sind die politisch Verantwortlichen in Brand von Anfang an hinter dem Projekt

gestanden. Bürgermeister Michael Domig und sein Team haben dabei auch einen langen Atem bewiesen. Schließlich verlangte die siebenjährige Planungs- und Genehmigungsdauer allen Beteiligten Geduld und gute Nerven ab. Heute kann sich die kleine Vorarlberger Tourismusgemeinde über ein Doppel-Kleinwasserkraftwerk der besonderen Art freuen, das in Kürze den Probebetrieb aufnehmen wird und mit Sicherheit voll einsatzbereit ist, wenn die Schneeschmelze die Brandnertaler Bäche füllen wird.

Februar 2015

Foto: zek

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Hubert Knapp setzt bei seinen Anlagen auf Revitalisierungen. Auch beim Kraftwerksneubau am Amtsbach ist die Turbine aus zweiter Hand, dank optimaler Sanierung läuft die Maschine aber wie am ersten Tag.

REVITALISIERUNG MACHT SICH BEZAHLT Aus alt mach neu – diesem Motto hat sich Hubert Knapp bei seinen Wasserkraftprojekten verschrieben. In der Tiroler Gemeinde Absam betreibt der ehemalige Sägewerksbetreiber 2 Kraftwerke selbst und ist bei einem dritten beteiligt. Gemeinsam haben diese Anlagen alle eines: Ihre Turbinen waren alle davor schon bei anderen Kraftwerken im Einsatz, wurden gebraucht erstanden und von der auf Revitalisierungen spezialisierten Firma Geppert fachgerecht instand gesetzt. ie Entstehung des jüngsten Projekts von Hubert Knapp ist einem über 100 Jahre alten sanierungsbedürftigen Betonkanal zu verdanken, durch den der ortseigene Amtsbach fließt. Im Zuge der ohnehin fälligen Reparaturarbeiten auf seinem Grundstück beschloss er, sich das energetische Potential des künstlichen Wasserlaufs zu Nutze zu machen und eine Neuanlage zu errichten. Den größten Aufwand stellte dabei die komplette Neuerrichtung der Druckrohrleitung dar, deren Trasse zum Großteil über Gemeinde- und Landstraßen verläuft. Auf einer Länge von insgesamt 400 m wurde der durch Wurzeleinläufe stark beschädigte Betonkanal komplett ausgetauscht und eine GFK-Druckrohrleitung DN 700 des Herstellers Amiantit verlegt. „Praktischerweise konnte ich mir ein Wehrbauwerk ersparen, da das Wasser bereits gereinigt von einer Oberlieger-Anlage der Hall AG abgegeben wird“, berichtet Hubert Knapp von der günstigen Ausgangssituation für sein Projekt.

somit bei einem Durchfluss von 650 l/s eine Leistung von 130 kW und ist auf eine Jahresarbeit von etwa 1 GWh ausgelegt. Ebenso bereits in Verwendung war der Schaltkasten, in dem sich das Panel der neuen SiemensSteuerung befindet, welche die Anlage völlig automatisiert regelt. Das Kraftwerk, in dessen Neubau insgesamt etwa 700.000 Euro investiert wurden, ist bereits die 14 Anlage, die am Amtsbach saubere Energie erzeugt. INSTANDSETZUNGEN ZAHLEN SICH AUS

Sehr zufrieden zeigt sich Hubert Knapp auch mit den im Vorjahr durchgeführten Revitalisierungsmaßnahmen der zweiten Anlage, an der er sich mit 25 % beteiligt. Das ebenfalls am Amtsbach gelegene Kraftwerk befindet sich im Kellergeschoss der ehemaligen Ab-

samer Textilfirma Herrburger und Rhomberg. Dort wurden die komplette Hydraulikkomponenten der auf 320 kW ausgelegten Francis-Maschine durch die Fa. Geppert getauscht, mit der anstehenden Erneuerung der Kraftwerksleitung DN 800 wird man die Effizienz noch einmal deutlich steigern können. Auch in seinem Wohnhaus setzt der findige Tiroler auf die Kraft des Wassers. Mit der instand gesetzten 30 kW Francis-Maschine, die er gebraucht aus Südtirol bezogen hat, erzeugt er genügend Ökostrom für sein Eigenheim und das im Nebengebäude untergebrachte Sägewerk. Fertig ist Hubert Knapp aber noch lange nicht mit seinen Wasserkraftprojekten: Eine weitere Anlage ist bereits in Planung.

D as Herzstück der Anlage bildet eine gebrauchte Francis-Turbine, deren Innenleben durch die Revitalisierungsexperten der Fa. Geppert komplett erneuert wurde. Neu hingegen ist der Asynchron-Generator eines italienischen Herstellers. Die Anlage erreicht

Februar 2015

2014 wurde im Keller der ehemaligen Absamer Textilfabrik die komplette Hydraulik der Francis- Turbine erneuert.

Foto: zek

EINE GELUNGENE M ISCHUNG

KRAFTWERK RYBURG- SCHWÖRSTADT INVESTIERT MILLIONEN IN UMWELTVERTRÄGLICHKEIT

Foto: Energiedienst

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Die mittlere Jahresproduktion des Grenzkraftwerks Ryburg- Schwörstadt liegt bei 760 GWh Ökostrom. Aufgeteilt wird der Ertrag zu jeweils 50 % zwischen Deutschland und der Schweiz.

Direkt an der Grenze zwischen Deutschland und der Schweiz befindet sich das in den Jahren 1926 bis 1931 erbaute Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt. Mit einer Leistung von 120 MW ist die Anlage das größte Wasserkraftwerk am Hochrhein. 2010 wurde den Betreibern von den zuständigen Behörden eine neue Konzession für weitere 60 Jahre erteilt – gekoppelt an insgesamt 17 Ausgleichsmaßnahmen, welche die ökologische Verträglichkeit des Kraftwerks nachhaltig verbessern. Die aufwändigste Konzessionsmaßnahme stellte dabei die Errichtung einer neuen Fischaufstiegshilfe mit einer Gesamtlänge von etwa 1,2 Kilometer dar. Gleichzeitig wurde an dem Fischpass auch ein Dotierkraftwerk errichtet, wodurch die ökologische Maßnahme auch einen energietechnischen Nutzen bringt.

AUFLAGEN ÜBER AUFLAGEN

In Summe schnürten die zuständigen Behörden und Verbände zusammen mit dem Kraftwerk ein Paket von 17 Maßnahmen, in

deren Umsetzung die Kraftwerk RyburgSchwörstadt AG etwa 20 Mio. Schweizer Franken investierte. Dazu zählten neben einer Erweiterung der Verlandungszone auch Flachuferstellungen oder die Errichtung eines neuen Personenübergangs direkt am Kraftwerk. Die aufwändigste bauliche Maßnahme mit dem gleichzeitig größten ökologischen Nutzen war aber das Anlegen des neuen Fischaufstiegsgewässers. Dieses führt die Gewässerlebewesen auf einer Gesamtlänge von insgesamt 1,2 Kilometer sicher um die Kraftwerksanlage. Als ideale Lockströmung für die rheinaufwärts wandernden Fische dotiert man mit 6 m³ /s. Da das Umgehungsgewässer nach etwa 800 Metern eine starkes Gefälle zu überwinden hat – die Staustufe weist eine Höhendifferenz von maximal 10,6 m auf - haben die Planer ab dieser Stelle einen Raugerinnefischpass vorgesehen. Weil diese aus Steinblöcken bestehende Treppenkonstruktion für die Fische einem Durchfluss von 6 m³ /s nicht standhalten würde, werden 4,6 m³ Wasser über eine Druckleitung DN 1800 unterirdisch weitergeleitet. Und zwar zu einem neu errichteten Dotierkraftwerk, welches das Energiepotential des Restwassers optimal verwertet.

TURBINE LÄUFT AUCH OHNE ÖL WIE GESCHM IERT

Nach den langwierigen Konzessionsverhandlungen konnte mit dem Bau der Fischaufstiegshilfe und des dazugehörigen Dotierkraftwerks schließlich im Jahr 2012 begonnen werden. „Weil die Druckleitung teilweise unter dem neu zu errichtenden Raugerinne verläuft, mussten die Bauarbeiten auch zur Synchrongenerator und Turbine sind für Wartungszwecke optimal zugänglich platziert.

Foto: Wiegert & Bähr

er Rhein, welcher zwischen dem Bodensee und Basel als Hochrhein bezeichnet wird, bildet eine natürliche Grenze zwischen D eutschland und der Schweiz. Aufgrund der Lage des Kraftwerks Ryburg-Schwörstadt, das sich sowohl auf deutscher Seite im Bundesland Baden-Württemberg und auf Schweizer Seite im Kanton Aarau befindet, mussten zur Konzessionserteilung die Behördenauflagen beider Länder erfüllt werden. Dies war auch der Grund, warum die ersten Vorplanungen und Umweltverträglichkeitsberichte zur Verlängerung der Konzession bereits 1996 erstellt wurden. „Das Ansuchen um eine Konzessionsverlängerung wurde schließlich 2007 eingereicht. Dank einer sehr guten Vorarbeit war die Erteilung der Betriebsgenehmigung zwar langwierig, weil die verschiedenen Stellen sich natürlich einigen und untereinander absprechen mussten. Extreme Schwierigkeiten oder Einwände hat es zum Glück aber nicht gegeben“, berichtet Geschäftsführer Beat Karrer über die Hürden der Neukonzessionierung.

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gleichen Zeit starten. Der Aushub für die Rohrleitung konnte praktischerweise auch für die Modellierung der Fischtreppe verwendet werden“, so Beat Karrer. Im Krafthaus selbst verrichtet eine doppelt regulierte KaplanRohrturbine des deutschen Herstellers Wiegert & Bähr ihre Dienste. Bei den Planungen entschied man sich wegen des teilweise stark schwankenden Unterwasserpegels des Rheins für diesen Turbinentyp. Zudem lässt sich der Wirkungsgrad einer doppelt regulierten KaplanMaschine optimal an die unterschiedlichen Abflussverhältnisse des Gewässers anpassen. Die Turbine, deren Welle mit Betriebswasser geschmierten Lagern ausgerüstet ist und dadurch ohne Öl auskommt, hat eine Leistung von 351 kW, dreht mit 430 U/min und soll jährlich 2,5 GWh sauberen Strom produzieren. Während der Montage der Turbine im Werk von Wiegert & Bähr war ein Techniker des Kraftwerks Ryburg-Schwörstadt permanent vor Ort einbezogen. Dieser erhielt dadurch einen optimalen Einblick in die Funktionsweise der Maschine und konnte sämtliche Einzelteile der Maschine von Grund auf kennen lernen. Komplettiert wird der Maschinensatz durch einen direkt angetriebenen Generator aus dem Hause AEM. Eine besondere Herausforderung stellte für die Turbinenbauer die Einpassung der Turbine und der Absperrklappe in das kompakte Krafthaus dar. Oberste Priorität galt dabei der Zugänglichkeit des Maschinensatzes für künftige Wartungsarbeiten. In Zusammenarbeit mit den zuständigen Planern vom Ingenieurbüro Dr. Rolf-Jürgen Gebler, welche auch das Umgehungsgewässer planten, wurde die Anordnung der Turbine im Krafthaus festgelegt und somit eine optimale Wartungsfreundlichkeit erzielt. ALLES AUS EINER HAND

Zusätzlich zur Turbine wurden auch sämtliche Stahlwasserbauarbeiten am neuen Dotierkraftwerk von Wiegert & Bähr durchgeführt. Zum einen lieferte und montierte man ein 3,16 m breites und 2,24 m hohes Schwenktor am Einlauf des neuen Umgehungsgewässers. Dieses durch einen Elektrohubzylinder angetriebene Tor hat die Funktion, die Wassermenge der Fischaufstiegshilfe zu regulieren. Zum anderen errichteten die Monteure gleich zwei Einlaufrechen inklusive dazugehörigen Rechenreinigern. Der erste, 4,5 m breite Rechen mit einer Stablänge von 3,71 m sowie einem Stababstand von 15 mm, wurde im Bereich des Verteilbauwerks zur Turbine montiert. Der zweite Einlaufrechen befindet sich am Trennpfeiler zwischen Maschinenhaus und Wehranlage. Von dieser Stelle aus wird zusätzliches Lockwasser zum Ende des Trennpfeilers geleitet, wo sich zwei weitere Einstiege befinden. Über diesen Mittelpfeiler gelangen die Fische in einen Vertical-Slot-Fischpass, welcher am uferseitigen Raugerinnefischpass anschließt. Der Einlaufrechen des Trennpfeilers verfügt ebenfalls über

Die doppelt regulierte Kaplan- Rohrturbine beim Zusammenbau.

Foto: Wiegert & Bähr

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einen Stababstand von 15 mm, ist aber mit einer Breite von 1,84 m sowie einer Stablänge von 2,89 m erheblich kleiner dimensioniert als sein Gegenstück. „Die Entfernung von anfallendem Schwemmgut an den Schutzrechen übernehmen zwei baugleiche Zahnstangenrechenreiniger, die über einen elektromechanischen Antrieb verfügen. Ebenso wie beim Schwenktor wurde bei der Konstruktion auf einen hydraulischen Anrieb verzichtet, wodurch kein Öl oder Fett zum Betrieb benötigt wird“, hebt Markus Rest, Konstruktionsleiter bei Wiegert & Bähr, die Vorzüge der Maschine hervor. Gesteuert wird die variabel einstellbare Hub- und Senkgeschwindigkeit der Putzharke über Frequenzumrichter, welche gleichzeitig ein sanftes Anfahren sowie Abbremsen ermöglichen. Für einen konstanten Anpressdruck der Harke auf den Rechen sorgen ein elektrischer Linearantrieb sowie ein vorgespanntes Federpaket. LEITTECHNIK AUF DEM NEUESTEN STAND

Bei der elektrischen Ausrüstung des neuen Dotierkraftwerks setzte man auf die Kompetenz der Schweizer Firma Kobel aus Affoltern, Experten für Steuer- und Regelungstechnik speziell im Wasserkraftbereich. Diese installierten und programmierten die Steuerung für das Schwenktor, die Turbine und die Rechenreiniger und vernetzten die einzelnen Komponenten untereinander. Im Krafthaus kommt zur Turbinensteuerung die Siemens SIMAT IC S7- 1500 beziehungsweise für die Rechenreiniger und das Einlauftor die SIMAT IC S7-1200 zum Einsatz. Bis auf den etwas abgesetzten Rechenreiniger am Trennpfeiler sind alle Komponenten untereinander vernetzt und korrespondieren Das Schwenktor reguliert den Durchfluss des neuen Umgehungsgewässers.

• Ausbauwassermenge: 4,6 m ³ /s

• Fallhöhe: 8,84 m

• Turbine: Kaplan, doppelt reguliert

• Hersteller: Wiegert & Bähr

• Turbinendrehzahl: 430 U/min

• Turbinen- Nennleistung: 351 kW

• Generator: Synchron

• Hersteller: AEM

• Nennscheinleistung: 430 kVA

• Nennspannung: 400 V

• Automatisierungstechnik: Kobel AG

• Typ Steuerung: Siemens SIMATIC

• Jahresarbeit im Regeljahr: ca. 2,5 GWh

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Foto: Wiegert & Bähr

TECHNISCHE DATEN

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Foto: Wiegert & Bähr

Rechenreiniger, Einlauftor und Turbine haben eines gemeinsam: Sie funktionieren alle ohne Öl.

miteinander. Die Anlage läuft völlig automatisiert, ist aber aus Sicherheitsgründen der Leittechnik des Hauptkraftwerks RyburgSchwörstadt untergeordnet. Eingespeist wird die erzeugte Energie in das deutsche 20 kV Netz. INVESTITION ZAHLT SICH AUS

In Betrieb ist das neue Dotierkraftwerk schon seit dem 1. April des Vorjahres. Geschäftsführer Beat Karrer zeigt sich äußerst zufrieden mit dem Projektverlauf: „Die Fischtreppe wird sehr gut angenommen, die Turbine läuft einwandfrei und die Akzeptanz bei der Bevölkerung und den Umweltverbänden ist sehr groß. Es hat sich gezeigt, dass es mit dem Einbezug aller Beteiligten eine runde Sache geworden ist.“ Insgesamt investierte die Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt AG über 20. Mio. Schweizer Franken in das Großprojekt und konnte innerhalb von 3 Jahren sämtliche der 17 Konzessionsauflagen umsetzen. Da ein Großteil der Baumaßnahmen von Firmen aus der Region durchgeführt wurde, kommt diese Investition nicht nur der Umwelt sondern auch der regionalen Wirtschaft diesseits und jenseits des Hochrheins zugute.

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Foto: Stadtwerke Trier, Flugschule www.portaflug.de

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Fotosimulation des Pumpspeicherprojektes PSKW RIO an der Mosel bei Mehring und Ensch mit dem Oberbecken.

STADTWERKE FORDERN AKTIVE UNTERSTÜTZUNG Die Stadtwerke Trier (SWT) verlangen nach besseren Rahmenbedingungen für ihr geplantes Pumpspeicherwerk an der Mosel. Das begonnene Projekt bei Schweich kann unter derzeitigen Bedingungen nicht wirtschaftlich betrieben werden. Deshalb wendet sich das Unternehmen jetzt an die Öffentlichkeit: Die Politik, vor allem seitens des Bundes, sei gefordert, damit die Energiewende vor Ort gelingt. ufgrund aktuell noch fehlender Investitionsanreize haben wir die Entwicklungsgeschwindigkeit für unser geplantes Pumpspeicherkraftwerk zwischen Ensch und Mehring in der Verbandsgemeinde Schweich gedrosselt“, sagte dazu Stadtwerke-Vorstand Dr. Olaf Hornfeck Anfang des Jahres. Und die Trierer stehen mit ihrem Vorhaben bekanntlich nicht alleine: Gleich mehrere Stadtwerke und Versorger hatten ähnliche Projekte am Start - einige haben sie gestoppt, andere sie auf Eis gelegt. Ihre ursprüngliche Motivation war: neue Pumpspeicherwerke sollten ihren Beitrag für einen geringeren Netzausbau im Rahmen der Energiewende leisten. Die etablierte Speichertechnologie könnte dabei eine wirtschaftliche Ergänzung zu zahllosen Kleinstbatterien sein, wie sie sich derzeit vor allem im Privatbereich verbreiten. Doch die niedrigen Börsenstrompreise haben die Rechnung der Pumpspeicher-Investoren in den vergangenen Jahren kräftig durcheinandergewirbelt: Kaum ein Neubau eines Pumpspeichers dürfte sich mehr rechnen – davon betroffen ist auch das geplante im westlichen Rheinland-Pfalz.

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WARTEN AUF SIGNALE AUS BERLIN

FESTHALTEN AM PROJEKT

Um die Vorbereitungen für das Planfeststellungsverfahren fortzuführen, wartet man nun auf positive Signale aus Berlin. Ob die kommen, ist ungewiss. Die Stadtwerke hatten mit den Vorbereitungen für das Planfeststellungsverfahren im Jahr 2013 nach positivem Abschluss des Raumordnungsverfahrens begonnen. Begonnen wurde bereits mit ersten konkreten Arbeiten: Der ersten Phase der geologischen Erkundung, einem hydrologischen Messprogramm sowie dem Start des Flurbereinigungsverfahrens. Inzwischen haben die SWT die Entwicklungsgeschwindigkeit für ihr Projekt gedrosselt. „Wenn die Bundesregierung mit der Energiewende ernst machen will, muss sie geeignete Rahmenbedingungen schaffen, damit sich Energiespeicher lohnen“, begründen sie ihre Entscheidung. „Damit wir das Projekt weiter voran treiben können, brauchen wir jetzt aktive Unterstützung seitens der Politik. Wir brauchen vom Gesetzgeber eine Rückmeldung, wie grundsätzlich Energiespeicher in die Energiewende integriert werden sollen und wie sich Energiespeicher in Zukunft rechnen.“

Das geplante Kraftwerk ist mit etwa 300 MW Leistung derart dimensioniert, dass es die erneuerbare Stromerzeugung der gesamten Region Trier ausregeln könnte. Als Investitionskosten hatte man ca. 600 Mio. Euro veranschlagt. Die Trierer formulieren zugleich auch Lösungsvorschläge: „Ein Anreiz für die weitere Projektentwicklung könnte ein Zusammenschluss der handelnden Akteure von Stadt, Land und Bund sein, mit dem Ziel unsere Idee der regionalen Energiewabe mit dem PSKW als Herzstück zur Modellregion zu erklären und zu fördern.“ Trotz der unsicheren Situation bekunden die Verantwortlichen, man halte an der Projektentwicklung fest, da man davon überzeugt sei, dass neue, dezentrale Energiespeicher benötigt seien, um die schwankende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien auszugleichen und die Stabilität des Netzes zu gewährleisten. Denkbar sei eine grenzübergreifende Zusammenarbeit mit Luxemburg. Noch im ersten Halbjahr werde man gemeinsam mit dem Projektpartner juwi über den Zeitpunkt der weiteren geologischen Erkundungsmaßnahmen beraten. [ von Martin Frey ]

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Foto: Meißl

Im März 2014 wurde die neue Wasserkraftschnecke beim Kraftwerk Kasten in Lunz am See in Betrieb genommen. Sie stellt sowohl eine energiewirtschaftlich sinnvolle wie ökologisch hochwertige Lösung dar.

KRAFTWERKSFILIALE IN SCHNECKENFORM MIT ÖKOLOGISCHEM „SIDE- EFFECT“ Der beständige Ruf nach Erzeugung von Strom vermehrt aus Erneuerbaren Energien ist prägend für unsere Zeit und lässt nicht zuletzt auch der Revitalisierung und Ertüchtigung von bereits bestehenden Wasserkraftanlagen immer mehr Bedeutung zukommen. Es geht hierbei jedoch nicht allein darum, die Energieproduktion zu steigern, sondern auch jeweils den Ansprüchen ökologisch intakter Flusslandschaften gerecht zu werden. Eine elegante Lösung diesbezüglich stellt die im März 2014 in Betrieb genommene Wasserkraftschnecke beim KW Kasten in Lunz am See dar. Die Schnecke des deutschen Herstellers KUHN nützt den ertüchtigten Triebwasserkanal des bestehenden Kraftwerkes zur zusätzlichen Stromerzeugung und sorgt gleichzeitig für verbesserte ökologische Bedingungen in der Restwasserstrecke. (von Dipl.-Ing. Lisa Meißl) ie Anfänge dieses Projektes liegen bei einer Papierfabrik an der Ybbs, die in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts errichtet wurde. Diese machte sich bereits 1926 die gute Lage am Wasser zunutze, um mithilfe von Turbinen Mühlsteine anzutreiben, um die Erzeugung von Pappe zu erleichtern. Mittels eines Generators mit einer Leistung von 20 kW wurde schon damals der für die Beleuchtung der Fabrik benötigte Strom sichergestellt. Ersetzt man nach Einstellung der Papiererzeugung die beiden Mahlsteine dieser traditionellen An-lage gegen Generatoren mit einer Leistung von 270 kW und koppelt diese mit zwei FrancisSchachtturbinen, wie dies die Firma Schwaighofer im Jahre 1970 getan hat, so erhält man ein Kleinwasserkraftwerk mit einem Jahresarbeitsvermögen von 1.600.000 kWh zur Einspeisung ins regionale Energieversorgungsnetz.

HISTORIE TRIFFT M ODERNE

Beinahe ein halbes Jahrhundert nach Aufnahme der Stromerzeugung zeigen jahrelange Aufzeichnungen des hydrografischen Messstellennetzes Österreichs, dass die aktuelle Ausbauwassermenge des Werkskanals von 4,5 m3 /s, auf die das maximale Schluckvermögen der Turbinen ausgelegt ist, an bis zu 180 Tagen pro Jahr überschritten wird. Somit wird nur ein relativ geringer Teil des in der Ybbs zu Verfügung stehenden Durch-flusses genutzt. Mittels gezielter Adaptierun-gen von Teilen des bestehenden Triebwasser-weges ist es möglich, einen Nenndurchfluss von 7,5 m3 /s zu erreichen. Doch was nutzt es, wenn das zusätzlich zugeführte Wasser die Kapazität des bestehenden Kraftwerks übersteigt? Was tun, wenn das vorhandene Bauwerk nicht genügend Platz bietet, um weitere bzw. größere Turbinen zu installieren ohne dieses traditionelle Gebäude

in Verbindung mit hohen Zusatzkosten komplett ersetzen zu müssen? „Wir haben jeden Winkel des Gebäudes untersucht, um eine Erweiterungsmöglichkeit zu finden, stießen jedoch mit jedem Versuch einmal mehr an eine technische oder wirtschaftliche Grenze“, weiß DI Gerhard Meißl, Projektleiter bei PÖYRY, zu berichten. OUTSOURCING IM KRAFTW ERKSBETRIEB

Eine Herausforderung, der die Firma Schwaighofer und PÖYRY Energy GmbH prompt mit einer Lösung begegneten: „Outsourcing“. Die Suche nach einer geeigneten Variante sowie einem Standort für ein zusätzliches Krafthaus zu dem bereits bestehenden begann. Die wichtigsten Kriterien sind hierbei eine möglichst große Fallhöhe sowie ein geringer Bauaufwand. Die optimale Lösung bot letztendlich eine Wasserkraftschnecke aus dem Hause KUHN mit einem Durchmesser Februar 2015

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Foto: Meißl

Die Schnecke vom Fabrikat KUHN weist eine Länge von 11,4 m und einen Durchmesser von 3,2 m auf.

Foto: Meißl

Je nach Betriebsführung kann die neue Wasserkraftschnecke in Lunz am See bis zu 900.000 kWh sauberen Strom erzeugen.

Foto: Meißl

von 3,2 m und einer Länge von 11,4 m. Diese dockt etwa 600 m nach dem Einlaufbauwerk an den Triebwasserkanal an und entnimmt diesem eine Wassermenge von bis zu 3 m3 /s. Die restlichen 4,5 m3 /s legen die weitere Strecke von 300 m über den Kraft-werksteich zum alten Krafthaus zurück und werden dort wie gehabt über die zwei bestehenden Francis-Turbinen mit einer Fallhöhe von 7,7 m abgearbeitet. Die Schnecke nutzt den topographischen Höhenunterschied zwischen Werkskanal und Ybbs. Sie wird im Böschungsverlauf mit einer Nettofallhöhe 5,5 m und einem Anstellwinkel von 30° eingebaut, um die zusätzliche Ausbauwassermenge von 3 m3 /s abzuarbeiten. Die dafür notwendige Ertüchtigung des Werkskanals erfolgt über eine Revitalisierung der ersten 300 m, wobei das bestehende Trapezprofil in ein Rechteckprofil umgewandelt wird, um den gewünschten Nenndurchfluss von 7,5 m3 /s zu erreichen. Das Schneckenbauwerk konnte derart kostengünstig errichtet werden, dass nicht einmal der Fallhöhenverlust von mehr als 2 m, bedingt durch die vorzeitige Wasserentnahme zwischen Schnecke und altem Krafthaus, die Wirtschaftlichkeit der Lösung in Frage stellte. „Ein auf den ersten Blick mehr als ungewöhnlicher Denkansatz“, so Meißl.

EINE SCHNECKE FÜR DIE FISCHE

Nicht nur die jährliche Stromerzeugung des Kraftwerks Kasten wird durch die Wasserkraftschnecke gesteigert. Auch der für die Ybbs typischen Fischfauna, die sich vor allem aus Bachforellen und Koppen zusammensetzt, gibt die Schnecke Anlass zur Freude. Laut EU Wasserrahmenrichtlinie galt es, den durch die Ausleitung in seiner Wasserführung beeinträchtigten Abschnitt der Ybbs für Fische passierbar zu gestalten. In diesem Zusammenhang sind Mindestwassertiefen sowie Mindestströmungen für eine erfolgreiche Fischwanderung erforderlich, um das Entstehen von isolierten Teillebensräumen bei Niederwasserführung zu verhindern. Gemäß einer im Rahmen des Projektes in Auftrag gegebenen Restwasser-Studie der Universität für Bodenkultur Wien war die bisherige Pflichtwasserabgabe von 200 l/s für dieses Ziel nicht ausreichend. Diese erfolgte bis dato alleinig über die Dotation eines Vertical Slot Fischpasses seitlich der Wehranlage und war maßgebend für die Wasserführung in der Restwasserstrecke mit einer Gesamtlänge von 1,21 km bis zur Rückleitung des Triebwassers ins Hauptgerinne. Messungen im Rahmen der Studie ergeben, dass je nach Jahreszeit eine Mindestdotation

von 600 bis 1.000 l/s über die Fischauf-stiegshilfe zu Beginn der Restwasserstrecke in Kombination mit der zusätzlichen Restwasserabgabe von mindestens 300 l/s bis hin zu 3.000 l/s durch die Schnecke nach weiteren 700 m die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Fischwanderung weitgehend erfüllen. Und ein weiterer, bereits bekannter Vorteil der Schnecke: Die Fische im Werkskanal können unbeschadet über diese in die Ybbs absteigen. DAS ERGEBNIS IN ZAHLEN

Dank der neuen Wasserkraftschnecke mit einem Gesamtwirkungsgrad von 80 %, 22 Umdrehungen pro Minute, einer Schneckenwellenleistung von 137 kW und einer elektrischen Generatorwirkleistung von 160 kW erzeugt das KW Kasten je nach Betriebsführung nun jährlich in Summe 500.000 bis 800.000 kWh mehr Strom als bisher. Die Ausbauleistung wurde von 270 kW auf über 400 kW gesteigert. Ein Projekt, das nur durch das gemeinsame Ziehen aller Beteiligten an einem Strang Wirklichkeit wurde. Der Bauherr, E-Werk Schwaighofer GmbH, vertraut in die langfristige und nachhaltig wirkende Investition einer Wasserkraftanlage und erhält neben der Erhöhung der Enpassleistung und des Regelarbeitsvermögens auch eine höhere Verfügbarkeit seiner Anlage. Bei einem Ausfall einer Turbine kann der Kraftwerksbetrieb durch die Schnecke kompensiert werden, sofern nicht gerade Vollwasser zur Verfügung steht. Dieses Szenario scheint bei fast 90 Jahre alten Maschinen trotz gewissenhafter Wartung möglich. Technische Daten

Die neue Wasserkraftschnecke erfüllt auch in Hinblick auf die Restwasserdotation eine wichtige Funktion.

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Fallhöhe: 5,5 m Ausbauwassermenge: 3,0 m 3 /s Maschine: Wasserkraftschnecke Fabrikat: KUHN Durchmesser Ø: 3200 mm Länge: 11,4 m Nenndrehzahl: 22 Upm Schneckenneigung: 30° Elektrische Leistung: 137 kW

Foto: Meißl

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Das Krafthaus liegt exponiert - aus diesem Grund haben sich die Betreiber für eine offene Bauweise entschieden. Eine breite Glasfront soll Interessierten einen Blick auf die Technik gewähren.

Foto: Meißl

Das Einheben der Schnecke samt Trog stellte die erfahrenen Monteure von KUHN vor keine größeren Herausforderungen.

BETEILIGTE PROJEKTPARTNER

Die Engineering Leistungen wurden in umfassender Weise von PÖYRY Energy GmbH aus Wien erbracht. „Trotz der überschaubaren Anlagengröße war das reibungslose Ineinandergreifen unterschiedlicher Ingenieurdisziplinen notwendig, um das Werk als Ganzes gelingen zu lassen“, erzählt Meißl nicht ohne Stolz. Wasserrechtliche Einreichunterlagen und die Begleitung des Wasserrechtsverfahrens, hydraulische und bautechnische Planung, elektromaschinelles Basicund Detailengineering zählen zum Kerngeschäft des Planungsunternehmens. Auch die Lieferung und Montage der kompletten elektromaschinellen Einrichtung bis hin zur Einbindung in das 20kVHochspannungsnetz, sowie die Erstellung der Steuerungs- und Leitsystemsoftware für die Schnecke und das gesamte Kraftwerkssystem wurde von PÖYRY übernommen. Abgerundet wurde dieses Leistungsspektrum durch die Inbetriebnahme und die betriebsfertige Übergabe an den Bauherrn. Bei der Fertigung der Wasserkraftschnecke vertraute PÖYRY auf das deutsche Unternehmen KUHN GmbH Technische Anlagen aus dem badischen Höpfingen, das sich im Zuge eines Ausschreibungsverfahrens als Bestbieter durchsetzen konnte. KUHN gilt als ältester und größter deutscher Hersteller von Wasserförderschnecken. Basierend auf den breiten Erfahrungen im Schneckenbau erfolgte nun der Einstieg in das Segment der Wasserkraftschnecken. Das Kraftwerksprojekt in

Lunz am See stellt damit auch den Premierenauftritt für die neue Maschine aus dem Hause KUHN dar. Damit wurde ein solides Fundament für den weiteren Ausbau in diesem Marktsegment gesetzt, die hohe Ausführungsqualität und die ausgezeichnete Resonanz der Betreiber sprechen klar dafür. ÖKOLOGISCH W ERTVOLLER KONTRAST

Die Gesamtprojektleitung auf Bauherrenseite wurde von Michaela Schwaighofer übernommen, die seit vielen Jahren überaus versiert im Kraftwerksbetrieb tätig ist. Als Geschäftsführerin der E-Werk Schwaighofer GmbH gönnte sie sich noch ein T üpfelchen auf dem „i“ und setzte dieses höchstpersönlich um - den Obstgarten auf der Wiese hinter der Schnecke als gelungenes Bindeglied zu deren Einsatzort, dem niederösterreichischen Mostviertel. Auch hier wird der Kreis mit der Ökologie einmal mehr geschlossen: „Eine Streuobstwiese wie diese bietet einen wichtigen Lebensraum für verschiedene Tier- und Pflanzenarten und stellt somit einen ökologisch wertvollen Kontrast zu der heutigen Kulturlandschaft dar, die ja allgemein stark von intensiver Landbewirtschaftung geprägt ist“, freut sich Michaela Schwaighofer. von DI Lisa Meißl Rückfragen:

E- Werk Schwaighofer GmbH e.werk@ schwaighofer- lunz.at + 43 (0) 7486 8309

Dipl.- HTL- Ing. Gerhard Meißl / Pöyry Energy GmbH gerhard.meissl@ poyry.com + 43 664 32 64 933

Energiegewinnung durch Wasserkraft

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KUHN GmbH Technische Anlagen • Franz Kuhn-Str. 1 - 3 • 74746 Höpfingen / Germany - • www.kuhn-gmbh.de • info@kuhn-gmbh.de Tel.: +49 (0) 6283/2201-0 • Fax: +49 (0) 6283/2201-88 Februar 2015

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Fotos: zek

Am 23. Dezember 2014 erreichte mit der Lieferung des Ständers der zweiten Maschine die letzte große Anlagenkomponente das Kraftwerk Weinzödl.

ARBEITEN AM KW WEINZÖDL NACH MONTAGE DER ZWEITEN MASCHINE KURZ VORM ABSCHLUSS Nach 30 erfolgreichen Betriebsjahren entschied sich der österreichische Energieversorger VERBUND, das im Jahre 1982 in Betrieb gegangene Kraftwerk Weinzödl zu revitalisieren. Die beiden in die Jahre gekommenen Straflo® -Maschinensätze mussten für zwei moderne Kaplan-Rohrturbinengeneratoren das Feld räumen. Der erste Maschinensatz wurde bereits im Frühjahr 2014 angeliefert und montiert. Mit der Ankunft des Ständers für die zweite Maschinengruppe am 23. Dezember 2014, erreichte die letzte große Komponente das Kraftwerk auf dem Grazer Stadtgebiet. Nach der finalen Montage und einer erfolgreichen Testphase rechnet der VERBUND mit einer Inbetriebnahme der Anlage Mitte März 2015.

as steirische Weinzödl befindet sich im nördlichen Stadtteil von Graz. Es spielte in der Geschichte der GrazerWasserkraft seit jeher eine tragende Rolle. Noch in den Zeiten der mechanischen Wasserkraftnutzung wurde bei Weinzödl mittels Grundwehren das Wasser der Mur in einen links- und rechtsseitigen Kanal durch das Stadtgebiet der steirischen Landeshauptstadt geleitet. Was damals als wichtige Lebensader der Wirtschaft im südlichen Österreich galt, verlor aber im Laufe der Zeit an Bedeutung. Mit dem Einzug der Elektri-

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zität waren die Stunden der mechanischen Wasserkraft gezählt und die Kanäle verloren weitgehend ihren Nutzen. Im Jahre 1976 wurde der rechtsseitige Kanal deshalb auch gänzlich stillgelegt. Dem gegenüberliegenden 23 km langen Mühlkanal hingegen blieb dieses Schicksal erspart – er speist heute eine Reihe von Kleinkraftwerken. Ein Jahr später - im Jahre 1977 - gab die Steiermärkische Elektrizität AG (ST EG) eine Machbarkeitsstudie für den Bau eines Laufkraftwerks am Standort der ehemaligen Grundwehre in Auftrag. Nach deren positiven Ergebnis und

weiteren Untersuchungen wurde daraufhin in den Jahren 1979 – 82 das Kraftwerk Weinzödl realisiert. BETREIBERIN SETZTE AUF STRAFLOM ASCHINENSÄTZE

Das am 14. Juni 1982 in Betrieb genommene Kraftwerk an der Mur verfügte über zwei horizontal eingebaute Maschinensätze. Sie bestanden aus je einer doppelt regulierten Straflo-Turbine mit einem Laufraddurchmesser von 3.700 mm von Andritz, Graz und Escher Wyss AG Zürich mit einer Nennleist-

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Mittels Autokran wurde das rund 40 t schwere Bauteil zur Montage verladen. Über eine Luke gelangt der Ständer in den Turbinen- Generator- Schacht.

ung von 8.300 kW und einem Drehstromsynchron-Außenkranzgenerator der Firma Elin-Union AG mit einer Nennleistung von 9.500 kVA. Im Wehrbereich des Mühlkanals entschied man sich ein Dotierkraftwerk zu errichten und so wurde ein dritter Maschinensatz installiert. Ebenfalls horizontal eingebaut, besteht er aus einer einfach regulierten S-Turbine mit einer Ausbauleistung von 200 kW. Die Fixdotation beträgt 11 m3 /s. Mit einer Leistung von 15,5 MW produzierte das Laufkraftwerk Weinzödl rund 63.000 MWh Strom pro Jahr. W ECHSEL DES TURBINENTYPS

Im Jahre 2002 wurde das Kraftwerk Weinzödl und drei weitere Kraftwerke der ST EG in die VERBUND Hydro Power GmbH eingegliedert. Etwa ein Jahrzehnt später startete die neue Betreiberin mit der Modernisierung des Innenlebens. Ein wesentlicher Punkt in der Planung betraf dabei die installierten Straflo-Turbinen. Denn was vor 30 Jahren als letzter Schrei der Technik galt, hat sich mittlerweile überholt. Die Grundidee der Straflo-Turbine beruht auf dem Konzept der Einheit von Turbine und Generator. Laufrad und Generator liegen bei diesem Maschinentyp unmittelbar zusammen und die Welle dient nur mehr der Lagerung und nicht zur Kraftübertragung. Die Generatorpole befinden sich dabei direkt am Außenkranz des Laufrads - außerhalb des durchströmten Rohrs. Aufgrund dieser innovativen aber auch aufwendigen Konstruktion stellt das Konzept hohe Anforderungen an die Dichtungstechnik, denn an die elektrischen Teile des Generators darf kein Wasser gelangen. Straflo-Turbinengeneratoren setzten deshalb üblicherweise auf eine Kombination aus Lippen- und Labyrinth-Dichtung. Damit aber die Turbine störungsfrei arbeitet, sind regelmäßige Wartungsintervalle der Maschine und im Besonderen des Dichtungssystems obligat. Diese verkürzen sich aber mit zunehmendem Alter der Maschine und durch besonders sedimentreiches Triebwasser. Instandhaltungskosten und Aufwand steigen dadurch stetig an. Die Verantwortlichen waren also der Ansicht, eine Revitalisierung und der damit verbundenen Leistungssteigerung der Gesamtanlage kann wohl am besten nur durch den Wechsel des Turbinentyps erfolgen. Eine Entscheidung, die das Unterfangen natürlich um ein Stück schwieriger gestaltet wie Projektleiter Meinhard Wessiak betonte: „In ein bestehendes Bauwerk einen neuen Maschinentyp einzupassen, ist wohl die größte Herausforderung bei diesem Vorhaben“.

Das Projektteam entschied sich also die beiden Straflo-Turbinengeneratoren durch zwei Kaplan-Rohrturbinengeneratoren zu ersetzten. Mit 16,4 MW, statt ursprünglich 15,5 MW, wird die Engpassleistung des Kraft-werks Weinzödl um ca. 1 MW erhöht. Die Jahresarbeit kann damit aber um 13,5 GWh gesteigert werden. Das entspricht etwa dem Verbrauch von 4.000 Haushalten.

Außerdem sind die neuen Generatoren, wegen der hydraulisch wesentlich größeren Leistung, um 8° zur Horizontale geneigt. Deshalb waren bauliche Maßnahmen nötig um die beiden Schächte auf den neuen Typ anzupassen. Auf diese Weise wurden auch die Lippen-Dichtungen eliminiert, deren Wartung ein großes Problem darstellte und zusätzliche Kosten verursachte.

BAULICHE M ASSNAHM EN ERFORDERLICH

M ONTAGE M IT SCHIENENSYSTEM

Im Gegensatz zu den alten Maschinen, die teilweise außerhalb des Durchflussbereiches situiert waren, sind die beiden neuen zur Gänze im Durchflusstrakt eingesenkt.

Nach Fertigstellung der Bauarbeitet, war die Montage der neuen Generatoren die nächste große Herausforderung. Die größte Schwierigkeit bestand dabei im Handling der Februar 2015

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Präzision des Montageteams der Firma Chemserv war gefragt: Nur wenige Zentimeter Spielraum erlauben keine Fehler.

Generatorteile, da die neuen Maschinen in ihren Maßen und ihrer Masse viel größer als die alten Straflo-Maschinensätze sind. Der erste der beiden Maschinensätze wurde im Frühjahr 2014 angeliefert und komplett

montiert. Die Montage unterteilt sich dabei in mehrere Teilschritte. Im ersten Schritt erfolgte die Anlieferung der Kaplan-Turbine aus dem Hause Litostroj Power. Zusammen mit dem Rotor des Generators wurde diese in den angepassten Turbinenschacht installiert. Die Generatoreinheit, ein bürstenloser Synchron-Rohrgenerator, wurde von Koncar Generators and Motors Inc. aus Zagreb geliefert. Die kroatischen Generatorspezialisten überzeugten die Projektverantwortlichen mit ihren robusten, zuverlässigen und preiswerten Maschinen. Gemäß Kundenwusch wurde er auf höchstmöglichen Wirkungsgrad konzipiert. Es wurden zudem relativ niedrige Übertemperaturen der aktiven Teile des Generators vereinbart - unter 65 Grad K. Diesen Wert konnte die Firma Koncar sogar um 20 Grad Kelvin unterbieten - dies ergab eine Messung nach Übernahme des ersten Generators. Zudem liegt die Produktionsstätte in der kroatischen Hauptstadt nur rund 190 km von Graz entfernt, was bei einem Transportgewicht von 40 t die Logistik entscheidend erleichtert. Fertig montiert beträgt die Gesamtmasse eines Generators rund 92 t. Speziell auf das Kraftwerk Weinzödl abgestimmt sind die beiden Maschinen für den dauerhaften Betrieb mit

Der Ständer wird mit dem Fahrwagen verschraubt und mit Deckenverankerungen gesichert - ein heikler Moment für das Montageteam im Turbinen- Generator Schacht. Nach erfolgreicher Fixierung kann der Ständer schließlich über den Rotor geschoben werden.

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Nach der heiklen Passage durch die Luke wird der Ständer auf dem Fahrwagen montiert. Dafür muss er um 8° nach vorne geneigt werden.

einer Nennscheinleistung von 9500 kVA, bei einem Leistungsfaktor von 0,9 und einer Nennspannung von 5300 V, ausgelegt. Nach erfolgreicher Installation von Turbine und Rotor des Generators erfolgt die Anlieferung

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M EHR ALS 2 0 % STEIGERUNG DER JAHRESARBEIT

Am 23. Dezember 2014 erfolgte mit der Anlieferung des Ständers der zweiten Maschinengruppe die letzte kritische Projekt-

Die beiden alten Straflo- Turbinen wurden durch zwei neue KaplanRohrturbinen ersetzt.

Fotos: VERBUND AG / Wiedl

und Montage des Ständers. Dieser wird über eine Luke in den neu ausgebrochenen Generatorschacht hinuntergehoben. Am Schachtgrund wird der Ständer auf einem Fahrwagen, der auf einer Schienenkonstruktion steht, fixiert. Dieser Vorgang ist ein sehr heikles Unterfangen, da der Schacht und die Schienenkonstruktion, wie bereits erwähnt, eine Neigung von 8 Grad aufweisen. Das hohe Bauteil mit seinem hohen Schwerpunkt muss also in Richtung Rotor geneigt werden und in dieser 8 Grad Position exakt in der Mitte fixiert werden. Dies geschieht unter anderem mit Deckenverankerungen. Als nächstes wird der Ständer sehr behutsam mit Hilfe des Fahrwagens über den Rotor geschoben. Eine Arbeit die höchste Konzentration vom ausführenden Montageteam erfordert, damit der Ständer mit überhängendem Schwerpunkt nicht kippt. Ein Luftspalt von lediglich 6 mm verdeutlicht, wie genau hier gearbeitet werden muss. Zum Abschluss wird die Maschine noch mit einer Kappe wasserdicht verschlossen.

phase. Wenn alles nach Plan verläuft, geht auch die zweite Maschine Mitte März 2015 ans Netz. Durch den Austausch der Maschinensätze rechnet man mit einer zusätzlichen Jahresarbeit von 13.500 MWh bei gleichbleibender Wassermenge, was einer Steigerung von knapp über 20 % entsprechen

würde. „D as wäre in etwa der Jahresverbrauch einer Kleinstadt“, berichtet die VERBUND AG. Die langfristigen Vorteile liegen dabei neben der Mehrerzeugung auch in der Verlängerung der Lebensdauer und Revisionsintervalle der neuen Kaplan-Rohrturbinen und Koncar Generatoren.

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Das Kraftwerk Lixhe an der Maas ist Belgiens größtes Laufwasserkraftwerk. Da die vier einfachregulierten Straflo- Turbinen keinen flexiblen Kraftwerksbetrieb zuließen, wurden nun zwei der Turbinen durch moderne, doppelregulierte Kaplan- Bulb- Turbinen ersetzt. Das Regelarbeitsvermögen blieb dadurch unverändert.

Foto: EDF Luminus

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TURBINENTAUSCH MACHT DAS GRÖSSTE LAUFWASSERKRAFTWERK BELGIENS FLEXIBEL Rund 10 Kilometer südlich von Maastricht, unweit der holländischen und der deutschen Landesgrenze, ist das Kraftwerk Lixhe an der Maas situiert. Die Anlage, die heute vom belgischen Energieversorger EDF Luminus betrieben wird, wurde im Jahr 1980 in Betrieb genommen. Damals wurde das Kraftwerk mit vier baugleichen, horizontalachsigen Straflo-Turbinen ausgerüstet. Doch deren ungünstiges Regelverhalten sollte sich als Schwachstelle im Hinblick auf einen modernen, anpassungsfähigen Kraftwerksbetrieb erweisen. Aus diesem Grund wurden nun in einem aufwändigen Bauvorhaben zwei der vier Straflo-Turbinen durch zwei doppelt regulierte Kaplan Bulb-Turbinen aus dem Hause ANDRITZ Hydro ersetzt. Mittlerweile ist Belgiens größtes Laufwasserkraftwerk wieder mit allen Maschinen in Betrieb – und bewährt sich heute dank seiner neuen Flexibilität bestens im täglichen Einsatz. ür die historische Entwicklung der Wasserkraft in Belgien war das Jahr 1980 ein markantes. Mit den beiden Kraftwerken Andenne und Lixhe nahmen gleich zwei moderne Produktionsanlagen an der Maas den Betrieb auf. Gemeinsam liefern sie seither im Regeljahr ca. 96 GWh sauberen Strom ins belgische Stromnetz. Für ein Land, das in der weltweiten Rangliste der installierten Wasserkraftkapazitäten die 104. Stelle einnimmt, also zwei höchst bedeutsame Grundlastproduzenten am Sektor der erneuerbaren Energien. Das Kraftwerk Lixhe gilt sogar als das größte Laufwasserkraftwerk Belgiens. Was die Kraftwerke über ihre gemeinsame Entstehungszeit hinaus verband, war die grundsätzlich gleiche elektromaschinelle Ausrüstung. Sowohl im Kraftwerk Andenne als auch im Kraftwerk Lixhe kamen bis zum Jahr 2013 ausschließlich Straflo-Turbinen zum Einsatz im KW Andenne drei Turbinen mit je 3,05 MW Leistung und im KW Lixhe vier Maschinen mit je 4,5 MW Leistung. Zur

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damaligen Zeit repräsentierte die StrafloTurbine eine sehr moderne Form der Niederdruckturbine, die vor allem einen zentralen Vorteil vorweisen konnte: eine extrem kurze Bauform. Dies ermöglichte deutliche Einsparungen im Hinblick auf die Errichtungskosten. Beim Kraftwerk Lixhe konnte durch die geringere Baukubatur eine Ersparnis von 15 Prozent erreicht werden. Doch es gibt auch eine Kehrseite der Medaille. STRAFLO – EIN PRINZIP M IT SCHW ÄCHEN

„Die klassische Straflo-Turbine weist in Hinblick auf ihre Flexibilität, ihre Regelbarkeit einen klaren Nachteil auf. Da diese Maschine nur einfach reguliert ist, ist ihr Betriebsspektrum vergleichsweise kurz: Bereits unterhalb von 70 Prozent Beaufschlagung fällt der Wirkungsgrad stark ab, und sie ist vom Netz zu nehmen“, erläutert DI Martin Reisser von ANDRIT Z Hydro, Ravensburg, der noch ein wenig weiter ins Detail geht: „Tatsächlich gab es den Vorstoß, doppelt regulierte Straflo-

Turbinen zu bauen. Meiner Kenntnis nach wurden zwei dieser Maschinen eingesetzt. Nur leider funktionierten sie nicht wirklich. Der Grund dafür war einfach: Man fand keine praktikable Lösung, um den Anstellwinkel der Laufradflügel zu den Leitschaufeln in korrekter Position zu halten. Das Ergebnis war ein unruhiger Betrieb, der zwangsläufig Kavitation nach sich zieht. Aus diesem Grund ist man von diesem Konzept wieder abgerückt. Ganz generell wird der klassischen Straflo-Turbine nicht die Zukunft gehören. Denn zum Nachteil der schlechten Regelbarkeit gesellt sich noch ein weiterer: Bei großem Laufrad-Durchmesser, wie hier in Lixhe, wo dieser 2,6 Meter beträgt, werden an den Enden der Laufradschaufeln enorme Tangentialgeschwindigkeiten erreicht. Durch die unmittelbare Nähe zur Gummi-Dichtung wird dadurch die Gefahr von kleinen Leckagen erhöht. In der Praxis sind diesbezügliche Wartungsarbeiten also zumeist unumgänglich.“

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Auch dieser Nachteil ist den Verantwortlichen von EDF Luminus durchaus bekannt. „Wir müssen regelmäßig das Dichtungssystem austauschen. Und das ist alles andere als einfach“, erinnert sich AnneFrance Fontaine, die als Projektleiterin die Umbauarbeiten am Kraftwerk Lixhe dirigierte. Es war so etwas wie ein kleiner Vorgeschmack auf die äußerst aufwändigen Umbauarbeiten, die man dem Kraftwerk Lixhe in der Folge angedeihen ließ. Bereits im Jahr 2009 sahen sich die Betreiber mit neuen Vorgaben konfrontiert. Zum einen galt es konkrete Studien im Hinblick auf Fischpassierbarkeit anzustellen – und zum anderen galt es, die SchwallProblematik des Kraftwerks in den Griff zu bekommen. Da letztere ohne Zweifel als direktes Resultat der schlechten Regelbarkeit der vier Straflo-Maschinen angesehen werden konnte, drängte sich der – zumindest partielle – Tausch der Turbinen auf. „Faktisch waren wir als Betreiber gezwungen, die Maschinen abzustellen, wenn der Oberwasserpegel unter die 70-Prozent-Ausbaumarke abfiel. Daraufhin ist natürlich der Oberwasserpegel wieder angestiegen. Nachdem die Turbinen erneut den Betrieb aufgenommen hatten, sank dieser in der Folge wieder. Auf diese Weise ist es zu den ungewünschten Wellen gekommen, die es gemäß der Vorgabe der Behörden zu dämpfen oder zu eliminieren galt“, so Anne-France Fontaine. EINBUSSEN IM AUSBAUGRAD

In der Folge gaben die Verantwortlichen von EDF Luminus, seines Zeichens größter Wasserkraftbetreiber Belgiens, umfangreiche Variantenstudien in Auftrag. Diese ergaben als wirtschaftlich sinnvollste Lösung den Tausch von zwei der vier installierten StrafloMaschinen gegen zwei doppelregulierte Kaplan-Bulb-Turbinen. „Da die Baulänge der installierten Straflo-Maschinen ja extrem kurz ist, konnten keine gleich großen doppelregulierten Bulb-Turbinen an dieselbe Position eingebaut werden. Möglich war nur, Maschinen mit kleinerem Durchmesser einzubauen. Konkret ersetzten letztlich BulbTurbinen mit 2,6 m Durchmesser die bestehenden Straflo-Turbinen mit 3,5 m Durchmesser. Selbstredend bedeutete dies aber auch ein geringeres Schluckvermögen und somit eine Leistungseinbuße im Bereich der Volllast. Anstelle der 4,5 MW-Maschinen traten nun also Turbinen mit je 3,035 MW Leistung. Hätten wir alle vier Maschinen ausgetauscht, wäre ein Rückgang der Gesamtproduktion unvermeidlich gewesen. Mit dem Tausch von nur zwei Turbinen ist es gelungen, die Produktion auf dem gleichen Niveau zu halten und zugleich die geforderte Flexibilität im Betrieb zu erreichen“, resümiert die Projektleiterin. Zusammen mit dem Austausch der elektromaschinellen Ausrüstung stand nun auch eine Modernisierung der Steuerungsund Leittechnik auf der Agenda.

Abnahme des 4 MVA Synchrongenerators im Werk von ELIN Motoren in Weiz. Von links: Martin Heutele, ANDRITZ Hydro (Gesamtprojektleiter,) Anne- France Fontaine, EDF Luminus (Gesamtprojektleiterin), Jean- Luc Fagnoule , EDF Luminus, EDF Luminus und Thomas Taferner, ELIN Motoren (Projektleiter Generatoren)

Foto: ANDRITZ

UNFLEXIBLER BETRIEB BEDINGT SCHWALL-PROBLEM ATIK

Upm und erreicht eine Ausbauleistung von 3.035 kW. Im Lieferumfang von ANDRIT Z Hydro waren neben der E-Technik für die Maschinen auch die zwei direkt gekoppelten Synchrongeneratoren enthalten, die vom österreichischen Traditionshersteller ELIN Motoren geliefert wurden. Diese sind auf eine Nennscheinleistung von 4.070 kVA ausgelegt und werden vom umströmten Betriebswasser gekühlt. Dies stellt ebenfalls einen technischen Fortschritt gegenüber den Strafloturbinen mit reiner Luftkühlung dar. UM BAU NEBEN LAUFENDEM KRAFTW ERKSBETRIEB

„Aufgrund der genannten baulichen Unterschiede ist es extrem schwierig, eine doppelregulierte Turbine in die existierende Baukubatur einer Straflo-Maschine einzubauen“, erklärt Martin Reisser – und die belgische Projektleiterin unterstützt diese Meinung: „Es ist immer schwieriger ein Kraftwerk umzubauen, als eines neu auf der ‚grünen Wiese‘ zu errichten. Aber dieses Projekt war tatsächlich eine große Heraus- forderung für alle Beteiligten. Zum einen galt es zahlreiche behördliche Vorgaben einzuhalten, natürlich spielten auch Fragen der Statik eine Rolle – und letztlich auch der Baulogistik. Immerhin gab es Zeiten, in denen sich viele Firmen mit vielen Personen auf der Baustelle ‘tummelten’.“ Der Start der Ausführungsarbeiten erfolgte im Juni 2013, als die Demontage der beiden Straflo-Turbinen begann. Ein wesentlicher Aspekt in der Projektorganisation lag darin, die beiden verbliebenen Maschinen zeitgleich zu den Arbeiten in Betrieb zu halten. Dies war während der Demontage noch möglich. Doch während der BetonAbrissarbeiten musste man bereits davon Abstand nehmen. Durch die

Nachdem EDF Luminus 2011 den Beschluss für das Umbauprojekt abgesegnet hatte, erging der Auftrag über die elektromaschinelle Ausrüstung im Herbst 2012 an ANDRIT Z Hydro, Ravensburg. Die Herausforderung für die erfahrenen Turbinenbauer bestand vor allem darin, die beiden neuen Turbinen so perfekt auszulegen, dass sie exakt zwischen den vorhandenen Oberwasser- und Unterwasser-Dammtafeln eingebaut werden können. Zu diesem Zweck wurde bereits im Vorfeld eine eingehende Untersuchung der Einbausituation vorgenommen. Dafür erarbeiteten die Konstrukteure von ANDRIT Z Hydro nicht zuletzt auch eine 3D-Analyse, die verschiedene Ansichten und Schnitte ermöglicht. Konkret wurde die Bulb-Turbine letztlich perfekt für eine Nettofallhöhe von 6,61 m und eine Ausbauwassermenge von 51,0 m3 /s ausgelegt. Die Maschine mit dem 4-flügeligen Laufrad dreht mit 176,47

Foto: ANDRITZ

HERAUSFORDERUNG DER KONSTRUKTIVEN ART

Die beiden baugleichen Bulb- Turbinen mit 3,035 MW Leistung für das KW Lixhe kurz vor dem Abtransport vom ANDRITZ- Werk in Ravensburg nach Belgien.

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STOLPERSTEINE IM PROJEKTVERLAUF

Einheben des Laufrades. Die Turbine wiegt circa 40 Tonnen.

Das 4- flügelige Laufrad - das Herz der neuen Bulb- Turbine.

Müsste ich es noch einmal machen, würde ich eine Variante aus Metall wählen“, so die Projektleiterin. STROM PRODUKTION IM AUGUST 2 0 1 4

Im März letzten Jahres waren die baulichen Vorarbeiten letztlich soweit gediehen, dass die erste der beiden Maschinen ihre Reise vom AND RIT Z Werk in Ravensburg nach Belgien antreten konnte. In der Folge stellte das erfahrene Montage-Team von ANDRIT Z Hydro unter Beweis, warum ihm ein entsprechend guter Ruf vorauseilt. Mit viel Fingerspitzengefühl und dennoch zielgerichtet und zügig konnte der Einbau der ersten Turbine erledigt werden. Dies bestätigt auch AnneFrance Fontaine im Rückblick: „Die Zusammenarbeit mit ANDRIT Z Hydro war wirklich sehr gut. Man konnte sich auf die QualiFoto: zek

Um die beiden Maschineneinheiten vor dem anfallenden Staub während der Umbauarbeiten zu schützen, wurde ein Vorhang im XXLFormat eingezogen. Doch nicht mit dem erhofften Erfolg. Fontaine: „Leider funktionierte es nicht ganz so gut, wie wir gehofft hatten. Bedingt durch den Umstand, dass die alten Maschinen eine Luftkühlung aufweisen, konnten wir nicht zur Gänze verhindern, dass ein wenig Staub an die Generatoren gelangte. Dieser setzt sich mit der Zeit im Stator an und wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad aus.“ Doch dies sollte nicht das einzige Problem bleiben, mit dem die Projektverantwortlichen konfrontiert werden sollten. Als weiterer Stolperstein sollte sich der alte Hallenkran erweisen. Grundsätzlich war er zwar dafür ausgelegt, das Verheben der 40 Tonnen schweren Bulb-Turbinen zu bewerkstelligen. Doch hatte er bereits bei den Montagearbeiten 1980 „gelitten“. Die nötigen Reparaturarbeiteten entpuppten sich in der Folge als derart kostspielig, dass man sich für den Einbau eines neuen Hallenkrans entschied. Eine weitere Herausforderung war die Errichtung der beiden Saugrohre. Man entschied sich diese, mittels Holzverschalungen anfertigen zu lassen. Eine Entscheidung, die AnneFrance Fontaine mit ihrem Team heute so nicht mehr treffen würde: „Auf diese Weise war es sehr aufwändig und sehr kompliziert.

Abrissarbeiten für den Einbau der beiden neuen Maschinen.

Fotos: ANDRITZ

dabei auftretenden Vibrationen hätten die zwei Straflo-Maschinen Schaden nehmen können. Auch in jener späteren Projektphase, als man die gesamte elektrotechnische Ausrüstung dieser Turbinen austauschte, wurden diese – nahe liegender Weise – außer Betrieb gesetzt. „Grundsätzlich haben wir aber versucht, die beiden Straflo-Turbinen so häufig wie möglich in Betrieb zu halten“, so Anne-France Fontaine.

tät der Arbeit verlassen – und auch menschlich funktionierte es bestens.“ Im August 2014 war es schließlich soweit: Erstmalig produzierten die beiden neuen Maschinensätze Strom aus dem umgebauten Kraftwerk Lixhe. Damit war ein historischer Meilenstein für Belgiens größtes Laufwasserkraftwerk erreicht – auch wenn das Umbauprojekt noch nicht ganz abgeschlossen ist. Aktuell befinden sich die letzten Arbeiten in der Abschlussphase, während noch umfangreiche Betriebstests im Gange sind. „Derzeit werden sämtliche Betriebszustände auf Herz und Nieren getestet und zudem die optimalen Betriebspunkte ausgelotet und weiter verfeinert“, sagt die Projektleiterin. Sie und ihr Team können mittlerweile ein positives Resümee über das Umbauprojekt ziehen, das allerdings viele Herausforderungen für alle Beteiligten bereithielt. Von Seiten der Betreiber zeigt man sich hoch zufrieden mit dem Wirkungsgrad der Turbinen und mit der nun endlich erreichten hohen Flexibilität der Kraftwerksregelung. Bei einer Ausbauwassermeng von 51,0 m3 /s pro Einheit können die Maschinen heute noch bei Triebwassermengen von bis zu 15 m3 /s problemlos am Netz verbleiben. Dies stellt die Grundlage dafür dar, dass das Kraftwerk Lixhe Neu nun in der Lage ist, einen konstant hohen Oberund Unterwasserpegel sicherzustellen. NÄCHSTES PROJEKT IM VISIER

Im Zuge der Umbauarbeiten wurde auch die gesamte Steuerungs- und Leittechnik ausgetauscht. Die beiden im Bestand verbliebenen Straflo- Turbinen wurden von der originalen Relais- Technologie auf moderne Digitaltechnologie umgerüstet.

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Zudem sollten sich auch die vielen durch das Umbauprojekt gewonnenen Erfahrungen in nächster Zukunft bezahlt machen. Schließlich wird das Kraftwerk Lixhe nicht die einzi-

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Im Vorfeld des Umbauprojekts wurden im Hause ANDRITZ Hydro eingehende 3D- Analysen angestellt. Gerade die Umrüstung von einer StrafloTurbine mit ihren kurzen baulichen Abmessungen auf eine andere, längere Turbinenform - wie eine BULB- Turbine - stellt eine große Herausforderung dar.

Technische Daten Ausbauwassermenge

tot. :

272 m 3 / s

Bruttofallhöhe: 6,95 m

Straflo- Turbinen: Ø : 3,55 mm

Leistung : je 4,5 MW

Kaplan- Bulb- Turbinen: Ø : 2,6 mm

Leistung : je 3,035 MW

Turbinendrehzahl: 176,47 Upm

Laufschaufeln: 4

Fabrikat: ANDRITZ Hydro

Gewicht : je 40 t

Generatoren: 2 Synchrongeneratoren

Fabrikat: ELIN Motoren

Nennscheinleistung: 4.070 kVA

Nennstrom: 6,0 kV

Grafik: ANDRITZ

Turbinen: 2 Straflo- Turbinen (Bj.1979) + 2 Kaplan- Bulb- Turbinen (Bj.2013)

Jahresarbeit im Regeljahr: 61 GWh

ge zu adaptierende Anlage im Kraftwerkspark von EDF Luminus bleiben. In den nächsten Jahren steht der Umbau des KW Andenne ganz oben auf der Agenda des zweitgrößten Energieversorgers Belgiens. Das rund 30 km flussaufwärts des KW Lixhe gelegene Kraftwerk ist ebenfalls noch mit Straflo-Turbinen ausgerüstet – drei an der Zahl. Davon sollen demnächst zwei durch moderne, doppelregulierte KaplanBULB-Turbinen ersetzt werden. Dass die Betreiber dabei erneut auf die Qualität von ANDRIT Z Hydro setzen, versteht sich schon fast von selbst. In jedem Fall wird viel Know-how aus dem Umbauprojekt Lixhe seinen Niederschlag im Oberlieger-Kraftwerk Andenne finden – und die Wellenbewegungen im holländisch-belgischen Grenzbereich der Maas wohl bald zur Gänze der Vergangenheit angehören.

Rund 10 Prozent der gesamten in Belgien installierten Kraftwerksleistung, etwas mehr als 2.000 MW, steuert EDF Luminus bei, der sich gerne als „erster Herausforderer“ des größten Stromproduzenten Belgiens sieht. Rund 200 MW, also erneut rund 10 Prozent, davon stammen aus erneuerbaren Ressourcen – aus Wind und Wasserkraft. Etwa 73 MW an installierter Wasserkraftleistung machen EDF Luminus heute zum größten Wasserkraft-Betreiber des Landes. Der hydroelektrische Kraftwerkspark umfasst dabei 7 große Laufwasserkraftwerke an den Flüssen Maas und Sambre. Das Energieversorgungsunternehmen mit Hauptsitz in Brüssel bietet heute rund 1.000 Menschen Arbeit. Hauptanteilseigner ist der französische Stromkonzern EDF mit 63,5%.

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KRAFTWERK TSCHAMBREU – VORARLBERG SETZT AUF DEN AUSBAU EIGENER RESSOURCEN

Foto: zek

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Mit viel Know-how realisierten illwerke vkw - in Koperative mit der lokalen Agrargemeinschaft - ein neues Kleinwasserkraftwerk am Tschambreubach in Gaschurn. Intensive Diskussionen zum Thema Gewässergüte verzögerten den Start des Bauvorhabens und ließen das Projekt an den Rand der wirtschaftlichen Machbarkeit schrumpfen. Im vergangenen Jahr konnte es schließlich doch als moderne Ökostromanlage verwirklicht werden, die mit ihrer 2düsigen Peltonturbine aus dem Hause Tschurtschenthaler jährlich rd. 1,2 GWh sauberen Strom erzeugt. sterreichs westlichstes Bundesland, Vorarlberg, scheint es mit seinen Hausaufgaben in Sachen Energieautonomie sehr ernst zu nehmen. Bis zum Jahr 2050 will man im Ländle die Energieunabhängigkeit erreicht haben. Im Rahmen dieses Fahrplans kommt vor allem der Wasserkraft die entscheidende Rolle zu. 200 GWh aus Kleinwasserkraft und 300 GWh aus Großwasserkraft werden angepeilt. Um das ambitionierte Ziel der Energieautonomie zu erreichen, realisiert illwerke vkw gemeinsam mit Grundbesitzern Kleinwasserkraftwerke bis zu einer Leistung von 10 MW. Dadurch wird der weitere Ausbau der Kleinwasserkraft in Vorarlberg forciert. Eine dieser Kleinkraftwerksanlagen ist das Kraftwerk Tschambreu in Gaschurn, das vergangenes Jahr erfolgreich umgesetzt werden konnte. Als Errichtungsund Betriebsgesellschaft wurde dafür die Kleinkraftwerk Tschambreu GmbH gegrün-

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det, die sich zu 51% aus der VKW und zu 49% aus der lokalen Agrargemeinschaft zusammensetzt. Sie wird von zwei Geschäftsführern, Ing. Rainer Salomon als Vertreter der VKW und Peter Flöry als Vertreter der Agrargemeinschaft Maisäß Ausschlag Bofa, geführt. NÄSSE BEEINTRÄCHTIGT ROHRVERLEGUNG

Die ersten Planungen für das Kraftwerk vom Ingenieurbüro Breuß Mähr reichen bis ins Jahr 2010 zurück. Die wasserrechtliche Genehmigung für das Projekt lag Ende Januar

Foto: VKW

Das Foto schmeichelt den eigentlichen Gegebenheiten beim Rohrleitungsbau: An 52 von 62 Sommertagen beeinträchtigte Regen die Bauarbeiten.

Während die Außenfassade des tief verschneiten Krafthauses am Tschambreubach noch Restarbeiten benötigt, ist die installierte Maschinentechnik bereits in Betrieb.

2013 auf dem Tisch. Im Mai letzten Jahres folgte der Spatenstich. Damit konnten die Bauarbeiten beginnen, die gerade im Hinblick auf die Witterungsbedingungen unter keinem allzu guten Stern zu stehen schienen. Dazu Ing. Martin Neuhauser von der illwerke vkw, Projektleiter des KW Tschambreu: „Die Rohrverlegung war geprägt von Regenwetter. Alleine im Juli und August hatten wir 52 Niederschlagstage. Die Verlegearbeiten gestalteten sich entsprechend schwierig.“ In der steilen Schlepplifttrasse war das Aushubmate-

rial zum Teil dermaßen durchnässt, dass keine Verdichtung der Rohrleitungsbettung möglich war. Aufgrund der vielen Regentage kam es immer wieder zu Wetterschichten. Die verlorene Zeit musste aufgeholt werden, daher wurde ab September auch an den Samstagen gearbeitet, damit die Arbeiten möglichst vor dem Wintereinbruch fertiggestellt werden konnten. Die ca. 900 m lange Druckrohrleitung verläuft vom Krafthaus die ersten ca. 310 m in einer aufgelassenen recht steilen Schlepplifttrasse, danach auf einem bestehenden Güterweg bis zur Wasserfassung. Aufgrund der günstigen Trassierung waren kaum Rodungsarbeiten erforderlich. Für die Zufahrt zur Wasserfassung musste der bestehende Güterweg um ca. 150 m verlängert werden. Zum Einsatz kamen duktile Gussrohre vom Tiroler Traditionshersteller T RM mit einer Nennweite von DN400. Die komplette Leitung wurde aus Gründen der Sicherheit mittels längskraftschlüssiger Verbindung ausgeführt. WASSERFASSUNG BESTM ÖGLICH IN DIE LANDSCHAFT INTEGRIERT

Was die Art der Wasserfassung angeht, so wird das Triebwasser über ein Tirolwehr auf 1.241 Meter Seehöhe eingezogen. Danach wird es über einen Verteilkanal geführt, der auch als Schotterfang dient. Am Ende des Verteilkanals befindet sich ein Spülschütz für allfällige Spülvorgänge. Im Schotterfang ist eine Schotterwaage installiert, die den Schütz ab einem vorgegebenen Wert aktiviert. Im Anschluss an den Verteilkanal gelangt das Triebwasser zum Coanda-Rechen – einem Modell aus dem Hause Wild Metal – wo die Fein-Entsandung erfolgt. Die organische Drift gelangt von hier aus in einen weiteren Spülkanal. An der Wasserfassungsstelle waren die Böschungen im Uferbereich recht flach, sodass zur Verhinderung der Umläufigkeit lange Flügelmauern erforderlich waren. Zum Höhengewinn wurde die Wasserfassung oberirdisch errichtet und anschließend eingeschüttet. Am Anfang ähnelte das Bauwerk mehr einer Talsperre als einer Wasserfassung. Nach dem Einschütten und der Kolksicherung war vom Bauwerk beinahe nichts mehr zu sehen, außer dem Tirolerwehr und der Zugangstür zum Bauwerk. ARBEITEN VOLL IM ZEITPLAN

Als am 23. Oktober letzten Jahres bereits der Winter seine ersten Vorboten ins südliche Montafon schickte, stand ein Abbruch der alpinen Baustelle zu befürchten. „Gemäß behördlicher Auflage konnten wir erst Anfang Oktober mit dem Bau der Wasserfassung beginnen. Zum Glück war der Wintereinbruch Ende Oktober nur von kurzer Dauer, sodass die Fassung noch vor dem eigentlichen Winter fertiggestellt werden konnte. Wäre dies nicht möglich gewesen, hätten wir auf die diesjährige Schneeschmelze verzichten müssen“, so der Projektleiter. Doch das Projekt sollte im Zeitplan bleiben – und so konnte auch der beauftragte Turbinenlieferant, die Firma Tschurtschenthaler aus dem

Foto: VKW

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Die Wasserfassung befindet sich auf 1.241 m Seehöhe. Neben dem Tirolerwehr ist ein Coanda- Rechen (Wild Metal) für die Entsandung installiert.

Südtiroler Sexten, noch im Spätherbst die elektromaschinelle Ausrüstung des Kraftwerks installieren. Dass man auf die Kompetenzen des bekannten Turbinenherstellers aus den Dolomiten vertraute, sollten die Auftraggeber am Ende nicht bereuen. Im Gegenteil: „Wir waren mit der Abwicklung und mit der Qualität der Maschine hoch zufrieden. Man muss ehrlich sagen, die Firma Tschurtschenthaler hat Handschlagqualität“, sagt Martin Neuhauser. Dabei setzten sich die Südtiroler im Rahmen der elektromaschinellen Ausschreibung gegen fünf Mitbewerber durch. HOCHWERTIGES KRAFTHAUS-EQUIPM ENT

Konkret kam eine horizontalachsige 2 düsige Peltonturbine mit „fliegender“ Wellenanordnung zum Einsatz. Ausgelegt ist die Turbine für eine Nettofallhöhe von 204,4m und eine Ausbauwasserwassermenge von 250 l/s. Die Turbine vom Fabrikat Turtschenthaler weist eine Nenndrehzahl von 1000 U/min und eine Durchgangsdrehzahl von ca. 1700 U/min auf. Die elektrische Wirkleistung bei Ausbauwassermenge beträgt 435 kW. Der Synchrongenerator stammt aus dem Hause Hitzinger und hat eine Leistung von 550 kVA. Die Generatorwelle wurde für die direkte Aufnahme des Peltonrades als verlängerte Welle ausgeführt. Somit lässt sich das Laufrad direkt mittels Ringfederspannelement mit der Generatorwelle verbinden. Damit hat die Kleinkraftwerk Tschambreu GmbH auf einen sehr hochwertigen Maschinensatz vertraut, der über Jahrzehnte eine verlässliche Stromerzeugung sicherstellt. Auch in Hinblick auf die steuerungstechnische Ausrüstung des Kraftwerks setzten die Betreiber auf bewährte Qualität - und zwar auf das Know-how von Rittmeyer, Österreich. Der erfahrene E-Technik- und Leittechnik-Spezialist konnte die gestellten Anforderungen ebenfalls in der vorgegeben Zeit erfolgreich umsetzen. Die steuerungstechnische

M aschinen- u. Turbinenbau Gewerbezone Schmieden Sonnwendweg 1 9 I-3 9 0 3 0 Sexten (BZ) Tel. + 3 9 0 4 7 4 7 1 0 5 0 2 info@turbinenbau-sexten.it

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Foto: zek

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Mit 1.000 Umdrehungen pro Minute überträgt die 2- düsige Peltonturbine aus dem Hause Tschurtschenthaler die Energie des Tschambreubachs auf den Rotor des Synchrongenerators vom Fabrikat Hitzinger. Das patentierte Laufrad stammt vom Kärntner Wasserkraftspezialisten EFG.

Ausführung des modernen Kleinkraftwerks erforderte gehobenes Fachwissen und große Erfahrung. Attribute, die Rittmeyer Österreich auch über die Grenzen von Schweiz und Österreich hinaus, wie etwa in Bayern zu einem geschätzten Partner machen. AUSGEKLÜGELTES KÜHLSYSTEM

Das Krafthaus ist klein und dezent gehalten. Umso wichtiger ist es, eine sichere und effizient Abfuhr der Wärmeverluste der Maschine zu gewährleisten. Zu diesem Zweck haben die Bauherren der Tschambreu GmbH eine Wasser-Umluftkühlung zur Kühlung des Krafthaus gewählt. Sie funktioniert im Wesentlichen wie folgt: Ein Ventilator saugt die warme Krafthausluft aus dem Krafthaus und führt diese über ein Kühlregister. Ein Kühlkreislauf mit Umwälzpumpe transportiert das erwärmte Kühlmedium über den Unterwasser-Wärmetauscher. Im Unterwasser wird die Temperatur des Kühlmediums abgesenkt und wieder zum Kühlregister gefördert. Der Kühlkreislauf hat ein geschlossenes System. Dadurch kann ein geschlossenes Krafthaus gebaut werden, wodurch sich der Lärmpegel draußen maßgeblich reduziert und zudem wird kein Schmutz ins Krafthaus angesaugt, wie es bei einem Lüfter der Fall wäre. Auf Grund der beengten Platzverhältnisse im Unterwasser fiel die Wahl auf einen Kissenplatten-Wärmetauscher. Konkret wird das Kissen- Platten Bündel in Strömungsrichtung im Unterwasser installiert, um ideale thermodynamische Übertragungswerte zu erzielen. Auf diese Weise wird die anfallende Abwärme über die Oberfläche des Wärmetauschers an das Unterwasser abgeführt. Durch die spezielle Kissenform treten einerseits nur sehr geringe hydraulische Verluste auf, zudem ist der Wärmetauscher sehr kompakt im Vergleich zu anderen Bauformen und ist zudem

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Technische Daten

Ausbauwassermenge: 250 l/ s Nettofallhöhe: 204,4 m Turbine: Pelton 2- düsig Fabrikat: Tschurtschenthaler Turbinendrehzahl: 1.000 Upm Nennleistung: 435 kW Generator: Synchrongenerator Fabrikat: Hitzinger Nennscheinleistung: 550 kVA DRL: duktiler Guss Fabrikat: TRM Länge: ca. 900 m Lichte Weite: DN400 Steuerung: Rittmeyer RAV: ca. 1,2 GWh

noch preiswert. Dies seien, bestätigt Ing. Martin Neuhauser, auch die Hauptgründe gewesen, warum man sich für einen DIADEM Kissen-Platten-Wärmetauscher entschieden hätte. Das aus hochwertigen Edelstählen hergestellte System punktet nicht zuletzt auch mit dem Vorteil, dass es sich sehr einfach reinigen lässt

wieder vom Netz genommen. Nachdem sie in aller Ruhe ausgelaufen ist, kommt es darauf an, bei welcher Zahl die Welle am Ende stehen bleibt. Über den Gewinn freute sich ein junger Familienvater aus den Reihen der Agrargemeinschaft, der mit seinem Sohn den richtigen Tipp für das spannende „TurbinenRoulette“ hatte.

ANDREHFEIER M IT „TURBINEN-ROULETTE“

WEITERE PROJEKTE FOLGEN

Im Rückblick kann der Projektleiter ein positives Fazit ziehen. Vor allem die professionelle Zusammenarbeit zwischen Bauherrn, Planer und den ausführenden Unternehmen habe über die gesamte Projektphase ausgezeichnet funktioniert. Beste Stimmung herrschte dann auch am 11. Dezember letzten Jahres, als sich sämtliche am Projekt beteiligten Partner zur Andrehfeier im Maschinenhaus einfanden. Höhepunkt der Feier war das „TurbinenRoulette“, das mancherorts zu diesem Anlass immer noch gerne praktiziert wird. Die Idee: An der Generatorwelle wird ein Zahlenkranz aufgeklebt. Die Teilnehmer wählen eine Zahl aus und zahlen dafür einen Einsatz. Dann wird die Maschine kurz synchronisiert und

Das erfolgreiche erste Andrehen der Maschine markierte somit auch den Start für den Probebetrieb, der sich mit Sicherheit noch über die nächsten Monate hinziehen wird. Schließlich soll das neue Kraftwerk auch unter Volllastbedingungen auf Herz und Nieren getestet werden. Und selbige werden wohl erst mit Einsetzen der Schneeschmelze vorliegen. In Summe rechnet Ing. Rainer Salomon mit einer Jahresproduktion von etwa 1,2 GWh – konservativ kalkuliert. Gemeinsam mit einigen anderen Kraftwerken, die sich derzeit in Bau oder noch in der Planungsphase befinden, trägt das Kraftwerk Tschambreu seinen Teil dazu bei, dass Österreichs westlichstes Bundesland seine ambitionierten Energieziele erreichen kann.

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Foto: Ernst

An der Wutach, ein 91 km langer Nebenfluss des Rheins im südöstlichen Schwarzwald, wurde Dipl.Ing(FH) Bernhard Ernst, auf der Suche nach einem Standort für sein Wasserkraftwerk, fündig. Zusammen mit seinem Vater investierte er 2,2 Millionen Euro in die Umsetzung des Projekts.

VATER UND SOHN ERFÜLLEN SICH TRAUM VOM EIGENEN KRAFTWERK IM DEUTSCHEN EWATTINGEN Als Bauingenieur hatte Dipl.-Ing (FH) Bernhard Ernst mit seinem Unternehmen bereits beruflich mit Wasserkraft zu tun. So ist es auch nicht verwunderlich das bei dem Techniker aus dem Schwarzwald der Wunsch nach einem Wasserkraftwerk entstand. Mit genügend praktischer Erfahrung und seinem Vater Gerhard Ernst im Gepäck entschloss er sich im Jahre 2010 seine Vorstellung in die Realität umzusetzen. In Wutach (auf dem Gemeindegebiet des ehamaligen Ewattingen) wurde er am gleichnamigen Gewässer bei der Standortsuche fündig. Nach vierjähriger Projektlaufzeit ging das Kraftwerk, in das Familie Ernst 2,2 Millionen Euro investierte, erfolgreich ans Netz. Mit einer Ausbauleistung von 285 kW soll es im Regeljahr 1,1 Millionen kWh sauberen Strom liefern. Vom Erfolg des Projektes beflügelt, denkt der frischgebackene Kraftwerksbetreiber bereits an ein Nachfolgeprojekt - ebenfalls an der Wutach. ei einem bestehenden Wehr an der Wutach, auf dem ehemaligen Gemeindegebiet von Ewattingen (heute Wutach), wurde der Bauingenieur Bernhard Ernst fündig. Zusammen mit seinem Vater Gerhard Ernst war er schon seit geraumer Zeit auf der Suche nach einem Standort für sein eigenes Wasserkraftwerk gewesen – ein Wunschtraum, den er sich schon länger erfüllen wollte. Das „Vater-Sohn-Gespann“ gründete zu diesem Zwecke auch die E-watt GmbH & Co. KG. Von dem Standort an der Wutach war das Duo sofort begeistert, denn das Gewässer hat in Bezug auf die Wasserkraft eine lange

Geschichte und Tradition. Schon seit Anbeginn der Wasserkraftnutzung machten sich Mühlen und Sägen die Kraft der Wutach am südlichen Rande des Schwarzwaldes zu Nutze. Der Standort erfüllte zudem sämtliche technische und wirtschaftliche Kriterien und auch die Gemeinde stand den Plänen der Familie Ernst positiv gegenüber. Im Jahre 2010 reichte man die ersten Unterlagen für das Genehmigungsverfahren ein. SCHLAG AUF SCHLAG NACH ERHALT DER GENEHM IGUNG

Die Genehmigungsphase zog sich über drei Jahre hin. Mitte 2013 erhielt die Familie

Ernst schließlich den positiven Bescheid der Behörde. In der Planungsphase holte man sich das österreichische Unternehmen Jank GmbH mit ins Boot. Der oberösterreichische Komplettanbieter für Wasserkraft ist Spezialist auf dem Gebiet privater Kraftwerksprojekte und unterstützte Familie Ernst in allen wichtigen Projektphasen. Das Unternehmen zeichnete zudem für die Lieferung sämtlicher technischer Anlagenkomponenten wie eine Wehrklappe, diverse Schütze, einen Horizontalrechenreiniger, Leitsystem und die Turbine verantwortlich. „Die Zusammenarbeit mit der Jank GmbH hat uns sehr geholfen und funktionierte ohne Probleme“, Februar 2015

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Foto: Jank

Unterstützung bei der Planung und Umsetzung des Projekts erhielt Familie Ernst vom österreichischen Wasserkraftspezialisten Jank. Der WasserkraftKomplettanbieter lieferte sämtliche Anlagenkomponenten im Bereich Maschinenbau, Elektrotechnik und Stahlwasserbau.

so Dipl.-Ing(FH) Bernhard Ernst. Fast im selben Wortlaut betonte auch Dipl. Ing. Siegfried Jank, technischer Leiter des Maschinenbaus und Gesellschafter der Jank GmbH, die 1a Zusammenarbeit. Nach der Genehmigungsphase ging es Schlag auf Schlag. Im August 2013 wurde die komplette Bauwerksplanung durchgeführt. Im September erfolgte die Tragwerksplanung, ehe im April 2014 mit dem offizellen Spatenstich die Bauarbeiten starten konnten.

stark vom Wasserdargebot abhängig. Doch der angebliche Namensgeber für die Wutach, der Ausdruck „wütende Ach“, verspricht dahingehend schon mal einiges. Die Bauarbeiten konnten planmäßig im November 2014 abgeschlossen werden, und die Turbine wurde zum krönenden Abschluss in das fertige Krafthaus gehoben. Ein Erlebnis über das Ernst besonders freudig berichtet: „Es war eine spektakuläre Aktion, als die 15 t schwere Turbine samt Generator mit dem Autokran abgeladen wurde“.

Nur sieben Monaten nach dem Spatenstich konnte das Projekt weitgehend fertiggestellt werden – eine respektable Leistung. UM FANGREICHE ÖKOLOGISCHE AUSGLEICHSM ASSNAHM EN

Ein großer Teil der Projektkosten von 2,2 Millionen Euro musste für die ökologischen Ausgleichsmaßnahmen aufgewendet werden. Am Kraftwerk selbst wird eine Fischaufstiegs- und Abstiegshilfe für die Durchgängigkeit sorgen. Dazu soll ein 190 m langes

KURZE UNPROBLEM ATISCHE BAUZEIT

Februar 2015

Dipl.- Ing.(FH) Bernhard Ernst und sein Vater Gerhard Ernst planten und bauten zusammen ihr Kraftwerk an der Wutach.

Foto: Ernst

Damit diese aber erst anlaufen konnten, mussten zuvor noch Strom- und Wasserleitungen zum Bauort verlegt werden. Danach wurde der Flusslauf verlegt und die Grabungsarbeiten konnten beginnen. Bereits nach einem Monat, im Mai 2014, wurde das Saugrohr für die Kaplan-Turbine einbetoniert. Über den Sommer 2014 wurde auf Hochtouren gearbeitet, denn der Plan sah noch im selben Jahr eine Inbetriebnahme des Laufkraftwerks vor. „Wir hatten einen Sommer mit sehr niedrigen Wasserständen, was uns die Bauarbeiten erheblich erleichterte“, so Bernhard Ernst. Im nächsten Sommer würde sich der Kraftwerksbetreiber wohl nicht mehr über derartige Niedrigwasserzeiten freuen. Die KaplanTurbine der Firma Jank ist auf eine Fallhöhe von 4,4 m ausgelegt. In Hinsicht auf ihre Effizienz ist die Turbine mit einer maximalen Ausbauwassermenge von 7.800 l/s also sehr

HYDRO

Foto: Jank

naturnahes Umgebungsgerinne entstehen. „Damit stellen wir die Durchgängigkeit des Flusses, wie sie von der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie gefordert wird, sicher“, so Bernhard Ernst. Zuvor war diese durch ein altes Wehr nicht gegeben. Zusätzlich werden noch weitere Querbauten in der Wutach auf einer Länge von insgesamt 3,8 km von Bernhard Ernst durchgängig gemacht. Dadurch erhält das Gewässer eine deutlich verbesserte ökologische Situation. Die entsprechenden Bauarbeiten werden nach der Inbetriebnahme umgesetzt. ZWEITES PROJEKT GEPLANT

Mit einer Ausbauleistung von 285 kW erwartet sich Ernst eine Jahresarbeit von 1,1 Millionen kWh. Das würde rund ein Drittel des Verbrauchs aller Haushalte in Wutach entsprechen. Besonders Freude hatten mit dieser Rechnung die Kommunalpolitiker: „Nimmt man die Stromproduktion der Biogas- und Photovoltaikanlage unserer Gemeinde in diese Rechnung mit auf, wäre Wutach absolut autark“, so der Wutacher Bürgermeister Christian Mauch gegenüber der Badischen Zeitung. Eingespeist wird die Energie freilich in das allgemeine Stromnetz, obwohl sich Bernhard Ernst irgendwann einmal vorstellen könnte, den Strom auch selbst zu vermarkten. Hintergrund dieser Aussage dürften die weiteren Projektpläne des ehrgeizigen Ingenieurs sein, denn ebenfalls an der Wutach würde sich bei Stühlingen ein bestehendes Wehr für ein weiteres Kraftwerk anbieten.

Technische Daten

Turbine: Kaplan

Fabrikat: Jank GmbH

Durchfluss: 7.800 l/s

Nettofallhöhe: 4,38 m

Leistung: 285 kW

Generator: Synchrongenerator

Fabrikat: Hitzinger

Rechenreiniger: Horizontal

Fabrikat: Jank GmbH

Jahresarbeit: 1,1 GWh

Investition: 2,2 Mio. Euro

Die aus dem Hause Jank stammende Kaplan- Turbine ist für eine maximale Durchflussmenge von 7.800 l/s ausgelegt und verfügt über eine Ausbauleistung von 285 kW.

Februar 2015

HYDRO

Foto: Rehart

Am Kraftwerk Pilsing an der Url in Niederösterreich wird derzeit die Fischaufstiegsschnecke der Firma Rehart GmbH getestet. Erste Zwischenergebnisse des Herbstmonitorings sind vielversprechend.

FISCHAUFSTIEGSSCHNECKE AM KRAFTWERK PILSING BESTEHT „ZWISCHENPRÜFUNG“ MIT AUSZEICHNUNG Herkömmliche Fischaufstiegshilfen sind seit Jahren etabliert und funktionieren nach dem Prinzip eines Bypass-Systems. Aufgrund der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie kam nun etwas Schwung in den Markt für Fischaufstiegshilfen. Mittlerweile werden einige kompaktere und preisgünstigere Systeme entwickelt. Eines der vielversprechendsten Konzepte sind hierbei Fischaufstiegsschnecken. Die Firma Rehart GmbH entwickelte so eine Fischaufstiegsschnecke und testete, in Zusammenarbeit mit der Firma Strasser & Gruber Wasserkraft, deren Funktionsweise in einem Pilotprojekt am Kraftwerk Pilsing in Niederösterreich. Die ersten Ergebnisse des Herbst Monitorings lieferten bereits vielversprechende Zwischenergebnisse.

ommt man bei einem Spaziergang am Kraftwerk Pilsing an der Url vorbei, könnte sich selbst ein Kenner der Wasserkraft etwas wundern. Denn neben einer herkömmlichen Wasserkraftschnecke würde man eine zweite kleinere Wasserschnecke erblicken, die Wasser nach oben transportiert. Jetzt stellt sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit dieser zweiten Schnecke, da sie ja Energie verbraucht und das nach oben transportierte Wasser dies nie wettmachen könnte. In der Tat ist das Kraftwerk Pilsing kein gewöhnliches Kraftwerk, denn es handelt sich hierbei um ein Pilotprojekt für eine Fischaufstiegsschnecke der Firma Rehart GmbH. Diese in sich geschlossene Schneckenpumpe soll Fische helfen in den Oberwasserbereich des Kraftwerks zu gelangen. PASSIVER AUFSTIEG

Man kann es wohl als das erste öffentliche Verkehrsmittel für Wasserlebewesen bezeichnen. Das Prinzip: Angelockt von der Lockströmung durch die Wasserkraftschnecke

Februar 2015

begeben sich die Tiere in die langsam rotierende Schneckenpumpe und werden so vorsichtig nach oben transportiert. Der Fisch muss hier, im Gegensatz zu herkömmlichen Aufstiegshilfen, nicht aktiv aufsteigen. Das kommt vor allem schwimmschwachen Fischen und Lebewesen zugute. Ein Konzept das viel verspricht und für viele Kraftwerksbetreiber eine kostengünstige und kompakte Alternative darstellen würde. KW PILSING ALS IDEALER STANDORT

Einen besseren Standort für eine Pilotanlage als mit dem des Kraftwerk Pilsing konnte man wohl kaum finden. Denn vor Realisierung des Pilotprojekts betrieb ein Kraftwerksbetreiber an jenem Standort eine 30 kW Anlage an einem 1 km langen Ausleitungskanal. Im Zuge der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie hätte er bis 2015 eine Fischaufstiegshilfe mit einer fixen Restwasserabgabe von 1,2 m3 /s realisieren müssen. Die veranschlagten Kosten hierfür lagen bei 150.000 Euro und zudem drohte ein Still-

stand der Anlage von drei Monaten. Für den Betreiber war dies nicht zu stemmen. Ein Paradebeispiel, mit welchen Problemen Betreiber derzeit konfrontiert werden. SEHR GERINGER ENERGIEVERBRAUCH

Im Jahr 2013 übernahm die Firma Strasser & Gruber Wasserkraft den Standort und baute, in Zusammenarbeit mit der Firma Rehart GmbH, die Pilotanlage. Die Wasserkraftschnecke des Testkraftwerks verfügt über ein Schluckvermögen von 3,2 m3 /s bei einer Fallhöhe von 3,6 m. Die elektrische Leistung der Anlage beträgt maximal 86 kW bei einer Nenndrehzahl von 4 - 24 Upm. Pro Jahr rechnete man mit einer Produktion von 400.000 kWh. Die parallel angeordnete kleinere Fischaufstiegsschnecke hat einen Durchmesser von 1,2 m und dreht sich mit 6 Upm. Sie ist für die gesetzliche Leitfischart, einen Huchen von 90 cm Körperlänge, ausgelegt. Der Energieverbrauch der Fischaufstiegsschnecke fällt laut der Rehart GmbH sehr gering aus und besteht lediglich aus den

HYDRO

Rechts die Wasserkraftschnecke und links die dazu parallel angeordnete Fischaufstiegsschnecke. Angelockt durch die Strömung begeben sich die Fische in die geschlossene Schneckenpumpe und werden mit dem Wasser nach oben transportiert

Verlusten der Einheit selbst. Das hinauftransportierte Wasser geht dabei nicht verloren, da es wieder zur Stromproduktion ge-nützt werden kann. Durch den Einsatz der Fischaufstiegsschnecke kann auch das festgelegt Restwasser von 1,2 m3 /sec, welches bei einer herkömmlichen Lösung abgegeben werden müsste, im Kraftwerkskanal verbleiben. Durch diese Eigenschaften der Anlage kann ein Teil des Stromverbrauchs der Fischaufstiegsschnecke (0,5 kW) wieder kompensiert werden. Insgesamt lässt sich an diesen Standort dadurch eine zusätzliche Einspeiseleistung von ca. 30 kW, gegenüber einer Anlage mit herkömmlicher Fischaufstiegslösung, generieren.

Anfang September 2014 ging das Kraftwerk Pilsing ans Netz, und mit 26. September wurde mit der Referenzbefischung des Unterwassers das Herbstmonitoring gestartet. Dabei konnten über 800 Individuen aus 15 verschiedenen Fischarten nachgewiesen werden. Darunter auch die vier Leitarten der Barbenregion (Epipotamal): Barbe, Aitel (Döbel), Nase und Schneider. Das Monitoring lief bis 4. November 2014 und war der erste von zwei Teilen eines ausführlichen wasserwirtschaftlichen Versuchs. Das 39 Tage dauernde Reusenmonitoring hat zum Ziel die freiwilligen Aufstiege über die Fischaufstiegsschnecke zu dokumentieren. Um diese Daten besser interpretieren zu können, wurde zur gleichen Zeit auch ein naturnaher Beckenpass an der Url untersucht. Das Ende der Untersuchung lieferte hervorragende Ergebnisse: Insgesamt wurde der freiwillige Aufstieg von insgesamt 380 Fischen aus 16 Arten, mit einer Länge von 30mm bis 480 mm, dokumentiert. Überraschenderweise fand man auch drei Signalkrebse, eine Köcherfliegenlarve und zwei Libellenlarven in der Reuse. Im etwa

DIE N TIO INNOVA15 20

Foto: Rehart

HERBSTM ONITORING ERFOLGREICH

gleichen Zeitraum stiegen im naturnahen Beckenpass etwa 87 Individuen aus zehn Fischarten auf. WEITERE UNTERSUCHUNG IM FRÜHJAHR

Das Zwischenergebnis aus dem Herbst konnte die Funktionsweise der Fischauf-stiegsschnecke aus dem Hause Rehart GmbH bereits eindrucksvoll nachweisen und ist mit herkömmlichen Fischaufstiegen somit vergleichbar. Zur endgültigen Beurteilung der Anlage wird im Frühjahr 2015 jedoch noch ein weiteres Monitoring durchgeführt. In diesem zweiten Teil wird man einen Aufstiegsversuch mit einem 90 cm langen Huchen durchführen. Dies ist insofern wichtig, als dieser Fisch als maßgebliche Leitfischart für dieses Gewässer festgelegt wurde. Mit einem endgültigen Endergebnis ist mit Mitte 2015 zu rechnen.

Technische Daten Wasserkraftschnecke:

Fabrikat: Rehart GmbH

Fallhöhe: 3,6 m

Durchfluss: 3,2 m ³/s

Ausbauleistung: 80 kW

Jahresarbeit: 400.000 kWh

Fischaufstiegsschnecke:

Durchmesser: 1,2 m

Beckenvolumen: 110 l

Drehzahl: 6 Upm

EINSTEIGEN. AUFSTEIGEN. LOSSCHWIMMEN. Gefahrloser Auf- und Abstieg für Fische durch Wasserkraftschnecken mit nebenliegender Fischaufstiegsschnecke – die Innovation von Rehart.

REHART GmbH Industriestraße 1 91725 Ehingen Deutschland

+49 (0) 9835 9711-0 +49 (0) 9835 524 info@rehart.de www.rehart-power.de

Februar 2015

Foto: Verbund/Gabriele Moser

HYDRO

Turbinentausch in Ybbs- Persenbeug: das neue Kaplan- Laufrad mit Landesrat Stephan Pernkopf und den Geschäftsführern der VERBUND Hydro Power GmbH, Michael Amerer und Karl Heinz Gruber. (v.l)

NEUES LAUFRAD SORGT FÜR MEHR POWER IN YBBS- PERSENBEUG Rechtzeitig zu Weihnachten erhielt Österreichs ältestes Donaukraftwerk das erste von sechs neuen Kaplan-Laufrädern. Insgesamt investiert VERBUND, Österreichs führendes Stromunternehmen, in den kommenden Jahren 144 Mio. Euro in die Effizienzsteigerung des Standortes. Die Modernisierung sichert die jährliche Versorgung von zusätzlichen 22.000 Haushalten. Das Kraftwerk Ybbs-Persenbeug liefert am Ende des Programms über 1,4 Mrd. Kilowattstunden heimischen CO2-freien Strom. Es stellt damit einen wesentlichen Bestandteil der Grundlastversorgung in Österreich dar.

ach dem Umbau der 7. und jüngsten Maschine im Kraftwerk Ybbs-Persenbeug erfolgte 2012 der Startschuss für ein Modernisierungs- und Erneuerungsprogramm. In dessen Rahmen werden die sechs älteren Maschinensätze, die sich bereits über 400.000 Betriebsstunden im Einsatz befinden, komplett erneuert. Nach umfangreichen Vorbereitungen und Fertigungen – zu den spektakulärsten Arbeiten dabei zählte sicher das Ausheben der imposanten Einzelteile wie Rotor, Stator und Laufradnabe – steht der Austausch der ersten „alten“ Kaplan-Turbine an. Im Dezember wurde das blitzblanke neue Laufrad mit einem Durchmesser von 7,4 Meter montiert und – quasi als Weihnachtsgeschenk für das Kraftwerk – noch vor dem Jahreswechsel eingehoben.

Februar 2015

144 MIO. EURO INVESTITION IN DIE HEIMISCHE WASSERKRAFT „Diese 144 Mio. Euro teure Großmaßnahme dient nicht nur der Modernisierung eines der für Österreichs Stromversorgung wichtigen Donaukraftwerke, sie ermöglicht uns in wirtschaftlich schwierigen Zeiten auch eine beträchtliche Effizienzsteigerung mit einer Mehrerzeugung. Diese entspricht einem durchschnittlichen Kraftwerk an Salzach oder Mur. Darüber hinaus können wir einen wertvollen volkswirtschaftlichen Beitrag leisten und wichtige Arbeitsplätze in der Region sichern“, erläutert Michael Amerer, kaufmännischer Geschäftsführer bei VERBUND Hydro Power GmbH. „Wasserkraft ist gegenwärtig die einzige erneuerbare Erzeugungsform, die ohne Subventionen auskommen

muss, aber im internationalen Wett-bewerb mit den Erneuerbaren wie Wind und Photovoltaik steht. Die aktuelle Lage am Strommarkt begünstigt große Neubauten leider nicht. Daher konzentrieren wir uns auf Effizienzsteigerungen bei bestehenden Anlagen. Ybbs-Persenbeug ist nach Aschach das zweite Donaukraftwerk, das einer umfassenden O ptimierung unterzogen wird“, so Amerer. 6 PROZENT MEHRERZEUGUNG DURCH AUSGEFEILTE TECHNIK „Wir sind stolz darauf, dass wir es mit österreichischem Ingenieur-Know-how und österreichischen Anlagenlieferanten geschafft haben, unsere ohnehin hochgesteckten Ziele der Optimierung des Standortes nochmals

Foto: Verbund/Gabriele Moser

HYDRO

deutlich zu übertreffen“, erläutert Karl Heinz Gruber, technischer Geschäftsführer der VERBUND Hydro Power GmbH. „Durch eine Kombination der Erneuerung aller Maschinenteile, aller Generatoren und Transformatoren mit der Verknüpfung der neuersten Leittechnik schaffen wir es, zukünftig im Kraftwerk eine Mehrerzeugung von 77 Mio. Kilowattstunden aus Wasserkraft zu erzielen. Das ist um ein Viertel mehr als ursprünglich geplant. Eine Effizienzsteigerung von 6 Prozent ist für ein Donaukraftwerk schon mehr als beachtlich und leistet in Zeiten der Energiewende einen ganz wesentlichen Beitrag zur Zielerreichung“, so Gruber. Energie- und Umweltlandesrat Dr. Stephan Pernkopf überzeugte sich persönlich vom Projekt-Fortschritt in Ybbs-Persenbeug. „Wir haben uns ambitionierte Ziele gesteckt: 2015 wird das Bundesland Niederösterreich 100 Prozent seines Strombedarfs aus Erneuerbarer Energie gewinnen. Die Effizienzsteigerung von bestehenden Kraftwerken ist dabei ein wichtiger Baustein unserer Energiewende“, so Landesrat Pernkopf. KRAFTWERK MIT GESCHICHTE Das Kraftwerk Ybbs-Persenbeug zählte nach dem Zweiten Weltkrieg zu den Prestige-Projekten des Wiederaufbaus in Österreich. Mit einer Leistung von 236,5 Megawatt ist es das viertstärkste Donaukraftwerk in Österreich. Mit einer Jahreserzeugung von 1,336 Milliarden Kilowattstunden vermeidet es jährlich 1,1 Millionen Tonnen CO2. Während der Bauzeit zwischen 1954 und 1959 war das Kaftwerk beliebtes Ziel hochrangiger Delegationen aus dem Ausland. Heute bildet die Anlage Ybbs-Persenbeug ein beliebtes Ausflugsziel entlang des Donau-Radwanderwegs. In den Jahren des Umbaus können die Besucher gefahrlos den Arbeitern bei ihrer T ätigkeit einen Blick über die Schulter werfen.

Das neue Laufrad der Kaplan- Turbine mit einem Durchmesser von 7,4 m vor dem Einheben.

Februar 2015

HYDRO

Auf etwa 1450 Meter Seehöhe in einem Seitental des Montafon in Vorarlberg entsteht der Neubau eines Kleinwasser-Pumpspeicherkraftwerks einschließlich Wasserfassung und Auffangbecken. Das Projekt Rellswerk wird von den Vorarlberger Illwerken zur Erweiterung der Wasserressourcen für ein bestehendes Kraftwerk, das Lünerseewerk, errichtet. Dabei wird zusätzliches Wasser in eine bestehende Druckrohrleitung gepumpt, um es dann später im Lünerseewerk mit größerer Fallhöhe und somit mehr Leistung abarbeiten zu können. Siemens wurde mit der Konstruktion, Fertigung, Lieferung, Montage und Inbetriebnahme der gesamten elektrotechnischen Ausrüstung des Kraftwerks beauftragt.

Die Anbindung an das bestehende größere Lünerseewerk bringt für das neue Pumpwerk besondere Auflagen an die Maschinendynamik. So muss beispielsweise eine zusätzliche Schwungmasse mit 8,5 tm2 aufgebaut werden, um mögliche Druckstöße für die bestehende Druckrohrleitung bestmöglich zu minimieren. Weiters ist das Kraftwerk auch für den Turbinenbetrieb ausgelegt und für schnelle und oftmalige Umschaltvorgänge von Pump- auf Turbinenbetrieb konzipiert, um den Regelbedürfnissen der heutigen Zeit bestmöglich gerecht zu werden. Fotomontage: Vorarlberger Illwerke

auptziel des Rellswerks ist die durchschnittliche Mehrerzeugung von CO 2 freier Primärenergie aus Wasserkraft im Ausmaß von etwa 18 GWh /Jahr netto. Das ermöglicht die zusätzliche Erzeugung von hochwertiger Spitzen- und Regelenergie im Lünerseewerk in der Größenordnung von etwa 37 GWh/Jahr netto. Die Fertigstellung und Betriebsbereitschaft des Kraftwerkes ist für November 2016 geplant. Die Leistung des Kraftwerks reicht aus, um etwa 8.000 Haushalte mit nachhaltiger und umweltfreundlicher Energie zu versorgen.

Die Vorarlberger Illwerke errichten mit dem Rellswerk eine hydraulische Erweiterung des Lünerseewerks. Dadurch wird eine Mehrerzeugung von 37 GWh p.a. ermöglicht.

Das Rellswerk ist als Kleinwasser- Pumpspeicherkraftwerk im Montafon geplant. Bis 2016 soll es fertig sein.

Februar 2015

Fotomontage: Vorarlberger Illwerke

WASSERKRAFTWERK RELLSWERK: SIEMENS LIEFERT UND INSTALLIERT GESAMTE ELEKTROTECHNISCHE AUSRÜSTUNG

GEBÜNDELTE WASSERKRAFTKOM PETENZ IN SALZBURG

Das Kleinwasserkraft-Kompetenzzentrum von Siemens Österreich in Salzburg ist die globale Drehscheibe für das weltweite SmallHydro-Geschäft des Konzerns. Mit einem Komplettangebot von der Turbine bis zur Stromleitung sticht Siemens als Gesamtanbieter für alle Elemente von Kleinwasserkraftwerken heraus. Das Portfolio umfasst die Planung, das Engineering, die Lieferung, Montage und Inbetriebnahme von Anlagen mit bis zu 30 Megawatt Leistung. Dabei werden mechanische Kraftwerkskomponenten wie Turbinen und Generatoren mit elektrischen und leittechnischen Systemen kombiniert. Das Kleinwasserkraft-Kompetenzzentrum in Salzburg hat bisher über 400 Projekte weltweit realisiert. Neben dem alpinen Raum konnten Projekte auch in Südosturopa – zum Beispiel in Griechenland und der T ürkei – sowie in Skandinavien realisiert werden. Referenzprojekte in Ö sterreich befinden sich in Tirol, Vorarlberg, Salzburg, Oberösterreich und der Steiermark. Siemens steht in Österreich seit 135 Jahren für technische Leistungsfähigkeit, Innovation, Qualität und Zuverlässigkeit. Die Siemens AG Österreich zählt zu den führenden Technologieunternehmen des Landes. www.siemens.at

HYDRO

Neben einer langjährigen Freundschaft verbindet Dr. Franz Kroißenbrunner und Dipl. Ing. Georg Wippel die Faszination für Wasserkraft. Als künftige gemeinsame Anlagenbetreiber des Kraftwerks Grünsee im obersteirischen Turnau freuen sie sich über die zügig verlaufene Verlegung der Druckrohrleitung, die noch vor Jahreswechsel abgeschlossen werden konnte. Das in der zeitlichen Umsetzung höchst ambitionierte Kraftwerksprojekt, in welches eine Summe von 3,3 Mio. Euro investiert wurde, soll schon im März in den Probebetrieb übergehen.

Foto: zek

ROHRVERLEGUNG AM KW GRÜNSEE ABGESCHLOSSEN

Dr. Franz Kroißenbrunner und Dipl. Ing. Georg Wippel betreiben bald gemeinsam ein Kraftwerk im Hochschwabgebiet.

egünstigt wurde das Projekt, dem die zuständigen Behörden innerhalb von nur neun Monaten sämtliche Genehmigungen erteilten, sicherlich auch durch den guten Ruf der Kraftwerksbetreiber in der Gemeinde. Dr. Franz Kroißenbrunner ist seit über 30 Jahren praktischer Arzt in Turnau und den Einheimischen bestens bekannt, der gebürtige Grazer Dipl. Ing. Georg Wippel hingegen betreibt im Nachbargraben eine eigene Forstwirtschaft. Insgesamt konnte man schnell mit 11 Grundstücksbesitzern wegen der Verlegung der Druckrohrleitung einig werden. „Das gute Einvernehmen kommt sicher auch daher, dass die Grundeigentümer in der Nachnutzung die Möglichkeit haben die Rohrtrasse als Forststraße zu nutzen. Und nicht zu vergessen, dass wir im Ort bekannt sind und man auf unsere Handschlagqualität vertraut“, erklärt Georg Wippel, warum das Projekt von allen Beteiligten so gut angenommen wurde. ROHRE UND VERLEGUNGSARBEITEN: BEIDES REIBUNGSLOS

Die 3000 lfm lange Kraftwerksleitung wurde komplett in GFKRohren der Marke SUPERLIT ausgeführt. Bereitgestellt wurden die glasfaserverstärkten Kunststoffrohre vom oberösterreichischen Rohrspezialisten Geotrade aus Ried in der Riedmark. Die in höchstem Maße glatte Innenfläche der Rohre garantiert beste Fließeigenschaften und geringe hydraulische Verluste. Begünstigt wurde die Verlegung der GFK-Leitung einerseits durch das im Vergleich zu Stahlrohren geringere Gewicht und anderseites das anwenderfreundliche Steckmuffensystem. Zusätzlich zu erstklassigem Rohrmaterial hatte man auch Glück mit dem Wetter. Innerhalb von nur 3 Monaten konnte man bis Ende November das letzte Stück der Rohrtrasse verlegen. „O bwohl es ein sehr ehrgeiziges Vorhaben war, bis zum Wintereinbruch die Druckrohrleitung komplett herzustellen, ist es uns dank eines Spitzenteams gelungen. Man hat gemerkt, dass Profis am Werk waren. Auch seitens der Baustellenkoordination hat alles perfekt funktioniert“, betont Dr. Kroißenbrunner den reibungslosen Verlauf der Rohrverlegungsarbeiten. Durchgeführt wurde die Verlegung der Druckrohrleitung durch die Firma Gebrüder Haider & Co Hoch- und Tiefbau GmbH aus Kapfenberg, welche auch mit den Betonbauarbeiten an der Wasserfassung sowie der Errichtung des Krafthauses betraut wurde.

Foto: Haider& co

Beste Materialeigenschaften bei geringem Gewicht zeichnen die GFK- Rohre aus.

INBETRIEBNAHM E IN SICHTWEITE

Das vom Planungsbüro PI Mitterfellner GmbH geplante und koordinierte Projekt steht kurz vor dem Abschluss. Die mit einem CoandaRechen ausgeführte Wasserfassung ist bereits fertiggestellt und auch der als T ümpelpass umgesetzte Fischaufstieg fügt sich harmonisch ins Landschaftsbild. Nach der erfolgreich absolvierten Druckprüfung wird noch im Februar eine 6-düsige Pelton-Turbine aus dem Hause Andritz Hydro montiert und soll im kommenden Monat in den Probebetrieb starten.

(Über den weiteren Projektverlauf lesen Sie in der April-Ausgabe) Februar 2015

HYDRO

GENERATOREN FÜR ALLE ANSPRÜCHE M ANFRED M ERTZ verfügt über jahrzehntelange Erfahrung auf dem Gebiet der elektrischen Maschinen. Durch seine über 30jährige Tätigkeit im Vertrieb und Produktmanagement renommierter Unternehmen weiß er bestens Bescheid um die Ansprüche seiner Kunden. Weil sein Beruf für ihn eine Berufung darstellt, hat er sich nach seiner Pensionierung selbstständig gemacht und vertreibt mit 3 ausgesuchten Herstellern Generatoren für kleine bis hohe Leistungen speziell im Wasserkraftsektor. Im Gespräch mit zek Hydro berichtet er über sein umfassendes Angebot ERKLÄREN SIE UNS BITTE IHREN ZUGANG ZUR WASSERKRAFT.

Ich habe über 30 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der elektrischen Maschinen, also Motoren und Generatoren für die verschiedensten Industrieanwendungen und natürlich auch in der Wasserkraft. Daher kenne ich die Kunden für Wasserkraft-Generatoren und deren Bedürfnissen und kenne auch die meisten Generatorenbauer. WARUM

KONZENTRIEREN SIE SICH AUF GENERATOREN UND

VERTREIBEN DIESE?

Ich brauche eine Beschäftigung, die mir Spaß macht, meine Arbeit ist für mich Freude und Hobby. Daher habe ich begonnen, Synchrongeneratoren der Firma EME-Generatoren zu vertreiben. Diese stellen Maschinen mit einer Leistung bis zu 1.000 kVA her, stehen für Spitzenqualität und bieten sehr interessante Konditionen. DABEI SOLLTE ES ALLERDINGS NICHT BLEIBEN, ODER?

Mit der Zeit kamen Kunden und wollten Asynchrongeneratoren mit einer Leistung bis zu 1.500 kVA. Da habe ich mich meiner alten und guten Geschäftsbeziehungen in Norditalien erinnert und begann mit der Firma Electro ADDA zusammen zu arbeiten, welche diesen Leistungsbereich abdeckt und zu den ersten Elektromaschinenbauern in Italien gehört. Außerdem habe ich in meinem Portfolio auch noch Generatoren der Firma IHB Electric, die Maschinen mit einer Leistung von 1MVA bis zu 50MVA herstellt und sich fast ausschließlich auf kundenspezifische Generatoren in der Wasserkraft seit Jahrzehnten hervorragend konzentriert. WARUM VERTRAUEN SIE GERADE AUF DIESE HERSTELLER?

Durch meine Selbstständigkeit bin ich unabhängig und möchte nur Geschäftspartner haben, mit denen es – für den Kunden und mich eine Freude ist, zusammen zu arbeiten. Mit meinen 3 Partnerfirmen habe ich Erfolg und kann aufgrund der Qualität ihrer Produkte diese mit gutem Gewissen empfehlen. WAS ZEICHNET IHR ANGEBOT BESONDERS AUS?

Ich biete ein komplettes Programm über den gesamten Bereich der Generatoren an; sowohl Synchron-, Asynchron- oder Permanent erregte Generatoren vom niedrigen bis zu hohen Leistungen. Ganz wichtig ist: Komponenten in der Wasserkraft sollen eine möglichst lange Lebensdauer aufweisen. Die Generatoren, die ich vertreibe, sind von Spezialisten aus den besten Materialen gefertigt und garantieren damit höchste Qualität. Somit bin ich in Österreich, Tschechien, Norditalien, Südtirol und auch Deutschland ein kompetenter Ansprechpartner für Generatoren.

Februar 2015

HYDRO

RENEXPO HYDRO ETABLIERT SICH ALS BRANCHEN- TREFF IN DER MITTE EUROPAS

ls sich vor über sechs Jahren die Reeco Austria auf die Suche nach einem Standort für ihre Wasserkraftmesse machte, fiel die Wahl auf die österreichische Kulturstadt Salzburg. Mit insgesamt 2,6 Millionen Übernachtungen ist die 150 Tsd. Einwohner Stadt so populär wie noch nie und die Tendenz ist seit Jahren steigend. Was Salzburg aber für die Veranstalterin besonders attraktiv machte, ist ihre geografische Lage. Salzburg ist eine wichtige verkehrstechnische Drehscheibe im Zentrum Europas. Dass mit Salzburg eine gute Standortwahl getroffen wurde, zeigt auch der Erfolg der doch noch jungen Messe. O bwohl die RENEXPO Hydro zwischen dem 27. und 29. November 2014 „erst“ zum sechsten Mal veranstaltet wurde, hat sie sich in der Branche bereits als Pflichttermin etabliert. Mit 125 Ausstellern, 800 Kongressteilnehmern und 3.500 Besuchern aus aller Welt gab die deutschsprachige Wasserkraftbranche ein deutliches Lebenszeichen von sich. D as Interesse der Wasserkraft in Österreich und den angrenzenden Ländern war auch 2014

Foto: zek

Auch in diesem Jahr lud die Reeco Austria wieder nach Salzburg zur alljährlichen RENEXPO Hydro. Der Andrang im sechsten Veranstaltungsjahr ist ungebrochen hoch und so zählt sie bereits zu den Pflichtterminen in der Branche.

ungebrochen hoch und das trotz schwieriger Zeiten aufgrund der geringen Stromtarife und der Auflagen durch die europäische Wasserrahmenrichtlinie. EFFIZIENZSTEIGERUNG UND ÖKOLOGIE

Neben dem Ausbau der Wasserkraft, stand in diesem Jahr aber vor allem die Effizienzsteigerung und die ökologische Einbindung von neuen und bestehenden Anlagen im T hemenfokus der vier Kongresse. Der erste Kongresstag wurde weitgehend von technischen T hemen wie der Gegendruck-Pelton-

turbine, Pumpen im Turbinenbetrieb, kinetische Wasserkraft, Spezialschalungen für den Wasserkraftbau, alternative Werkstoffe im Turbinenbau, Zylinderrechen und Entwicklungen im Bereich der Kraftwerksautomation dominiert. Besonderes Augenmerk galt am Eröffnungstag vor allem der Pressekonferenz von Global Hydro, die mit „heros 3“ eine revolutionäre und „smart-grid-fähige“ Kraftwerksautomatisierung vorstellten. D er am Nachmittag daran anknüpfende Vortrag erfreute sich regen Zuspruchs. Fotos: zek

Längst zählt die alljährliche RENEXPO Hydro zu den Fixterminen, wenn sich das „Wasserkraftjahr“ seinem Ende entgegen neigt. Bereits zum sechsten Mal trafen sich vom 27. bis 29. November 2014 Experten, Wasserkraftbetreiber und Interessierte im Messezentrum Salzburg, um sich über die neuesten Entwicklungen, Trends und Ereignisse der Branche zu informieren und auszutauschen. Die Veranstalterin, die Reeco Austria, und die insgesamt 125 Aussteller, boten den 800 Kongressteilnehmern und 3.500 Besuchern ein umfangreiches Angebot an Informationen, Veranstaltungen und Fachvorträgen. Mit einer Exkursion zum direkt angrenzenden Wasserkraftwerk Lehen wurde das dichte Vortragsprogramm zudem etwas aufgelockert. Mit dem „Hydro Networking Abend“ auf der weltbekannten „Festung Hohensalzburg“ konnte man in diesem Jahr ein zusätzliches Highlight in das Programm aufnehmen. Die RENEXPO Hydro etablierte sich auch in diesem Jahr weiter als wichtiger Branchentreff in der Mitte Europas.

Insgesamt 125 Aussteller präsentierten ihre Produkte und Neuigkeiten.

Februar 2015

HYDRO

Global Hydro präsentierte im Rahmen der Renexpo Hydro ihre neue „ smart- gridfähige“ Automatisierungslösung „ heros 3“ . In einem simulierten Testaufbau konnten die Besucher die Vorteile dieses innovativen Systems testen.

Fotos: zek

Die Renexpo Salzburg etabliert sich zum wichtigen Branchentreff

NETWORKING IN GESCHICHTS-

ÖKOLOGIE DOM INIERTE DEN ZWEITEN TAG

TRÄCHTIGEM GEM ÄUER

Der nächste Kongresstag wurde von ökologischen T hemen geprägt. Der „2. Fachkongress Gewässerverträglicher Wasserkraftausbau“ zeigte auf, wie moderner Kraftwerksbau im Rahmen der ökologischen und wasserbautechnischen Forderungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie möglich ist. Ein thematischer Schwerpunkt war dabei Fischwanderhilfen und deren Stand der Technik. Der Vortrag „Ethohydraulik“ sprach gar von der Kunst die Fische am Kraftwerk abzuholen. Am Nachmittag konnten sich die Besucher einer Exkursion zum benachbarten Wasserkraftwerk Lehen an der Salzach anschließen. 100 Teilnehmer nutzten die Gelegenheit,

Am Abend des ersten Tages wurde in einem ganz besonderen Ambiente genetzwerkt. Reeco Austria lud als Highlight zum „Hydro Networking Abend“ auf die Festung Hohensalzburg. Zu diesem exklusiven Treffen kamen Vertreter von Ministerien und Verbänden, aus Forschungseinrichtungen und Ingenieurbüros zusammen, die in der Branche aktiv sind. „Das Treffen fördert den fachlichen Austausch und ermöglicht eine engere Zusammenarbeit“, beschreibt Johann-Georg Röhm, Geschäftsführer von Reeco, das Ziel des Networking-Abends.

sich vor Ort Fischwanderhilfen, ein Umgehungsgerinne und eine Fischzählkammer erläutern zu lassen. ROHRSYSTEM E UND M ESS- STEUER- UND REGELTECHNIK

Parallel zu den ökologischen Vorträgen fand am zweiten Tag auch das „2. Seminar: Rohrsysteme für Wasserkraftanlagen: Stand der Technik und Revitalisierung in der Praxis“ auf dem Programm. In den zahlreich besuchten Vorträgen informierten die Fachexperten die Kongressteilnehmer über die neuesten Entwicklungen und Produkte im Bereich Hydro-Rohrsysteme. Abgerundet wurde das sehr dichte Seminarprogramm des zweiten Tages noch mit der Vortragsreihe „Mess-, Steuer- und Regeltechnik“.

Fotos: zek

STROM BÖRSE UND ENERGIEBERATUNG

An den Messeständen herrschte reger Andrang

Februar 2015

Kraftwerksbetreiber kamen vor allem am dritten und letzten Tag auf ihre Kosten. Die großzügig angebotenen und kostenfreien Fachvorträge waren sehr gut besucht. Im „HYD RO -Forum“ konnten sich die Besucher bei den Ausstellern über Produkte und Entwicklungen informieren. Reeco Austria bot in der Person von Dipl.-Ing. Andreas Sendlhofer, Wasserbautechnischer Amtssachverständiger vom Land Salzburg, eine Wasserkraftberatung für die Besucher an. Auch die 1. Internationale Strombörse, die im Messebereich der RENEXPO PV (Photovoltaik) angesiedelt war, fand großen Zuspruch. Energieanbieter berieten zum Wechsel des Stromanbieters. Betreiber von PV und Wasserkraftanlagen konnten sich dabei über den Verkauf ihres grünen Stroms näher informieren. „Wir hoffen, dass diese

HYDRO

Die Resonanz der ausstellenden Unternehmen war durchwegs positiv

bislang einmalige Veranstaltung viele Nachahmer findetâ&#x20AC;&#x153;, sagt RĂśhm. FĂźr Energieberater hat sich der Kongress â&#x20AC;&#x17E;EU-Energieausweis in Salzburg â&#x20AC;&#x201C; Fragen und Antwortenâ&#x20AC;&#x153;, der zum sechsten Mal auf der Renexpo stattfand, ebenfalls als Branchentreff etabliert. Ă&#x153;ber 200 Teilnehmer lieĂ&#x;en sich von Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik auf den neuesten Stand zur Energieberatung bringen. NACH DER RENEXPO IST VOR DER RENEXPO

vom 26. bis 28. November 2015 stattfinden. Die PlĂ¤ne und Vorstellungen scheinen bereits ausgearbeitet: â&#x20AC;&#x17E;Wir wollen vor allem unser Einzugsgebiet nach Osteuropa erweitern und noch mehr Kongressteilnehmer und Besucher aus den neuen EU-Mitgliedsstaaten gewinnenâ&#x20AC;&#x153;, so Johann-Georg RĂśhm. Das Netzwerk soll ebenfalls ausgebaut werden. HierfĂźr gibt es schon zahlreiche Anfragen von interessierten Unternehmen, VerbĂ¤nden und staatlichen Einrichtungen.

Kaum ist die sechste Renexpo Hydro zu Ende, laufen die Planungen bei Reeco Austria fĂźr die nĂ¤chste bereits auf Hochtouren. In diesem Jahr wird die Renexpo Hydro

Weitere Informationen finden Sie im Internet auf der Homepage der Renexpo: www.renexpo.at.

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FĂźr drei Tage wurde Salzburg zum â&#x20AC;&#x17E; Mekkaâ&#x20AC;&#x153; der Kleinwasserkraft- Szene

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Februar 2015

HYDRO

HEROS 3: REVOLUTIONÄRE AUTOMATISIERUNGSLÖSUNG MACHT KRAFTWERKE SMART- GRID- FÄHIG

lle Jahre wieder trifft sich das „Who-is-Who“ der Kleinwasserkraftbranche auf der RENEXPO Hydro in Salzburg. Zuletzt, Ende November 2014, waren es insgesamt 3.500 Messebesucher und 800 Kongressteilnehmer, die sich am Angebot von 125 Ausstellern und einem umfangreichen Kongressprogramm erfreuen konnten. Für das große Highlight in diesem Jahr sorgte das österreichische Wasserkraftunternehmen GLO BAL Hydro mit der Präsentation von „heros 3“. Als Goldsponsor der Veranstaltung nutzte der Wasserkraftspezialist die Möglichkeit, einem fachkundigen Publikum einen echten Meilenstein in der Entwicklung der Kleinwasserkraft vorzustellen. Vorrangig waren es dabei Geschäftsführer Ing. Marius Hager und Chefprogrammierer Manfred Huber, die den interessierten Veranstaltungsbesuchern eingehend die Möglichkeiten erläuterten, die sich dem Wasserkraftbetreiber mit „heros 3“ eröffnen. Im Mittelpunkt stand dabei, dass damit eine voll „smart-grid-fähige“ Automatisierungslösung für das Kraftwerk der Zukunft angeboten wird. Der Anstieg dezentraler Energieversorger und der vermehrte Umstieg auf erneuerbare Energien wird in Hinkunft auch die Rolle des Kraftwerks verändern. Im Rahmen eines „smart-grid“ werden selbst kleine Kraftwerke ständig auf die Schwankungen im Netz reagieren müssen, um dieses stabil zu halten. Das Kraftwerk der Zukunft

Februar 2015

Auf der RENEXPO Hydro in Salzburg präsentierte GLOBAL Hydro die neue „smart- grid- fähige“ Kraftwerksautomation „heros 3“. Neue Kraftwerke sollen mit „heros 3“ optimal für eine „intelligente“ Zukunft gerüstet sein.

Foto: zek

Im Rahmen der RENEXPO Hydro, die vom 27. – 29. November zum sechsten Mal in Salzburg stattfand, präsentierte GLOBAL Hydro mit „heros 3“ eine Weltneuheit, deren Markteinführung für einen Quantensprung im Bereich der Kraftwerksautomatisierung sorgt. Das System überzeugt nicht nur durch einfachste Bedienung, sondern steht zudem auch für höchste Sicherheit, optimalen Wirkungsgrad und erfüllt alle Voraussetzungen für zukünftige „Smart-GridAnwendungen“. Schon vor der offiziellen Markteinführung erregte die Innovation großes internationales Interesse bei Kraftwerksbetreibern in Europa, Asien und Südamerika. Bei GLOBAL Hydro erwartet man sich mit dem neuen Produkt den nächsten signifikanten Wachstumsschub.

wird also zum intelligenten und aktiven Netzbestandteil und ganz neue Anforderungen an die Automatisierungstechnik stellen. GLOBAL Hydro möchte mit dem System „heros 3“ diesen Quantensprung in der Kraftwerksautomatisation nun möglich machen. EINFACHSTE BEDIENUNG

Im Zeitalter der Tablets haben sich die haptischen Gewohnheiten der Technologienutzer massiv geändert. Sowohl von der Hard- als auch von der Software wird heute eine einfache Bedienung und Handhabung vorausgesetzt. Dies muss auch ohne Einschränkungen für die Funktionalität gelten. Der Kunde erwartet sich einen spürbaren Mehrwert durch die neuesten Technologien. Für Ing. Marius Hager, geschäftsführender Gesellschafter von GLOBAL Hydro, ist klar, „heros 3“ erfüllt all diese Anforderungen: „Wir haben bei der Entwicklung sehr darauf geachtet, die Bedienung so einfach und intuitiv wie möglich zu gestalten. Unsere Kunden kennen solche Benutzeroberflächen von „Tablets“ und „Smartphones“, dementsprechend gut können sie mit „heros 3“ umgehen.“ Die Steuerung von technologisch hochkomplexen Kraftwerksanlagen ist mit der neuen Software von jedem Computer oder mobilen Endgerät auch für „technologische Laien“ möglich. Das System erlaubt es zudem, dass die Experten von GLOBAL

Hydro über Fernwartung jederzeit etwaige Probleme bei in Betrieb befindlichen Kraftwerksanlagen umgehend bearbeiten können. Besonders interessant ist das System auch für Investoren. Mit der Software können verschiedene „User-Rollen“ zugewiesen werden und so kann für jedes Bedürfnis eine eigene Bedienumgebung gestaltet werden. Der Benutzer selbst kann sich zudem in jedem Bereich der Software eigene Informations-flächen einrichten und hat die für ihn relevanten Daten immer sofort zur Hand. Diese Daten werden auch lückenlos dokumentiert und bieten dadurch dem Kraftwerksbetreiber eine einzigartige Rechtssicherheit, so Ing. Hager: „Vor allem nach Ausnahmesituationen, wie etwa Hochwässern, sehen sich Kraftwerksbetreiber immer wieder mit juristischen Anschuldigungen konfrontiert. Eine lückenlose Aufzeichnung aller relevanten Daten sorgt dabei natürlich für absolute Klarheit.“ OPTIM ALER WIRKUNGSGRAD UND SM ARTGRID-FÄHIGKEIT

Ein wichtiger Aspekt für den wirtschaftlichen Betrieb von Kleinwasserkraftwerken ist die permanente Optimierung des Anlagenwirkungsgrades. „heros 3“ ist aufgrund seiner intuitiven Intelligenz so „lernfähig“, dass es auf Veränderungen der Rahmenbedingungen automatisch jene betrieblichen Anpassungen vornimmt, die den optimalsten Wirkungs-

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M IT NEUEN STANDARDS IN DIE ZUKUNFT

Insgesamt zweieinhalb Mannjahre hat man in der F& E Abteilung von GLOBAL Hydro

Insgesamt 2,5 Mannjahre hat man in der F&E Abteilung von GLOBAL Hydro in die Entwicklung von „heros 3“ gesteckt. Das Produkt wurde dabei in der betriebseigenen Kraftwerksanlage auf Herz und Nieren getestet. (Chefprogrammierer Manfred Huber und Geschäftsführer Ing. Marius Hager und v.l.n.r)

Foto: GLOBAL Hydro

grad in dieser Situation sicherstellt. DI. Alfred Hartl-Rehberger, Managing Director von GLOBAL Hydro, sieht dabei für bestehende Kraftwerksanlagen ein Optimierungspotential von etwa 15 Prozent: „In Österreich gibt es rund 2.500 Kleinwasserkraftwerke. Wenn 500 Anlagen mit dem neuen System aufgerüstet werden, so wird damit eine Effizienzsteigerung in der Energiegewinnung erzielt, die der Produktion eines Wasserkraftwerkes in der Größe von Lambach (14 MW) entspricht.“ Ein weiteres wichtiges Feature von „heros 3“ ist die SmartGrid-Fähigkeit. Die nicht planbare Produktionsmenge manch alternativer Energieträger, wie etwa Wind- oder Sonnenkraft, stellt Energieproduzenten und Netzbetreiber vor immer größere Herausforderungen. So werden die Stromnetze bei günstigen Rahmenbedingungen mit Produktionsmengen belastet, die mit der bestehenden Infrastruktur nur mehr schwer zu bewältigen sind. Für dieses Problem bietet „heros 3“ eine praktikable Lösung. Das System misst laufend die jeweilige Netzbelastung und regelt im Bedarfsfall den O utput der eigenen Anlage. Die Smart-Grid-Fähigkeit des Systems ermöglicht den Kraftwerksbetreibern zusätzliche Möglichkeiten, die Wirtschaftlichkeit der Anlage durch diese eigenständige Regeltätigkeit zu erhöhen.

in die Entwicklung des neuen Systems investiert. Sämtliche Erfahrungswerte, die in den vergangenen vier Jahren bei der Inbetriebnahme von mehr als 200 Turbinen mit Leistungskapazitäten von 100 kW bis 24 MW gemacht wurden, fanden dabei Berücksichtigung. „Wir haben ‚heros 3‘ natürlich während der gesamten Entwicklungs- und Optimierungsphase in einer von uns betriebenen Kraftwerksanlage getestet. Dies garantiert unseren Kunden, dass ein ausgereiftes Produkt am Markt platziert wird“, so DI. Hartl-Rehberger. Die bisherige Resonanz potentieller Kunden auf das neue System

stimmt die Verantwortlichen bei GLOBAL Hydro ausgesprochen zuversichtlich. So sind etwa Kraftwerksbetreiber aus der T ürkei oder Honduras in die Firmenzentrale nach Niederranna (Oberöster.) gereist, um den Stand der Entwicklungen vor Ort zu begutachten. Auch auf der RENEXPO Hydro in Salzburg war das Fachpublikum bei der LiveDemonstration des Systems begeistert. „Wir haben wirklich sehr viel positives Feedback erhalten und sind demnach sehr zuversichtlich, dass wir mit diesem Produktlaunch die ambitionierten wirtschaftlichen Erwartungen erfüllen können“, so Hager abschließend.

Grafik: GLOBAL Hydro

„heros 3“ ist auch für die Steuerung mittels „Tablets“ ausgerichtet. Sämtliche Vorgänge können mittels „Touch- Funktion“ durchgeführt werden. Individuelle Rollen und Benutzeroberflächen erleichtern zudem die Bedienbarkeit.

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Foto: Joujou / pixelio.de

Stausee eines Speicherkraftwerks in den Alpen.

OBERFLÄCHEN FÜR LÄNGERE LEBENSDAUER UND HÖHERE ENERGIEEFFIZIENZ Wasserkraft liefert einen wichtigen Beitrag zum Ausbau der erneuerbaren Energien. Die Beschichtungen von Oerlikon Metco schützen viele Bauteile von Wasserturbinen vor Erosions- und Korrosionsschäden und leisten somit einen Beitrag für eine sichere, ökonomische und umweltfreundliche Energieversorgung.

emäß der Studie World Energy O utlook 2010 der International Energy Agency wird der Primärenergiebedarf der Welt 2035 um 35 % höher sein als 2008. Die Gründe sind die steigende Weltbevölkerungszahl und der zunehmende Wohlstand vor allem in den Schwellenländern. Der Anteil am Gesamtbedarf der unterschiedlichen Primärenergieträger wird sich jedoch verschieben. Die Studie sagt eine Erhöhung des Ölkonsums um ca. 20 % voraus, also deutlich unterdurchschnittlich. Gas, Wasser und andere erneuerbare Energien werden in allen Ländern zunehmen [1 ] . Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromererzeugung wird von 19 % im Jahre 2008 auf 32 % im Jahre 2035 steigen. Nach der Nuklearkatastrophe in Fukushima im März 2011 und der Atom-Ausstiegserklärung von einigen führenden Industrienationen ist jedoch davon auszugehen, dass das Wachstum bei den erneuerbaren Energien noch wesentlich stärker sein wird als im Jahr 2010 vorausgesagt. Eine der umweltfreundlichsten Arten der Energiegewinnung stellt die Nutzung der Wasserkraft dar, wobei zwischen Laufwasser-, Speicher- (z.B. Talsperren) und Pumpspeicherkraftwerken unterschieden wird. Während die Laufwasserkraftwerke direkt in den Flusslauf integriert sind und ständig Energie erzeugen, dienen die Pumpspeicherkraftwerke auch der Energiespeicherung.

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ZWISCHENLAGERUNG DER ENERGIE

Dieser Funktion kommt in der heutigen Zeit eine immer größere Bedeutung zu. So hat Deutschland heutzutage eine Pumpspeicherleistung von etwa 7 GW mit einer Nutzungsdauer von täglich 4–8

[1] Wachstum des Primärenergieverbrauchs nach Technologie von 2008 - 2035 (Quelle: OECD / IEA World Energy Outlook 2010)

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Stunden installiert. Daraus ergibt sich eine beachtliche Gesamtspeicherkapazität von etwa 40 GWh. Weitere Projekte werden diese Kapazität in der Zukunft noch deutlich erhöhen. Ein weiterer Vorteil von Pumpspeicherkraftwerken ist, dass sie einen hohen Wirkungsgrad aufweisen, d.h., die überschüssige elektrische Energie kann mit einem Gesamtwirkungsgrad von 80 % zwischengelagert werden. Je nach Art des Kraftwerkes bzw. der Turbinenbauart (Francis,- Kaplan- oder Peltonturbine) [2 ] sowie den spezifischen Einsatzbedingungen (z.B. das Korrosionspotenzial und die Beladung des Wassers mit feinem Sand, Geröll und Steinen) werden die Kraftwerke – und hier insbesondere die Turbinen – unterschiedlich durch Erosion (Hydroabrasion; Flüssigkeitserosion und Kavitationserosion sowie Korrosion) belastet. Das erste Wasserkraftwerk zur Stromgewinnung wurde 1880 im englischen Northumberland errichtet. Die hohe Beanspruchung der Schaufeln durch Korrosion und Erosion führte damals dazu, dass die Turbinen aus teurem hochlegierten Stahlguss hergestellt wurden. Unterscheiden sich die heutigen Kraftwerke inzwischen deutlich von dem im Northumberland und haben Hilfsmittel wie die Computermodellierung dazu beigetragen, den Anteil von Kavitation durch optimiertes Bauteildesign zu minimieren, so ist dennoch die Gesamtbelastung der Turbinenbauteile gestiegen. Dies ist nicht zuletzt auf das Bestreben zurückzuführen, höhere Wirtschaftlichkeit zu erzielen, größere Fallhöhen auszunutzen, verstärkt Staustufen in schwer zugänglichen Gebirgsregionen, z.B. dem Himalaya oder in den Anden, auszubauen, schneller drehende kleine, aber auch große „Monster“-Turbinen und Kraftwerke an stark sandund chemisch belasteten Flüssen zu bauen. Da auch gleichzeitig die Erwartung an die Lebensdauer, den Abstand der Revisionszyklen und die über den Revisionszyklus erreichbaren höheren Wirkungsgrade ständig steigen, kommt dem Verschleißschutz der Kraftwerkskomponenten eine immer größere Bedeutung zu. LÄNGERE

LEBENSDAUER

VON

W ASSERTURBINEN

[2] Einsatzfelder von Wasserturbinen. (Quelle: Katalog Sulzer Hydro / Sulzer Escher Wyss)

DURCH

SCHICHTLÖSUNG VON OERLIKON M ETCO

Der Name Metco ist seit langem eng mit dem Bereich der Wasserkraft verbunden. So wurden von Metco in den USA bereits in den 1930-er Jahren Stähle, Chromstähle, Bronze, Zink und Blei versuchsweise an Francislaufrädern zum «Kavitationstest» aufgebracht. Auch in Deutschland und Österreich wurden in den 1960-ern, z.B. in den Inn-Kraftwerken, Versuche gegen Abrasion an Kaplanmaschinen mit Metcoloy 2 (13 % Chromstahl; Draht) durchgeführt und später mit Erfolg eingesetzt. Drahtflammspritzen wurde so im Turbinenbetrieb zur Standardtechnologie in der Anlagenerhaltung und wird seit dieser Zeit an fast allen Wasserturbinentypen mit Erfolg eingesetzt. Gegenüber dem bis dahin üblichen Auftragsschweißen hatte es vor allem die Vorteile einer wesentlich verkürzten Beschichtungszeit und einer geringeren Wärmebelastung des Grundwerkstoffes der Komponenten aufzuweisen.

[3] Erosionsbeständigkeit verschiedener Werkstoff- und Schichtsysteme.

ERFOLGREICHE EINFÜHRUNG

Ende der 1980-er Jahre führte Metco die neue HochgeschwindigkeitsFlammspritzanlage Diamond Jet ein (HVOF). Durch ihre einfache Konstruktion war diese neue Technologie werkstattgerecht und für den täglichen Einsatz geeignet. Erste Versuche an Schonhülsen waren sehr erfolgversprechend, und so erweiterte sich sehr schnell das Teilespektrum, auf welches z.B. Wolframkarbidschichten vom Typ WCCoCr aufgespritzt wurde. Die erreichten Standzeiten übertrafen die kühnsten Erwartungen. So wurde der Materialabtrag um den Faktor 50 gegenüber einem Turbinenbau-

stahl (1.4313) vermindert. Der teilweise Übergang von den bis dahin üblichen extrem dicken Schichten (z.B. 10 mm dickes drahtflammgespritztes Metcoloy 2) zu den wesentlich dünneren – allerdings auch wesentlich erosionsbeständigeren – HVOF-gespritzten karbidischen Schichten wurde dadurch eingeleitet. In [3 ] ist das Verschleißverhalten von verschiedenen Oberflächenbeschichtungen vergleichend dargestellt, wobei die dominante Position des HochgeschwindigkeitsFlammspritzens (mit WCCoCr als Beschichtungsmaterial) deutlich wird. Februar 2015

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BAHNBRECHENDE SCHICHTENTWICKLUNG

Nicht zu vergessen sind auch die bahnbrechenden Schichtentwicklungen und Modellierungsarbeiten, die in den 1990-er Jahren in diesem speziellen Anwendungsbereich erfolgten. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung der Schicht Metco™ Turb speziell für Kaplanturbinenschaufeln [5 ] . Diese Schicht vom Typ WCCoCr wird mit dem Oerlikon Metco-HVO F-Brenner Diamond Jet erzeugt, wobei die Schichtdicke bis zu 400 µm betragen kann. Auch bei Francis- und Peltonturbinen wird ein großer Teil der Wasser führenden Teile beschichtet. Einige Bauteile, wie z.B. Labyrinthdichtungen an Francismaschinen, werden dabei „spritzgerecht“ (geteilt) konstruiert. In der Mehrzahl der Einsatzfälle können die beschichteten Bauteile dann ohne weitere Nacharbeit eingesetzt werden. BEWÄHRTE WERKSTOFFE

Abbildung [4 ] gibt einen Überblick über die häufigsten und üblicherweise eingesetzten Schichtsystem in den verschiedenen Wasserturbinen. Typische Oerlikon Metco-Standardwerkstoffe des Typs WCCoCr, die sich in diesem Bereich je nach Beanspruchung und konkretem Einsatzfall sowie gewählter HVOF-Anlage bewährt haben, sind Amdry 5843, Metco 5847, Woka 3652, Woka 3653 und Metco™ Turb. Trotz praktisch gleicher chemischer Zusammensetzung unterscheiden sich diese Werkstoffe durch Form, Morphologie, Korngrößenverteilung, Größe der Primärkarbide, Schüttdichte und damit von der Herstellung und den Herstell-Parametern und auch dem eingesetzten Ausgangsmaterial. Diese Unterschiede machen sich in den Ergebnissen der Verschleißtests deutlich bemerkbar [6 ] . Allein durch die üblicherweise zur Q ualitätssicherung herangezogene Schichthärte waren diese Unterschiede nicht zu erkennen. Es wird ersichtlich, dass im Wasserturbinenbau heute praktisch nur noch das Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (nur in der Werkstatt; mit den Brennern Diamond Jet, WokaStar oder WokaJet) oder das Drahtflammspritzen (in der Werkstatt oder auch Vor-Ort-Beschichtung; mit den Spritzpistolen 14E oder 16E bzw. EGD-K) eingesetzt werden. Das Plasmaspritzen hat dagegen in diesem Bereich weitgehend an Bedeutung verloren (früher: Düsennadeln, Mundstücke und Francisturbinenteile). UNTERSTÜTZENDE ENTWICKLUNG

Eine generelle Empfehlung von Schichtlösungen kann es ohne genaue Analyse des

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[4] Auswahl der wichtigsten Anwendungen für thermisch gespritzte Schichten im Wasserturbinenbau.

konkreten Einsatzfalles - wie bei den meisten Maschinenbauteilen - nicht geben. In Abhängigkeit vom Design der Maschine, von der konkreten Betriebsweise und den spezifischen Betriebsbedingungen können starke

Unterschiede in den jeweiligen dominanten und sich überlagernden Beanspruchungsmechanismen vorherrschen. Dabei kann es im ungünstigsten Fall auch dazu kommen, dass sich Beanspruchungen gegenseitig verstär-

ken. Im Allgemeinen kann aber davon ausgegangen werden, dass der Verschleiß durch Hydro-Abrasion, Korrosion und Kavitation mit der Strömungsgeschwindigkeit, dem Feststoffgehalt und dem Korrosionspotenzial der Flüssigkeit zunimmt. Da der Verschleiß im Betrieb jedoch von weiteren Faktoren wie der Größe, der Form und der Härte der Feststoffpartikel abhängt, können spezifische Grenzen für einzelne Werkstoffe nicht angegeben werden. Weil das Verschleißverhalten eines Werkstoffs nicht mithilfe seiner einfachen physikalischen und mechanischen Kenngrößen wie Härte, E-Modul oder Zugfestigkeit vorhergesagt werden kann, ist die Durchführung spezieller Verschleißtests notwendig. Während phänomenologische Tests eingesetzt werden, um das grundlegende Verschleißverhalten eines Werkstoffs unter klar definierten Belastungen zu bestimmen, werden anwendungsspezifische Tests bereits auf Komponenten und konkrete Einsatzfälle ausgelegt. Die Ergebnisse dieser Versuche können in der Regel direkt in eine Anwendung übergeführt werden.

Foto: Oerlikon Metco

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[5] Schaufel einer Kaplanturbine, beschichtet mit SUME™ Turb von Oerlikon Metco.

PRÜFSTÄNDE FÜR SCHICHTENTWICKLUNG

Oerlikon Metco ist mit Prüfständen sowohl für die phänomenologischen Untersuchungen als auch für die kunden- und anwendungsspezifische Schichtentwicklung voll ausgestattet. Im Einzelnen stehen derzeit folgende Prüfstände zur Verfügung:

• Kavitations-/Erosionsprüfstand (gemäß AST M G32-03)

• Abrasionsprüfstand gemäß ASTM G65 (dry sand rubber wheel)

• Abrasions-/Korrosionsprüfstand (modifizierter AST M-G65-Test)

• Salzsprühtest gemäß ASTM B117; auch geeignet für AST M G85, B368, G43, D2247

[6] Verschleißverhalten von WCCoCr.

Foto: Oerlikon Metco

• Prüfstand für Stromdichte-Potenzialmessungen • GE-Erosionstest (GE50TF121) • Taber Abraser gemäß ASTM G75 • 2-Körper-Block-auf-Ring-Test (Verschleißverhalten von Reibpaarungen unter Gleitreibung) • Wasserstrahl-Erosions-Test Oerlikon Metco bietet seine Fachkompetenz sowie die oben genannten Prüfstände an, um kundenspezifische Applikationen zu entwickeln. Hier kann z.B. festgestellt werden, welche der zur Verfügung stehenden Schichtsysteme für eine gegebene Beanspruchung am besten geeignet ist. Um z.B. speziell das Kavitationsverhalten einer HVOF-gespritzten Schicht beurteilen zu können, wird bei Oerlikon Metco ein spezieller Kavitationsprüfstand eingesetzt [7 ] . Oerlikon Metco bietet seinen Kunden in enger und vertraulicher Zusammenarbeit an, aus einer ganzen Anzahl von bereits existierenden Schichten die beste Lösung auszuwählen bzw. eine vorhandene Schicht aufgrund spezieller Anforderungen in der Turbine gemeinsam weiter zu entwickeln. KONTAKT: Oerlikon Metco AG, Wohlen

Rigackerstrasse 16 CH-5610 Wohlen Tel. +41 56 618 81 81 www.oerlikon.com/metco

 Kränzler, T homas: Sicherstellung der Produktqualität durch maßgeschneiderte Materialtests – Klassifizierung von Werkstoffen. Sulzer Technical Review 1/2010

LITERATURHINW EIS:

[7] Kavitationsprüfstand bei Oerlikon Metco.

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Fotos: Krönauer

Dank Verschleißbeschichtung verfügen diese Laufräder über eine längere Lebensdauer. Keramikgefüllte 2K- Epoxid Beschichtungen mit einer Dicke von ca. 500 - 750 µ wurden hier eingesetzt.

LÄNGERE LEBENSDAUER UND REVISIONSABSTÄNDE DANK BESCHICHTUNGSTECHNIK Die Anforderungen an das Wasserkraftwerk von heute, was Lebensdauer und Revisionszyklen anbelangt, sind so hoch wie nie zuvor. Zudem sind die heutigen Materialien und Kraftwerkskomponenten zum Teil einer höheren Gesamtbelastung ausgesetzt als noch vor einigen Jahrzehnten. Dank modernster Technik können zwar heute viele Belastungen bereits im Vorfeld durch cleveres „Engineering“ reduziert aber nicht gänzlich vermieden werden. Um Schäden durch Verschleiß und Korrosion dennoch Herr zu werden, ist der Einsatz von Beschichtungstechniken heute das Mittel der Wahl und gewinnt zunehmend an Bedeutung. Das bayerische Traditionsunternehmen Krönauer Maschinenbau hat sich deshalb auf diesem Gebiet spezialisiert und zeigt, wie bei einer professionelle Beschichtung vorgegangen wird und die Anlagenlebensdauer dadurch mit geringem Aufwand erheblich gesteigert werden kann. as moderne Wasserkraftwerk sieht sich heute hohen Ansprüchen durch ihre Betreiber gegenübergestellt. Hohe Wirkungsgrade unter Dauerbelastung sind dabei ebenso wichtig und werden gefordert wie lange Lebensdauer und geringer Revisionsaufwand. Dieses Paket zu schnüren und dabei preislich in einem vernünftigen Rahmen zu bleiben, ist die Herausforderung die es sich zu stellen gilt. Computergestützte Fertigungs- und Planungsmethoden, wie etwa 3D-CAD und CNC, versetzen Hersteller in die Lage, hochwertige Anlagen-

komponenten mit optimalen hydraulischen Verhalten herzustellen. So konnten vor allem Verschleißschäden aufgrund von Kavitation drastisch minimiert werden. Doch im ewigen Kampf Mensch gegen Natur kann selbst die modernste Technik keine Wunder bewirken. Neben Verschleiß ist vor allem auch Kor-rosion eine große Bedrohung für jede Kraftwerksanlage. Denn anders als Kavitation, Abrieb oder Erosion, findet dieser Prozess dauernd statt und verfügt über eine oft unterschätzte zerstörerische Gewalt. Weltweit, so schätzt man, wird pro Sekunde

5 t Stahl durch Korrosion unwiederbringlich vernichtet. Daraus resultiert ein jährlicher Schaden in Milliardenhöhe. GUTER RAT IST NICHT TEUER

Durch den ständigen Kontakt mit Wasser, und der stetig hohen mechanischen Belastung, zählen Anlagenkomponenten von Wasserkraftwerken quasi zur Hochrisikogruppe, was Verschleiß und Korrosion anbelangt. Dies sollte man - egal ob Neubau- oder Revitalisierungsprojekt - immer bedenken, denn Schäden wirken sich im KraftwerksFebruar 2015

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Vorher: Wehranlage mit schadhaftem Korrosionsschutz

bereich oft mehrfach negativ aus. Im Schadensfall muss das betroffene Anlagenteil meist kostspielig ersetzt oder repariert werden. In Folge dessen kommt es dadurch meist zu Produktionsausfällen und erheblichen Zusatzverlusten. Zuletzt kann sich durch fehlenden Schutz die Lebensdauer der gesamten Anlage drastisch reduzieren, und häufigere Revisionen können infolge dessen teuer zu Buche schlagen. „Hier sollte man nicht an der falschen Stelle sparen, denn oft können teure Schäden durch einfache und kostengünstige Verfahren schon im Vorfeld vermieden und so eine lange Lebensdauer der Anlage gewährleistet werden“, so Heinz Krönauer, Inhaber von Krönauer Maschinenbau und Experte für Beschichtungstechniken im Stahlwasserbau. Der bayerische Unternehmer spricht aus

Oberflächenvorbereitung mittels Sandstrahlen

Erfahrung. Seit nun fast 23 Jahren beschäftigt sich sein Betrieb mit der Planung, Fertigung, Montage, Instandsetzung und Revisionen von Kraftwerksanlagen. Krönauer Maschinenbau verfügt heute über 15 Mitarbeiter und ist ein nach D IN ISO 9001:2008 zertifizierter Betrieb. Das Unternehmen hat sich auch auf Beschichtungstechniken im Stahlwasserbau spezialisiert und ist ein offizieller Beschichtungsbetrieb von Henkel/Loctite. IN SECHS SCHRITTEN ZUM SCHUTZ

Um sein Kraftwerk vor Verschleiß und Korrosionsschäden zu bewahren, bieten sich drei wesentliche Präventivmaßnahmen an, wie Heinz Krönauer betont: „Man kann erstens das angreifende Medium verändern, zweitens können Maßnahmen am zu schüt-

zenden Werkstoff ergriffen werden - wie beispielsweise durch Planung, Konstruktion oder einem kathodischen Korrosionsschutz, oder drittens kann eine Trennung des Werkstoffs vom angreifenden Medium durch Überzüge oder Beschichtungen vorgenommen werden“. Letzteres ist bei vielen Anlagen meist die einzig verbleibende Möglichkeit, da die anderen Maßnahmen bereits ergriffen wurden, nicht mehr möglich sind oder alleine nicht ausreichen. Die gute Nachricht aber hierbei – Beschichtungen sind meist vergleichsweise kostengünstig und unkompliziert umzusetzen und verfügen über ein hohes Schutzpotenzial. Um dabei auch höchste Qualität in punkto Schutz zu bieten, geht das Unternehmen Krönauer Maschinenbau nach einem 6-Schritte Programm vor:

Nachher: Endbeschichtung mit schwerem Korrosionsschutz. Die Dicke der Beschichtung beträgt 500 - 600 µ.

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Eine komplett überholte Francis- Spiralturbine mit einer 2K- Epoxid Verschleißbeschichtung (Dicke: 400 µ).

1 . BESICHTIGUNG VOR ORT

Das Fundament einer erfolgreichen Auftragsabwicklung beginnt immer mit einer umfangreichen Besichtigung vor Ort. Hier werden etwaige Umweltverhältnisse, vorherrschende Bedingungen und Parameter eruiert. Dabei wird unterschieden zwischen mechanischer und atmosphärischer Beanspruchung der zu schützenden Anlagenteile. Dies dient zur späteren Entscheidung über die Anwendung einer Verschleiß- oder Korrosionsbeschichtung. 2 . AUSWAHL DES RICHTIGEN BESCHICHTUNGSSTOFFES

Im nächsten Schritt wird auf Basis der vor Ort ermittelten Daten der jeweils optimale Beschichtungsstoff ausgewählt. Die meistbenutzten Beschichtungsstoffe sind dabei Epoxid und Polyurethan – der Markt bietet heute jedoch zahlreiche Ein- und Mehrkomponentenstoffe an. Ebenso zahlreich sind auch die Hersteller dieser Beschichtungsstoffe, wobei es bei staatlichen Bauprojekten hier klare Richtlinien gibt. In Form einer Liste sind hier die zur Verwendung erlaubten Produkte und deren Hersteller aufgezählt. Diese Liste dient aber auch bei privaten Projekten als guter Anhaltspunkt. Bei besonders kritischen Stoffen, wie etwa Säuren und Basen, kann Krönauer Maschinenbau als offizielles Partnerunternehmen von Henkel / Loctite, auf ein Kompetenzzentrum von etwa 200 Ingenieuren zurückgreifen. „Dadurch ist es uns möglich, unseren Kunden eine einwandfreie und auf jede Situation bestens angepasste Beschichtung zu liefern“, so Heinz Krönauer. 3 . VORBEREITUNG DER OBERFLÄCHE

Wurde der richtige Beschichtungsstoff gefunden, gilt es nun die betreffende Oberfläche

Verschleißbeschichtung des Laufrads und Leitapparats mit 2K- Epoxid. Besonderes Augenmerk galt hier den Spaltmaßen und der Dichtheit des Leitapparats. Durch die Reduzierung der Spaltmaße aufgrund der Beschichtung wurde die Turbine optimiert.

für den Beschichtungsvorgang vorzubereiten. Die am häufigsten angewandte Methode ist hierbei das Sandstrahlen. Sie entfernt effektiv alte Beschichtungen, Schmutz oder Zunder und raut die Oberfläche zudem auf. Das Sandstrahlen kann auch mobil vor O rt durchgeführt werden, für Anlagenteile die nicht abtransportiert werden können. Eine alternative Methode zum Sandstrahlen ist das Trockeneisstrahlen. Zum Reinigen werden hier Trockeneispartikel mit 5000 Litern Luft pro Minute beschleunigt und treffen mit Schallgeschwindigkeit auf das zu reinigende Material. Dadurch wird die zu entfernende Schicht lokal unterkühlt und wird spröde. Nachfolgende Trockeneispartikel dringen in die Risse ein und sublimieren beim Auftreffen schlagartig. Das Kohlenstoffdioxid wird gasförmig und vergrößert dabei sein Volumen um etwa das 700 bis 1000 fache. Dabei sprengt es den Schmutz von der Oberfläche ab.

Oberflächentemperatur muss mind. 3 Grad Celsius über dem Taupunkt liegen und die vorgegebenen Misch- und Applikationsvorgänge der gewählten Beschichtungsmittel müssen strikt nach den Vorgabe des Hersteller umgesetzt werden. 6 . QUALITÄTSKONTROLLE

Zum Abschluss stellt eine sorgfältige Q ualitätskontrolle eine zuverlässige Beschichtung sicher. Direkt nach dem Aus-härten werden die Dicke und die Haftung der Beschichtung gemessen. Die Haftung wird mittels eines Glitterschnitttests erprobt. Die Trockendicke kann mit einem speziellen Messgerät festgestellt werden. Nach dem Ermitteln der Werte werden diese in einem Beschichtungsprotokoll dokumentiert und verwahrt. Zusätzlich wird dem Kunden eine Beschichtungsdokumentation mit Bildern ausgehändigt. Weitere Information erhalten Sie bei:

4 . OBERFLÄCHENREINIGUNG

Nach dem Strahlgang wird die Oberfläche noch von losen Staubpartikeln, Fetten und Ö len befreit. Dies geschieht durch das Abblasen des Bauteils mit aufbereiteter und getrockneter Luft. Bei Beschichtungen im Stahlwasserbau ist es außerdem unerlässlich, das zu beschichtende Bauteil auf mögliche Salzeinlagerungen zu überprüfen. Hierzu werden spezielle Verfahren wie etwa der Bresle-Test angewandt.

KRÖNAUER MASCHINENBAU Marienthal 2 D-94244 Geierstal bei Teisnach T EL: +49 (0) 99 23 / 80 22 55 MAIL: heinz@maschinenbau-kroenauer.de WEB: www.maschinenbau-kroenauer.de

5 . BESCHICHTUNGSVORGANG

Nun ist die Oberfläche soweit vorbereitet, dass mit der Beschichtung begonnen werden kann. Dabei sind einige wichtige Kriterien einzuhalten: Die offene Zeit zwischen der Aufbereitung der Oberfläche und Beschichtung darf 4 Stunden nicht überschreiten, die Februar 2015

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SANIERUNG DER DRUCKROHRLEITUNG DES EDF WASSERKRAFTWERKS MALGOVERT

[von Ing. Ronald Hödl, Bilfinger VAM, basierend auf dem Vortrag bei der Viennahydro ‘14]

as Kraftwerk Malgovert im Gebiet der Rhohne-Alpen zählt auch 67 Jahre nach seiner Inbetriebnahme zu den leistungsstärksten Kraftwerken Südfrankreichs. Es wird heute von EDF (Électricité de France SA), dem zweitgrößten Stromerzeuger weltweit, betrieben. Die Anlage bezieht ihr Triebwasser vom Tignes Staudamm, von dem das Wasser über einen rund 20 km langen Triebwasserstollen bis zur Schieberkammer versorgt wird. Der Ausgangspunkt für das Retrofitprojekt befindet sich an der Schieberkammer, die auf einer Seehöhe von 1.492 m situiert ist. Insgesamt erstrecken sich die beiden Leitungsstränge über eine Länge von 1.459 m, getragen von 17 massiven Betonfundamenten. Zwischen diesen Fundamenten befinden sich in einem Abstand von 8 bis 9 m zusätzliche Betonrohrlager. Knapp oberhalb des Krafthauses teilt sich Leitung – zuerst in 4 und danach in 8 Leitungsabschnitte, die letztlich das Triebwasser zu den 8 installierten Peltonturbinen führen. Der Betriebsdruck im Bereich der Schieberkammer liegt bei circa 7 bar, während er im Bereich des Krafthauses etwa 85 bar ausmacht.

ROHRLEITUNG AUF UNSTETEM HANG

Die Druckrohrleitung ist in einer geologisch instabilen Umgebung situiert, speziell der

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Foto: Bilfinger VAM

Seit 1953 ist das französische 332MW-Kraftwerk Malgovert in Betrieb. 65 Jahre danach, im Jahr 2012 erhielt nun Bilfinger VAM den Auftrag für die Sanierung der Druckrohrleitung, die aus zwei parallelen, oberirdisch verlegten Stahlrohrleitungen mit einer Lichten Weite von 2,2 m besteht. Der Betriebsdruck reicht von 10 bis 85 bar. Die Sanierung umfasst den Tausch von 15 Prozent der kompletten Druckrohrleitung, inklusive Rohrkrümmer, Anschlussstücke, Armaturen, Rohrlager und anderer Komponenten. Von der Mitte der Druckrohrleitung abwärts galt es, sämtliche bestehende Rohrlager durch neue, höhen- und seitenverstellbare zu ersetzen. Die Installationsarbeiten starteten 2013, 2015 sollen sie abgeschlossen sein. Seit 2013 arbeitet Bilfinger VAM Anlagentechnik an der Sanierung der stählernen Doppel- Druckrohrleitung des französischen 332- MW- Kraftwerks Malgovert.

untere Trassenabschnitt ab etwa der Mitte. Über Jahrzehnte wurden hier Bewegungen der Betonfundamente bis etwa 4 cm pro Jahr dokumentiert. Die spezifischen Bewegungen wurden akribisch aufgezeichnet und sind somit für jeden Bereich der Druckrohrleitung bekannt. Um sie zu kompensieren, wurden in die Rohrleitung längsverstellbare Stopfbuchsen integriert. Die Anpassung erfolgte üblicherweise im Rahmen jährlicher Wartungsarbeiten. Wenn das Ende der Anpassungsmöglichkeit der Verbindung erreicht war, wurde die Druckrohrleitung geschnitten und die Stopfbüchse zurückgesetzt. Der dadurch entstandene Spalt wurde durch Einschweißen eines neuen Stahlrings wieder geschlossen. In Bild 3 sind diese Anpassungsschritte gut erkennbar. Jede der umlaufenden Schweißnähte repräsentiert somit das Rückstellen der Stopfbüchse. Selbstredend zeigten die Hangbewegungen auch Auswirkungen auf die bestehendenden Rohr-Sättel. Über die Jahre hinweg wurden die Betonrohrlager aus ihrer ursprünglichen Position versetzt, hauptsächlich sanken sie ab. Das Design der bestehenden Auflagen sah noch keine höhenverstellbare Anpassung vor, daher musste man sich bislang mit einfachen Hilfsmaßnahmen – wie einfachen Unterlegern – behelfen.

In Summe stellte sich der Status des betroffenen Kraftabstiegs wie folgt dar: Die limitierte Längenkompensation hatte zu zusätzlichen Stahlringen in der Leitung geführt. Die Rohrleitungen vor dem Krafthaus waren nicht mehr in der ursprünglichen Trassenlinie. Und es wurden an den Zwischenringen unvorteilhafte Schweißungen durch Kehlnähte festgestellt. Außerdem bedurften die Betonfundamente einer Verstärkung. Einige der Rohrsättel wiesen Abstände zur Leitung von bis zu 40 cm (Bild 4) auf, die mit provisorischen Platzhaltern aufgefüllt wurden. Was die Abzweigungen angeht, so wurde festgestellt, dass an den Kugelverteilern ØDN2100 auf ØD N1400 die Verbindungsflansche von innen geschweißt wurden. Dasselbe galt auch für die Abzweigung von ØDN1400 auf ØDN1000. BEGEGNUNG M IT TECHNIK DER 1 9 5 0 ER

Die bestehende Druckrohrleitung wurde Anfang der 1950er Jahre in der damals üblichen Form gefertigt. Ausgehend von einem dünnwandigen Rohr wurde das System im Bereich zwischen den massiven Betonfixpunkten mittels vorgespannter Stahlseile bzw. Ringe aus hochfestem Stahl verstärkt. (Bild 6) Im Bereich der Betonfixpunkte kamen konventionelle Rohre zum Einsatz. Die Rohrverteiler

HYDRO

Schematische Darstellung der Druckrohrleitung: In Summe erstreckt sich die zweistrangige Leitung über 1.459 m. Sie ist oberirdisch verlegt, getragen von 17 Fixpunkten und weiteren Betonauflagen, die im Abstand von 8 bis 9 m angeordnet sind. Bevor die Leitung ins Krafthaus einmündet, kommt es zweimal zu einer Aufgabelung.

Foto: Bilfinger VAM

sind kugelförmig, aus dickwandigem Gussstahl ausgeführt. An der Innenseite weisen sie Strömungsleitbleche auf, um Strömungsverluste zu minimieren. Die Planungen für das Sanierungsprojekt der Druckrohrleitung reichen bereits bis ins Jahr 2007 zurück. Fünf Jahre später erging der Auftrag an Bilfinger VAM Anlagentechnik, die für den mechanischen Teil des Gesamtprojektes verantwortlich zeichnet. Grob umrissen beinhaltet der Auftrag die Fertigung und Installation des betroffenen Abschnitts der Druckrohrleitung, der Verbindungsteile, der Stahlbaukomponenten und des Überwachungs-Equipments. Das Gesamtprojekt wird von einem Konsortium abgewickelt, das aus Bilfinger VAM Anlagentechnik und dem Projektführer Spie Batignolles T PCI besteht. Letzteres Unternehmen ist im Wesentlichen für die erforderlichen Baumaßnahmen, die Baustellenerschließung und die Baustellen-Infrastruktur zuständig. SANIERUNGEN UND NEU-INSTALLATIONEN

Im Detail bestand der Lieferumfang für den Anlagenbau-Spezialisten nun sowohl aus neuen Komponenten, welche bestehende ersetzten, als auch in der Sanierung originaler Bauteile. Neu gefertigt und installiert wurden: Alle 12 Stopfbüchsen im betroffenen Abschnitt – inklusive der Mannlöcher, alle Schnittstellenrohre (Verbindung dünnwandiges seilverstärktes altes Rohr – dickwandiges altes Rohr), die Zweigleitungen von den Verteilern 1400/1000 bis hin zum Kugelschieber, die Mehzahl der verstellbaren Rohrsättel sowie die Rohre des Drainage-Systems. Ein deutlich geringerer Teil bestand aus Sanierungsmaßnahmen. Diese betrafen die Flanschverbindungen der Verteilerkugeln, Korrosionsschutz bestehender Bauteile, die Armaturen des Drainagesystems oder auch die Rahmen der Verteilerhosen 1400/1000.

Fotos: Bilfinger VAM

Die alte Leitung wies zum Teil beachtliche Abstände zu den bestehenden Rohrsätteln auf.

Um die jährlichen Hangbewegungen zu kompensieren, wurden - wenn der Verstellbereich der Stopfbüchsen aufgebraucht war - neue Stahlringe eingefügt.

Grafik: Bilfinger VAM

Im Zuge des Komponententauschs, der Installation neuer Teile und in weiterer Folge bei den Druckproben kam es dazu, dass einige Komponenten versagten. Aus diesem Grund wurden einige Bauteile neu designed und ins Gesamtkonzept übernommen. So wurden etwa Stahlbandagen zum Ersatz von zu entfernenden Stahlseilen an den Schnittstellenrohren verwendet. Auch wurden alle 4 Verteiler 1400/1000 durch neue ersetzt, da diese an der unterwasserseitigen Flanschverbindung von innen verschweißt waren. ALTE UND NEUE ANFORDERUNGEN

Eine besondere Herausforderung für die Ingenieure von Bilfinger VAM Anlagentechnik bestand darin, dass das Projekt einige markante Schnittstellen zwischen alten und neuen Komponenten aufwies. Eine harmonisierte Basis zwischen den Anforderungen vergangener Tage und heutiger musste erst definiert werden. Dabei stellte sich die Definition dieser Grenzwerte häufig schwieriger dar als deren Berechnung. Konkret betraf dies etwa das Sicherheitskonzept und die Standards, aber auch den Miteinbezug von Lastfällen – wie etwa des Erdbebens, oder generelle Systemberechnungen. Letzteres sollte vor allem dadurch relevant werden, dass man das Rohrleitungssystem als „offenes System“ betreiben will, was nichts anderes bedeutet, als dass eine Längenkompensation durch offene, flexible Verbindungsstellen (Stopfbüchsen) erfolgen soll, um nur einige der umfangreichen Berechnungen zu benennen. Bis Juli 2014 wurden 150 Zeichnungen beim Kunden eingereicht und abgenommen, Überarbeitungen nicht eingerechnet. Bedingt durch den Umstand, dass das Kraftwerk in den 1950er erbaut wurde, war die technische Dokumentation nicht mehr zur Gänze verfügbar.

Leitungsabschnitt, bei dem die neuen verstellbaren Rohrsättel bereits installiert sind. Gut zu erkennen ist dabei auch die Seilverstärkung der Bestandsrohrleitung.

Leitung Leitungmit mitneuer, neuer,längenlängenverstellbarer verstellbarerStopfbüchse Stopfbüchse

Februar 2015

HYDRO

Foto: Bilfinger VAM

Die Flanschverbindung an einem der bestehenden Kugelverteiler 2100/1400 wurden repariert. Die alten, kugeligen Verteiler bestehen aus dickwandigem Stahlguss, sie sind innen im Hinblick auf Strömungsverluste durch innenliegende Strömungsleitbleche stromlinienoptimiert.

Im Vorfeld der Arbeiten galt es einige Parameter neu zu definieren. So musste etwa die Achse der neuen Druckrohrleitung teilweise neu bestimmt werden, da sie sich in einigen Bereichen aufgrund der Hangbewegungen verschoben hatte. Als wichtigste Unterlage dafür diente eine Neuvermessung aus 2012. Da eine Umstellung des Betriebssystems hin zu einem „offenen System“ vorgesehen war, galt es im Vorfeld abzuklären, wie sich dabei eine allfällige Winkelveränderung in den Stopfbüchsen von bis zu 1 Grad auswirken würde. Um dafür profunde Daten zu bekommen, wurde so früh wie möglich dafür ein Funktionsmodell gebaut, wobei die wesentlichen Details im Maßstab 1:1 realisiert wurden, um möglichst authentische Daten unter realistischen Bedingungen der Dichtungen des Bauteils zu erhalten. Auch in Hinblick auf die Auflager galt es, eine Vielzahl an Parameter und Vorgaben zu berücksichtigen: Im Vorfeld wurde bereits festgestellt, dass die bestehende Baustruktur keineswegs für neue oder außergewöhnliche Belastungen – wie etwa ein Erdbeben – ausgelegt ist. Zudem ist die Kraftableitung in die

Foto: Bilfinger VAM

Zum aktuellen Zeitpunkt sind mehr als zwei Drittel der Schweißarbeiten abgeschlossen. Die Prüfung weist eine Schweißfehlerquote von weniger als 0,55 % aus.

Baustrukturen aufgrund fehlender Verstärkungen sehr limitiert. Um die geologischen Bewegungen zu kompensieren, ist Anpassungsfähigkeit in vertikaler, lateraler sowie frei in axialer Richtung erforderlich. Das Ziel ist es, das Rohr in ein Satteldesign aufzunehmen, das den Betrieb unter allen Lastbedingungen erlaubt. An den Schnittstellenrohren war es erforderlich, einzelne Stahlseile aus dem Schweißbereich zu entfernen. Letztere wurden in der Folge durch vorgespannte Elemente (Stahlbandagen) ersetzt. Was die Verteilerhosen betrifft, so wurden sie so ausgelegt, dass sie einem Betriebsdruck von 85 bar standhalten – und einem Testdruck von rd 129 bar. (Bild 9) M ATERIAL- UND SCHW EISSQUALITÄT

Als Material kamen grundsätzlich Stähle zum Einsatz, die einerseits den EN ISO Standards und anderseits einem spezifischen projektdefinierten Standard entsprechen. Speziell was die neue Druckrohrleitung anbelangte, setzte man auf Hochleistungsstähle. Der Grund dafür lag in der möglichen Gewichtsreduktion, um die aufgrund örtlicher Gegebenheiten limitierte Krankapazität vor Ort zu berücksichtigen.

HERAUSFORDERUNG M ONTAGE

Ein kleiner, aber nicht unwesentlicher Teil des Projekterfolges bestand darin, dass sich das gesamte Team von Bilfinger VAM Anlagentechnik bemühte, sich an die französische Kultur, Gepflogenheiten etc. anzupassen. Einige der Arbeiter waren auch schnell in der Lage, sich in der Landessprache mit den französischen Kollegen auf der Baustelle zu verständigen. Als erster Arbeitsschritt erfolgte die Demontage der bestehenden Rohre. Dies geschah durchaus unter Zeitdruck, da die Termine vorgegeben sind – und ein derartiges Projekt manchmal wie ein Wettrennen mit der Zeit erscheint. Hinzu kam, dass der Arbeitsbeginn mitten im Winter erfolgte und das Team vor Ort mit Schnee, Wind und eisigen Temperaturen zu kämpfen hatte. Ein wesentlicher Aspekt betraf die Sicherheit: Bilfinger VAM Anlagentechnik kann auf eine

Neuer Hosenrohrverteiler 1400/1000 mit einer blockierbaren Stopfbüchse

Februar 2015

Foto: Bilfinger VAM

REALES M ODELL ZU TESTZW ECKEN

Die große Zahl an Schweißarbeiten wurde nach den höchstmöglichen Standards durchgeführt. Die hohe Qualität bestätigte sich letztlich auch in den Ergebnissen der anschließenden Qualitätsprüfung, die ebenfalls nach gängigen EN und EN ISO Standards erfolgte. Zum Zeitpunkt Juli 2014, da bereits 85 Prozent aller Schweißarbeiten abgeschlossen waren, wies die Prüfung eine Schweißfehlerrate von unter 0,55 Prozent auf. Das entspricht etwa einer Schweißnahtlänge eines defekten Abschnitts von 15 m im Verhältnis zu einer Gesamtlänge von 2745 m. 100 Prozent der Schweißnähte an der Druckrohrleitung wurden durch eigene Qualitäts-Kontrolleure (Bild 8) aus dem Hause VAM mithilfe von modernstem Equipment im Rahmen zerstörungsfreier Prüfverfahren überprüft. Als Novität kam in diesem Projekt die automatisierte Ultraschallprüfung zur Anwendung. Vor Ort wurden insgesamt mehr als 100 Schweißnähte erstellt, die eine Gesamtlänge von 750 m repräsentieren.

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Neues Schnittstellenrohr mit integriertem Mannloch

Fotos: Bilfinger VAM

Für den Materialtransport in die schwer zugänglichen Bereiche musste man auf die Hilfe eines Helikopters zurückgreifen.

extrem geringe Zahl von Arbeitsunfällen verweisen. Vor Arbeitsantritt wurden in diesem Zusammenhang auch exakte Standards mit dem Auftraggeber und dem Sicherheitskoordinator ausgearbeitet. Sie haben sich bis dato bestens bewährt. FLEXIBILITÄT UND GROSSES KNOW-HOW

Im Durchschnitt befinden sich rund 65 Arbeiter von Bilfinger VAM Anlagentechnik auf der Baustelle, in Tag- wie Nachtschichten. Sollte plötzlich erhöhter Bedarf an Manpower auftauchen, kann der Stand der Baustellenbelegschaft schnell und unbürokratisch aufgestockt werden. Für das Team ist wichtig, dass auch spezielle Maschinen und Fahrzeuge jederzeit zur Verfügung stehen. Die schwere Zugänglichkeit der Baustelle verlangt unter anderem den Einsatz von Schreitbaggern, von Schneemobilen und anderem speziellen Gerät. In dieser Hinsicht weist das Unternehmen einen hohen Ausrüstungsgrad auf. Auch Heli-

Im Laufe dieses Jahres sollen die Sanierungsarbeiten abgeschlossen sein. Alle Weichen sind dafür gestellt.

Transporte waren für Aufgaben in gewissen Abschnitten unerlässlich. Vor Ort konnte das Team von Bilfinger VAM Anlagentechnik öfter als einmal seine große Flexibilität unter Beweis stellen. Beispielsweise als defekte Stellen an der bestehenden Leitung entdeckt wurden und sehr schnell, gemeinsam mit EDF eine technische Lösung gefunden werden musste, um im Zeitplan zu bleiben. In diesem Fall bewährte sich auch die hervorragende hausinterne Zusammenarbeit von Konstruktion, Statik, Fertigung und dem Montageteam vor Ort. Zwar ist das gesamte Sanierungsprojekt noch nicht abgeschlossen, doch die Weichen für einen erfolgreichen Abschluss sind längst gestellt. Bilfinger VAM Anlagentechnik konnte dabei nicht nur mit dem bekannt hohen technischen Know-how punkten, sondern letztlich dem Kunden auch als Partner zur Seite stehen, um dessen wirtschaftliche Rahmenbedingungen für ein derart komplexen Projekt innerhalb erwarteter Grenzen zu [von Ing. Ronald Hödl u. Ing. Clemens Keplinger] halten.

Februar 2015

HYDRO

Fotos: KREMSMÜLLER

Über 1.000 Schweißnähte schaffen stabile Verbindungen für Jahrzehnte.

Vormontage von einem der aufwändigen Verteilrohre im KREMSMÜLLER Werk im oberösterreichischen Steinhaus.

TIWAG- PROJEKT KAUNERTAL – WENN HEUTE DIE FORDERUNGEN VON ÜBERMORGEN ERFÜLLT WERDEN Die TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG realisiert aktuell ein Megaprojekt: Nach seinem Ausbau soll das Speicherkraftwerk Kaunertal 621,5 GWhWasserkraftstrom erzeugen. Im Vergleich zu fossilen Wärmekraftwerken verhindert dies jährlich 358.000 t CO2 . Eine besondere Rolle spielt die 1.440 m lange Druckschacht-Panzerung bzw. -leitung mit einem Durchmesser von 4,3 m. Sie ist bei einem Maximaldruck von 100 bar und unzähligen Lastwechseln eine der höchstbelasteten in den Alpen. Statt der üblichen Auslegung auf 40 bis 50 Jahre Lebensdauer gibt die TIWAG über 100 Jahre vor. Kremsmüller Industrieanlagenbau, Steinhaus/OÖ, als Hersteller der Druckleitungen und Verteilrohre muss heute gewährleisten, dass diese Bauteile auch in ferner Zukunft – „übermorgen“ – die erforderlichen Werte erfüllen. Das gilt vor allem für die Schweißverbindungen und damit für jede der über 1.000 Nähte mit jeweils bis zu 14 Lagen, 35 Raupen und 14.000 mm Länge.

ls die T IWAG-Tiroler Wasserkraftwerke in den Jahren 1961 bis 1965 das Kraftwerk Kaunertal errichtete, galt es mit einer installierten Gesamtleistung von 392 MW bei einer Fallhöhe von 890 m als das größte Österreichs. Aktuell arbeitet man daran, den Triebwasserweg für eine Ausbauwassermenge von 52 m3 /s auf 122 m3 /s auszubauen. Zu diesem Zweck wird unterirdisch ein 1,4 km langer Druckschacht mit Abzweigungen zum bestehenden Krafthaus sowie dem Wasserschloss realisiert. Bereits 2012 wurde mit den Arbeiten dafür begonnen. Zurzeit sind rund drei Viertel der StahlbauArbeiten abgeschlossen. Nachdem mittlerweile der größte Teil der Schachtrohrabschnitte geschweißt ist, erklärte der bei T IWAG verantwortliche Ingenieur Rainer Maldet: „Kremsmüller hat unsere Vorgaben noch übertroffen. Dazu tragen sicher sowohl

Februar 2015

deren vorbildliche Investitionen in die Bearbeitungsmaschinen und die UP-Schweißanlagen bei als auch die hervorragend qualifizierten Mitarbeiter bei.“ Die bis zu 120 mm dicken Stahlbleche rollt Kremsmüller im eigenen Werk in die Rohrform. AnschlieDas Gabelrohr wird an die Gebirgsbaustelle geliefert.

ßend verbindet eine UP-Schweißanlage die Blechstöße zum perfekten Rohrschuss sowie zwei Schüsse per Rundnaht zu einem Rohrstück. Im unteren Schachtbereich betragen deren Abmessungen im Innendurchmesser 4.400 mm plus 48 mm Wanddicke und 6.000 mm Länge. In Summe werden dafür rund 9.300 Tonnen Stahl verbaut. Für die Montageschweißungen im Schacht evaluierte Kremsmüller im Bauteilversuch das WIGEngspaltschweißen. FESTIGKEIT DER SCHW EISSNAHT LIEGT ÜBER JENER DES GRUNDW ERKSTOFFS

„Schäden wie spontane Materialbrüche treten an solchen Leitungen nur auf, wenn die örtliche Zähigkeit zu niedrig ist. Nie wegen ein paar Megapascal zu geringer Festigkeit an der geforderten Dehngrenze“, weiß Franz Mayrhofer, Werkstoff-Prüftechnikexperte von

HYDRO

Das Einheben des tonnenschweren Verteilrohres ist Millimeterarbeit.

voestalpine Stahl GmbH, dem Hersteller der speziellen Stahlbleche. Die T IWAG verlangt eine höchstmögliche Stahlqualität mit hoher Festigkeit, damit die Wanddicke der Druckleitungen so gering wie zulässig sein kann, und dies trotz der hohen Lebensdauer-Vorgabe. Nach Vorversuchen der T IWAG entwickelte voestalpine einen Stahl, den es bisher in dieser Spezifikation noch nicht gab: alform S580/820 M mit mindestens 580 N/mm2 als 0,2 % Dehngrenze (für die Streckgrenze) und maximal 820 N/mm2 Zugfestigkeit bei gleichzeitig sehr hohen garantierten Zähigkeitseigenschaften. Diese Werte ermöglichen, dass der Stahlverarbeiter beim Schweißen das von der T IWAG geforderte Overmatching realisiert. Das bedeutet, die Festigkeit der Schweißnaht muss über der des Grundwerkstoffes liegen! Als einziger Stahlverarbeiter sagte die Firma Kremsmüller das Erfüllen dieser und anderer Vorgaben zu. Das Unternehmen muss dazu definiert enge und bisher nicht praktizierte Bedingungen einhalten. Sie sind für jede Schweißnaht der Druckleitung komplett per

Über eine Gesamtlänge von 1.440 m wird die Stahldruckleitung verlegt.

zerstörungsfreier Prüfung nachzuweisen und zu dokumentieren. Diese Prüfungen führt zusätzlich ein unabhängiges Unternehmen nach der TOFD-Analyse im Auftrag der T IWAG aus. GEBALLTES KNOW-HOW IM VERTEILROHR

Großen planerischen Aufwand erforderte nicht zuletzt auch das Gabelrohr zwischen Druckrohrleitung und Wasserschloss, das ebenfalls von der Firma Kremsmüller gefertigt, geliefert und montiert wurde. Es wurde im Vorfeld von den Spezialisten von Andritz Hydro in Linz genauesten mechanischen Bruch-Analysen und umfangreichen numerischen Simulationen unterzogen. Auf diese Weise konnten jene Bereiche des Stahlbauteils eruiert werden, die unter den maximalen Lastbedingungen die höchsten Belastungen aufweisen. Wie Rainer Maldet im Rahmen des 18. Internationalen Seminars Wasserkraftwerke in Laxenburg im vergangenen November darlegte, tritt in den äußeren Sektionen des Bauteils eine Belastung von bis zu 280,6 MPa auf. Im Vergleich dazu beträgt

etwa die die Zugfestigkeit des Materials 820 MPa. Eine zentrale Rolle spielten im Vorfeld umfangreiche Materialtests, um die geforderten Eigenschaften des verwendeten Stahls sicherstellen zu können. Dass darüber hinaus höchste Qualitätsmaßstäbe an die Schweißarbeiten gestellt werden, lag somit auf der Hand. Kremsmüller konnte auch in dieser Hinsicht den Kunden zu 100 Prozent überzeugen. HOCH BEANSPRUCHBARE W ERKSTOFFE HABEN ZUKUNFT

Kremsmüller will seinen Kompetenzvorsprung nutzen, um auch Auftraggebern für andere außerordentlich anspruchsvolle Projekte überragende Lösungen zu bieten. Denn thermisch, chemisch oder mechanisch hoch beanspruchbare Metallwerkstoffe haben Zukunft. Der technologische Trend in chemischer Verfahrenstechnik im Maschinen-, Apparate- und Anlagenbau, im Energie- und Transportwesen sowie im Hoch- und Tief-bau weist in Richtung extremer Dimensionen, Abmessung, Masse und Belastung überschreiten immer öfter das bislang Übliche.

Februar 2015

Foto: TU Wien

HYDRO

Schloss Laxenburg vor den Toren Wiens bietet einen einmaligen Rahmen für das traditionell hier stattfindende Wasserkraft- Event.

VIENNAHYDRO 2014 GEHT DEN WASSERKRAFTTRENDS DER ZUKUNFT AUF DEN GRUND Seit Jahrzehnten zählt die Viennahydro, traditionell in den ehrwürdigen Hallen des Schloss Laxenburg abgehalten, zu den bestetablierten und renommiertesten Veranstaltungen am internationalen Wasserkraftsektor. Diese Reputation untermauerte auch die letzte, die 18. Auflage, die von 26. bis 28. November 2014 vor den Toren Wiens stattfand. Im Mittelpunkt der Veranstaltung standen unter anderem diverse Aspekte zur Pumpspeicherung, die nach wie vor als effektivste und bewährteste Form der Energiespeicherung gilt. Die beiden gesellschaftlichen Highlights im Rahmenprogramm bildeten ein exklusiver Abend im Technischen Museum sowie das schon beinah traditionelle „Heurigen-Dinner“ in Neustift. siert. Die letzte Auflage stand unter dem Titel „Innovationen und Entwicklungsbedarf für eine nachhaltige Entwicklung der Wasserkraft“ – wobei das hochkarätige Konferenzprogramm ein breites Spektrum von aktuellrelevanten T hemen abbildete: angefangen von diversen technischen Fragestellungen zur Optimierung der Anlagen- und Maschinenperformance, über den großen T hemenkomplex der Pumpspeicheranlagen und deren Einsatzmöglichkeiten und Anwendungsformen bis hin zu ökologischen Herausforderungen und adäquaten Lösungen.

Rund 300 Teilnehmer waren der Einladung von Dr. Eduard Doujak und seinem Organisationsteam gefolgt, um im Rahmen eines Expertenforums diese T hemen anzusprechen, sich zu informieren und auszutauschen – und nicht zuletzt auch neue Kontakte zu knüpfen und bestehende in einem gediegenen Rahmen zu pflegen. Wie in den Jahren zuvor wurde das umfangreiche Vortragsangebot in Form einer räumlichen Dreiteilung organisiert, wobei der große T heatersaal die Kapazitäten für das größte Auditorium mitbringt.

Aus 23 Ländern waren die Teilnehmer der Veranstaltung gekommen.

Februar 2015

Foto: zek

Prof. Dr.- Ing. Christian Bauer eröffnete die Tagung.

Foto: TU Wien

inmal mehr wurde von 26. bis 28. November letzten Jahres das altehrwürdige Schloss Laxenburg, dessen älteste Teile aus dem 12. Jahrhundert stammen, zum „Mekka“ der internationalen Wasserkraftszene. Bereits zum 18. Mal öffnete das „Internationale Seminar Wasserkraftanlagen“ – die Viennahydro – vor den Toren Wiens seine Pforten. Traditionell wird die Tagung von der Technischen Universität Wien, im Speziellen vom Institut für Energietechnik und T hermodynamik sowie vom Institut für Hydraulische Maschinen, organi-

HYDRO

Moderatorin Elisabeth Babnik scharte eine hochkarätige Diskussionsrunde um sich: DI Dr. Klaus Schneider von der Schluchseewerk AG, DI Dr. Walter Scheidl, Andritz Hydro, DI Dr. Leopold Heninger,CEO Voith Hydro, und DI Oliver Haupt, KfW- Entwicklungsbank, (v.l.) diskutierten über den Entwicklungsbedarf und Innovationen in der Wasserkraft.

Foto: TU Wien

TIWAG- Vorstandsdirektor Dipl.- Ing. Johann Herdina informierte das Auditorium über die aktuellen Bauvorhaben des Tiroler Energieversorgers.

Ass.Prof. DI Dr. Eduard Doujak gilt als die Triebfeder hinter der „ Viennahydro“ .

Foto: TU Wien

In diesem großen T heatersaal empfing Professor Dr. Ing. Christian Bauer, Leiter des Forschungsbereiches Strömungsmaschinen am IET, am Morgen des ersten Tages die Veranstaltungsgäste, die aus der ganzen Welt nach Wien angereist waren. Nach der Eröffnung ging es dann relativ schnell in medias res. Dipl.-Ing. Johann Herdina von der T IWAG sorgte für den Auftakt mit einem Vortrag über die Geschichte des Wasserkraftausbaus und die zukünftigen Herausforderungen für den Tiroler Landesenergieversorger. Dabei lieferte er nicht nur einige interessante Zahlen zum Bestand des T IWAGKraftwerksparks, sondern informierte auch eingehend über laufende und geplante Projekte. Im Speziellen ging er dabei etwa auf den Bau des Fischlifts am Kraftwerk Runserau ein, dessen Umsetzung seinen Angaben zufolge mit rund 3,7 Mio. Euro zu Buche schlägt und der letztlich zu einem jährlichen Ertragsverlust von 22,3 GWh führen wird. Daneben erläuterte er die Eckdaten des Erweiterungsprojekts am Kraftwerk Kirchbichl sowie die erfolgreiche Modernisierung des Kraftwerks Finsing. Mit einigen anderen Umbau-, Revitalisierungsund Erweiterungsprojekten gelang es Herdina einen kompakten Überblick über die Wasserkraftaktivitäten der T IWAG und nicht zuletzt auch über das technische Know-how der T IWAGEngineering-Abteilung zu vermitteln. Einen weiteren viel beachteten Vortrag am ersten Seminartag steuerte Dr. Tahir Kapetanovic von der E-Control bei. Für einen spannenden Start in den ersten Tagungsnachmittag sorgte in weiterer Folge die Podiumsdiskussion zum T hema „Innovationen und Entwicklungsbedarf im Bereich Wasserkraftwerke“, an der DI Oliver Haupt von der KfW-Entwicklungsbank, Frankfurt, DI Dr. Leopold Heninger,CEO Voith Hydro, St. Pölten, DI Dr. Walter Scheidl von Andritz Hydro und DI Dr. Klaus Schneider von der Schluchseewerk AG teilnahmen. Der Bogen der lebhaften Debatte spannte sich dabei von Fragen zur Netzstabilität und -kapazität, über die Schlüsselrolle der Pumpspeicherung bis hin zu technischen Aspekten der Wasserkraft. Die nächste Podiumsdiskussion drang dann noch tiefer in die Fragestellung „Netzstabilität“ ein. Für einen interessanten Meinungsaustausch sorgten Ing. Peter Amler von Andritz Hydro, Prof. Dr.Ing. Wolfgang Gawlik von der Uni Wien, DI Johann Herdina von der T IWAG und Dr. Tahir Kapetanovic von der E-Control. Während die Podiumsdiskussionen im „T heater“ vor großem Publikum abgehalten wurden, fanden parallel dazu in den beiden kleineren Veranstaltungssälen ebenfalls hochkarätige Vorträge statt. Um nur zwei des ersten Nachmittags anzuführen: Dr. Michael Detering von DB Sediments GmbH erörterte die Gefahren, die dazu führen können, dass Wasserkraftwerke nicht mehr dem Nachhaltigkeitsgedanken entsprechen. DI Anton Lashofer referierte zum T hema „Wasserkraftschnecken“, und stellte nicht nur deren technische Eigenschaften und Möglichkeiten vor, sondern zeigte auch auf, dass mit dieser Technologie in den nächsten Jahren verstärkt zu rechnen sein wird.

Foto: zek

VIEL NEUES IM WESTEN

Ing. Rainer Maldet, TIWAG Hydro Engineering GmbH, referierte zum Thema Druckrohrleitung für das Erweiterungsprojekt Kraftwerk Kaunertal.

EXKLUSIVER ABEND BEIM HEURIGEN

Foto: TU Wien

Tag 2 der letzten „Viennahydro“ war zu Beginn geprägt von Fragen zum Design von hydraulischen Kraftwerkskomponenten. Speziell die umfangreichen Fragestellungen zur neuen Druckrohrleitung für das Erweiterungsprojekt Kaunertal der T IWAG fand dabei große Beachtung. In diesem Zusammenhang standen auch T hemen wie Stahl- oder auch Schweißqualität sowie entsprechende Prüfverfahren ihren Niederschlag. Parallel dazu fand aber auch eine vielbeachtete Session zum T hema „Analytische und numerische Kalkulation von hydraulischen Komponenten“ statt, die in bewährt eloquenter Weise von Prof. Dr.-Ing. Eberhard Göde geleitet wurde. Eine weitere, sehr Februar 2015

Dipl.- Ing. Melanie Natschläger von voestalpine Grobblech GmbH referierte über Hochleistunsstahl im Einsatz für Hochdruck- Rohrleitungen.

Foto: TU Wien

HYDRO

Das Catering- Buffet ließ keine kulinarischen Wünsche offen - zudem bot es eine angenehme Möglichkeit für Small- und anderen Talk.

Teilnehmern bereits ein äußerst spannender Abend im Technischen Museum Wien – mit einer exklusiven Führung – geboten wurde, stand am zweiten Abend ein Dinner im „Heurigen“ von Ernst und Gerti Huber auf dem Programm. Seit über 30 Jahren gilt das Lokal in Neustift am Walde als hochkarätiger Gastgewerbebetrieb mit einer romantisch-traditionellen Atmosphäre und hervorragenden Weinen. Ein idealer Ort also, um die Eindrükke des Tages verarbeiten und diskutieren zu können, um gemütlich zu plaudern und bestehende Kontakte zu vertiefen. ERTÜCHTIGUNG UND SANIERUNG

Der abschließende Tagungsvormittag stand thematisch auf drei Säulen: Zum einen ging es einmal mehr um Fragen zur Pumpspei- cherung, zum anderen standen Aspekte der Messtechnik sowie der Ertüchtigung von Kraftwerken auf dem Programm. Als Son-derthema stand auch eine Session auf dem Programm, die sich den Aspekten der Beschichtung und der Oberflächenbehandlung widmete. Gerade beim T hemenfeld der

„Ertüchtigung und Sanierung“ standen zahlreiche praxisrelevante Problemstellungen im Mittelpunkt, viele konkrete Beispiele wurden vorgestellt. Um nur eines davon zu nennen: So wurde etwa von Ing. Ronald Hödl von Bilfinger VAM Anlagentechnik die Sanierung der Druckrohrleitung des französischen Hochdruck-Kraftwerks Malgovert präsentiert. Durchaus spannend, welche Vielzahl an Parameter, Vorgaben etc. in ein derartiges Projekt miteinfließen. Freitagmittag ging das „18. Internationale Seminar Wasserkraftanlagen“ zu Ende. Einmal mehr wurde die Veranstaltung ihrem Ruf als eine der international profundesten und technisch anspruchsvollsten Tagungen zum T hema Wasserkraft gerecht. Und auch das hochkarätige Rahmenprogramm trug seinen Teil dazu bei, dass das internationale Publikum zufrieden und mit vielen positiven Eindrücken die Heimreise von Wien antreten konnte. Ein Großteil wird dann wohl auch wieder dabei sein, wenn die Viennahydro in Laxenburg 2016 zum 19. Mal ihre Tore öffnen wird.

Besonders großen Anklang fand der gemeinsame Abend im Technischem Museum Wien.

Februar 2015

Foto: TU Wien

spannende Session am Vormittag des zweiten Tages umfasste das breite Feld „Ertüchtigung von Wasserkraftwerken“, wobei hierbei natürlich Beispiele aus der Praxis nicht fehlen durften. Der Nachmittag stand dann stark unter dem Zeichen des T hemas Pumpspeicherung, wobei vor allem diverse Aspekte des Pumpspeicherkraftwerks Obervermuntwerk II wissenschaftlich beleuchtet und diskutiert wurden. In weiterer Folge wurden allerdings auch andere Projekte aufgegriffen, unter anderem wurde die Entwicklung von dezentralen, kleinen Pumpspeicherkraftwerken vorgestellt. Daneben wurden aber auch die Prüfung und Einschätzung von Ermüdungserscheinungen bei Wasserkraftgeneratoren zum T hema gemacht, sowie die Herausforderungen in der Entwicklung von hydroelektrischen Komponenten behandelt. Natürlich durften auch Aspekte der Umweltrelevanz und Nachhaltigkeit nicht fehlen. Am Ende des Vortragsreigens sollte der zweite gesellschaftliche Höhepunkt der Veranstaltung folgen. Nachdem am Vorabend den

Traditionell gilt der Heurigen- Abend als absolutes gesellschaftliches Highlight der Veranstaltung.