zek Hydro - Ausgabe 2 - 2020 by zek Magazin

APRIL 2020

Verlagspostamt: 4820 Bad Ischl · P.b.b. „03Z035382 M“ – 18. Jahrgang

Fachmagazin für Wasserkraft

HYDRO

SMALL AND MINI HYDROPOWE R SOLUTIONS

Kraftwerk Santa Maria II nimmt Betrieb auf Algund gewinnt Strom aus dem Trinkwassernetz Oberstdorfer Kraftwerk mit vierfacher Produktion am Netz Niederösterreichische Kraftwerkstechnik bewährt sich in Island

“FROM WATER-TO-WIRE“

Lebenszyklus eines Wasserkraftwerks – „from water-to-wire“. Wir bieten optimierte Lösungen für alle Arten von Kleinwasserkraftwerken, bis zu einer Leistung von 30 MW pro Einheit. In über 30 Jahren hat

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Unsere Wasserkraft optimal vermarkten. Das ist: Unser Antrieb. Unsere Energie.

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HYDRO

Zur Sache

KLEINWASSERKRAFT ALS SYSTEMRELEVANTE INFRASTRUKTUR

s ist nicht alles anders geworden, aber vieles. Was wir für selbstverständlich annahmen, ist es auf einmal nicht mehr. Wie fast überall auf dem Planeten, hat das Covid-19 Virus unser Leben verändert. Wie nachhaltig diese Veränderungen sein werden, darüber kann derzeit bestenfalls spekuliert werden. Die Corona-Krise hat uns in eine Zeit gestürzt, die eine tiefe Verunsicherung in der Gesellschaft mit sich gebracht hat. Viele fragen sich: Wie sicher ist unsere Versorgung in den nächsten Wochen und Monaten? Natürlich geht es dabei abseits der Lebensmittel auch um die Sicherheit unserer Stromversorgung. Diesbezügliche Sorgen erscheinen aktuell jedoch nicht vorrangig. Kurz- bis mittelfristig ist die Stromversorgung gut abgesichert, wie wir von den großen Stromversorgern hören. Corona hat keinen Einfluss auf die Wasserkraftwerke, auch wenn gerade die großen EVU akribische Schutzmaßnahmen treffen. So haben sich beispielsweise 53 Mitarbeiter von Wien Energie in freiwillige Selbstisolation begeben, wo sie in eigens errichteten Wohncontainern leben und von dort aus dafür sorgen, dass auch in den schwierigsten Phasen der Viruskrise der Betrieb der Kraftwerke und Müllverbrennungsanlagen gewährleistet bleibt. Andere berichten davon, dass spezielle Notleitstellen eingerichtet wurden und der gesamte Betriebsablauf mit minimalen persönlichen Realkontakten abläuft und eine größtmögliche Verlagerung der Kommunikation auf Telefon und neue digitale Optionen erfolgt ist. Doch nicht nur die großen EVU, auch kleine dezentrale Versorger bewähren sich in diesen Zeiten. Sie sind Teil jener kritischen Infrastruktur, die es zu schützen gilt. Dabei zeigt sich auch eines ganz deutlich: Eine dezentrale Versorgung, wie sie durch die Tausenden von Kleinwasserkraftwerken im Alpenraum gewährleistet wird, bedeutet auch erhöhte Sicherheit im Falle eines überregionalen Blackouts. Als Teil der systemrelevanten Infrastruktur wird den Energieversorgern auch erhöhte Aufmerksamkeit und Wertschätzung zuteil. Es bleibt zu hoffen, dass diese Wertschätzung auch nach der Krise Bestand hat und die Politik danach bestmögliche Rahmenbedingungen für die Weiterentwicklung der Kleinwasserkraft schafft. Denn eines steht fest: Es wird eine Zeit nach Corona geben. Und vielleicht werden wir aus diesen Wochen und vielleicht Monaten auch tiefgreifende Lektionen für die Zukunft mitnehmen. In diesem Sinne möchte ich mit einem hoffnungsvollen Zitat des französischen Schriftstellers Albert Camus enden: „Mitten im tiefsten Winter wurde mir bewusst, dass in mir ein unbesiegbarer Sommer wohnt.“ Ihr Mag. Roland Gruber (Chefredakteur) rg@zekmagazin.at PS: Ein herzliches Dankeschön an alle, die uns auch in diesen schwierigen Zeiten die Treue halten und die an der Entstehung der aktuellen Ausgabe mitgeholfen haben.

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We clean water April 2020

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HYDRO

Inhalt

18 KW ILLERURSPRUNG

25 FISCHACH-KRAFTWERKE 28 KW BRÚARVIRKJUN

31 KW SANTA MARIA II

Aktuell

Standpunkt

Projekte

06 Interessantes & Wissenswertes SHORT CUTS

16 Passen Wasserkraft und Hochwasserschutz zusammen? KOLUMNE PELIKAN

25 Innviertler Wasserkraftspezialist erneuert Fischach-Kraftwerke KW GRABENMÜHLE & MIEDERING

Projekte

03 Editorial 04 Inhalt 06 Impressum

28 Isländischer Betreiber setzt auf Technik aus Niederösterreich KW BRÚARVIRKJUN

18 Oberstdorfer Kraftwerk vervierfacht die Produktion KW ILLERURSPRUNG

31 Grünes Licht für Piemonteser Kraftwerk nach 2 Jahren Stillstand KW SANTA MARIA II

Forschung

SedimentManagement

22 Wie Europas Energiesysteme von der Wasserkraft profitieren PROJEKT XFLEX HYDRO

34 Taucharbeiten ermöglichen Speichersanierung im Nationalpark SPEICHER PUNT DAL GALL

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HYDRO

Inhalt

PUNT DAL GALL

TWKW ALGUND

SYLVENSTEINSPEICHER

Projekte

38 Gemeinde gewinnt Ökostrom aus dem eigenen Trinkwassernetz TWKW ALGUND

52 Kärntner Kraftwerk erreicht neue Leistungsdimensionen KW LEBEK

42 Finnische Hammerbohrmethode sorgt für den Durchbruch KW UTSCHBACH

Politik

Stahlwasserbau

54 Blackout-Vorsorge: Bürgermeister in der Verantwortung VORSORGEPLANUNG

45 Stahlwasserbauexperten stellen Hochwassersicherheit her SYLVENSTEINSPEICHER

56 EE-Ausbau soll für Stromunab hängigkeit bis 2030 sorgen PERSPEKTIVE

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THE.WAVE

zek HYDRO 02/2020

Amiblu U2 Verbund AG U3 Andritz Hydro U4 Amiblu 20 Auma 13 BHM-Ing. 10 Braun 51 Electro Clara 41 Elin 12 Floecksmühle Energietechnik 21 Geiger 21 Geonex 44 Geotrade-Superlit 11 Gufler Metall 16 Ingenieurbüro Dr.-Ing. Koch 19 Jank 27 Künz 47 Oberprantacher 41 Omicron 58 Ossberger 13 Patscheider & Partner 41 Siemens 17 Sora 14 TRM - Tiroler Rohre 08 Troyer 20 Tschurtschenthaler 41 Vienna Hydro 15 Voith 24 Wild Metal 03 WKV 09 Zepf Schmierungstechnik 07

48 WaveShaper aus Vöcklabruck euphorisiert Riversurfer SURFWELLE

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HYDRO

HERAUSGEBER

Mag. Roland Gruber und Günter Seefried

Foto: VERBUND

VERLAG

Turbinen und andere Wasserkraftkomponenten benötigen regelmäßige Wartungen. Diese Revisionen finden bei Flusskraftwerken in der Regel im Winter statt, wenn die Flüsse wenig Wasser führen.

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

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

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

Foto: VERBUND

MARKETING

Trotz Corona-Krise konnten die Wartungsarbeiten an Österreichs größtem Flusskraftwerk erfolgreich abgeschlossen werden. Im Bild eine von neun Turbinen, die einen Durchmesser von je 6,5 m und ein Schluckvermögen von 300.000 l/s aufweisen.

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

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Druckerei Roser Mayrwiesstraße 23, 5300 Hallwang Telefon +43 (0)662-6617 37 Foto: BMLRT / Paul Gruber

ÖSTERREICH KÄMPFT GEGEN EU-VERTRAGSVERLETZUNGSVERFAHREN Die Bundesregierung will gemeinsam mit den Ländern einem EU-Vertragsverletzungsverfahren in Sachen Wasserkraftkonzessionen vehement entgegentreten. Die zuständige Bundesministerin Elisabeth Köstinger (ÖVP) sah bei einer Pressekonferenz in Bregenz „eine rechtliche Fehlinterpretation“ seitens der EU und verlangte eine Einstellung des Verfahrens. Die EU-Kommission hat im März 2019 Aufforderungsschreiben an acht Mitgliedsstaaten verschickt, darunter auch an Deutschland, Frankreich und Schweden. Die Grundaussage: Der Rechtsrahmen und die Praxis in diesen Staaten stehe nicht vollständig mit der Dienstleistungsrichtlinie, den EU-Vorschriften über die Vergabe öffentlicher Aufträge und der Dienstleistungsfreiheit in Einklang. Teil des Vertragsverletzungsverfahrens ist die Wiederverleihung von Wassernutzungsrechten an Kraftwerken. So hat der landeseigene Vorarlberger Energieversorger Illwerke/VKW für mehrere seiner Kraftwerke die Verlängerung der Wasserbenutzungsbewilligungen für die längstmögliche Dauer von 90 Jahren beim Bund beantragt. Kommt es zu keiner Einigung im Konflikt mit der EU, könnten in weiterer Folge diese Bewilligungen versagt werden und eine europaweite [Quelle: BMLRT] Ausschreibung drohen.

Impressum

Vorarlbergs Landeshauptmann Markus Wallner (ÖVP) drängt auf den Schutz der heimischen Wasserkraft: „Der reibungslose Weiterbetrieb der Kraftwerke ist von höchster energiepolitischer Bedeutung.“

VERLAGSPOSTAMT

A-4820 Bad Ischl GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN

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

Bundesministerin Elisabeth Köstinger kann die Kritik der EU-Kommission nicht nachvollziehen: Sie unterstrich mit Nachdruck, dass das Recht auf Wassernutzung in österreichischer Hand bleiben müsse.

Österreich: Euro 73,00, Ausland: Euro 84,00 inklusive Mehrwertsteuer

Foto: Landespressestelle Vorarlberg

DONAU-KRAFTWERK ALTENWÖRTH WIEDER VOLL EINSATZFÄHIG Das Donau-Kraftwerk Altenwörth ist mit 2 Mrd. Kilowattstunden Jahreserzeugung Österreichs größtes Flusskraftwerk. Gerade in der jetzigen Lage zählt die jederzeitige Verfügbarkeit und stabile Stromerzeugung aus der Donau besonders. Trotz Einschränkungen konnten VERBUND-Mitarbeiter die jährliche Wartung erfolgreich beenden. Unter erschwerten Bedingungen konnte das VERBUND-Personal vor kurzem die Arbeiten abschließen. Zur Sicherheit wurden die Teams aufgeteilt, um das Ansteckungsrisiko zu minimieren. Trotz der „Halb-Schichten“ wurden Korrosionsschutz, Lagerinspektion und andere Prüfarbeiten in der leeren Turbine fortgeführt und rechtzeitig zum Tauwetter volle Einsatzbereitschaft des Kraftwerks hergestellt. Die neun imposanten Turbinen haben einen Durchmesser von je 6,5 Metern und „schlucken“ pro Sekunde je 300.000 Liter Donauwasser. Dank der Fallhöhe von 13,9 Metern kommt das Kraftwerk auf die beachtliche Leistung von 328 Megawatt. Mit dieser Engpassleistung ist das Kraftwerk Altenwörth das leistungsstärkste Donaukraftwerk, es erzeugt rund ein Sechstel des an der österreichischen Donau gewonnenen Stroms aus erneuerbarer Wasserkraft.

Aktuell

zek HYDRO erscheint 6x im Jahr. Auflage: 10.800 Stück

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Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet

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HYDRO

Aktuell DURCHBRUCH BEIM STOLLEN DES KW ERSTFELDERTAL GESCHAFFT Beim Kraftwerk Erstfeldertal ist ein wichtiger Meilenstein erreicht worden. Der rund 1.000 m lange Rohrstollen für die Druckleitung und der Entsanderstollen sind vollständig ausgebrochen. Der Bau des Kraftwerks mache allgemein sehr gute Fortschritte, wie Verwaltungsratspräsident Werner Jauch am 18. März 2020 informierte. Das Kraftwerk soll Ende Jahr in Betrieb gehen. Die Bauarbeiten liegen im engen Zeitplan. Bis Weihnachten 2019 konnte die Kraftwerkszentrale im Rohbau fertiggestellt werden. Der Innenausbau der Kraftwerkszentrale hat bereits begonnen und der Einbau der Kraftwerksanlagen mit den Turbinen erfolgt ab Mitte Mai 2020. Der Stollendurchbruch gelang am 13. März 2020. Für die Bevölkerung bietet sich am 29. August 2020 Gelegenheit, am Tag der offenen Baustelle hinter die Kulissen des Baus des Kraftwerks Erstfeldertal zu blicken

Foto: LEW

NEUES KRAFTWERK URNERLOCH PRODUZIERT ERSTMALS STROM Ein Jahr nach Baustart konnte das neue Dotierkraftwerk Urnerloch im November letzten Jahres in Betrieb genommen werden. Das Kraftwerk turbiniert unterhalb von Andermatt ungenutztes Restwasser bei der Wasserfassung Urnerloch. Beim Kraftwerksbau hat die Kraftwerk Göschenen AG den Eingriff in die Natur so gering wie möglich gehalten: „Wir haben die Zentrale an den Felsen gebaut, und die Leitungen führen unsichtbar durch einen bestehenden Spülstollen“, sagt Hanspeter Maeder von der Geschäftsführung der KWG. Besondere Herausforderungen während der Bauzeit waren drei große Hochwässer, die problemfrei gemeistert wurden. KWG investierte rund 1,5 Mio. CHF in das neue Kraftwerk und leistet damit im Kanton Uri einen weiteren Beitrag zu einer CO2-freien Stromproduktion. In Summe können damit 100 Urner Haushalte mit sauberem Strom versorgt werden.

Foto: ewa

Foto: zek

Foto: Wikimedia / SWM

Am Isar-Kraftwerk Uppenborn 1 soll in absehbarer Zeit grüner Wasserstoff für saubere Mobilität in Bayern erzeugt werden.

Die installierte Leistung des Dotierkraftwerkes beträgt 140 kW, die Jahresproduktion rund 490.000 kWh.

Foto: KWG

ISAR-KRAFTWERK SOLL DER WASSERSTOFFPRODUKTION DIENEN Für das Projekt „HyBayern“ wollen die Stadtwerke München (SWM) eines ihrer Laufkraftwerke in den Dienst der Wasserstoffproduktion stellen. Wie das Online-Medium „Energate“ berichtete, sollen am IsarKraftwerk Uppenborn 1 Elektrolyseure mit einer Leistung von ca. 3 MW installiert werden. Das 1939 in Betrieb genommene Laufkraftwerk weist eine Leistung von 25 MW auf. Mit Hilfe der Turbinen von Uppenborn 1 sollen jährlich rund 450 Tonnen Wasserstoff hergestellt werden. Hintergrund des Projektes ist, wie Energate weiter ausführt, das Projekt „HyBayern“. Dabei handelt es sich um ein Modellprojekt, das sich grüne, dezentrale Wasserstoffversorgung für emissionsfreie Mobilität in Bayern zum Ziel gesetzt hat. Im Rahmen der Ausschreibung des Bundesverkehrsministeriums hatten sich die Landkreise München, Landshut und Ebersberg dafür eine 20 Mio. Euro Förderung gesichert.

Am 13. März war es soweit: Der Druchbruch für den Stollen des KW Erstfeldertal war geschafft.

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HYDRO

Aktuell

Foto: EnBW

Foto: zek

Foto: Wikipedia / Schweizer Salinen

KösslerSalinen übernimmt nunihrden Namen Die Schweizer bauen Kraftwerk der Muttergesellschaft Voith Hydro. am Fluss Avançon aus.

Das Traditionskraftwerk Friding wird von EnBW einem umfassenden Retrofitprogramm unterzogen.

ENBW WILL ERZEUGUNG IM FRIDINGER KRAFTWERK VERDOPPELN Das Fridinger Wasserkraftwerk im Landkreis Tuttlingen in Baden-Württemberg soll langfristig erhalten und deutlich aufgewertet werden. Mithilfe neuer Turbinen und Generatoren will die Betreiberin EnBW ab 2021 doppelt so viel Strom wie bisher gewinnen. Vor kurzem begannen die Vorbereitungen für die umfassende Modernisierung. Über eine neu zu schaffende Dachöffnung im Maschinenhaus sollen die Turbinen und Generatoren Zug um Zug ausgetauscht werden. 50 Meter flussaufwärts soll ein neues Wehr errichtet werden, das von je einem Ab- und Aufstieg für Fische flankiert wird. Dem Schutz der Tierwelt in der Donau dient eine weitere wichtige Auflage: Der Mindestabfluss ist zu verfünffachen und liegt statt bei bisher 400 zukünftig bei 2100 l/s. Trotz dieser Einschränkung erwartet die EnBW mithilfe moderner Technik zukünftig den doppelten Ertrag von bis zu 6 GWh. Wenn alles gut geht, sollten die ersten Kilowattstunden noch vor Ende des Jahres erzeugt werden.

SCHWEIZER SALINEN ERWEITERN KRAFTWERK IN BEX Die Schweizer Salinen bauen ihr Wasserkraftwerk in Bex im Kanton Waadt aus. Vor kurzem haben die Geschäftsleitungsmitglieder der Schweizer Salinen zusammen mit dem Projektteam den Spatenstich für das Ausbauprojekt am Saline de Bex vorgenommen. Die Bauarbeiten werden bis Ende 2022 dauern. Nach Abschluss wird das Wasserkraftwerk rund 50 Prozent mehr grünen Strom produzieren als bisher. Die Kosten belaufen sich auf 20 Mio. CHF. Dr. Urs Ch. Hofmeier, Geschäftsführer der Schweizer Salinen, freut sich über diesen nächsten Schritt in der Nachhaltigkeitsstrategie: „Die vergrößerte Anlage entspricht nicht nur den Bemühungen der Schweizer Salinen für eine nachhaltige Salzproduktion, sondern auch der Nationalen Energiestrategie 2050, die 2017 vom Schweizer Volk angenommen wurde.“ Nach Abschluss der Arbeiten wird das Kraftwerk in der Lage sein, 2.400 Haushalte mit Strom zu versorgen.

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HYDRO

Aktuell

TIWAG Vorstandsdirektor Johann Herdina

In der nagelneuen Maschinenzentrale des Gemeinschaftskraftwerks Inn GKI in Prutz/Ried fanden die 3. Energie- und Umwelttage statt.

Verkehr

Kraftwerke Industrie

Spezialthemen Öffentliche Auftraggeber

Fotos: zek

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SEDIMENT-MANAGEMENT – ZENTRALES THEMA AN DEN ENERGIE- & UMWELTTAGEN Sedimente sind ein wichtiger Bestandteil unserer Gewässer. In Stauräumen wasserbaulicher Anlagen wird der natürliche Fließprozess gehemmt: Die Sedimente sinken auf den Boden des Staubeckens und verlanden die Struktur. Die Energieproduktion wird eingeschränkt. Gleichzeitig fehlen diese Sedimente flussabwärts zur Erhaltung des natürlichen Geschiebes und der Biodiversität. Sedimentraumbewirtschaftung nach herkömmlichen Methoden ist kostenintensiv und ökologisch folgenschwer. Sowohl für die Betreiber der Wasserkraftanlagen als auch für die Umwelt ist es maßgeblich, dass sinnvolle Lösungen gefunden werden. Zu dieser Problematik fand am 27. und 28. Februar 2020 im neuerbauten Krafthaus des Gemeinschaftskraftwerkes Inn eine europäische Tagung statt, bei der dieses Thema aus unterschiedlichen Perspektiven beleuchtet wurde und zentrale Fragen behandelt wurden. Neben den Vorstandsdirektoren der TIWAG Johann Herdina, der Illwerke Helmut Mennel und dem Direktor der Geschäftsleitung der Engadiner Kraftwerke Peter Roth waren auch die Experten für Wasserbau in Europa, wie Professor Anton Schleiss von der ETH Lausanne oder Professor Robert Boes von der ETH Zürich Referenten und Podiumsdiskussionsteilnehmer dieser Veranstaltung. Resümee der Veranstaltung: Lösungen können nur durch eine disziplinenübergreifende Kommunikation mit allen betroffen Akteuren gefunden werden. EKW wird in diesem Jahr drei Fassungen im Oberengadin auf den Letztstand der Technik bringen.

Wasserkraft

Foto: LEW

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Foto: EKW

Wärmekraft

EKW ERNEUERT DREI WASSERFASSUNGEN IM OBERENGADIN Die Engadiner Kraftwerke AG (EKW) betreibt auf dem Gebiet der Gemeinde S-chanf drei Wasserfassungen. Während der Inn mittels einer mächtigen Fassung unterhalb des Dorfes S-chanf gefasst wird, werden die kleineren Seitenflüsse Vallember und Varusch an separaten Wasserfassungen bei Susauna bzw. am Ausgang des Val Trupchun gefasst. Mit den drei Wasserfassungen entzieht EKW den Gewässern jährlich über 600 Mio. m3 Wasser, die anschliessend durch einen unterirdischen Stollen ins Staubecken Ova Spin befördert werden, bevor die Kraft des Wassers in den Kraftwerken Pradella bei Scuol und Martina in elektrische Energie umgewandelt wird. Mit dem in den drei Fassungen gefassten Wasser produziert EKW jährlich über 700 Mio. kWh Strom, womit an die 200.000 Haushalte versorgt werden können. Die drei Wasserfassungen wurden 1970 in Betrieb genommen und weisen teilweise dringenden Sanierungsbedarf auf. Bei allen drei Fassungen werden die Hydraulikanlagen erneuert. Auch verschiedene Rechen, die dazugehörenden Rechenreinigungsmaschinen sowie die baulichen Anlagen werden ersetzt, erneuert oder saniert. Im Weiteren gibt es bei den elektrotechnischen Einrichtungen, die der Steuerung, dem Schutz und der Regulierung der Anlagen dienen, erheblichen Erneuerungsaufwand. Insgesamt wird EKW dafür rund 12,5 Mio. Franken investieren.

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Animation: Uniper

Aktuell

Foto: EKZ

Die Seilzug-Rechenreinigungsmaschine RRM-G60 von Künz wird im November 2020 am Uniper-Kraftwerk Dingolfing an der unteren Isar in Betrieb gehen.

Regierungsrat und EKZ-Verwaltungsrat Martin Neukom (re.) startete am 6. März offiziell das erneuerte Kraftwerk Dietikon. Links im Bild EKZ-Gesamtprojektleiter Alfredo Scherngell.

KRAFTWERK DINGOLFING ERHÄLT NEUEN KÜNZ-SEILRECHENREINIGER Mit der RRM-G60 hat der Vorarlberger Stahlwasserbauexperte Künz eine neue Seilzug-Rechenreinigungsmaschine entwickelt. Am Isar-Kraftwerk Dingolfing soll die Neuentwicklung ab November 2020 zum ersten Mal in Betrieb gehen. Mit der Bestellung der RRM-G60 wird nicht nur die hydraulische Rechenreinigungsmaschine in Dingolfing ersetzt, es ist zudem die erste Seilmaschine für die UNIPER Kraftwerke GmbH. Der Rechenreiniger mit einer Harkenbreite von 2,6 m wird künftig die Reinigung der Einläufe bis 18 m Tiefe und auf einer Breite von 56 m im vollautomatischen Zyklus abwickeln. Zusätzlich kann auch das Geschwemmsel im vollautomatischen Betrieb entsorgt werden. Hat der Ausschubcontainer den maximalen Füllstand erreicht, fährt die RRM-G60 zum Ufer und das Geschwemmsel wird in einen Container ausgeschoben. Dank der verlängerten Ausführung des Ausschubcon tainers können zudem Baumstämme mittels Ladekran zwischengelagert werden, was eine zusätzliche Zeitersparnis mit sich bringt. FEIERLICHE ERÖFFNUNG VON EKZ-KRAFTWERK DIETIKON Gut 20 Jahre nach der Eingabe der Konzessionserneuerung feierten die Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ) am 6. März die Erneuerung des Hauptkraftwerks und den Neubau eines Dotierkraftwerks in Dietikon. „Dass die Eröffnung eines Kraftwerks mit erneuerbarer Energie heute so gut in die aktuelle Klimadiskussion passt, war zu Projektbeginn kurz vor der Jahrtausendwende nicht vorhersehbar“, sagte EKZ CEO Urs Rengel. Das neue Kraftwerk kann rund 18 Prozent mehr Strom produzieren als die Altanlage. Umgerechnet entspricht das dem Jahresbedarf von rund 4.500 Vierpersonenhaushalten. „Gleichzeitig hat EKZ sehr viele Maßnahmen für den Natur- und Fischschutz ergriffen und vor allem für die Bevölkerung ein attraktives Naherholungsgebiet erschaffen», freute sich EKZ-Gesamtprojektleiter Alfredo Scherngell.

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Aktuell

Animation: BKW

In den Bau des Kraftwerks Hondrich an der Kander werden über 60 Mio. CHF investiert.

BAUSTART FÜR KRAFTWERK HONDRICH IM APRIL Die Kraftwerksgesellschaft Hondrich AG, bestehend aus den Partnern BKW und der Energie Thun AG, kann Anfang April 2020 mit dem Bau des Wasserkraftwerks Hondrich beginnen. Den rechtskräftigen Gesamtbauentscheid für das Wasserkraftwerk an der Kander hat die Gesellschaft Ende Februar erhalten. Die Wassernutzungskonzession hatte der Berner Regierungsrat bereits im März 2019 erteilt. Zwölf Jahre sind seit den ersten Studien, Vorprojekten und Konkurrenzprojekten zum Kraftwerk Hondrich vergangen. Nun kann das Wasserkraftpotential der Kander zwischen Rossweid / Emdthal und der bestehenden Wasserfassung des Kraftwerks Spiez genutzt werden. Die Anlage wird über eine installierte Leistung von 7,4 MW verfügen. Die erwartete jährliche Energieproduktion von 35.1 GWh reicht für die Versorgung von rund 7.700 Haushalten. In Summe werden von der Kraftwerksgesellschaft über 60 Mio. CHF in das Projekt investiert, die Inbetriebnahme ist für den Sommer 2023 vorgesehen. Den Bewilligungen ging ein Verfahren zur Umweltverträglichkeitsprüfung voraus. Zentrale umweltrechtliche Bestandteile des Projektes bildeten dabei das Restwasserregime, die Ersatzmaßnahmen und die Maßnahmen für die freie Fischwanderung. Zusammen mit den kantonalen Umweltfachstellen hat die Kraftwerk Hondrich AG eine ganze Reihe von Maßnahmen festgelegt, die den betroffenen Gewässerabschnitt der Kander insgesamt ökologisch aufwerten. So wurde ein saisonal abgestuftes Restwasserregime festgelegt, das die Wander- und Reproduktionszeiten der auf- und absteigenden Fische berücksichtigt. Mit dem Fischpass und den diversen Abstiegsmöglichkeiten beim Wehr wird das Kraftwerk zudem fischdurchgängig gestaltet.

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Aktuell

Foto: EWA

Rund 8 Jahre nahm das aufwändige Planungs- und Bewilligungsverfahren des EWA-Kraftwerks Schächen in Anspruch. Dagegen dauerte es nur gerade etwas mehr als ein Jahr vom Spatenstich bis zur Inbetriebnahme der ersten Maschinengruppe.

Der Bau der Biberrampe wurde finanziert aus dem ewl Ökofonds, der „Aktion Biber & Co“ Zentralschweiz von Pro Natura und Pro Natura Luzern sowie der Fachstelle Umweltschutz der Stadt Luzern.

BIBERRAMPE FÜR LUZERNER KRAFTWERK MÜHLENPLATZ Seit rund 100 Jahren wird am Kleinwasserkraftwerk Mühlenplatz in Luzern lokaler Strom aus dem energetischen Potential der Reuss produziert, 2012 wurde der Anlage das Gütesiegel „naturemade star“ verliehen. Dieses Gütesiegel garantiert, dass Pflanzen und Tiere rund um den Ort der Stromproduktion geschont werden. Dass das Kraftwerk den Titel zu Recht trägt untermauerte Betreiber „ewl energie wasser luzern“ mit seiner jüngsten Adaption der Anlage. Nachdem in der Vergangenheit bereits ein Fischaufstieg errichtet wurde, wurde an der Wehranlage nun eine Holzrampe gebaut, die den geschützten Bibern eine Überwindung des Querbauwerks flussaufwärts ermöglicht. Pro Natura Luzern und die Dienststelle Landwirtschaft und Wald hatten die Idee der Biberrampe beim Kleinwasserkraftwerk Mühlenplatz ins Leben gerufen. Das Projekt stieß bei der Stadt Luzern wie auch beim Kanton Luzern auf offene Ohren und konnte Anfang März in die Realität umgesetzt werden. Foto: Wikimeddia/blk24ga

Foto: Margit Völtz / pixelio.de Die Errichtung eines Kleinwasserkraftwerks am liberianischen St. John River soll die Stromversorgung der ländlichen Region erheblich verbessern.

KRAFTWERK SCHÄCHEN SOLL ENDE JUNI 2020 FEIERLICH ERÖFFNET WERDEN Seit dem 20. November 2019 produziert das Kraftwerk Schächen sauberen Strom für die Uri-Hauptgemeinde Altdorf und speist diesen in das EWA-Verteilnetz ein. Mit einer Jahresproduktion von ca. 16,4 GWh deckt die Anlage den Strombedarf von rund 3.600 Haushalten. Darüber hinaus bringt das Kraftwerk einen beachtlichen wiederkehrenden volkswirtschaftlichen Nutzen. Die finalen Abschlussarbeiten am Kraftwerk sind weiterhin auf Kurs. Der „Tag der offenen Baustelle“ am 28. September stieß bereits auf großes Interesse in der Urner Bevölkerung. Rund 800 Besucherinnen und Besucher nutzten die Gelegenheit für einen Blick hinter die Kulissen des neuen Kraftwerks. Die feierliche Eröffnung mit einem Tag der offenen Tür soll voraussichtlich am 27. Juni 2020 erfolgen – vorausgesetzt die Lage mit dem Corona-Virus ist bis dahin unter Kontrolle gebracht.

LIBERIA PLANT INVESTITION IN KLEINWASSERKRAFT Die Afrikanische Entwicklungsbank (AfDB) und die liberianische Regierung haben eine Finanzierungsvereinbarung geschlossen, die eine Investition von knapp 35 Mio. US-Dollar in zwei Erneuerbare Energien-Projekte in Liberia vorsieht. Dabei handelt es sich um eine Kombination aus Zuschüssen und Darlehen. Im Zuge des ersten Projekts fließen knapp 34 Mio. US-Dollar in den Bau eines Minidamms und eines Wasserkraftwerkes am St. John River in der Region Nimba im Nordosten Liberias. Mit einer Gesamtleistung von 9,34 MW soll das Wasserkraftwerk bis zum Jahr 2024 rund 7.000 Haushalte mit Strom versorgen. Vor allem Schulen, Gesundheitszentren und Unternehmen in ländlichen Gemeinden werden so an das nationale Stromnetz angebunden, schreibt die Afrikanische Entwicklungsbank in einer Pressemitteilung

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Foto: Salzburg AG

Foto: LVBW eG

Aktuell

Rund 4.000 Wasserkraftanlagen erzeugen in Bayern klimaschonenden Strom.

Die Revision im Kraftwerk Bischofshofen ist in vollem Gange.

REVITALISIERUNGSEINSATZ BEIM KRAFTWERK BISCHOFSHOFEN Rund 14 Mio. Euro investiert die Salzburg AG, die im heurigen Jahr ihr 20-jähriges Jubiläum feiert, alljährlich in die Revision und Instandhaltung ihrer Wasserkraftwerke. Zwischen Februar und April führt der Landesenergieversorger nun beim Kraftwerk Bischofshofen einen umfangreichen Wartungseinsatz durch. Im Zuge der Revisionsarbeiten wird eines der zwei Laufräder des Kraftwerks zu Gänze demontiert und in seine Einzelteile zerlegt. Neben der Überholung der einzelnen Laufschaufeln wird auch der komplexe Verstellmechanismus im Inneren des Laufrades überarbeitet. Hierfür tauschen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Salzburg AG die Verschleißteile aus und sanieren den Mechanismus. Alle anderen Einzelteile der Turbine werden ebenfalls einer grundlegenden Überarbeitung unterzogen. Auch die Kühlanlagen im Oberwasserbereich der Turbine werden gewartet. Der Abschluss der Revisionsarbeiten ist für Ende April geplant.

WASSERKRAFTVERBÄNDE KRITISIEREN REGIONALPLANUNG IN BAYERN Die Vereinigung Wasserkraftwerke in Bayern (VWB) e.V. und der Landesverband Bayerischer Wasserkraftwerke (LVBW) eG fordern in einer gemeinsamen Presseerklärung, die Wasserkraft gleichberechtigt in der Regionalplanung zu berücksichtigen. Dafür müsse unter anderem das Potenzial der Modernisierung und des Neubaus von Wasserkraftanlagen zur klimaschonenden Energieversorgung neu bewertet werden. „Am Beispiel des Entwurfs des Regionalplans Donau-Iller zeigt sich einmal mehr, dass die Ziele der Energiewende und einer klimaneutralen Energieerzeugung leider eine untergeordnete Priorität haben“, sagt Fritz Schweiger, 1. Vorsitzender der Vereinigung Wasserkraftwerke in Bayern. Das aktuelle Ziel der Staatsregierung, die Erzeugung von Strom aus Wasserkraft pro Jahr um eine Milliarde Kilowattstunden in Bayern zu erhöhen, müsse sich auch in der Erstellung der Regionalpläne widerspiegeln, so die Verbände.

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Standpunkt

Passen Wasserkraft und Hochwasserschutz zusammen?

Foto: Pelikan

Ich bin versucht zu sagen: „Ja, natürlich“, aber ich möchte nicht nur die Phrase leihen, sondern auch eine ordentliche Erklärung dafür liefern. Wasserkraftwerke – welcher Art auch immer – haben mehr oder weniger große Möglichkeiten, Einfluss auf Wasserstand und/oder Abfluss des genutzten Gewässers zu nehmen. Das wird der Wasserkraftbranche manchmal ja auch vorgeworfen. Diese Möglichkeiten werden üblicherweise genutzt, um die Stromerzeugung zu optimieren – ein absolut legitimes Anliegen. Aber gleichermaßen können diese Möglichkeiten auch genutzt werden, um dem Hochwasserschutz zu dienen. Diese Unterstützung beginnt bereits in der Planungsphase eines Wasserkraftwerkes. Die wasserrechtliche Vorgabe ist jedenfalls ein Verschlechterungsverbot. Dem Planer oder Bauherrn bleibt es aber unbenommen, den Hochwasserschutz im Einflussbereich der Anlage zu verbessern. Ich denke dabei an Rückstaubereiche von Niederdruckanlagen. Bewegliche Wehranlagen erlauben es, bis zu einem definierten Hochwasserereignis den Oberwasserspiegel nicht über das Stauziel ansteigen zu lassen. Im umgekehrten Fall lässt sich damit aber auch eine gezielte und geplante Überflutung eines dafür ausgewiesenen Gebietes im Hochwasserfall einleiten, um weiter flussab liegende Gebiete zu entlasten. Noch deutlich spannender wird es, denkt man an den Hochwasserrückhalt in eigens dafür angelegten Becken, vorwiegend im alpinen Bereich, wo dies die natürliche Topografie wohl an vielen Stellen erlaubt. Derartige kleine Speicherbecken an Zubringern großer Flüsse entsprechen auch der allgemeinen Zielsetzung eines modernen Hochwasserschutzes, den Rückhalt nach Möglichkeit frühzeitig im Einzugsgebiet vorzunehmen. Je größer ein Fluss wird, umso schwieriger ist es, wirksamen Rückhalt zu betreiben, weil die erforderlichen Kubaturen einfach zu groß werden. Derartige Kleinspeicher dürfen aber auch nicht zu klein gewählt werden, da die Baukosten sonst überproportional hoch werden und damit das Ziel eines möglichst wirtschaftlichen Hochwasserschutzes nicht erreicht werden kann. Zudem steigt das erreichbare Rückhaltevolumen bei wachsender Stauhöhe nicht linear sondern exponentiell an. Der „wertvollste“ m ist also immer der oberste weil eben dort die Fläche bzw. das Volumen pro m Höhe am größten ist. Apropos „wertvoll“ – ermöglicht man eine Synergie zwischen Hochwasserschutz und Wasserkraftnutzung, würde das zu einer signifikanten Entlastung der öffentlichen Hand führen, da der Kraftwerksbetreiber aus guten Gründen mitfinanziert. In Zeiten chronischer Budgetknappheit sollte man diesen Aspekt nicht vergessen. Sie werden nun mit Recht fragen: Und wie soll das funktionieren? Ist ja nicht so schwer! Da sowohl die Ziele des Hochwasserschutzes als auch jene der Wasserkraftnutzung zu erreichen sind, muss das Speichervolumen bzw. die Stauhöhe „brüderlich“ geteilt werden. Die untere Hälfte mit 15 bis 20 Prozent der Kubatur dient der Wasserkraftnutzung – die obere Hälfte mit 80 bis 85 Prozent der Kubatur dient dem Hochwasserrückhalt. Bei geeigneter Turbinenausrüstung kann aber auch im Hochwasserfall die zurück gehaltene Kubatur mit größerer Fallhöhe abgearbeitet werden. So hat jeder etwas davon. Versuchen wir also „g‘scheite“ Lösungen zu entwickeln.

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Standpunkt

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Projekte

Durch die Verlegung des Krafthauses rund 400 m unterhalb der Vereinigung von Trettach, Breitach und Stillach konnte die Bruttofallhöhe von vormals 10 auf 38 m gesteigert werden. In Kombination mit der erhöhten Ausbauwassermenge wird sich das jährliche Regelarbeitsvermögen des neuen Kraftwerks Illerursprung gegenüber dem Altbestand um mehr als das Vierfache steigern.

OBERSTDORFER KRAFTWERK ILLERURSPRUNG VERVIERFACHT PRODUKTION DES ALTBESTANDS

Fast genau ein Jahr nach Beginn der Bauarbeiten hat das Wasserkraftwerk Illerursprung in der Gemeinde Oberstdorf Ende Februar den provisorischen Betrieb aufgenommen. Dank der Erhöhung von Fallhöhe und Ausbauwassermenge kann das als Ersatzneubau der Anlage Trettach II realisierte Kraftwerk jährlich rund vier Mal mehr Strom erzeugen als die Altanlage. Darüber hinaus wurde mit der nun mit einem luftgefüllten Schlauchwehr ausgestatteten Wehranlage der Hochwasserschutz gewährleistet. Anstelle der vormals offenen Ausleitung wird das Triebwasser durch eine 2,35 km lange erdverlegte Druckleitung aus GFK-Rohren DN1800 zur Turbinierung geleitet. Zur Stromgewinnung kommen zwei Francis-Turbinen zum Einsatz, die von der Südtiroler Troyer AG im Rahmen eines elektromechanischen Komplettpakets geliefert wurden. Gemeinsam erreichen die nach der bewährten 1/3 – 2/3 Lösung konzipierten Maschinen eine Engpassleistung von knapp 1,7 MW.

n der bekannten Wintersportgemeinde Oberstdorf im Oberallgäu nimmt die Stromgewinnung aus erneuerbaren lokalen Ressourcen seit geraumer Zeit eine wichtige Rolle ein. Die Energieversorgung Oberstdorf GmbH (EVO), die im Vorjahr ihr 100-jähriges Bestehen gefeiert hat, betreibt zwei eigene Wasserkraftwerke und ist mit dem Kraftwerk Faltenbach bei einer weiteren Anlage beteiligt. Zusätzlich speisen neben mehreren Photovoltaikanlagen unterschiedlicher Leistungsklassen und einem Blockheizkraftwerk insgesamt sieben private Wasserkraftbetreiber ihre erzeugte Energie in das lokale Netz ein. Für die älteste Anlage der EVO, dem 1929 erstmals in Betrieb genommenen Kraftwerk Trettach II, war im Vorjahr die Zeit für eine umfangreiche Erneuerung gekommen. Die Entscheidung für den seit 2012 geplanten Ersatzneubau ist eng mit dem Hochwasserschutz der Gemeinde Oberstdorf verbunden. Weil die Wehranlage der Anlage Trettach II nicht mehr die aktuellen Anforderungen zur sicheren Hochwasserabfuhr erfüllte, wäre eine Erneuerung des Querbauwerks in absehbarer Zeit ohnehin erforderlich gewesen. In energietechnischer Hinsicht sollte der Ersatzneubau der 90 Jahre in Betrieb stehenden Anlage zu einer erheblichen Effizienzsteigerung und betrieblichen Verbesserungen führen. Darüber hinaus sollte der vormals offene und ebenfalls sanierungsbedürftige Ausleitungskanal, der von der Wehranlage weg durch ver-

bautes Siedlungsgebiet verlief, durch eine komplett unterirdisch verlegte Druckrohrleitung ersetzt werden. GEIGER ÜBERNIMMT FÜHRUNGSROLLE Bastian Morell, der als Assistent der technischen Geschäftsleitung der EVO das Projekt von Beginn an begleitet hat, weist darauf hin, dass die Projektrealisierung stark mit dem Engagement der in Oberstdorf ansäsGeiger-Projektleiterin Vanessa Baumgärtner und Bastian Morell von der EVO.

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Projekte

Anstelle des vormals offenen Wehrkanals wurde die neue Ausleitungsstrecke zur Gänze unterirdisch mit GFK-Rohren DN1800 vom Hersteller Amiblu verlegt.

Vogelperspektive auf die neue Wehranlage. Die gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten inklusive der Rohrverlegung wurden von der Unternehmensgruppe Geiger ausgeführt.

sigen Unternehmensgruppe Geiger in Verbindung steht: „Die Unternehmensgruppe Geiger hat für den Bau des Kraftwerks ein preislich sehr interessantes Angebot vorgelegt, wodurch das Projekt in wirtschaftlicher Hinsicht verwirklich werden konnte.“ Dies bestätigt Vanessa Baumgärtner, die als Projektleiterin der Geiger Schlüsselfertigbau GmbH & Co. KG die Koordination des gesamten Bauvorhabens inklusive aller externen Sub-Unternehmen übernommen hat: „Der Familie Geiger ist die Nutzung lokaler Ressourcen zur Energieproduktion ein wichtiges Anliegen, weswegen große Bemühungen zur Umsetzung des Projekts angestellt wurden.“ Für den rechtlichen Rahmen wurde schließlich die Kraftwerk Illerursprung GmbH & Co. KG gegründet, an der die EVO mit 45 Prozent und die Kraftwerke Oberstdorf GmbH & Co. KG (KWO) mit 55 Prozent beteiligt sind. Die KWO steht zur Hälfte im Besitz der Unternehmensgruppe Geiger, die übrigen Anteile hält als größter Grundbesitzer im Projektgebiet der Verein der Oberstdorfer Rechtler. Als treibende Kraft hinter dem Projekt übernahm die Unternehmensgruppe Geiger auch die Ausschreibung und Vergabe aller elektromechanischen und stahlwasserbaulichen Gewerke. „Die Umsetzung der gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten erledigte die Unternehmensgruppe mit ihren eigenen Firmen. Der Rohbau des Krafthauses wurde von der Wilhelm Geiger Baugesellschaft m.b.H. hochgezogen. Die Abteilung Tiefbau der Geiger Hoch- & Tiefbau GmbH & Co. KG übernahm die Verlegung der Druckrohrleitung. Mit ihrem Schwerpunkt auf Brücken-, Ingenieur-, Hoch- und Tiefbau war die Oberall Bau GmbH & Co. KG für die Errichtung des Fassungsbauwerks prädestiniert“, erklärt Vanessa Baumgärtner und weist darauf hin, dass die Bauarbeiten von den Anrainern trotz anfänglicher Skepsis grundsätzlich gut angenommen wurden: „Die Poliere der Geiger-Unternehmen waren tagtäglich

vor Ort und hatten als Ansprechpersonen jederzeit ein offenes Ohr für die Anliegen und Fragen der Anwohner.“ BAUARBEITEN SCHRITTEN ZÜGIG VOR Nach dem Abstellen des Kraftwerks Trettach II und der Ausfischung des alten Wehrkanals konnte das Projekt im März 2019 schließlich in die Umsetzungsphase übergehen. Zu Beginn der Bauarbeiten konzentrierten sich die Arbeiten auf den Abbruch der alten Wehranlage und die Einrichtung der Baustelle, bereits im April konnte mit der Rohrverlegung begonnen werden. Als Generalplaner wurde das im Wasserkraftbereich vielfach bewährte Ingenieurbüro Dr. Koch aus Kempten engagiert. Dessen Geschäftsführer Michael Schuchert weist darauf hin, dass sich die Wirtschaftlichkeitsaspekte der Anlage wie ein roter Faden durch das Projekt zogen. Hinsichtlich der Ausführung der Druckrohrleitung, die ursprünglich tiefer verlegt werden sollte, wurde die Tiefenlage unter Berücksich-

• Beratung, Bauund Maschinentechnik • Objektplanung • Tragwerksplanung • Ausschreibung • Mitwirkung bei der Vergabe • Mitwirkung bei der Projektsteuerung • Örtliche Bauüberwachung Hochwasserschutz, Stahlwasserbau und M & E Technik • Mitwirkung bei Inbetriebnahme

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tigung der vielen Spartenkreuzungen im Innerortsbereich optimiert. Außerhalb des Ortskerns sowie bei der Trettach-Unterquerung mittels Betondüker wurden die möglichen Grundwasserstände berücksichtigt, um auf zusätzliche Auftriebssicherungen verzichten zu können. Die Verlegung der insgesamt 2,35 km langen Druckleitung DN1800 wurde von zwei Baukolonnen ausgeführt, die sich vom Fassungsbauwerk sowie der Mitte der Rohrtrasse aufeinander zubewegten. Nach dem Zusammenschluss des ersten Leitungsabschnitts erfolgte die Verlegung der Rohrstrecke Richtung Krafthaus, bereits Anfang August war die gesamte Druckleitung fertig verlegt. Bei der Materialauswahl hatten sich die Betreiber für die hochwertigen GFK-Rohre der Marke Amiblu entschieden. Zum Einsatz kam das System Flowtite Grey, dass neben seiner verstärkten Ausführung und der hochglatten Innenfläche eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich bringt. So ermöglicht das anwenderfreundliche Muffensystem eine glei-

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Projekte

Anlieferung der Wasserkraftschnecke, die neben der energietechnischen Verwertung des Restwassers auch den Fischabstieg ins Unterwasser ermöglicht.

Mit dem vom deutschen Hersteller Floecksmühle gelieferten Schlauchwehr ist der Hochwasserschutz an der Wehranlage gewährleistet.

chermaßen hohe Flexibilität und Verlegeleistung. Geringfügige Richtungsänderungen der Trassenführung konnten durch der Abwinkelbarkeit der Rohrstöße innerhalb der Verbindungsmuffen ohne zusätzliche Krümmer hergestellt werden. SCHLAUCHWEHR SICHERT HOCHWASSERSCHUTZ An der neuen Wehranlage kommt anstelle der vormals stählernen Wehrklappe ein mit Luft gefülltes Schlauchwehr vom deutschen Hersteller Floecksmühle zum Einsatz. Bastian Morell weist darauf hin, dass gemäß der Vorschreibungen des Hochwasserschutzes auch ohne den Neubau des Kraftwerks ein Schlauchwehr eingebaut worden wäre. Im Anlassfall kann die Luft aus der aus einem gewebebewehrtem Kautschuk gefertigten Membran innerhalb von nur 20 Minuten abgelassen und freier Durchfluss an der Wehranlage hergestellt werden. Die mittels Kompressor durchgeführte Wiederbefüllung des Schlauchwehrs mit einem Innendruck von 215 Millibar nimmt etwa 30 Minuten in Anspruch. Zusätzlich zur Absicherung der Hochwasserthematik ist mit dem Schlauchwehr auch die bislang nicht optimale Sedimentabfuhr an der Wehranlage sichergestellt. Der gesamte Stahlwasserbau der Wehranlage

wurde von der bayerischen Lukas Anlagenbau GmbH ausgeführt. Zum Lieferumfang zählten unter anderem sämtliche Schützen und Absperreinrichtungen, die von einem im Wehrhaus untergebrachten Hydraulikaggregat angetrieben werden. Für den am linken Ufer errichteten Seiteneinlauf wurde zum Schutz vor größerem Treibgut ein horizontaler Grobrechen montiert. Vor dem Beginn der Druckrohrleitung halten ein vertikaler Feinrechen sowie ein dazugehöriger massiver Rechenreiniger in Schwenkausführung Geschwemmsel wie Äste oder Laub vom Eintritt in die Triebwasserstrecke ab. In Sachen Restwasserabgabe konnten mehrere Fliegen mit einer Klappe geschlagen werden. Während über den als naturnahen Beckenpass ausgeführten Fischaufstieg konstant 240 l/s abgegeben werden, wird die jahreszeitlich bedingte Restwassermenge zwischen 600, 1.060 oder 1.560 l/s über eine Wasserkraftschnecke geleitet. Bei vollem Durchfluss erreicht die vom Hersteller Rehart Group gefertigte Restwasserschnecke, die einen direkt gekoppelten Asynchron-Generator antreibt, eine Engpassleistung von 64 kW. In ökologischer Hinsicht konnte mit der Schneckenturbine die Fischdurchgängigkeit an der Wehranlage in beide Richtungen hergestellt werden. Die mit 28,3

U/min langsam drehende Schnecke bietet den Gewässerlebewesen eine sichere Passage ins Unterwasser. Darüber hinaus wird das von der Rechenreinigungsmaschine entfernte Geschwemmsel ebenfalls über die Wasserkraftschnecke direkt ins Bachbett abgegeben, wodurch sich die Betreiber den ansonsten notwendigen Entsorgungsaufwand ersparen. SÜDTIROLER LIEFERN KOMPLETTPAKET Das neue Krafthaus entstand an neuer Stelle rund 400 m unterhalb der Vereinigung von Trettach, Breitach und Stillach, wodurch ein erheblicher Fallhöhengewinn von vormals 10 auf rund 38 m erzielt wurde. Rund ein halbes Jahr nach Baubeginn konnte der Südtiroler Wasserkraftallrounder Troyer AG Ende September das stählerne Hosenrohr für den Übergang ins Krafthaus installieren. Die Gehäuse der Maschinen wurden bereits zwei Monate später montiert. „Wir waren froh, dass sich Geiger im Rahmen der Ausschreibung für die Firma Troyer entschieden hat. Schließlich hatten wir schon beim Neubau des Kraftwerks Faltenbach 2009 und bei der leittechnischen Modernisierung des Kraftwerks Warmatsgund 2016 gute Erfahrungen mit dem Unternehmen gemacht“, sagt Bastian Morell. Um das jahreszeitlich bedingt

Technische Daten • Ausbauwassermenge ges: 5,5 m3/s • Q max. T 2: 1.650 l/s • Drehzahl T 2: 750 U/min • Bruttofallhöhe: ca. 38 m • Engpassleistung T 2: 527 kW • Turbine 1: Francis horizontal • Hersteller: Troyer AG • Q max. T 1: 3.850 l/s • Generator 2: Synchron • Drehzahl T 1: 500 U/min • Nennscheinleistung G 2: 650 kVA • Engpassleistung T 1: 1.156kW • Hersteller: Marelli • Hersteller: Troyer AG • Q max. Schneckenturbine: 1.560 l/s • Generator 1: Synchron • Nennscheinleistung G 1: 1.450 kVA • Drehzahl: 28,3 U/min • Engpassleistung: 64 kW • Hersteller: Marelli Regelarbeitsvermögen: ca. 6,3 GWh/a

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Die Südtiroler Wasserkraftexperten der Troyer AG lieferten ein elektromechanisches Komplettpaket. Mit den im Verhältnis 1/3 - 2/3 konzipierten horizontalachsigen Francis-Turbinen kann das Wasserdargebot ganzjährig mit einem Maximum an Effizienz genutzt werden.

schwankende Wasserdargebot der Trettach optimal verwerten zu können, entschieden sich die Betreiber für zwei unterschiedlich groß dimensionierte Maschinen mit der Aufteilung 1/3 – 2/3. Zur Stromgewinnung steht bei optimalen Zuflussbedingungen eine gesamte Ausbauwassermenge von 5,5 m³/s zur Verfügung. Die größere der beiden horizontalachsigen Francis-Turbinen wurde auf eine Ausbauwassermenge von 3.850 l/s ausgelegt, bei vollem Wasserdargebot erreicht diese eine Engpassleistung von 1.156 kW. Bei verminderten Zuflüssen kommt die kleinere Maschine zum Einsatz, diese schafft bei einer Ausbauwassermenge von 1.650 l/s eine Engpassleistung von 527 kW. Als Energiewandler dienen zwei jeweils direkt mit den Turbinenwellen gekoppelte dreiphasige Synchron-Generatoren des italienischen Herstellers Marelli. Der größere Generator dreht wie die Turbine mit exakt 500 U/min und hat eine Nennscheinleistung von 1.450 kVA, das kleinere Gegenstück dreht mit 750 U/min und wurde auf eine Nennscheinleistung von 650 kVA ausgelegt. Beide Generatoren sind zur Minimierung der Schallemissionen mit einer Wasserkühlung ausgestattet. Um ein Einfrieren während der kalten Jahreszeit zu

Ausschnitt der Leittechnik-Visualisierung von Troyer

verhindern, wurde das Krafthaus mit einer zusätzlichen Wärmedämmung verkleidet. Troyer-Projektleiter Thomas Fiechter beschreibt vor allem die Baustellenlogistik und das Einbringen der Maschinenkomponenten ins Krafthaus als größte Projektherausforderung für die Turbinenbauer: „Weil die Zufahrt zum Krafthaus während der Bauarbeiten durch den Rückgabekanal unterbrochen war, mussten sämtliche Teile per Autokran auf eine Plattform vor dem Eingangstor gehoben werden. Erst danach konnten die einzelnen Komponenten in das Gebäude eingebracht werden.“ Neben den Maschinensätzen wurde auch die gesamte Automatisierung und Leittechnik von Troyer ausgeführt. Zur digitalen Kommunikation zwischen Krafthaus und Wehranlage dient ein Lichtwellenleiterkabel, das gemeinsam mit der Druckrohrleitung verlegt wurde. Mittels gesicherter Onlineverbindung kann die Anlage von den für die Betriebsführung zuständigen Mitarbeitern der EVO aus der Ferne überwacht und geregelt werden. 6,3 GWH ÖKOSTROM IM REGELJAHR „Ursprünglich hätte das neue Kraftwerk Illerursprung noch vor dem vergangenen Jah-

Schlauchwehrtechnologie made in Germany Design – Produktion – Montage – Wartung

reswechsel in den provisorischen Betrieb gehen sollen. Dank des tatkräftigen Einsatzes der ausführenden Unternehmen wäre dies prinzipiell auch möglich gewesen. Allerdings wurde bei der genaueren Betrachtung der festgesetzten geförderten EEG-Vergütung für die kommenden 20 Jahre festgestellt, dass es aus wirtschaftlichen Gründen mehr Sinn macht, erst 2020 mit dem regulären Kraftwerksbetrieb zu starten“, führt Bastian Morell aus. Ende Februar konnten mit der Aufnahme des Probetriebs im Krafthaus schließlich die ersten Kilowattstunden Strom produziert werden. Am Fassungsbauwerk war die Inbetriebnahme der Restwasserschnecke für Mitte März geplant. Wegen der Corona-Krise musste dies allerdings auf einen späteren Zeitpunkt verschoben werden. Der länderübergreifende Ausbruch des Coronavirus brachte auch den Zeitplan für die Fertigstellung des neuen Kraftwerks durcheinander. Trotz der Unwägbarkeiten hoffen die Betreiber, dass die Anlage dennoch im heurigen Frühjahr in den Regelbetrieb übergehen kann. Im Regeljahr wird das neue Kraftwerk rund 6,3 GWh Ökostrom für das regionale Versorgungsnetz der EVO beisteuern.

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Forschung

Foto: Wikipedia / EDF

Im französischen Traditionskraftwerk Vogelgrun, einem Laufwasserkraftwerk am Rheinseitenkanal mit 140 MW installierter Leistung, soll ein neuartiger Batterie-Turbinen-Hybrid getestet werden. Die Versuche finden im Rahmen des Xflex Hydro Projektes statt.

PROJEKT XFLEX HYDRO STARTET – WIE EUROPAS ENERGIESYSTEME VON DER WASSERKRAFT PROFITIEREN KÖNNEN Anfang Dezember letzten Jahres fiel der Startschuss für das Projekt Xflex Hydro. Es handelt sich um eine Initiative führender Energieversorger, Anlagenhersteller, Universitäten, Forschungszentren und Beratungsunternehmen, die auf eine Laufzeit von vier Jahren angelegt ist. Das erklärte Ziel ist es, die Innovationen und Technologien von Wasserkraftstandorten in ganz Europa vorzustellen und letzten Endes zu zeigen, wie intelligente Wasserkrafttechnologien zu einem emissionsarmen, zuverlässigen und nachhaltigen Energiesystem beitragen können. Das Projektkonsortium besteht aus 19 Mitgliedern, das Projekt wurde aus dem Fonds des „European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme“ mit 18 Millionen Euro dotiert. noch drastischeren Dekarbonisierung bis zum Jahr 2050. Zweifellos wird dies verstärk te Anforderungen an den Wasserkraftsektor nach sich ziehen, der zentrale Dienstleistun gen in Form von Spitzen- und Regelenergie bereitstellt. Auf Basis neuer Technologien wird die Wasserkraft verstärkt dazu beitra gen, andere erneuerbare Energien zu integ rieren. Dies soll einerseits nicht zuletzt die

Foto: Voith

Das PSKW Frades II ist mit zwei drehzahlvariablen Pumpturbinen mit je 390 MW, zwei asynchronen Motorgeneratoren und Frequenzumrichter ausgerüstet. Die Maschineneinheiten aus dem Hause Voith Hydro zählen zu den leistungsfähigsten und größten ihrer Art in Europa. Auch sie sind Teil des Wasserkraft-Großprojekts Xflex Hydro.

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Performance der bestehenden Wasserkraftan lagen maximieren, sondern auch den Zugang in die Energiemärkte der Zukunft sichern. „Indem wir das Know-how und die Erfah rung von 19 Partner aus ganz Europa zusam menführen, soll das Xflex Hydro Projekt grö ßere Flexibilität und Nachhaltigkeit unserer Energiesysteme schaffen. Unser Ziel ist es, das Effizienz-Potenzial der Wasserkraft maxi

Foto: Wikipedia

er Trend ist eindeutig: Die europäische Stromproduktion wird zusehends nach haltiger, setzt verstärkt auf den Ausbau erneuerbarer Energien und rückt merkbar von der Stromerzeugung aus fossilen Res sourcen ab. Bis zum Jahr 2030 visiert die EU das Ziel an, 32 Prozent des erzeugten Stroms aus erneuerbaren Quellen zu beziehen – mit der langfristigen Perspektive einer weiteren,

Im portugiesischen Pumpspeicherkraftwerk Alqueva (520 MW) werden Versuche mit dem hydraulischen Kurzschluss bei unterschiedlichen Betriebszuständen durchgeführt.

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HYDRO

Forschung

An der Pumpstation Z'Mutt, einem Teil des Grande Dixence-Komplexes von Alpiq in der Schweiz, wird ein neuer Prototyp im Hinblick auf neue Betriebs arten mit variabler Drehzahl und einem großen Frequenzumrichter getestet.

Der Betrieb mit variabler Drehzahl etwa ermöglicht eine größere Anpas sungsfähigkeit des Kraftwerks an die Netzbedingungen. Pumpturbinen mit variabler Drehzahl in einem Pumpspeicherkraftwerk sind ein gutes Beispiel dafür, wie die Wasserkraft das Netz stabilisieren und regulieren kann. Vor allem sind sie in der Lage, schneller auf Anforderungen aus dem Netz zu reagieren, effizienter zu arbeiten – und dies sowohl im Pump- als auch im Produktionsmodus. Getestet und demonstriert wird die Technologie im portugiesischen Kraftwerk Frades II, hier kommt eine DFIM (Doppeltgespeiste Asynchronmaschine) zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine Schleifringläufer-Asynchronmaschine mit läu ferseitigem Frequenzumrichter zur Regelung der Drehzahl und der Blindleistung. Das Prinzip entstammt der Windkraft und wurde für die Wasserkraft adaptiert. Ein weiterer Testlauf in Sachen „variabler Dreh zahl“ läuft außerdem unter Leitung von Alpiq in der Pumpstation Z’Mutt, einem Teil des Grand Dixence-Komplexes im Schweizer Wallis. Zu diesem Zweck hat man Block 5 erneuert, um neue Betriebsarten mit variabler Drehzahl und einem großen Frequenzumrichter zu testen.

Foto: Rainer Sturm_pixelio.de

HYDRAULISCHER KURZSCHLUSS UND BATTERIE-HYBRID Eine weitere technische Betriebsvariante, die im Rahmen von Xflex Hydro getestet werden soll, ist der „Hydraulische Kurzschluss“. Das

Foto: Wikimedia/BarragemLindoso2

VARIABLE DREHZAHL AM PRÜFSTAND Konkret geht es darum, in mehreren Kraftwerken unterschiedliche Betriebsweisen zu testen – etwa Anlagen mit variabler Drehzahl mit großem Frequenzumrichter, oder Batterie-Turbine-Hybride, oder auch der erweiterte Einsatz von intelligenten Controllern – den soge nannten „Smart Controls“.

Foto: Glanzer

WASSERKRAFT SICHERT NETZSTABILITÄT „Das starke Wachstum der erneuerbaren Energie, speziell Windkraft und Solarstrom, führt zu einer nachhaltigen Veränderung, wie unsere Stromnetze betrieben werden. Sie können enormen Einfluss auf die Stabilität und die Sicherheit unserer Netze haben. Das bringt noch nie dagewesene Herausforderungen für die Wasserkraft mit sich“, sagte Prof. Dr. Francois Avellan von École Polytechnique Fédérale de Laus anne, kurz EPFL, die das Projekt in wissenschaftlicher Hinsicht leitet. Natürlich ist man sich dessen bewusst, dass die Wasserkraft dank ihrer systemimmanenten Flexibilität nicht erst seit heute einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität leistet. Doch man will einen Schritt weiter gehen. Im Rahmen des Xflex Hydro soll nun eine Art Flexibilitäts-Ma trix geschaffen werden, um die Richtung für die Weiterentwicklung der Wasserkraft vorzugeben, um zu zeigen, welche Art von Technolo gie implementiert werden muss, um ihr auch alle Optionen für den Zugang zum Energiemarkt zu eröffnen. Darum sollen im Xflex Hydro gleich mehrere innovative Technologien an ausgewählten Kraftwerken unterschiedlicher Bau- und Leistungsgröße demonstriert werden. Ein mal in die intelligente Leittechnik des SPPS (Smart Power Plant Su pervisor) eingebunden, werden diese Technologien zu einer Verbesse rung in Sachen Regelenergieversorgung, aber auch durchschnittliche Effizienz und Verfügbarkeit führen. Den Abschluss des Projekts soll eine Art „Road Map“ für die Einbindung dieser technischen Möglich keiten im europäischen Kraftwerksverbund bilden. Diese „Road Map“ soll darüber hinaus auch die Herausforderungen herausarbeiten, die damit auf Regierungen, Regulatoren und auf die Industrie zukom men.

Foto: Alpiq

mal zu nutzen und dabei zugleich für die Betreiber Optionen zu kre ieren, noch erfolgreicher am Strommarkt zu operieren. Auf diese Wei se kann Xflex Hydro einen bedeutenden Beitrag zu den Zielen für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Europa leisten“, erklärte Patrick Child, stellvertretender Generaldirektor für Forschung und Innovati on der Europäischen Kommission im Rahmen der Vorstellung des Projektes an der UN-Klimakonferenz in Madrid Anfang Dezember letzten Jahres.

Das portugiesische Pumpspeicherkraftwerk Alto-Lindoso mit einer installierten Leistung von 630 MW ist ebenfalls Teil des Xflex-Hydro-Projekts. Das Team von Rittmeyer Wien lieferte für die beiden Drau-Kraftwerke Annabrücke und Edling sämtliche Schaltanlagen.

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Auf Basis neuer Technologien soll die Wasserkraft verstärkt dazu beitragen, andere erneuerbare Energien in unser Stromnetz zu integrieren.

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Stellten das Projekt Xflex Hydro an der UN-Klimakonferenz in Madrid Anfang Dezember letzten Jahres vor: Richard Taylor (Executive Adviser, IHA), Patrick Child (Deputy Director-General, EU Commission), Sara Goulartt (EDP), Antoine Badinier (EDF) und Minoru Takada (UN DESA) (v.l.).

WASSERKRAFT UNERLÄSSLICH Eddie Rich, Generaldirektor der Internatio nal Hydropower Association (IHA), der für die Kommunikationsagenden von Xflex Hydro verantwortlich ist, erklärte in seiner Stellung nahme: „Es bleibt uns keine Wahl. Wir müssen den Energiesektor dekarbonisieren – und das schnell, wenn wir die verheerenden Folgen des Klimawandels noch eingrenzen möchten. Der im letzten Monat erschienene UN Emissions Gap Report ist für mich ein mahnender Hin

Foto: IHA

Foto: Wikipedia

Prinzip des hydraulischen Kurzschlusses wird bei Pumpspeicherkraftwerken angewendet, um neben dem Turbinenbetrieb auch den Pumpbetrieb regelbar zu machen. Pump-Ein heiten mit fester Drehzahl sorgen für einen gleichmäßigen Bezug vom Netz, während eine parallele Maschineneinheit Strom erzeugt und damit die Last regelt. Dies ist erforderlich, da Pumpen ja nur den Zustand Ein oder Aus ken nen. Diese Technologie soll in ihren verschie denen Varianten im Kraftwerk Grand Maison (Frankreich), wo eine neue Peltonturbine ins talliert wurde, getestet und demonstriert wer den. Außerdem im portugiesischen Speicher kraftwerk Alqueva, in dem zwei reversible Pump-Turbinen-Einheiten eingebaut sind. Im Kraftwerk Frades II wird das Prinzip des hy draulischen Kurzschlusses anhand von zwei Maschinen mit variabler Drehzahl getestet. In Kombination mit Wasserkraftturbinen und einem passenden Umrichter können Batterien dazu beitragen die Bereitstellung von Primärfrequenz zu verbessern. Diese technische Option soll im französischen Kraftwerk Vogelgrun, einem Rheinseitenka nal-Kraftwerk mit einer Engpassleistung von 140 MW, getestet werden. Dabei geht es im Wesentlichen um kurzfristige Energiespei cherung und Frequenzregulierung.

Forschung

weis, dass wir die Wasserkraft brauchen, um andere erneuerbare Energie weiter forcieren zu können. Das Xflex Hydro Projekt stellt ein kla res Bekenntnis der Europäischen Kommission, den führenden Organisationen des Wasser kraftsektors sowie den akademischen Instituti onen die Forschung an neuen, innovativen Wasserkrafttechnologien voranzutreiben.“ Infos unter:

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Projekte

in im Jahr 2012 zugestellter Brief vom Land Salzburg brachte Ludwig Schuster, den damaligen Betreiber des Eugendorfer Kraftwerks Grabenmühle, unerfreuliche Nachrichten. Mit dem Schreiben wurde Schuster darüber informiert, dass das seit Generationen in Familienbesitz stehende Kraftwerk bis Ende 2015 mit einer Fischaufstiegsanlage ausgestattet werden musste. Weil aus finanziellen Gründen weder die Errichtung eines Fischaufstiegs noch der komplette Rückbau der Anlage in Frage kam, befand sich der Betreiber in einer schwierigen Lage. Eine Lösung für das Dilemma konnte gemeinsam mit der Innviertler Jank GmbH aus dem rund 20 Kilometer entfernten Jeging gefunden werden. Der Kleinwasserkraftspezialist erwarb die Altanlage vom Vorbesitzer, um im Zuge eines Ersatzneubaus inklusive Fischaufstieg eine neue Referenzanlage in der Nähe des Firmensitzes zu errichten. Entstehen sollte das neue Kraftwerk am Standort der alten Wehranlage, der nicht mehr benötigte offene Ausleitungskanal sollte im Zuge der Bauarbeiten zugeschüttet werden. ANSPRUCHSVOLLE BAUSTELLE Konstruktionsleiter Siegi Jank weist darauf hin, dass die Projektumsetzung in mehrerlei Hinsicht keine leichte Herausforderung darstellte: „Die rund 130 m vom ehemaligen Standort errichtete Anlage liegt direkt neben der ÖBB-Westbahnstrecke, weswegen der anliegende Bahndamm gegen Abrutschungen

Oberwasseransicht der Jank-Referenzanlage Grabenmühle in Eugendorf. Mit der als Laufkraftwerk neu errichteten Anlage an der Fischach konnten sowohl die ökologische Durchgängigkeit hergestellt als auch die Leistung und Jahresarbeit erheblich gesteigert werden.

gesichert werden musste. Weiters befindet sich in unmittelbarer Nähe eine öffentliche Brücke, die im Zuge der Bauarbeiten keinesfalls beschädigt werden durfte. Darüber hinaus wurden bei den geologischen Vorunter suchungen des Projektgebiets sehr anspruchsvolle Bodenbedingungen festgestellt. Dies machte eine intensive Beschäftigung mit dem Untergrund unabdinglich, aufgrund der harten Felsen im Erdreich war der Einsatz von Spundwänden nicht möglich. Die Sicherung der Baugrube und der umliegende Infrastruki

Foto: RHZ Bau GmbH

Vor den Toren der Stadt Salzburg hat der oberösterreichische Kleinwasserkraftallrounder Jank GmbH im Vorjahr gleich zwei neue Wasserkraftwerke an der Fischach in Betrieb genommen. Sowohl beim Eigenkraftwerk Grabenmühle als auch bei der Unterliegeranlage Miedering war die Herstellung der Fischdurchgängigkeit der ausschlaggebende Grund für die Ersatzneubauten. Beide Standorte wurden durch die Auflassung der vormaligen Ausleitungsstrecken ökologisch erheblich aufgewertet. Darüber hinaus konnten an den nach dem bewährten System Jank mit horizontalem Einlaufrechen und vertikaler Kaplan Turbine realisierten Anlagen erhebliche betriebliche und leistungssteigernde Optimierungen erzielt werden.

Foto: Jank

INNVIERTLER KLEINWASSERKRAFTSPEZIALIST ERNEUERT FISCHACH-KRAFTWERKE GRABENMÜHLE UND MIEDERING

ANLAGE ZUM HERZEIGEN Trotz aller Hürden schritten die Arbeiten zügig voran, vom Baustart im Herbst 2018 bis zur Maschinenmontage im Sommer 2019 verging knapp ein dreiviertel Jahr. Zur Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit setzte Jank auf einen technischen Vertical-Slot-Pass des Systems „enature“. Der im Unterwasserbereich in ein Teilstück des alten Ausleitungskanal integrierte Beckenpass wurde mit einer Schlitzweite von 25 cm an die Leitfischart Barbe angepasst und führt die aquatischen Lebewesen sicher ins Oberwasser.

Die komplexen Bodenbedingungen direkt neben der ÖBB-Westbahnstrecke erforderten aufwändige Tiefbaumaßnahmen.

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tur erfolgte schließlich mit Bohrpfahlwänden, was zwar eines der besten, aber auch kostspieligsten Bauverfahren darstellt.“ Neben den generell beengten Platzverhältnissen hatten die ausführenden Unternehmen immer wieder mit Hochwasserereignissen zu kämpfen. So wurde die provisorische Brücke über die Fischach mehrfach bei Hochwasser in Mitleidenschaft gezogen. Die Herstellung der rund 200 m langen Energieableitung unterhalb des Bahndamms stellte ebenfalls kein leichtes Unterfangen dar. Aufgrund des komplexen Bodens musste die Spülbohrung durch die Bahntrasse verkürzt ausgeführt werden, die verbliebene Strecke zur nächstgelegenen Trafostation wurde in offener Grabungsweise hergestellt. Durchgeführt wurden die gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten von der Salzburger RHZ Bau GmbH, der Siegi Jank ein ausgezeichnetes Zeugnis ausstellt.

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Foto: zek

Konstruktionsleiter Siegi Jank im Krafthaus der Anlage Grabenmühle. Die Jank-Leittechnik JaPPOS analysiert anhand verschiedener Parameter den Verschmutzungsgrad der Turbine und kann somit eigenständig eine Laufradspülung einleiten.

Foto: zek

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Das Kraftwerk Miedering wurde ebenfalls mit einer vertikalen Kaplan-Turbine und direkt gekoppeltem Synchron-Generator ausgestattet. Unter Volllast erreicht die Turbine eine Engpassleistung von 145 kW.

Der seitlich angeordnete Einlauf wurde mit einem horizontalen Schutzrechen inklusive dazugehörigem Rechenreiniger ausgestattet. Der pegelgeregelte Rechenreiniger entfernt von feinem Laub bis hin zu größeren Ästen jegliches Treibgut vom Einlaufbereich, über eine Spülklappe wird das Material in das Bachbett zurückgegeben. Zum Aufstauen der Fischach dient eine einseitig hydraulisch betriebene Wehrklappe, die wie die restlichen Stahlwasserbauelemente aus Jank-Eigenproduktion stammt. LEITTECHNIK ERKENNT VERSCHMUTZUNGEN Im bewusst kompakt ausgeführten Krafthaus sorgt eine vertikale Kaplan-Turbine mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator des Herstellers Hitzinger für eine ganzjährig effektive Stromgewinnung. Bei einer Ausbauwassermenge von 5 m³/s und einer Bruttofallhöhe von max. 2,9 m kommt die mit 214 U/ min drehende Maschine unter Volllast auf

eine Engpassleistung von 117 kW. Darüber hinaus kann die Turbine auch bei verringerten Zuflüssen ihre konstruktionsbedingten Stärken voll ausspielen. Das Jank-Credo, technische Innovationen vor dem Einsatz bei Kundenanlagen zuerst bei den Eigenkraftwerken ausgiebig zu testen, kommt auch bei der neuen Referenzanlage zur Geltung. „Bei der Anlage Grabenmühle erproben wir eine leittechnische Verbesserung unserer eigenen Kraftwerkssteuerung JaPPOS, die den Verschmutzungsgrad der Turbine frühzeitig erkennt. Anhand der Analyse verschiedener Anlagenparameter ist die Steuerung in der Lage, Verschmutzungen am Laufrad früher als bei gängigen Systemen festzustellen und automatisch eine bedarfsgerechte Maschinenspülung einzuleiten. Die Turbine kann somit jederzeit mit einem Maximum an Effizienz produzieren, gleichzeitig werden nicht notwendige Spülvorgänge vermieden“, erklärt Siegi Jank.

Das an der bestehenden Wehranlage neu gebaute Kraftwerk Miedering ging im Mai des Vorjahres erstmals in Betrieb. Dank der Kombination aus Stauziel erhöhung und Unterwassereintiefung konnten Leistungseinbußen durch den Wegfall der rund 300 m langen Ausleitungsstrecke kompensiert werden.

GLEICHER EINLAUF/NEUES KRAFTWERK Umgesetzt wurde der Neubau des Kraftwerks Miedering in etwa zeitgleich mit der Erneuerung des Kraftwerks Grabenmühle. Siegi Jank weist darauf hin, dass der neue Einlaufbereich ideal an das vorhandene Bauwerk der Wehranlage integriert werden konnte: „Es hat sich

Foto: Jank

UNTERLIEGER EBENFALLS ERNEUERT Auch beim wenige Flusskilometer abwärts gelegenen Kraftwerk Miedering in der Gemeinde Elixhausen war die Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit der Ausgangspunkt für den Ersatzneubau. Das Kraftwerk von Besitzer Josef Eder war Mitte der 1980er-Jahre als Ausleitungsanlage errichtet worden, das elektromaschinelle und stahlwasserbauliche Equipment hatte bereits damals Jank geliefert. „Über die Umsetzung einer Fischaufstiegshilfe hatten wir uns schon jahrelang Gedanken gemacht. Dabei hatte man unter anderem den Einbau einer Fischaufstiegsschnecke in Erwägung gezogen. Weil man damit aber in wirtschaftlicher Hinsicht auf keinen grünen Zweig kam, wurde dieses Konzept wieder verworfen“, sagt Bernhard Fraungruber, der bei der Firma Eder unter anderem für Wasserkraft zuständige Mitarbeiter. Im Zuge einer Besichtigung des Oberliegerkraftwerks Leist kam Fraungruber das erste Mal in Kontakt mit Siegi Jank. Dabei wurde die Idee geboren, die bestehende Ausleitungsstrecke aufzulassen und an der Wehranlage ein neues Krafthaus inklusive Fischaufstieg zu errichten. „Der damit einhergehende Fallhöhenverlust sollte durch eine Stauzielerhöhung in Kombination mit einer Unterwassereintiefung sowie einer gesteigerten Ausbauwassermenge kompensiert werden. Durch den Wegfall der rund 300 Laufmeter langen Druckrohrleitungsstrecke wurde diese Variante von der Behörde sehr gut akzeptiert“, erklärt Fraungruber.

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Wie beim Kraftwerk Grabenmühle sorgt auch bei der Anlage Miedering die Leittechnik JaPPOS für die vollautomatische Stromproduktion.

sehr gut angeboten, den neuen Horizontalrechen an gleicher Stelle wie den alten vertikalen Grobrechen zu positionieren. Am schon vorher seitlich angeordneten Einlauf hat sich dadurch nichts geändert, der Großteil der vorhanden Einlaufsubstanz blieb erhalten und das neue Krafthaus konnte direkt neben der Wehranlage hochgezogen werden.“ Die Wehrklappe wurde an das um 30 cm erhöhte Stauziel angepasst, außerdem wurde statt der vormaligen Antriebseinheit mit Gegengewichten ein Hydraulikantrieb installiert. Als Fischaufstiegsanlage wurde wie beim Kraftwerk Grabenmühle ein technischer Beckenpass des Systems „enature“ errichtet, der konstant mit 180 l/s bewässert wird. Durch den Umbau von einem Ausleitungs- zu einem Flusskraftwerk muss nun kein Restwasser mehr abgegeben werden, wodurch in weiterer Folge insgesamt mehr Wasser zur Stromproduktion genutzt werden kann. Nach Abschluss der finalen Installationsarbeiten konnte das Kraftwerk im Mai des Vorjahres den Probebetrieb aufnehmen, aus Rücksicht auf die Laichzeiten der Gewässerbewohner wurde die Unterwassereintiefung erst während der vergangenen Wintermonate durchgeführt.

Die Wehranlage des Kraftwerks Miedering wurde von einem vormals mechanischen auf einen hydraulischen Antrieb umgerüstet, ein Großteil der vorhandenen Einlaufsubstanz blieb beim Ersatzneubau erhalten.

Foto: zek

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von Hitzinger, der wie die Turbine mit exakt 273 U/min dreht. Geregelt wird die vollautomatische Stromproduktion von der Jank-eigenen Leittechniklösung JaPPOS. Dank gesicherter Onlineanbindung kann die Anlage wahlweise via PC, Smartphone oder Tablet rund um die Uhr aus der Ferne überwacht und geregelt werden. Bernhard Fraungruber zeigte sich im Gespräch mit zek HYDRO generell sehr zufrieden mit der Funktionalität des neuen Kraftwerks Miedering: „Die Kombination aus Horizontalrechen und Spülklappe hat sich seit der Inbetriebnahme sehr gut bewährt. Generell läuft die Anlage sehr ruhig und verursacht im Betrieb ein geringes Ausmaß an Schwingungen. Im Vergleich zum Altbestand bleibt die Anlage nun auch bei geringer Wasserführung konstant am Netz, die Stromproduktion ist somit nun auch im Winter möglich. Dies wirkt sich in weiterer Folge natürlich positiv auf die Jahresproduktion der Anlage aus.“

Turbinenbau Stahlwasserbau Automation

ERHEBLICHE VERBESSERUNGEN ERZIELT Anstelle der einfach-regulierten Maschine im stillgelegten Altbestand kommt im neuen Krafthaus nun eine vertikale doppelt-regulierte Kaplan-Turbine zum Einsatz. Wie beim Kraftwerk Grabenmühle wurde die Turbine auf eine Ausbauwassermenge von 5 m³/s ausgelegt, die nutzbare Bruttofallhöhe liegt in Miedering mit 3,5 m noch etwas höher. Die vormals auf rund 115 kW limitierte Engpassleistung konnte durch den Neubau auf 145 kW erheblich gesteigert werden. Als Energiewandler dient wieder ein direkt gekoppelter Synchron-Generator

Technische Daten KW Grabenmühle • Ausbauwassermenge: 5 m3/s • Bruttofallhöhe: 2,9 m • Turbine: Kaplan-Schacht, vertikal • Drehzahl: 214 U/min • Engpassleistung: 117 kW • Hersteller: Jank GmbH • Generator: Synchron • Drehzahl: 214 U/min • Nennleistung: 130 kVA • Hersteller: Hitzinger • Jahresarbeit: ca. 450.000 kWh/a

KW Miedering • Ausbauwassermenge: 5 m3/s • Bruttofallhöhe: 3,5 m • Turbine: Kaplan-Schacht, vertikal • Drehzahl: 273 U/min • Engpassleistung: 145 kW • Hersteller: Jank GmbH • Generator: Synchron • Drehzahl: 273 U/min • Nennleistung: 180 kVA • Hersteller: Hitzinger • Jahresarbeit: ca. 680.000 kWh/a

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In keinem anderen Land der Welt wird pro Kopf mehr Strom aus Wasserkraft erzeugt als in Island. Das Eiland auf der Nahtstelle zwischen nordamerikanischer und eurasischer Kontinentalplatte zählt zu den absoluten Wasserkraft-Hotspots weltweit. Seit kurzem ist Island wieder um ein leistungsstarkes Kleinkraftwerk reicher. Im Südwesten des Landes, in der Geysir-Region Haukadalur, wurde erst vor wenigen Wochen eine Anlage in Betrieb genommen, die sowohl in ökologischer als auch in technischer Hinsicht höchsten Anforderungen gerecht werden musste. Ausgerüstet wurde das Kraftwerk von Voith Hydro Österreich (ehemals Kössler), die ein komplettes Water-to-Wire-Paket realisieren konnte. Die beiden FrancisSpiralturbinen aus Niederösterreich, die mit einigen technischen Spezifikationen ausgeführt wurden, erreichen eine Engpassleistung von 9,9 MW.

Zwei Francis-Spiralturbinen aus Niederösterreich sorgen für zuverlässige und effiziente Ökostromproduktion im neuen Kraftwerk Brúarvirkjun im Südwesten Islands. Die beiden Turbinen aus dem Hause Voith Hydro erreichen eine Engpassleistung von 9,9 MW.

tung versorgte. Mit 1 MW Leistung vervierfachte das Kraftwerk die bislang verfügbaren Kapazitäten auf einen Schlag. In den folgenden Jahrzehnten legte der Wasserkraftausbau in Island eine wahre Erfolgsgeschichte hin: Besonders in den 1950er und 1960er Jahren wurden viele Kraftwerke an den wasserreichen Flussläufen Islands errichtet. Das größte wurde allerdings erst 2009 in Betrieb genommen – das Kraftwerk Kárahnjúkar im Osten der Insel. Die Kraftwerksanlage, für deren Betrieb fünf Staudämme errichtet wurden, weist eine installierte Leistung von 690 MW auf. Mit einer Regelarbeit von 4.600 GWh versorgt es heute eine große Aluminiumschmelze in der Nähe mit günstigem Strom. Naheliegend, dass der Energiereichtum die energieintensiven Industrien nach Island lockt. Gerade einFoto: HS Orka

u Beginn ging es in Island nur um den Eigenbedarf. Anfang des 20. Jahrhunderts fabrizierten findige isländische Bauern ihre Turbinen selbst, um Strom für die eigenen Lampen zu erzeugen. 1899 waren in Reykjavík schon zahlreiche Häuser elektrisch beleuchtet, 1921 wurde knapp außerhalb der Hauptstadt im Elliðaár-Tal das erste größere Wasserkraftwerk errichtet, das fortan den Großteil der Stadt mit Strom für die Beleuch-

Foto: Voith Hydro

ISLÄNDISCHER WASSERKRAFTBETREIBER SETZT AUF WATER-TO-WIRE-TECHNIK AUS NIEDERÖSTERREICH

Die beiden Turbinen mussten speziell an die sehr schmale Baukubatur des Maschinenhauses angepasst werden.

mal 0,05 Euro pro kWh bezahlen Industrieabnehmer hier für ihren Strom. ERSTES WASSERKRAFTWERK FÜR HS ORKA Dank seiner Wasserkraftressourcen hat sich Island bis heute zu einem Big Player in Sachen erneuerbare Energien entwickelt. Der eigene Strombedarf wird zu 100 Prozent aus regenerativen Ressourcen abgedeckt, wobei die Wasserkraft über drei Viertel davon beisteuert. Der verbleibende Rest entfällt auf Geothermie-Kraftwerke. Eine Situation also, von der die meisten Staaten heutzutage nur träumen können. Der größte Stromproduzent im Allgemeinen und in der Wasserkraft im Speziellen ist auf Island das staatliche Unternehmen Landsvirkjun, das etwa 75 Prozent der gesamten Stromproduktion liefert. Mit 9 Prozent nimmt das Unternehmen HS Orka in der Rangliste der größten Stromproduzenten Islands den dritten Rang ein. Bislang hatte sich der Energiekonzern auf die Erzeugung erneuerbarer Energie aus Geothermie beschränkt. Erst kürzlich wurde dieses Portfolio erweitert: HS Orka realisierte mit dem KW Brúarvirkjun sein erstes Wasserkraftwerk im Westen der Insel – ein Projekt, das einen hohen Aufwand sowohl in ökologischer als auch in technischer Hinsicht erforderte. IN DER HEIMAT DER GEYSIRE Beim neuen Kraftwerk Brúarvirkjun handelt es sich um ein Ausleitungskraftwerk am Oberlauf des Tungufljót Flusses im Südwesten der Insel. Genauer gesagt in der Region Haudakalur, die vor allem aufgrund ihrer Geysire

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Foto: Glanzer

Foto: Voith Hydro

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Die Francis-Spiralturbinen wurden speziell in Hinsicht auf ihre Wartungsfreundlichkeit optimiert.

Foto: Voith Hydro

Berühmtheit erlangte. Nicht zuletzt dank der Nähe zu den geothermischen Phänomenen und der unberührten Naturlandschaft waren im Vorfeld umfangreiche Umweltverträglichkeitsprüfungen und Auflagen zu erfüllen, ehe die isländischen Behörden dem Projekt grünes Licht erteilen konnten. Im Sommer 2018 war es schließlich soweit: Die Bauarbeiten an der Anlage konnten beginnen. Laut Bescheid kann dem Tungufljót für den Kraftwerksbetrieb Wasser bis zum Ausmaß von 23,6 m3/s entnommen werden. Um das Wasser von der Fassung zum Maschinenhaus zu führen, wurde eine 1,7 km lange Druckrohrleitung in der Dimension DN3200 errichtet. Sie wurde komplett unterirdisch verlegt. Das Triebwasser wird am Ende der Druckrohrleitung auf zwei Turbinen aufgeteilt, die sozusagen das elektromechanische Herz der Anlage darstellen. Dabei handelt es sich um zwei baugleiche horizontale Francis-Spiralturbinen, die im österreichischen Kompetenzzentrum für Kleinwasserkraft von Voith Hydro in St. Georgen am Steinfelde designt, gefertigt und schließlich auf den langen Weg in den Hohen Norden geschickt wurden. Für Voith Hydro ein durchaus fordernder Auftrag, der ein Water-to-Wire-Package umfasste.

Das Modellversuchen bewährte 2016 Laufraddesign Die in Schleuse Trier im September - Nachtaufnahme der garantiert Top-Wirkungsgrade der Maschine. Bauaurbeiten zur Errichtung einer zweiten Schleusenkammer.

MASSGESCHNEIDERTES WATER-TO-WIRE-PACKAGE Gesamt betrachtet, lieferte Voith Hydro für das Kraftwerk Brúarvirkjun neben den beiden Francis-Spiralturbinen auch die Synchrongeneratoren, die Hydraulik-Einheiten, die Kühlsysteme, die Einlaufklappen, die komplette E-Technik mit der Steuerung, die Transformatoren und Schaltanlagen, um nur die wichtigsten Komponenten des Water-toWire-Auftrags zu nennen. Außerdem war die Mannschaft von Voith Hydro auch für den Überseetransport, die Montageüberwachung, die Inbetriebnahme, sowie die Messungen für den Wirkungsgradnachweis verantwortlich. „Angesichts des engen Zeitplans haben wir auch eine enge Kooperation mit unseren Sublieferanten gesucht, um die Lieferzeiten kurz zu halten. Konstruktiv und intensiv war auch der Kontakt zum Kunden in Island, daher funktionierte die Abstimmung letztlich auch hervorragend“, resümiert Sebastian Mayerhofer, Area Sales Manager bei Voith Hydro. „In Anbetracht der Größe und des Lieferumfangs stellte das Projekt für uns eine große, aber auch reizvolle Herausforderung dar“, blickt Sebastian Mayerhofer zurück. Besonders wichtig sei es gewesen, dass das Konzept bereits im Vorfeld intensiv mit dem Kunden besprochen worden sei. Zentrale Aspekte dabei waren etwa die Größe, oder die Tonnagen der Komponenten, die Verläufe von Kühlwasser-, Öl- und Hydraulikleitungen sowie ein möglichst wartungsfreundliches Konzept der Maschinen. In die Gespräche eingebunden waren neben dem Bauherrn auch die Bauleitung und die Montagefirma. PROJEKT MIT SPEZIELLEN ANFORDERUNGEN Was die technische Ausführung der Turbinen anging, waren die Ingenieure von Voith absolut gefordert. Schließlich galt es einige besondere Anforderungen des Kunden optimal umzusetzen. „Eine dieser speziellen Anforderungen war mit Sicherheit, die Maschinen so zu designen, dass sie in das sehr schlank ausgeführte Maschinenhaus passten. Außerdem wurden die Turbinendeckel mit Schutzblechen ausgestattet, um den Verschleiß zu minimieren“, erklärt Sebastian Mayerhofer und ergänzt: „Ausgesprochen speziell waren die Anforderungen hinsichtlich der Maschinenwartung, die auf ein absolutes Minimum begrenzt werden sollte. Aus diesem Grund wurden wartungsfreie Lagerungen im Leitapparat verbaut, auch bei der Wellendichtung handelt es sich um eine berührungslose Labyrinthdichtung, die absolut wartungsfrei ist. Zwar gibt es bei Generator und Hydraulikaggregat vorgegebene Intervalle für den Ölwechsel. Aber abgesehen davon wurde auch bei diesen Komponenten die Wartung extrem minimiert.“ Ein weiterer wichtiger Aspekt für die Betreiber war die Inselbetriebsfähigkeit der Anlage. Gerade in den kalten Wintermonaten gilt das isländische

Technische Daten • Ausbauwassermengetotal: 23,6 m3/s

• Ausbauwassermenge je T.: 12,5 m3/s

• Bruttofallhöhe: 48,8 m

• Nettofallhöhe: 45,2 m

• Turbinen: Francis-Spiralturbinen

• Anzahl: 2 Stk.

• Fabrikat: Voith Hydro

• Drehzahl: 333 Upm

• Turbinenleistung: 5.222 kW

• Engpassleistung: 9,9 MW

• Generator: Synchron

• Generatorleistung: 5.612 kVA

• Generatorspannung: 10,5 kV

• Generatorgewicht: 60 to

• Druckrohrleitung: GFK

• Lichte Weite Ø DN3200

• Länge: 1,7 km

• Einlaufklappendurchm. Ø DN2000

• Betreiber: HS Orka

• Inbetriebnahme: Feb. 2020

• Regelarbeitsvermögen: 86 GWh

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Foto: Voith Hydro

AUF DEM SEEWEG NACH ISLAND Auch der Transport der einzelnen Komponenten war ein Kapitel für sich: Die beiden Spiralgehäuse für die Turbinen wurden als Ganzes gefertigt. Das bedeutete, dass Bauteile mit einer Breite von circa 5,5 m per Sondertransport durch halb Europa gefahren wurden. Auch die Saugrohre benötigten aufgrund ihrer Größe spezielle Genehmigungen für den Transport auf der Straße. Der Weg für die Wasserkraftkomponenten führte zuerst von St. Pölten zum Hafen in Melnik in Tschechien. Weiter ging es mit dem Binnenschiff über die Elbe nach Cuxhaven und von dort nach Reykjavik. Die letzte Etappe bis zum Krafthaus in Bruarvirkjun wurde per Lkw bewältigt. „Auch der Generatortransport hatte es in sich: Aufgrund des hohen Gewichts von über 60 Tonnen musste in Island ein Spezialanhänger geordert werden, um die Straßen nicht zu stark zu belasten“, schildert Sebastian Mayerhofer. Die Abmessungen und das Gewicht der einzelnen Bauteile zogen ebenfalls erhebliche Herausforderungen bei der Montage nach sich. Da im Maschinenhaus lediglich ein 5-Tonnen-Kran für Wartungszwecke installiert worden war, musste ein Autokran ange-

Rund 86 GWh Strom erzeugen die beiden Francis-Spiralturbinen im KW Brúarvirkjun im Regeljahr. Das Kraftwerk wurde überdies voll inselbetriebsfähig ausgeführt.

Eine von zwei Einlaufklappen wird eingehoben.

fordert werden, der Komponenten mit 60 Tonnen Gewicht verheben konnte – den einzigen mit dieser Kapazität auf Island. OPTIMIERTE STRÖMUNGSVERHÄLTNISSE Mitte November wurde es schließlich ernst mit der Inbetriebnahme der beiden Maschinensätze. Mit witterungsbedingten Unterbrechungen gelang es den Technikern von Voith Hydro die Anlage bis Mitte Februar dieses Jahres erfolgreich in Betrieb zu setzen. Die Wirkungsgradtests belegen, dass die Maschinen wie ein Uhrwerk laufen – laufruhig und effizient. „Das gesamte hydraulische Profil der Turbinen basiert auf einem verifizierten Modelltest. Daher weisen die Turbinen, angefangen bei der Spirale, über die Stützschaufeln, Leitschaufeln, Laufradkanäle bis zum Saug rohr optimale Strömungsverhältnisse auf“, so Sebastian Mayerhofer, der abschließend erläu-

Foto: HS Orka

Stromnetz nicht unbedingt als das stabilste. Um hier Versorgungssicherheit zu garantieren, wurden Lösungen für die Inselbetriebsfähigkeit umgesetzt. Die Tests für die Inselbetriebsfähigkeit seien ebenfalls sehr aufwändig gewesen, erinnert sich der Projektleiter. Der schrittweise Aufbau eines Netzes aus dem Inselbetrieb hatte nur in Zusammenarbeit mit dem lokalen Netzbetreiber erfolgen können.

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tert: „Die Wirkungsgradtests haben die vor allem im Teillastbereich hohen vertraglich garantierten Wirkungsgrade bestätigt oder teilweise sogar leicht übertroffen.“ Konkret sind die beiden Francis-Spiralturbinen auf eine Nettofallhöhe von 45,2 m und einen Nenndurchfluss von je 12,5 m3/s ausgelegt, wobei sie eine Nennleistung von jeweils 5.222 kW erreichen. Mit einer Nenndrehzahl von 333 Upm treiben sie jeweils einen direkt gekoppelten Synchrongenerator mit 5.612 kVA Leistung an. Ein leistungsstarkes Maschinenduo, das über Jahrzehnte hohe Betriebssicherheit garantiert. EINE ERFOLGREICHE PREMIERE Die ersten Betriebswochen zeigten bereits, dass das neue Kraftwerk der hohen Erwartungshaltung gerecht wird. Mayerhofer: „Im Vergleich zum marktüblichen Umfang im Small-Hydro-Geschäft war ein deutlich erweitertes Testprogramm zu durchlaufen. Und dabei wurden alle Tests mit Bravour bestanden. Die Anlage läuft zur vollsten Zufriedenheit des Kunden.“ Im Regeljahr liefert das neue Kraftwerk Brúarvirkjun rund 86 GWh sauberen Strom, der über ein nahegelegenes Umspannwerk in das isländische 33 kV-Netz eingespeist wird. Für den Energieversorger HS Orka bedeutet das neue Kraftwerk nicht nur eine Erweiterung seiner eigenen nachhaltigen Erzeugungskapazitäten, sondern auch einen Meilenstein in der rund 40-jährigen Firmengeschichte. Schließlich stellt die Umsetzung eines Wasserkraftwerks eine echte Premiere dar. Für Voith Hydro ist Island kein ganz neuer Markt. Es wurden in der Vergangenheit bereits ein großes Kaplan- sowie ein kleineres Pelton-Projekt verwirklicht. Doch in Sachen Francis-Turbinen stellt das Projekt in der Geysir-Region Haukadalur das erste seit sehr langer Zeit dar.

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Foto: Troyer AG

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Seit Mai letzten Jahres erzeugen die Kaplan-Turbinen aus dem Hause Troyer AG zuverlässig Ökostrom im neuen Kraftwerk Santa Maria II.

GRÜNES LICHT FÜR PIEMONTESER KRAFTWERK NACH ZWEI JAHREN BÜROKRATIE-BLOCKADE Eigentlich war das moderne Kleinkraftwerk Santa Maria II in der norditalienischen Gemeinde Gravellona Toce am Lago Maggiore im Wesentlichen schon 2017 fertiggestellt. Die Turbinen waren bereit für das erste Andrehen. Was aber noch fehlte, war eine letzte bürokratische Hürde. Und die zog sich als eine 26 Monate währende Pattstellung zwischen den betroffenen Behörden hin. Erst im April letzten Jahres gab es grünes Licht für das Wasserkraftwerk, das nun seit Mai 2019 am Netz ist. Die beiden ungleichen doppeltregulierten Kaplanturbinen aus dem Hause Troyer AG erzeugen seitdem zuverlässig Strom – im Regeljahr rund 900.000 kWh.

taliens zweitgrößte Region, das Piemont, spielt eine tragende Rolle in der italienischen Energiestrategie. Derzeit arbeitet man aktiv daran, den Stromanteil aus erneuerbaren Ressourcen bis 2030 gegenüber dem Stand von 2015 nahezu zu verdoppeln: von 13,3 Prozent auf 26,2 Prozent. Gerade die Wasserkraft nimmt dabei eine zentrale Stellung ein. Bereits jetzt zählt das Piemont, nach Südtirol und dem Aostatal, zu den drei stärksten Wasserkraftregionen in Italien – und hat durchaus noch Ausbaupotenzial. Gemäß einer eingehenden Studie der TU Wien liegt das Jahrespotenzial bei knapp 52 TWh.

WASSERKRAFT-TECHNIK AUS SÜDTIROL Um die hochgesteckten Energieziele zu erreichen, leisten natürlich auch kleine Wasserkraftwerke einen nicht zu unterschätzenden Beitrag. Anlagen, wie das Kleinkraftwerk Santa Maria II, das von der Firma Idroenergy srl aus Baveno in Gravellona Toce am Lago Maggiore realisiert werden sollte. Das Unternehmen hat sich auf Kleinwasserkraftwerke spezialisiert und hat in den letzten Jahren bereits einige Anlagen verwirklicht, wie etwa das Kraftwerk Carcoforo mit einer Peltonturbine, das Kraftwerk Ramello, wo zwei bestehende Peltonturbinen saniert wurden, oder das

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Kraftwerk Selvaspessa mit zwei neuen Peltonturbinen. Abgesehen vom KW Carcoforo wurden die Anlagen vom Südtiroler Wasserkraft-Allrounder Troyer AG ausgerüstet, der auch für die technische Umsetzung des Kraftwerks Santa Maria II den Zuschlag erhielt. Die Kooperation hatte schon bislang immer perfekt funktioniert. Das neue Kraftwerk Santa Maria II ist aufgrund verschiedener Umstände durchaus bemerkenswert. Da wäre einmal die Lage: Das Kraftwerk befindet sich in einem Naherholungsgebiet an den Ufern des Torrente Strona und in direkter Nachbarschaft zu einigen April 2020

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TRIEBWASSER VOM OBERLIEGER Konkret handelt es sich bei dem Kraftwerk um eine Niederdruckanlage, die das Triebwasser direkt aus dem Auslauf des Oberlieger-Kraftwerks Santa Maria bezieht. Das bereits turbinierte und daher praktisch sedimentfreie Wasser wird direkt in den circa 520 m langen Kraftabstieg geführt. „Die Wasserfassung wurde in einem unterirdischen Schacht ausgeführt. Dazu wurde eine Schleuse im unterirdischen Auslaufkanal gebaut, von der aus das Wasser der Oberlieger-Anlage in die Druckleitung geführt wird“, erklärt der Projektleiter der Firma Troyer, Stefan Macrina. Der erste Teil der Leitung wurde über eine Länge von circa 220 m in Stahlbetonrohren DN2200 ausgeführt, ab der Druckhaltekammer wurden Stahlrohre der Dimension DN2000 über eine Länge von circa 300 m bis zum Hosenrohr verlegt. Die Bauarbeiten beschreibt der Projektleiter als durchwegs problemlos. Die Baustelle sei leicht erreichbar und die Logistik gut durchdacht gewesen. Somit gab es auch keinerlei Konflikte mit dem öffentlichen Verkehr.

AG auch das Hosenrohr mit der Abmessung DN2000, DN1200 und DN800, sowie die beiden Rohrbruchklappen mit Fallgewicht, die Hydraulikanlagen, die komplette Steuerung samt Schaltschränke, die Mittelspanungsanlagen sowie den 15 kVA-Trafo – um nur die wichtigsten Kraftwerkskomponenten zu nennen. Alles aus einer Hand, eine große Stärke der Troyer AG. Im Mittelpunkt der Überlegungen standen allerdings - wie so oft - die beiden Turbinen, die ursprünglich so nicht geplant waren. Stefan Macrina: „Grundsätzlich war gemäß der Erstgenehmigung für die Anlage nur eine Turbine vorgesehen. Angesichts jahreszeitlich bedingt stark schwankender Triebwassermengen gelangte der Kunde danach zur Überzeugung, dass eine zweite, kleinere Wintermaschine die

Foto: Troyer AG

WATER-TO-WIRE ALS GROSSE STÄRKE Auch Schnittstellenprobleme hatte man bereits im Vorhinein umschifft: Die Betreiber hatten die technische Umsetzung im Wesentlichen als Water-to-Wire-Projekt den Wasserkraftspezialisten aus Sterzing übertragen. Neben den beiden Kaplan-Turbinen mit den dazugehörigen Generatoren lieferte die Troyer

Foto: Troyer AG

Eine spezielle Herausforderung ergab sich aus den beengten Bedingungen im Maschinenhaus, in dem zwei Turbinen Platz finden sollten.

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Wohnhäusern. Somit galt es, einerseits ökologisch höchste Standards zu erfüllen und anderseits auch möglichst geräuscharm Strom zu produzieren, um die Nachbarn nicht zu stören.

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optimale Ergänzung wäre. Um nicht erneut alle Genehmigungsverfahren durchlaufen zu müssen, gelang diese Erweiterung nur, indem die Kubatur des Maschinenhauses beibehalten wurde. Und das bedeutete für unsere Techniker, dass die Maschinen so konstruiert werden mussten, dass beide darin Platz finden. Das war nicht einfach.“ TECHNISCHE RAFFINESSEN INKLUSIVE Auch wenn es sich eher um kleinere Maschinen handelt, wurde bei beiden Kaplan-Turbinen eine Doppeltregulierung realisiert. Das heißt: Sowohl Leitapparat als auch Laufrad werden vollautomatisch an die gegebenen Durchflussbedingungen angepasst. Dabei erfolgt die Laufradverstellung nicht über die Generatorhohlwelle, sondern über einen ei-

Technische Daten • Ausbauwassermenge[total]: 4.510 l/s • Nettofallhöhe: 5,33 m • • • • •

Maschine 1: Turbine: vertikale Kaplan-Turbine Ausbauwassermenge: 3.010 l/s Drehzahl: 507 Upm Turbinenleistung: 140 kW

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Maschine 2: Turbine: vertikale Kaplan-Turbine Ausbauwassermenge: 1.500 l/s Drehzahl: 610 Upm Turbinenleistung: 71 kW

• Turbinen: Fabrikat: Troyer AG • Generatoren Fabrikat: Marelli Motori • Druckrohrleitung: Beton / Stahl

Die Laufradverstellung Schleuse Trier im September 2016 - Nachtaufnahme der Die erfolgt über einen von der Bauaurbeiten zurentwickelten Errichtung einer zweiten Schleusenkammer. Troyer AG eigens Verstellmechanismus.

• Regelarbeitsvermögen: 900.000 kWh

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Das Maschinenhaus fügt sich nicht nur aufgrund der geschmackvollen Optik bestens in das Naherholungs- und Wohngebiet im Zentrum von Gravellona Toce am Lago Maggiore ein, sondern auch aufgrund der getroffenen Lärmschutzmaßnahmen, wodurch vom Kraftwerksbetrieb kaum etwas nach außen dringt.

gens von der Firma Troyer AG entwickelten hydraulischen Verstellmechanismus. Die zwei Maschinen wurden im klassischen 1-Drittel-zu-2-Drittel-Verhältnis konzipiert. Die größere der beiden vertikalen Kaplan-Turbinen ist auf einen Ausbaudurchfluss von 3.010 l/s bei einer Nettofallhöhe von 5,33 m ausgelegt und kommt dabei auf eine Turbinenleistung von 140 kW. Die kleinere weist ein Schluckvermögen von 1.500 l/s auf und erreicht bei derselben Nettofallhöhe eine Turbinenleistung von 71 kW. Beide Maschinen treiben jeweils einen Synchrongenerator von Marelli Motori an. Während der kleinere davon für eine Generatorleistung von 80 kW konzipiert ist, ist der größere auf die doppelte Kapazität ausgelegt.

LÄRMSCHUTZ FÜR DIE NACHBARN Ein wichtiger Punkt bei der Ausführung der Maschinensätze betraf die Wasserkühlung der Generatoren. Diese stellte eine zentrale Maßnahme dar, um den Geräuschpegel der Anlage möglichst niedrig zu halten. Dank der Laufruhe der Maschinen, der Wasserkühlung des Generators, der tiefen Einbausituation der Maschinen und nicht zuletzt dank eines massiven Stahlbetonbaus für das Krafthaus wurde das neue Kraftwerk Santa Maria II ein ruhiger Nachbar inmitten des Wohn- und Naherholungsgebietes im Zentrum der Kleinstadt. BAUSTOPP FÜR 26 MONATE Ende November 2016 waren die Arbeiten am Kraftwerk so weit gediehen, dass das Monta-

STROM FÜR 220 HAUSHALTE Am 22. Mai letzten Jahres konnte es mit dem ersten Parallelbetrieb losgehen. Das Kraftwerk war am Netz. In Summe erzeugt das moderne Kleinkraftwerk Santa Maria II rund 0,9 GWh im Regeljahr und liefert damit einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klima- und Energieziele im Piemont. In Summe können damit rund 220 Haushalte mit sauberem Strom aus lokalen Ressourcen versorgt werden. Der Strom wird ins öffentliche Netz eingespeist und nach den Richtlinien des Fördergesetzes für erneuerbare Energien vergütet. Das Kraftwerk macht sich auch optisch sehr gut im Zentrum der Kleinstadt am Lago Maggiore. Bewusst hat man auf klare Linien und dank der Holzverkleidung auf eine nachhaltige Optik gesetzt. Auch die Farbgebung im Krafthaus ist durchaus gelungen. Schließlich darf ein Kleinkraftwerk ja nicht nur effizient und betriebssicher, sondern durchaus auch ästhetisch ansprechend sein.

Foto: Wikipedia

Blick auf die 7.500-Einwohner Kleinstadt Gravellona Toce am Lago Maggiore

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geteam der Firma Troyer AG anrücken konnte. Die Montagearbeiten verliefen ohne Zwischenfälle, sodass bereits im Februar 2017 alles bereit war für die Inbetriebsetzung. Doch dann stand auf einmal alles still. Behördlich war ein Baustopp verhängt worden. Aufgrund bürokratischer Probleme, wie es hieß, war man zum Warten verurteilt. „Der Betreiber konnte eigentlich nur machtlos zuschauen und warten, bis die Bürokraten der beiden Behörden sich geeinigt hatten – und das war erst nach 26 Monaten der Fall“, erinnert sich Stefan Macrina. Ende April 2019 dann das große Aufatmen bei der Idroenergy srl. Endlich gab es grünes Licht, die Wiederaufnahme der Arbeiten wurde umgehend veranlasst.

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Um erforderliche Sanierungen an der Stauanlage Punt dal Gall ohne Entleerung des Stausees durchführen zu können, setzten die Betreiber das sogenannte Sättigungstauchverfahren ein. Zu diesem Zweck wurde ein aufwändiges Tauch-Ponton am See errichtet. Alleine die Taucharbeiten schlugen mit rund 12 Mio. CHF zu Buche.

SPEKTAKULÄRE TAUCHARBEITEN ERMÖGLICHEN SPEICHERSANIERUNG IM SCHWEIZER NATIONALPARK Auch knapp vier Jahre nach ihrem erfolgreichen Abschluss zählt die Sanierung an der Staumauer Punt dal Gall der Engadiner Kraftwerke AG zu den spektakulärsten und aufwändigsten Speichersanierungen in jüngster Zeit. Rund 25 Mio. CHF investierten die Betreiber, um die mechanischen Einrichtungen der Betriebswasserfassung, den Grundablass und die Dotierwasserfassung wieder betriebsfit für die nächsten Jahrzehnte zu machen. Zu diesem Zweck kamen auch sogenannte Sättigungstaucher zum Einsatz, die ihre Aufgabe unter sehr speziellen Bedingungen zu erfüllen hatten. Diese Vorgangsweise war nicht nur effizient, sondern garantierte zudem die geforderte maximale Sicherheit für Fauna und Flora des Flusses Spöl, dem größten Fluss im einzigen Schweizer Nationalpark. Im Rahmen der 3. Energie- und Umwelttage Ende Februar präsentierte Michael Roth, der Direktor der Engadiner Kraftwerke EKW, das Projekt einem interessierten Publikum.

tahlwasserbauteile, die in unseren Breiten über vier Jahrzehnte unter Wasser gelegen sind, bedürfen in der Regel nach dieser Zeit einer eingehenden Sa nierung. Bei Anlagen, die über eine Konzes sion von 80 Jahren verfügen, ist somit nach 40 Jahren der Zeitpunkt für eine Totalsanie rung gekommen, um die Betriebssicherheit auch für die restliche Laufzeit der Konzession sicherzustellen. Eine solche planten die Ver antwortlichen der EKW vor rund fünf Jah ren auch für die Stauanlage Punt dal Gall, die im Jahr 1970 ihren Betrieb aufgenommen hatte. Speziell die mechanischen Einrichtun gen der Betriebswasserfassung, des Grund ablasses und der Dotierwasserfassung sollten einer umfassenden Revision unterzogen wer den.

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SEDIMENTE GELANGEN IN DEN SPÖL Allerdings war der Modus Operandi zu die sem Zeitpunkt noch nicht klar. Ein Grund dafür war, dass ein einschneidendes Umwelt ereignis im Frühling 2013 zu einer in diesem Ausmaß völlig unerwarteten ökologischen Gefährdung des Flusses Spöl geführt hatte. Dazu Michael Roth: „Ende März 2013 lag der Seespiegel relativ tief mit etwa 17 m über der minimalen Betriebskote. Das führte zu einer veränderten Dynamik in der Sediment verfrachtung. Sogenannte Trübeströme, eine Art von Schlammlawine am Seegrund, traten auf, woraufhin Sedimente über die Dotieran lage in den Spöl gelangten. Im Nachhinein wurde festgestellt, dass deshalb auch zahlrei che Bachforellen verendet waren. Die Dotier anlage wurde durch den Schlamm verstopft,

sodass der Spöl von seiner Wasserzufuhr abge trennt wurde. Als erste Reaktion auf das Aus bleiben des Dotierwassers öffneten Angestell te der EKW den Grundablass, die einzige Möglichkeit, um den Gebirgsbach wieder mit Wasser zu versorgen. Doch dadurch wurden erneut Sedimentfrachten in den Bach ge spült.“ Ein Ereignis, das aufgrund der hohen Schutzziele des Gewässers inmitten des Nati onalparks medial entsprechend hohe Wellen schlug. Verständlicherweise wollte man eine Wiederholung dieses Szenarios unter allen Umständen vermeiden. Im Hinblick auf die Sanierung der Anlage wäre bei einer vollstän digen Entleerung des Speichersees die Gefahr eines erneuten Schlammeintrags in den Spöl zu groß gewesen. Man machte sich auf die Su che nach einer alternativen Lösung.

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ANSPRUCHSVOLLES TAUCHVERFAHREN Aus diesem Grund wurde die französische Firma Hydrokarst mit den Taucharbeiten im Sättigungstauchverfahren beauftragt. Dabei wurden die Taucher in einer speziellen Druckkammer einem konstanten Druck von 10 bar ausgesetzt, wie er auch in der Tiefe des Stausees vorherrscht. Das heißt: Das Tauch-Quartett lebte in dieser Zeit in den Druckkam mern, wenn sie nicht gerade Revisionsarbeiten durchführten. An ihre

Auf rund 1.800 m ü.M. im schweizerisch-italienischen Grenzgebiet ist die Stauanlage Punt dal Gall situiert. Die doppelt gekrümmten Bogenstaumauer liegt zu etwa gleichen Teilen auf italienischem wie schweizerischem Staatsgebiet, der Hauptanteil des Stausees Livigno auf italienischem. Das Tal entwässert allerdings zur Gänze auf die Engadiner Seite hin. Aus diesem Grund erforderte die Nutzung der Anlage einen Staatsvertrag. Das augenfällige Querbauwerk der Engadiner Kraftwerke AG EKW wurde in den Jahren 1965-1969 errichtet. Mit seiner doppelt gekrümmten, 130 m hohen und 540 m langen Bogenstaumauer gilt es als das imposanteste Bauwerk der EKW, das die Speicherung von rund 164 Millionen Kubikmeter Wasser ermöglicht. Der Lago di Livigno erstreckt sich über eine Länge von etwa 9 km, er bezieht sein Wasser aus einem 190 km2 großen Einzugsgebiet. Die Hauptfunktion des Speichers besteht in der Speicherung des in den warmen Monaten anfallenden Wassers, auf dass das gespeicherte Volumen im Winter der Stromproduktion zur Verfügung steht. Das Triebwasser wird über einen 7,7 km langen Druckstollen zu den beiden Maschinen in der Zentrale Ova Spin geleitet. Hier sind zwei leistungsstarke Francis-Pumpturbinen mit insgesamt 50 MW Leistung installiert, die bis zu 32 m3 Wasser pro Sekunde vom Ausgleichsbecken Ova Spin in den Stausee Livigno pumpen können. Im Regeljahr erzeugen die beiden Maschinensätze rund 100 GWh Strom. Am Fuß der 25 m dicken Staumauer sind noch zwei Dotierturbinen untergebracht, die mit dem Restwasser für den Spöl betrieben werden und im Schnitt rund 5 GWh ans Netz liefern. Der Spöl ist ein Gebirgsbach, der von Punt dal Gall durch den Nationalpark nach Zernez fließt. Eine Besonderheit stellt die Speicheranlage auch vor dem Hintergrund dar, dass sie inmitten des einzigen Nationalparks der Schweiz in den 1960ern errichtet werden konnte. Zumal der Status des schützenswerten Naturjuwels bereits seit 1914 existiert. Es bedurfte eines Votums der Schweizer Bevölkerung im Jahr 1958, das letztlich den Weg für den Kraftwerksbau ebnete. Heute hat sich die Koexistenz der Wasserkraftanlage mit dem schützenswerten Naturraum des Nationalparks vorbildlich entwickelt. Vor allem die künstlichen Hochwässer, die vom Stausee in den Spöl abgelassen werden, führten zu einer merklichen Belebung des Gewässers und gaben ihm nach und nach wieder den Gebirgsbachcharakter zurück. Jährlich stehen rund 1,3 Mio. m3 Wasser für die künstlichen Hochwasser zur Verfügung. Seit den Anfängen im Jahr 2000 werden in der Regel ein bis zwei Fluten mit einem Maximalabfluss von 20 bis 30 m3/s über eine Dauer von sechs bis neun Stunden erzeugt.

Am Ende erreichte das Tauch-Ponton eine Größe von 750 m2.

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SANIERUNG OHNE SEEENTLEERUNG Es folgte eine Machbarkeitsstudie über Sanierungsvarianten ohne Seeent leerung, die in Zusammenarbeit von EKW, HYDRO Exploitation, Hy drokarst und TSM Perrottet angestellt wurde. Als Resultat daraus ent schieden sich die Verantwortlichen letztlich dafür, den Einlaufbereich mit provisorischen Verschlüssen durch Taucher abzudichten, sodass im Trockenen von der Luftseite her gearbeitet werden könnte. Konkret fiel die Wahl auf das sogenannte Sättigungstauchverfahren, das zuvor erst einmal an einem Schweizer Stausee eingesetzt worden war. Die Unter wasserarbeiten wurden vom Ingenieurbüro IM Maggia ausgeschrieben und von dem Konsortium TSA umgesetzt, das aus den drei Unterneh men HYDRO Exploitation, Hydrokarst und TSM Perrottet bestand. „Der Vorteil des Sättigungstauschverfahrens lag einerseits natürlich in seiner ökologischen Unbedenklichkeit, andererseits aber auch darin, dass die Anlage während der Bauphase ohne nennenswerte Unterbrechungen weiterbetrieben werden konnte“, erklärt Michael Roth. Außerdem habe man auf diese Weise die gesamten Arbeiten in einem Sommer abwickeln können. Ein herkömmlicher Taucheinsatz wäre aus naheliegenden Gründen nicht in Frage gekommen. Schließlich sind die Taucher bei einer Tauchtiefe von 110 m einem enormen Druck ausgesetzt. Bei jedem Auftauchvor gang müssten diese Druckunterschiede ausgeglichen werden, was je nach Aufenthaltsdauer am Seegrund sehr viel Zeit in Anspruch nehmen wür de. Auf diese Weise hätten sich die Arbeiten über mehrere Bausaisonen hingezogen.

Eine Zwei-Staaten-Lösung für einen spektakulären Speicher

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Von der Staukrone aus wurden die einzelnen Module für das Ponton auf die Seeoberfläche gehievt.

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Der Transport der einzelnen Bauteile durch den engen Zufahrtstunnel zur Staukrone stellte eine besondere Herausforderung dar.

te – Krankenstation auf dem Ponton einge richtet“, blickt Michael Roth zurück. Über eine Druckschleuse konnten die Quartiere der Taucher mit Nahrung versorgt werden. 600 TONNEN EQUIPMENT Bevor die französischen Sättigungstaucher ans Werk gehen konnten, wurde im Frühling 2016 das 750 m2 große Ponton aufgebaut. Eine schwimmende Plattform, auf der die Druckkammern und sämtliche Einrichtun gen für die Unterwasserarbeiten installiert werden mussten. Das dafür erforderliche Ma terial mit einem Gesamtgewicht von 600 Tonnen wurde mithilfe von über 100 Sattel schlepperladungen angeliefert und anschlie ßend per Autokran von der Staumauer auf den Ponton verfrachtet. „Speziell die Zufahrt zur Baustelle stellte aufgrund eines sehr en gen, einspurigen Tunnels eine große Heraus forderung für die Beteiligten dar. Das war tatsächlich Präzisionsarbeit“, erinnert sich Michael Roth.

UNTERWASSER-ARBEITEN IN EXTREMIS Ende Mai 2016, während man noch mit dem Zusammenbau des Pontons zugange war, starteten die Pumpmaßnahmen zur Sedimen tentfernung. Es galt, die Sedimentansamm lungen vor den beiden Einläufen zu entfer nen. Die Unterwasserpumpe saugte dabei circa 1.500 m3 Schlamm ab, der in der Folge rund 200 m weiter am Seegrund auf Schwei zer Seite abgelagert wurde. Mitte Juni war es schließlich für die Taucher soweit: Die ersten Arbeiten unter Wasser konnten beginnen. Doch diese sollten jäh unterbrochen werden, als eine Mure in den See glitt und neue Sedi mente in den Bereich des Grundablasses ver

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Der Aufenthaltsraum für die Sättigungstaucher, wenn sie nicht gerade 110 m in der Tiefe arbeiten. Dabei sind sie permanent einem Druck von 10 bar ausgesetzt.

Foto: EKW Engadiner Kraftwerke AG

Die einzelnen Druckstationen für die Unterkünfte und medizinische Einrichtungen werden montiert.

Foto: EKW Engadiner Kraftwerke AG

Foto: zek

Arbeitsstelle gelangten sie mittels einer Tauch glocke, die mit der Leitstelle verbunden war. Über eine „Nabelschnur“ wurden die Taucher in den schweren Anzügen mit speziellem Tauchgas, einem Helium-Sauerstoff-Ge misch, sowie Warmwasser mit 36° C Tempe ratur versorgt. Die Dekompressionsphase wurde erst am Ende der mehrwöchigen Ar beit eingeleitet – und dauerte aufgrund der im Blut gelösten Tauchgase rund vier Tage. Insgesamt waren für die gesamten Unterwas serarbeiten 62 Tauchtage erforderlich. „Grundsätzlich war dieses Verfahren vielver sprechend, aber auch sehr anspruchsvoll und kostenintensiv. Im Vorfeld waren umfangrei che Planungen erforderlich, damit die Pro jektabwicklung sicher und effizient vonstat tengehen konnte. Ein Teil davon waren etwa die medizinischen Vorbereitungen für eventu elle Notfälle. Es wurden verschiedene Ärzte ausgebildet, um etwa unter Druck Notopera tionen durchführen zu können. Außerdem wurde eine eigene kleine – natürlich druckfes

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600 Tonnen Material wurden für den Bau des Tauch-Pontons an die Baustelle geliefert.

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frachtet wurden. „Aufgrund der schlechten Sicht am Seegrund mussten damals die Arbei ten für drei Tage unterbrochen werden“, er zählt Elmar Kämpfen, Direktor von HYDRO Exploitation SA. Im Zuge der folgenden Ar beiten stießen die Taucher auf sperrige Beton brocken aus der Bauzeit sowie auf große Holz stämme. Es war zwar zu diesem Zeitpunkt gelungen, die Sedimente hinter der etwas hö her gelegenen Dotierwasserfassung zu entfer nen, aber nicht jene, die sich weiter unten im Bereich des Grundablasses angesammelt hat ten. Somit konnten die Taucher in dieser ers ten Tauchphase lediglich den 16 m2 großen und 15 Tonnen schweren Abschluss für den Dotiereinlauf montieren. Als Konsequenz aus dem Zwischenfall von 2013 wurde dem Dotier einlauf ein Trompeteneinlauf vorgesetzt, der dafür sorgt, dass das Dotierwasser seither um 9 Meter höher gefasst wird. Damit konnte das Risiko, dass erneut Sedimente über den Dotier einlauf in den Spöl gelangen, markant gesenkt werden. Somit war die erste Tauchphase nur im Hinblick auf den Dotiereinlauf erfolgreich, die Arbeiten am Grundablass konnten erst in der zweiten Tauchkampagne realisiert werden.

Foto: EKW Engadiner Kraftwerke AG

Im Rahmen eines nächtlichen Arbeitseinsatzes wurde der Abschluss für den Grundablass für die Montage an der Staumauer vor den Einlauf hinabgesenkt.

600 m3 Sedimentmaterial wurden aus der Tiefe heraufgeholt und an einem Standort am Stausee deponiert. Daraufhin konnte der Verschluss des Grundablasses fixiert werden.

ERFOLGREICHER ABSCHLUSS „Um den Grundablass von den Sedimenten zu befreien, damit die Taucher den Verschluss montieren konnten, setzte die TSA einen leis tungsstarken Kran mit Greifer ein. Vom Pon ton aus wurde der Greifer rund 100 m auf den Seegrund abgesenkt, wo er in Summe 600 m3 des Materials entfernte. Dadurch wurde letzt lich ausreichend Platz hinter dem Grundablass geschaffen, um den Deckel zu montieren“, schildert Elmar Kämpfen. In weiterer Folge ge lang es den Sättigungstauchern, den 8x5 m gro ßen und 33 to schweren Verschluss des Grund ablass an der Staumauer zu fixieren. Trotz des Wasserdrucks von 10 bar war der Abschluss auf Anhieb dicht. Am 12. September 2016 wurde der Grundablass entleert und konnte damit für die erforderlichen Revisionsarbeiten an den Schiebern sowie die Korrosionsschutzarbeiten an der Galerie freigegeben werden. Im weiteren Verlauf der zweiten Tauchphase inspizierten Taucher die Betriebswasserfassung, dabei wurden die Einlaufgitter entfernt, Ver messungen angestellt und Materialprüfungen vor Ort durchgeführt. Parallel dazu erfolgte die Erhöhung der Dotierwasserfassung mit der

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„Die Sättigungstaucher sind ganz spezielle Typen. Davon gibt es wahrscheinlich weniger als Astronauten auf der Welt“, sagt Michael Roth, der voll des Lobes für die anstrengende Arbeit der Taucher von Hydrokarst ist.

HERAUSFORDERUNG FÜR ALLE BETEILIGTEN Rückblickend betrachtet, gelang es den 4 Sät tigungstauchern von Hydrokarst, die extrem schwierigen und körperlich wie mental for dernden Unterwasserarbeiten in einer Tiefe von 115 m im Rahmen von drei Tauchkampa gnen in insgesamt 62 Tauchtagen abzuwickeln. „Die großen Herausforderungen dieses sehr komplexen Projektes lagen neben dem Auf wand für das Sättigungstauchen vor allem in der Logistik. Die Baustelle liegt auf 1.800 m ü.M., wodurch wir natürlich stets mit stark wechselnden Wetterverhältnissen zu rechnen hatten. Schnee ist auf dieser Höhe auch im Juli gang und gäbe. Außerdem ist die Staumauer krone nur durch einen schmalen, einspurigen Tunnel erreichbar, der den LKW-Fahrern ech te Präzisionsarbeit abverlangte“, resümiert Mi chael Roth, der letztlich aber ein durchaus po sitives Fazit unter ein Projekt ziehen kann, das in dieser Form in den Alpen seinesgleichen sucht. Schließlich war es den Verantwortlichen gelungen, eine Staumauersanierung ohne Seeentleerung umzusetzen, die ein Höchstmaß an Rücksichtnahme auf die ökologische Situa tion des anschließenden Gewässers garantierte. Quellenangabe: Publikation: Underwater work at Punt dal Gall dam: An outstanding project von Elmar Kaempfen und Michael Roth Vortrag Michael Roth i.R. der 3. Energie- und Umwelttage in Ried/Prutz sowie: Schweizerische Bauzeitung

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Montage des nun 9 m höher situierten Einlauf rechens. Im November 2016 konnte der seesei tige Abschluss des Grundablasses abgezogen werden, nachdem der Grundablasskanal zwi schen Grundablass und Schützen zuvor wieder geflutet worden war. Damit war nun die dritte und letzte Tauchphase eingeläutet. In diesen letzten zehn Tauchtagen waren die Taucher vor allem mit der Montage des Wassereinlasses für die erhöhte Dotierwasserfassung beschäftigt. Nach Abschluss dieser Arbeiten konnten sie in die Dekompressionsphase übergehen, die vier Tage in Anspruch nahm.

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Foto: Stuelpner_pixelio.de

Die kleine Südtiroler Gemeinde Algund, in direkter Nachbarschaft zu Meran gelegen, hat im letzten Jahr zwei neue Trinkwasserkraftanlagen in Betrieb genommen, die in Summe rund 200.000 kWh sauberen Strom ans Netz liefern.

ALGUND GEWINNT ÖKOSTROM AUS DEM TRINKWASSERNETZ Es war ein Kraftakt für die kleine Südtiroler Gemeinde Algund, ihre beiden neuen Trinkwasserkraftwerke Sticklwies und Birbamegg zu realisieren. Kaum Zufahrtsmöglichkeiten, steilstes, unwegsames Gelände und keine großen zu erwartenden Gewinne: Letztlich wurde die Gemeinde für ihren Mut und ihr Engagement belohnt. 2019 konnten beide Anlagen den Betrieb aufnehmen und laufen seitdem einwandfrei. Mit den beiden Pelton-Trinkwasserturbinen aus dem Hause Tschurtschenthaler erzeugen sie gemeinsam im Jahr rund 200.000 kWh sauberen Strom, der ins regionale Verteilernetz eingespeist wird.

ie 5.000-Seelen-Gemeinde Algund wird mitunter auch liebevoll das „Gartendorf“ genannt. Kein Wunder, bei mediterranem Klima gedeihen hier neben Apfelbäumen und Weinreben unter anderem auch Palmen und Olivenbäume. Die artenreiche Vegetation reicht vom Tal auf 330 m Seehöhe bis hoch hinauf in den Naturpark der Texelgruppe. Vor allem bei Naturliebhabern ist der Nachbarort der Kurstadt Meran äußerst beliebt, speziell der Algunder Waalweg gilt nach wie vor als absoluter Tipp unter Wanderern. Algund besteht aus sieben Fraktionen, die heute durch ein weitläufiges Versorgungsnetz mit qualitativ hochwertigem Trinkwasser aus dem Gebirge, sowie einem Tiefbrunnen versorgt werden. Die zuverlässige Verteilung wird einerseits durch die Gemeinde Algund

und andererseits durch verschiedene Trinkwasser-Interessensgemeinschaften sichergestellt. Der Ortsteil Dorf, der etwa einen Kilometer vom heutigen Gemeindezentrum entfernt liegt, bezieht sein Trinkwasser aus den Sticklwiesquellen, den Birbameggerquellen sowie dem Locherstollen. Erstgenannte dienen neuerdings nicht mehr ausschließlich der Bereitstellung von Trinkwasser, seit letztem Jahr wird ihre Energie für die Erzeugung von Ökostrom genutzt. ALTE LEITUNG MIT LECKAGEN Dem Einzugsbereich des Grabbachs am Vellauer Berg unterhalb von Rötelspitze und Mutspitze entspringend, treten die Sticklwiesquellen auf 1.260 m Seehöhe zu Tage, wo sie schon früh für die Trinkwasserversorgung gefasst wurden. Rund 500 m tiefer sind

die beiden Birbameggerquellen – obere und untere – situiert. Ihrem natürlichen Verlauf nach vereinigen sie sich auf rund 750 m Seehöhe mit dem Wasser aus der Sticklwiesquelle. „Das war letztlich auch der Grund, warum wir keine einstufige Kraftwerkslösung angestrebt haben. Hätten wir eine Stufe über eine Fallhöhe von circa 770 m realisiert, hätten wir das Wasser aus den Birbameggerquellen nicht nutzen können. Auf diese Weise ließ sich das Projekt wirtschaftlicher gestalten“, erklärt der verantwortliche Planungsingenieur Dr.-Ing. Walter Gostner von der Ingenieure Patscheider & Partner GmbH. Was die generelle Entscheidung zugunsten des Projektes erleichterte, war die Tatsache, dass ein Teil der alten Freispiegelleitung von den Sticklwiesquellen zuletzt immer wieder Defekte aufwies und eine Sanierung unumgäng-

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Foto: Oberprantacher

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Beim Trinkwasserkraftwerk Birbamegg musste die Druckrohrleitung über eine bestehende Hängebrücke geführt werden, um ein Tal zu queren. Auch diese Herausforderung wurde von der Baufirma Gebr. Oberprantacher mustergültig gemeistert. Foto: Glanzer

die ebenso wertvolle Dienste leistete wie der Spinnenbagger, der von Karl Oberprantacher, einem der beiden Firmenchefs, mit großer Routine im Steilgelände manövriert wurde. Hinsichtlich des Trassenverlaufs ließ man der Spezialbaufirma Spielraum. Gostner: „Wir haben schon in der Ausschreibung festgelegt, dass sich die Baufirma nicht zu 100 Prozent an die vorgegebene Trasse halten muss, sondern aufgrund der extremen Topographie auch ein wenig davon abweichen darf. Bedingung für dieses Zugeständnis war allerdings, dass die Leitung nicht länger wird und es zu keinen Mehrkosten kommt. Dies hat die Fa. Oberprantacher dann auch auf Punkt und Komma eingehalten.“

lich wurde. Um die Energie der Quellen hydroelektrisch zu nutzen, mussten die Leitungen nun allerdings druckfest gemacht werden. Es brauchte stabile Druckrohrleitungen.

Im steilen und unwegsamen Gelände erwies sich die Materialseilbahn als wichtige Stütze.

Foto: Glanzer

Foto: Patscheider & Partner

MUT ALS ERSTE VORAUSSETZUNG „Wir haben uns dann für Rohre aus duktilem Guss von der Firma Tiroler Rohre in der Dimension DN100 entschieden. Um aufwändige Fixpunkte zu sparen, haben wir diese in schub- und zuggesicherter Variante gewählt“, so Walter Gostner. Er blickt auf ein Projekt zurück, das vor allem baulich so einige Tücken bereithalten sollte. Vor allem die Steilheit des Geländes unterhalb der Sticklwiesquellen sollte zu einem Prüfstein für alle Beteiligten werden. „In diesem Bereich liegen Hangneigungen von bis zu 60 Prozent vor. Keine Zufahrten zu den Hochbehältern, extrem unzugängliches Gelände – wir bekamen im Ort schon die Frage zu hören, ob wir denn spinnen“, erinnert sich Walter Gostner und spricht dem Bürgermeister von Algund, Ulrich Gamper, seine Anerkennung aus: „Da gehörte auch eine Portion Mut dazu, dieses Projekt umzusetzen. Schließlich waren ja auch keine allzu großen Gewinne zu erwarten.“ Was es für eine erfolgreiche Umsetzung allerdings unbedingt brauchte: einen Spezialisten für Bauarbeiten im steilen Gelände. Fündig wurde man bei der Fa. Gebr. Oberprantacher aus St. Leonhard im Passeiertal, die in der Folge ihrem guten Ruf gerecht wurde. Das Südtiroler Familienunternehmen rückte mit einer eigenen Materialseilbahn an,

UMPLANUNGEN WURDEN ERFORDERLICH 2013 hatte der Planer von Ingenieure Patscheider & Partner GmbH bereits mit den ersten Planungsarbeiten begonnen. Doch kurz darauf trat eine Novelle zum Landesgesetz für die Genehmigung von kleinen und mittleren Ableitungen in Kraft, wodurch noch einmal Umplanungen erforderlich wurden. 2016 wurde das Projekt schließlich erneut eingereicht – diesmal mit Erfolg: Im Herbst 2018 standen die Ampeln auf Grün, das Bauvorhaben konnte starten. Die bauliche Umsetzung erfolgte von oben nach unten. Im Herbst 2018 wurde die Stufe Sticklwies realisiert, die allerdings nicht gleich ans Netz gehen konnte. Das Krafthaus oberhalb der Birbameggerquellen, schwer zugänglich im Wald situiert, musste erst ans Netz angeschlossen werden. Zu diesem Zweck errichtete der Netzbetreiber Edyna eine eigene Leitung, die großteils als Freileitung ausgeführt wurde. Aus diesem Grund ging die Oberlieger-Anlage schließlich später in Betrieb als das Unterlieger-Kraftwerk Birbamegg, wo sich der Einspeisepunkt in unmittelbarer Nähe befindet. Mit der Inbetriebnahme des TWKW Sticklwies im Sommer 2019 und der Umsetzung der allfälligen Restarbeiten konnte das Projekt abgeschlossen werden. Foto: Electro Clara

Im steilen Gelände konnte die Baufirma Gebr. Oberprantacher ihre Stärken ausspielen – Spezialisten mit dem Spinnenbagger.

Die eindüsige Peltonturbine für die Unterstufe Birbamegg aus dem Hause Tschurtenthaler wurde komplett aus Edelstahl gefertigt.

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Extremes Laufraddesign einer Peltonturbine, die für die Fallhöhe von fast 500 m und die geringe Wassermenge von 4 l/s ausgelegt ist.

Foto: Patscheider & Partner

Foto: Glanzer

Foto: Tschurtschenthaler

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Die Turbine für die Oberlieger-Anlage Sticklwies ist auf eine Fallhöhe von knapp 500 m ausgelegt.

nik-Spezialisten von Electro Clara eine Wasserstandsonde installiert. Über eine Mobilfunkverbindung wird somit eine Kommunikation zwischen der Steuerung der Oberlieger- mit der Unterlieger-Anlage erreicht, wobei die Signalübertragung in Echtzeit erfolgt. „Dies war die einzig praktikable Möglichkeit für eine Kommunikation, schließlich gibt es ja kein Steuerkabel und auch keine Sichtverbindung zwischen den beiden Punkten. Für die Stufe Birbamegg hat sich die Wasserstandsregelung durchaus angeboten, nicht zuletzt da dank des KW Sticklwies dort Strom vorhanden ist und damit die Wasserstandsonde für Birbamegg versorgt werden kann“, erläutert Janpaul Clara. Er verweist darauf, dass sowohl der Kunde als auch Electro Clara selbst über eine umfassende Fernzugriffsmöglichkeit verfügen. Das komplette System wird über eine zentrale SPS gesteuert – hardwaretechnisch setzt Electro Clara dabei auf Beckhoff SPS – und ist in ein Maschinenhäuschen des TWKW Sticklwies

VON DER DRUCK- ZUR WASSERSTANDSREGELUNG 50 Meter vom Auslauf der Oberlieger-Anlage entfernt befindet sich die Fassung der Birbameggerquellen. Hier wurde von den E-Tech-

firmeninternes Leitsystem von Electro Clara integriert, damit die Steuerungsexperten schnell eingreifen können, sollte es zu einer Störungsmeldung oder einer Fehlfunktion kommen. „Das zeichnet unser Service absolut aus: Wir können auf diese Weise bei einer kleinen Störung oft schneller eingreifen und sie beheben, ehe sie der Kunde überhaupt registriert. Über die Fernwartung können wir viel umprogrammieren und das System nach Bedarf anpassen“, erklärt Janpaul Clara. 500 M FALLHÖHE FÜR OBERLIEGER-ANLAGE Das Herzstück der Trinkwasserkraftwerke bilden natürlich die voll trinkwassertauglich ausgeführten horizontalachsigen Peltonturbinen – designt, geliefert, montiert und in Betrieb genommen vom Südtiroler Wasserkraftspezialisten Tschurtschenthaler. Das Unternehmen aus den Dolomiten hatte sich im Rahmen der Ausschreibung durchgesetzt, nicht zuletzt die ellenlange Referenzliste sprach für die Sexte-

Technische Daten Sticklwies Foto: Patscheider & Partner

STEUERUNGSTECHNIK VOR HERAUSFORDERUNGEN Die Exponiertheit des Geländes brachte nicht nur in planerischer und baulicher Hinsicht große Herausforderungen mit sich. Auch regeltechnisch waren hier keine Lösungen „von der Stange“ möglich. Somit war das mit der Umsetzung der Regel-, Steuerungs- und Automatisierungstechnik betraute Unternehmen, Electro Clara aus dem Südtiroler Enneberg, durchaus gefordert. Primär galt es, eine Kommunikation zwischen den beiden Anlagen herzustellen, um die Wasserführung bestmöglich regeln zu können. „An der Fassung der Sticklwiesquellen gibt es weder eine Stromverbindung noch ein Steuerkabel. Auch besteht keine Sichtverbindung zur Unterstufe. Eine Verlegung von Steuer- und Stromkabel hätte sich nicht rentiert. Daher haben wir uns entschlossen, die Oberstufe über eine Druckregelung zu steuern. Diese bot sich hier an, weil der Verlauf der Leitung bereits ab Leitungsbeginn sehr steil ist und weil die Rohrleitung so ausgelegt wurde, dass auch bei Nenndurchfluss kaum nennenswerte Reibungsverluste entstehen. Diese Faktoren ermöglichen, dass die Druckregelung ausreichend arbeitet“, erklärt dazu Janpaul Clara, der auf eine große Erfahrung im Kleinwasserkraftsektor verweisen kann.

• Ausbauwassermenge: 4 l/s • Turbine: 1-düsige Pelton

• Leistung: 19,5 kW

Fallhöhe: 496 m Fab.: Tschurtschenthaler

Nenndrehzahl: 1.520 Upm

• Generator: Asynchron 19,5 kW (Küenle) • DRL: duktiler Guss TRM

Dimension: Ø DN100

• Regelarbeitsvermögen: ca. 120.000 kWh

Birbamegg • Ausbauwassermenge: 4,3 l/s • Turbine: 1-düsige Pelton • Leistung: 11,6 kW

Fallhöhe: 276 m

Fab.: Tschurtschenthaler

Nenndrehzahl: 1.525 Upm

• Generator: Asynchron 12,5 kW (Küenle) • DRL: duktiler Guss TRM

Dimension: Ø DN100

• Regelarbeitsvermögen: ca. 80.000 kWh • Bauarbeiten: Gebr. Oberprantacher OHG • Automation & E-Technik: Electro Clara KG • Planung: Ingenieure Patscheider & Partner GmbH • Regelarbeitsvermögen: ca. 200.000 kWh Beide Kraftwerke wurden leittechnisch so ausgeführt, dass sie komplett fernkontrollier- und -steuerbar sind.

• Inbetriebnahme 2019

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Projekte ner Wasserkraftspezialisten. Konkret waren schnelllaufende Maschinen gefragt, die perfekt auf große Fallhöhen und relativ geringe Durchflussmengen angepasst sind. Knapp 500 m Fallhöhe überwindet das Triebwasser aus den Sticklwiesquellen bis hinunter zur Turbine in der Oberlieger-Anlage. Bei einer Nenndrehzahl von 1.520 Upm und einer Ausbauwassermenge von 4 l/s erreicht die Tschurtschenthaler-Peltonturbine 19,5 kW Ausbauleistung. Sie treibt einen Küenle-Asynchrongenerator mit 19,5 kW Nennleistung an. Zusammen liefert das Maschinen-Ensemble im Regeljahr rund 120.000 kWh sauberen Strom. SÜDTIROLER PARTNER MIT HANDSCHLAGQUALITÄT Bei der Turbine der Unterlieger-Anlage handelt es sich ebenfalls um eine 1-düsige Peltonturbine. Allerdings ist diese auf die doch deutlich geringere Fallhöhe von 276 m und einen leicht erhöhten Durchfluss – aufgrund der Birbameggquellen – von 4,3 l/s ausgelegt und erreicht eine Ausbauleistung von 11,6 kW. Sie treibt mit 1.525 Upm ebenfalls einen Küenle-Asynchrongenerator mit einer Leistung von 12,5 kW an. Im Durchschnitt erzeugt dieses Maschinengespann rund 80.000 kWh Strom im Jahr. Was die beiden Turbinen aus dem Hause Tschurtschenthaler auszeichnet, ist zum einen ihre starke Leistungsperformance: Das heißt, dass die Turbinen dank eines modernen Laufraddesigns Top-Wirkungsgrade garantieren. Zum anderen ist die Betriebssicherheit der Turbinen aus Sexten beinah sprichwörtlich. Sie gewährleisten, dass der Produktionsbetrieb über Jahre und Jahrzehnte hinweg sicher und komplikationsfrei läuft. „Wir haben mit den Turbinen der Firma Tschurtschenthaler in der Vergangenheit bei vielen Projekten beste Erfahrungen gemacht. Hinzu kommt, dass es sich um ein äußerst zuverlässiges Unternehmen handelt, wo Handschlag noch immer etwas gilt und wo man gemeinsam immer nach einer Lösung sucht, wenn einmal etwas Unerwartetes eintritt“, ist Planer Walter Gostner voll des Lobes. Er verweist darauf, dass beide Maschinen seit der Inbetriebnahme kontinuierlich Strom ans Netz lieferten. In Summe sind das im Regeljahr rund 200.000 kWh. Eine Strommenge, die zur Gänze ins Netz gespeist und gemäß des italienischen Ökostromförderungsregimes vergütet wird. Die Gemeinde Algund nutzt mit den neuen Trinkwasserkraftwerken gleich mehrere Synergieeffekte, da einerseits die Infrastruktur der Trinkwasserversorgung querfinanziert wird und andererseits diese Querfinanzierungen dafür sorgen, dass die Trinkwassertarife für die Bevölkerung niedrig gehalten werden können. Außerdem kann auf diese Weise die Infrastruktur am Letztstand der Technik gehalten werden – ein klassisches Win-Win-Modell.

Foto: Tschurtschenthaler

In dem kleinen Maschinenhaus ist die Trinkwasserturbine des TWKW Birbamegg installiert.

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ie ersten Ideen zur Errichtung eines Wasserkraftwerks im Ortsteil Utschgraben in der obersteirischen Gemeinde Bruck an der Mur schmiedete Betreiber Renatus Derler bereits im Jahr 2013. Mit rund 25 Jahren Erfahrung bei der Umsetzung internationaler Infrastrukturprojekte in Russland, China oder Bulgarien wollte der gebürtige Oststeirer ein eigenes Kraftwerk in seiner Heimat realisieren. „Als Besitzer eines Grundstücks am Utschbach hat sich das Vorhaben schon alleine aus geografischen Gründen angeboten. Darüber hinaus bin ich mit der Thematik Wasserkraft durch meine berufliche Tätigkeit sehr gut vertraut“, sagt Derler im Gespräch mit zek HYDRO. Nach den ersten Konzeptionen nahm das geplante Projekt rasch konkrete Formen an, die behördliche Genehmigung zum Bau der Anlage wurde schließlich im Jahr 2016 erteilt. Für den rechtlichen Rahmen wurde die Utschtal Kraftwerke AG gegründet, an der Derler als Vorstand mit 25 Prozent beteiligt ist, die restlichen Anteile hält die Firma Akademie der Führungskräfte Graz GmbH.

Computergestütztes Rendering des Kraftwerks Utschbach in Bruck an der Mur. Wegen des weltweiten Ausbruchs des Coronavirus verzögerte sich die Inbetriebnahme der neu gebauten Anlage mit einer Engpassleistung von 122 kW.

ANSPRUCHSVOLLE BODENBEDINGUNGEN Die wesentlichen Herausforderungen bei der Projektumsetzung lagen in der Herstellung der Druckrohrleitung. Dies hatte eine ganze Reihe von Ursachen, erklärt Derler: „Dort wo heute der Ortsteil Utschtal liegt, befand sich in früheren Zeiten ein Hochmoor, das erst nach Ende des 2. Weltkriegs trockengelegt und besiedelt wurde. In ökomorphologischer Hinsicht handelt es sich dabei um ein ehemaliges Sumpfgebiet, das sich durch eine komplexe Bodenbeschaffenheit sowie eine starke Wasserführung auszeichnet. Eine durchgängige Rohrverlegung in offener Grabungsweise hätte bei diesen Voraussetzungen aufwändige Wasserhaltungsmaßnahmen, vor allem bei Betreiber Renatus Derler an der noch ohne Stahlwasserbau ausgestatteten Wasserfassung im Juni 2019.

den Bachunterquerungen, notwendig gemacht. Eine weitere Hürde lag in der bestehenden örtlichen Infrastruktur in Form von erdverlegten Strom-, Gas-, Wasser-, Kanalund Telefonleitungen.“ Derler fährt fort, dass die Dokumentation der im Laufe der Jahrzehnte verlegten Leitungen teilweise nur rudimentär vorhanden war, weswegen diese zur Vermeidung von Beschädigungen abschnittsweise freigelegt werden mussten. Außerdem musste auf das beschränkte Platzangebot im Siedlungsgebiet Bedacht genommen werden. Weil die einspurige Straße gleichzeitig die zentrale Zufahrt in den Utschgraben darstellt, konnte diese für Grabungsarbeiten zur Verlegung der Druckleitung nicht dauerhaft geFoto: zek

In der obersteirischen Gemeinde Bruck an der Mur steht das neue Kleinwasser kraftwerk Utschbach unmittelbar vor der Fertigstellung. Konzipiert wurde die Anlage nach dem klassischen Aus leitungsprinzip, bei der das Triebwasser über ein Tirolerwehr eingezogen und über eine Druckleitung zur Turbinie rung ins Krafthaus geleitet wird. Zur Umsetzung der kritischen Passagen der insgesamt 980 m langen Druckrohrlei tung setzte Betreiber Renatus Derler auf das innovative horizontale Ham merbohrverfahren. Die von den finni schen Spezialisten Geonex erstmals in Österreich angewandte Hammerbohr technik ermöglichte die Unterquerung des Utschbachs und der entlang der Rohrtrasse situierten Privatgrundstücke bei anspruchsvollen geologischen Bedin gungen ohne die ansonsten obligaten Baggerarbeiten. Nach der Inbetrieb nahme wird die mit einer 2-düsigen Pelton-Turbine ausgestatte Anlage un ter Volllast eine Engpassleistung von 122 kW erreichen.

Rendering: Derler

FINNISCHE HAMMERBOHRMETHODE SORGT FÜR DURCHBRUCH BEIM KRAFTWERK UTSCHBACH

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Technische Daten • Ausbauwassermenge: 360 l/s • Bruttofallhöhe: 44,6 m • Druckleitung: ca. 980 m

Sand, Kies, Steine oder hartem Felsen bis hin zu Stahlbeton bestens geeignet. Im Gegensatz zur Pressbohrmethode müssen beim Hammerbohren keine aufwändigen geologischen Voruntersuchungen angestellt werden, was sich wiederum günstig auf die Projektkosten auswirkt. Darüber hinaus sorgt die Kombination aus Geonex-Bohrmaschine, Bohrwerkzeug und dem Startrohr für eine sehr hohe Bohrgenauigkeit. Im Hinblick auf den Rohrdurchmesser sind Dimensionen von 140 bis 1.220 mm möglich, die maximale Bohrlänge beträgt 150 m. FINNEN ZEIGEN IHR KÖNNEN Mit der Errichtung der als Tirolerwehr konzipierten Wasserfassung und dem Krafthaus begann im Spätsommer 2017 die Umsetzungsphase des Projekts. Im Juli 2018 startete schließlich das Geonex-Team beim Krafthaus seinen Premiereneinsatz in Österreich. Dabei

wurden für die Rückleitung des abgearbeiteten Triebwassers durch das Nachbargrundstück zwei jeweils 47 m lange parallele Hammerbohrungen im Abstand von 15 cm durchgeführt. Bei einer Vortriebsleistung von bis zu 18 m pro Tag konnten die jeweils in DN406 mm ausgeführten Leitungen innerhalb kurzer Zeit verlegt werden. Von der Wasserfassung verläuft der erste Abschnitt der Druckleitung bis zu einer nahegelegenen Brücke in Gussrohren DN406. Weil die Brückenfundamente auf keinen Fall beschädigt werden durften, wurde die erste Bachunterquerung wieder mit der Hammerbohrmethode durchgeführt. Unmittelbar nach der Bachquerung verläuft die Rohrtrasse über ein Wasserschutzgebiet. Weil dort keine Grabungen oder Bohrungen tiefer als einen halben Meter durchgeführt werden dürfen, teilt sich die Druckleitung in diesem Bereich auf mehrere kleiner dimensionierte Rohrstränge auf. Foto: Derler

GEONEX-HAMMERBOHRMETHODE Aufgrund dieser anspruchsvollen Ausgangssituation konnte die insgesamt 980 m lange Druckleitung nicht durchgängig in der ansonsten üblichen offenen Grabungsweise verlegt werden. Auf der Suche nach einer alternativen Lösung sollte sich für den Betreiber der Besuch der Salzburger Wasserkraftmesse Renexpo Interhydro im November 2016 als goldrichtig erweisen. Derler traf dort auf Jouni Jokela, seines Zeichens Projektleiter des finnischen Unternehmens Geonex, das sich auf das horizontale Hammerbohrverfahren spezialisiert hat. Die in Österreich noch weitgehend unbekannte Methode wird in Skandinavien seit über 20 Jahren bei einer Vielzahl von Anwendungsbereichen erfolgreich eingesetzt. „Anders als bei der Pressbohrmethode, bei der die Rohre ins Erdreich gedrückt werden, kommt beim Hammerbohrverfahren ein Bohrkopf wie bei einer Tunnelbohrmaschine zum Einsatz. Felsen und Erdreich werden dabei von einem pneumatisch betriebenen Hammer mit Bohrkopf und Ringkrone abgetragen. Über eine Förderschnecke in einem Stahlschutzrohr wird das zerkleinerte Bohrgut in die Startgrube abtransportiert. Das Stahlschutzrohr ist gleichzeitig die fertige Druckrohrleitung, die mittels Verbindung zum Bohrkopf mitgezogen wird, wodurch das Einbrechen von Hohlräumen verhindert wird. Das Zusammenfügen der konstant eingeführten Rohre erfolgt mittels präziser Schweißverbindung“, erklärt Jokela. Als universell anwend bare Methode ist das Hammer bohrverfahren für den Einsatz bei wechselhaften geologischen Bedingungen wie Lehm,

Die im Stahlschutzrohr befindliche Förderschnecke sorgt während der Hammerbohrung für die Abfuhr des zerkleinerten Bohrmaterials.

Foto: Derler

sperrt werden. Darüber hinaus verläuft die Rohrtrasse über die Gärten mehrerer Anrainer, die nicht einfach aufgegraben werden konnten.

Anlieferung des Geonex-Antriebsaggregats. Das im skandinavischen Raum seit über 20 Jahren bewährte Hammerbohrverfahren eignet sich speziell für anspruchsvolle Bodenbedingungen, aufwändige geologische Untersuchungen des Erdreichs sind nicht notwendig.

• Material: Guss, Stahl, PVC • Turbine: 2-düsige horizontale Pelton • Drehzahl: 1.000 U/min • Engpassleistung: 122 kW • Generator: Synchron • Drehzahl: 1.000 U/min • Spannung: 400 V • Hammerbohrung: Geonex • Regelarbeitsvermögen: ca. 490.000 kWh/a

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Foto: zek

Die von Geonex bei den Bach- und Grundstücksunterquerungen verlegten Stahlrohre DN406 werden beim Hammerbohrverfahren kontinuierlich in das horizontale Bohrloch eingeführt und durch Schweißung miteinander verbunden.

Auf dem rund 120 m langen Teilstück wurden insgesamt vier nebeneinander liegende PVC-Leitungen in der Größe DN250 verlegt und am Ende des Abschnitts für den Übergang auf das weiterführende Gussrohr in einem Sammelschacht zusammengeführt. Deutlich anspruchsvoller stellten sich die Bedingungen bei der zweiten, insgesamt 66 m langen Bachquerung dar. Die wieder in der Dimension DN406 ausgeführte Leitung musste gemäß behördlicher Vorgaben 1,5 m unterhalb der Bachsohle durchgeführt werden. Um die ebenfalls in diesem Bereich verlaufenden örtlichen Infrastrukturleitungen nicht zu beschädigen, musste für das Hammerbohrgerät eine tiefe Startgrube ausgehoben werden. Weil die von unten nach oben durchgeführte Bohrung in einem Winkel von 3 Grad erfolgte, hatten die Bediener der Bohrmaschine einen permanenten Wasserdurchfluss zu bewältigen. Zum Verschweißen der einzelnen Rohre wurde deswegen auf Unterwasserelekt-

Projekte roden zurückgegriffen. Für das Auffinden der Bohrkrone wurde auf der gegenüberliegenden Bachseite ein Rohr mit einem Durchmesser von 1,3 m in vertikaler Richtung in den Boden gerammt. Dabei stieß man in einer Tiefe von rund 6 m auf eine glaziale Steinschicht, die mit einem baggergeführten Schremmhammer entfernt werden musste. Wie geplant traf die exakt durchgeführte Hammerbohrung den Scheitelpunkt des vertikalen Sondierungsrohrs. In weiterer Folge wurde ein Übergang auf Gussrohre hergestellt, mit welchem die Druckleitung bis ins Krafthaus geführt wird. CORONAVIRUS VERZÖGERT INBETRIEBNAHME Derler zieht kurz vor der Inbetriebnahme des Kraftwerks ein durchwegs positives Fazit über den ersten Hammerbohreinsatz in Österreich: „Bei Geonex sind wunderbare Leute am Werk, die von Beginn an höchst professionell gearbeitet haben. Das Hammerbohrverfahren ist ein tolles System, das im Gegensatz zur Pressbohrmethode auch bei anspruchsvollen Bodenbedingungen universell anwendbar ist.“ Der Ausbruch der weltweiten Corona-Pandemie verzögert auch die endgültige Fertigstellung des Kraftwerks Utschbach. Wegen der damit ein hergehenden wirtschaftlichen Turbulenzen konnte der chinesische Hersteller der 2-düsigen horizontalen Pelton-Turbine die elektromechanische Ausrüstung nicht wie avisiert an ihren Bestimmungsort liefern. Ob der Wunschtermin der Inbetriebnahme im heurigen Mai stattfinden kann, war zum Redaktionsschluss der aktuellen Ausgabe noch ungewiss. Nach seiner Fertigstellung wird das Kraftwerk Utschbach unter Volllast eine Engpassleistung von 122 kW schaffen. Der erzeugte Strom wird über eine nahe gelegene Trafostation direkt ins öffentliche Netz eingespeist. Bei einem Regelarbeitsvermögen von ca. 490.000 kWh/a kann die Anlage künftig den Jahresstrombedarf von rund 70 Haushalten abdecken.

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Foto: Bayerische Landeskraftwerke

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Der Sylvensteinspeicher bildet mit einem Fassungsvermögen von knapp 125 Millionen m3 eine wichtige Talsperre von Bad Tölz über München bis nach Niederbayern. Um zukünftige Hochwasserereignisse optimal bewältigen zu können, wurde der rund 60 Jahre alte Stahlwasserbau am Grundablass und dem Triebwasserstollen grundlegend erneuert.

VORARLBERGER STAHLWASSERBAUEXPERTEN SORGEN FÜR HOCHWASSERSICHERHEIT AM SYLVENSTEINSPEICHER Die steuerbaren Auslässe des Sylvensteinspeichers in der bayerischen Gemeinde Lenggries erhalten nach rund 60-jähriger Einsatzdauer eine umfangreiche Revitalisierung. Nachdem zwischen 2016 und 2018 der Stahlwasserbau am Grundablass erneuert wurde, stehen die Arbeiten am Triebwasserstollen des rund 124 Millionen m³ fassenden Reservoirs nun kurz vor der Fertigstellung. Im Zentrum der hydromechanischen Revitalisierung standen der Austausch der als Rollschützen ausgeführten Absperrorgane und Antriebe sowie die dazugehörigen Komponenten. Umgesetzt wird die Erneuerung am Triebwasserstollen wieder von der Vorarlberger Künz GmbH, die ihre Kompetenz bereits bei der Sanierung des Stahlwasserbaus am Grundablass unter Beweis gestellt hat. Mit den neuen, nun auf hydraulischem Weg betriebenen Ober- und Unterwasserschützen bleibt die Hochwassersicherheit des Speichers auch in den kommenden Dekaden gewährleistet. speist das Reservoir zwei Wasserkraftwerke am Fuße des Damms. Das ältere Kraftwerk 1 wurde 1959 als Teil des Betriebsauslasses mit der Talsperre in Betrieb genommen und dient der Steuerung der Wasserabgabe aus dem Speicher. Im Mittel produziert die in einer Kaverne errichtete Anlage Sylvenstein 1 jährlich ca. 9,7 GWh elektrische Energie. 2003 wurde die komplette elektromaschinelle Ausrüstung des Kraftwerks 1 erneuert und 2004 wieder in Betrieb genommen. Im Jahr 2000 erfolgte die Inbetriebnahme der Anlage Sylvenstein 2, die im Regeljahr rund 16,5 GWh Ökostrom erzeugt. Durch das zusätzliche Kraftwerk können Erzeugungsausfälle bei Wartungs- und Reparaturarbeiten des bestehenden Kraftwerks vermieden und höhere Wasserabgaben aus dem Speicher zur Strom erzeugung genutzt werden.

Foto: Künz

ie zwischen 1954 und 1959 errichtete Talsperre Sylvenstein befindet sich rund 70 Kilometer südlich der Landeshauptstadt München und bildet Bayerns ältesten staatlichen Wasserspeicher. Durch den rund 48 m hohen Erddamm mit Kerndichtung werden die Zuflüsse aus einem ca. 1.100 km² großen Einzugsgebiet der Flüsse Isar, Walchen und Dürrach aufgestaut. Während zu Zeiten der Errichtung der Talsperre noch die Wasserversorgung der nahe gelegenen Stadt Bad Tölz durch die Isar im Vordergrund stand, etablierte sich der Sylvensteinspeicher im Laufe der Jahre als wichtige Hochwasserschutzeinrichtung. Bei starken Niederschlägen schützt der Speicher die Bewohner des Isartals von Bad Tölz über den Großraum München bis hin nach Niederbayern vor potentiellen Überschwemmungen. Außerdem

Einheben einer Hälfte der zweigeteilten Schützentafel

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Foto: Künz

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Einbringen einer Schützentafelhälfte in den beengten Stollen.

STAHLWASSERBAUSANIERUNG UNUMGÄNGLICH Um die Hochwassersicherheit des Speichers zu gewährleisten, werden seit den 1990er-Jahren vom Betreiber Wasserwirtschaftsamt Weilheim (WWA) umfangreiche Modernisierungs- und Erneuerungsmaßnahmen am Bauwerk durchgeführt. Dazu zählen unter anderem der Einbau eines Damm-Kontrollsystems, die Errichtung einer zweiten Hochwasserentlastungsanlage sowie eine Damm- Erhöhung zur Vergrößerung des Hochwasserschutzraums um rund 20 Millionen m³ auf ein gesamtes Fassungsvermögen von ca. 124,3 Millionen m³. Zusätzlich zu den beiden Kraftwerken bilden der Grundablass und der Triebwasserstollen die einzigen steuerbaren Abgabeorgane des Sylvensteinspeichers. Damit sind diese als Rollschützen ausgeführten Absperrorgane von zentraler Bedeutung

Foto: Künz

für die Hochwasserentlastung und die konstante Wasserversorgung der Isar. Wegen der zweimaligen Dammerhöhung um insgesamt 5 m waren die 1959 in Betrieb genommenen Schützentafeln sowie die dazugehörigen Antriebe allerdings nicht auf den heute möglichen Höchststau des Speichers ausgelegt. Zudem hatten die außergewöhnlichen Hochwasserereignisse der Jahre 1999, 2005 und 2013 an der Infrastruktur des Speichers ihre Spuren hinterlassen. Speziell die extremen Belastungen des im Juni 2013 erreichten Höchststaus – der Wasserstand im Speicher stieg dabei auf eine bis dato nicht erreichte Höhe von 762,95 m.ü. NN – führten zu außergewöhnlichen Beanspruchungen für den Stahlwasserbau am Grundablass und Triebwasserstollen. Um die Funktionsfähigkeit der Anlage bei allen Betriebszuständen auch zu-

Mechanische Bearbeitung einer Schützentafel bei Künz in Vorarlberg.

künftig zu gewährleisten, war eine zeitnahe und umfangreiche Sanierung der rund 60 Jahre alten Bauteile unausweichlich geworden. SCHÜTZENTAUSCH IN 48 STUNDEN Der international renommierte Branchenexperte Künz GmbH konnte sich zweimal den Zuschlag für die auf zwei Etappen angelegte Revitalisierung des Stahlwasserbaus sichern. Da der Sylvensteinspeicher auch während des Umbaus voll funktionsfähig bleiben musste, konnten die Erneuerungsarbeiten nur während der hochwasserarmen Wintermonate durchgeführt werden. Zwischen 2016 und 2017 erfolgte die Sanierung des leistungsstärkeren Grundablass. Dabei wurden zunächst die jeweils 19 m² großen und rund 16 t schweren Ober- und Unterwasserschützen erneuert und 2018 nach der Montage der dazugehörigen Infrastruktur offiziell in Betrieb genommen. Im Herbst 2018 begannen die Vorarbeiten zur Revision am Triebwasserstollen, die im Gegensatz zum Grundablass in einem Nassschacht durchgeführt wurde. Künz-Projektleiter Jürgen Feuerstein weist auf eine zentrale Anforderung des Projekts hin: „Um die Hochwasserabfuhr des Speichers zu gewährleisten, mussten die neuen Absperrorgane jeweils innerhalb von nur 48 Stunden voll einsatzfähig sein. Dies stellte in den beiden Schächten bei beengten Platzverhältnissen eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar.“ HYDRAULIK ERSETZT ZAHNSTANGENANTRIEB Bevor die neuen Schützentafeln gefertigt werden konnten, mussten zuvor noch die auf die Bauteile einwirkenden Kräfte ermittelt werden. Durchgeführt wurden diese Berechnungen von der Technischen Universität Innsbruck, mit denen Künz schon in der Vergangenheit erfolgreich zusammengearbeitet hatte. „Das von der TU Innsbruck erstellte 3 D-Modell hat gezeigt, dass kleinste Änderungen an der Sohlschneiden-Geometrie der Schützentafeln deutliche Auswirkungen auf die entstehenden Kräfte haben. Um die Belastungen für die Absperrorgane und die dazugehörigen Antriebe möglichst gering zu halten, wurde die Geometrie der Sohlschneiden entsprechend optimiert“, erklärt Jürgen Feuerstein. Nachdem bereits im Oktober 2018 die Vermessung und eine Bestandsaufnahme durchgeführt worden war, startete mit der Baustelleneinrichtung im August 2019 schließlich die konkrete Umsetzungsphase des Projekts. Zunächst sollte der Unterwasserschütz getauscht werden, wozu neue Armierungen auf den Bestand aufgedoppelt und mit einem hochfesten Industrieharz vergossen wurden.

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Aufgrund der beengten Platzverhältnisse und der Bauteilgröße wurden beide Schützen in zweiteiliger Ausführung gefertigt. Die Einbringung der Bauteile in den Schacht erfolgt über den unterwasserseitigen Triebwasserweg, wozu eine eigene Baustraße errichtet wurde. Bei der Montage wurden die zweigeteilten Schützen mittels Bolzen miteinander verbunden, im Endzustand messen Ober- und Unterschütz jeweils 2,8 m in der Breite und 4,5 m in der Höhe. Anstelle der alten mechanischen Zahnstangenantriebe werden die neuen Schützen nun hydraulisch bewegt. Anders als beim Grundablass, bei dem das Hydraulikaggregat und die Hydraulikzylinder unmittelbar über den Schützen in einem Trockenschacht positioniert sind, befinden sich die Antriebseinheiten beim Triebwasserstollen an der Spitze eines rund 35 m hohen Nassschachts. Dies machte die Ausführung eines mehrteiligen Zug- und Druckgestänges inklusive Führungskonsolen durch den Vertikalschacht notwendig. INBETRIEBNAHME IM APRIL Neben den Schützentafeln wurde auch der oberhalb der Verschlusskammer befindliche Turbinen-Einlaufrechen zum Kraftwerk 1 von Künz neu ausgeführt. Der feuerverzinkte Vertikalrechen hat eine Breite von 2 m und eine Höhe von 5,9 m. Wie sein Vorgänger

Foto: Künz

Technik

Neuer Unterschütz beim ersten Entleeren des Triebwasserstollens. Die Nass-Inbetriebnahme und der Probebetrieb der Gesamtanlage erfolgen im heurigen April.

wurde auch der neue Rechen in ziehbarer Ausführung gefertigt, dazu wurden im Schacht ebenfalls neue Führungskonsolen montiert. Das Rechenwindwerk wurde von einem von Künz beauftragten Sub-Unternehmen demontiert und einer Generalüberholung unterzogen. Nachdem im Februar der Oberwasserschütz montiert und in Betrieb genommen wurde – der Einbau des Unterwasserschütz erfolgte noch im Oktober 2019 – steht die stahlwas-

serbauliche Revitalisierung des Triebwasserstollens im heurigen Frühjahr kurz vor dem Abschluss. Die Nass-Inbetriebnahme und der darauf anstehende Start des Probebetriebs der Gesamtanlage sollen im April über die Bühne gehen. Künz-Projektleiter Feuerstein kann im Gespräch mit zek Hydro bereits im März ein positives Fazit über den Projektverlauf ziehen: „Die Zusammenarbeit mit den Vertretern des WWA Weilheim und der ausführenden Baufirma hat sehr gut funktioniert.“

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Foto: Braun

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In Ebensee entsteht ein moderner Wellenkanal für Riversurfer. Kürzlich wurde von den Monteuren der Braun Maschinenfabrik das Herzstück der Anlage installiert: eine 16 Tonnen schwere Klappenkonstruktion, die dafür sorgt, dass im Kanal eine stehende Welle gehalten wird.

DER WAVESPHAPER AUS VÖCKLABRUCK VERSETZT RIVERSURFER IN EUPHORIE THE.WAVE ist in seiner finalen Bauphase: Anfang Mai soll Europas größte künstliche Flusswelle für Flusssurfer und all jene, die das noch werden wollen, in Ebensee im oberösterreichischen Salzkammergut eröffnet werden. Viereinhalb Jahre Planung und aufwändige Behördenverfahren sind der Umsetzung des spektakulären Projektes vorangegangen, das von einem kleinen Team von Riversurf-Enthusiasten rund um Initiator Max Neuböck auf Schiene gebracht wurde. Das Herzstück der Anlage stellt der „WaveShaper“, eine 16 Tonnen schwere Klappenkonstruktion aus massivem Stahl dar, die von einem Stahlwasserbauspezialisten aus Oberösterreich, der Braun Maschinenfabrik, gefertigt und montiert wurde. Die aus „klassischen“ Wasserkraftprojekten bekannten und bewährten Stahlwasserbauer aus Vöcklabruck konnten dabei auch jede Menge eigene Erfahrung und Know-how einbringen.

ie Faszination, auf dem Rücken einer stehenden Flusswelle dahinzugleiten, ergriff im Jahr 2007 vom jungen Oberösterreicher Max Neuböck Besitz. Und ließ ihn bis zum heutigen Tag nicht mehr los. „Ich bin schon früh auf natürlichen Wellen in der Traun gesurft. Diese Erlebnisse waren prägend. Daraus hat sich mein Traum entwickelt, hier eine künstliche Welle zu schaffen, auf der Alt und Jung das Faszinosum Riversurfen erleben könnten“, erzählt Max Neuböck, der mit seinem kleinen Team vor rund fünf Jahren mit der konkreten Planung an dem Projekt THE.WAVE startete. Zu diesem Zeitpunkt stand man nicht nur vor der großen Herausforderung, die damit verbundenen technischen und ökologischen Fragen zu lösen, sondern auch aufwändige Behörden-

verfahren zu stemmen. „Da wir uns im Vorfeld bereits mit den zuständigen Behörden zusammengesetzt haben, war uns klar, was für die Umsetzung erforderlich sein wird. Und daher waren die Verfahren am Ende auch problemlos“, so Max Neuböck. US-PROFI AN BORD GEHOLT Zu Beginn stand die Frage nach dem optimalen Standort im Vordergrund. Die wesentlichen Kriterien waren dabei vor allem ein ausreichender Höhenunterschied auf kurzer Strecke sowie genügend Durchfluss. „Der Standort, den wir hier gefunden haben, erfüllt diese Anforderungen perfekt. Wir haben einen Höhenunterschied von 1,30 m auf 50 m und ausreichend Wasser, da wir uns unmittelbar unterhalb des Zusammenflusses von

Traun und Ischl befinden. Außerdem ist der Standort nur rund 400 m von jenem Ort entfernt, an dem ich das erste Mal in der Traun gesurft bin. Man könnte sagen: Hier schließt sich der Kreis – von der ersten Faszination, über die Vision bis zur realen Umsetzung“, so der Initiator des Projekts. Er verweist in diesem Zusammenhang auch darauf, dass man sich schon früh einen Partner an Bord geholt hatte, der sich auf Bauwerke für künstliche Flusswellen spezialisiert hat: Ben Nilson vom US-amerikanischen Branchenspezialisten McLaughlin Whitewater Design Group, kurz MWDG, aus Colorado. Max Neuböck: „Gemeinsam mit Ben Nilson vom MWDG haben wir bereits im Spätherbst 2017 erste Modellversuche angestellt. Insgesamt haben wir rund 1.000 Messpunkte auf-

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Foto: zek

Technik

Anfang März wurde noch eifrig an der parallel zum Kanal geführten Fischaufstiegshilfe gearbeitet, die als Vertical-Slot-Pass ausgeführt wurde.

WAVESHAPER MACHT DIE WELLE Grundsätzlich handelt es sich beim „Wave Shaper“ um eine Klappenkonstruktion, bestehend aus zwei an der Längsseite gekoppelten, bewegliche Stahlklappen, die insgesamt 16 Tonnen auf die Waage bringen. „Die obere und kleinere der beiden Klappen entspricht im Wesentlichen einer Wehrklappe, wie man sie ähnlich auch bei Wasserkraftwerken kennt. Sie sorgt für die Regelung des Durchflusses im Kanal“, erläutert Max Neuböck das Prinzip. „Die untere dagegen hängt beweglich an der oberen Klappe und verändert dank ihres

Das Einheben der beiden Klappen ist Präzisionsarbeit.

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MODELLVERSUCHE SIND UNERLÄSSLICH Damit der „WaveShaper“ optimal für die Standortbedingungen designt werden konnte, wurden von Max Neuböck und seinem Team ein ganzes Jahr lang durchgehend Pegelmessungen durchgeführt. Neben einem zweidimensionalen Modell wurde auch ein reales Modell im Maßstab 1:8 realisiert, das bereits wichtige Aufschlüsse über das Design

Foto: Braun

STAHLWASSERBAUER GESUCHT Nachdem sämtliche behördlichen Genehmigungen vorlagen, erfolgte der offizielle Startschuss für die Bauarbeiten am 7. August letzten Jahres. Seitdem tummeln sich die Bagger auf der Baustelle an der Traun. Ende November letzten Jahres war der erste Meilenstein im Bauverlauf erreicht: Die Bodenplatte, die aus rund 250 Kubikmeter Beton und 13 Tonnen Stahl besteht, wurde fertiggestellt. Die Struktur des künstlichen Kanals nahm langsam Formen an. Noch vor dem Jahreswechsel gelang es schließlich dem Bauteam, den gesamten Betonbau für den Wellenkanal abzuschließen. Die Grundstruktur war nun fertig. Was noch fehlte, war das eigentliche Herzstück des Projekts – der sogenannte „Wave Shaper“, der wenige Wochen später folgen sollte. Nahe liegender Weise legten die Betreiber größtes Augenmerk auf jenes Bauteil, das schließlich für die Erzeugung der stehenden Welle verantwortlich ist. „Wir haben uns am oberösterreichischen Stahlwasserbau-Markt umgesehen – und fanden den perfekten Partner in der Braun Maschinenfabrik aus Vöcklabruck. Wir haben relativ schnell gesehen, dass man bei Braun nicht nur enorme Erfahrung im Kraftwerksbau mitbringt, sondern auch dank vieler Sonderprojekte auch die erforderliche Offenheit für ein Projekt wie das unsere“, erzählt Max Neuböck und lässt dabei

auch nicht unerwähnt, dass die Techniker von Braun wichtige Verbesserungsvorschläge einbrachten.

Foto: Glanzer

genommen und in rund 700 Arbeitsstunden zahlreiche Tests angestellt, um das Maximum aus unserer Welle rauszuholen.“ Damit waren die Voraussetzungen für die neue Surfwelle geschaffen.

speziellen Designs den Ausgangswinkel des Wassers. Auf dieser Rampe gibt es einen kleinen Aufsatz, damit das Wasser nach oben weggeht.“ Auf diese Weise sorgt die Klappe dafür, dass es zum so genannten „hydraulischen Wechselsprung“ kommt, die Grundvoraussetzung einer stehenden Flusswelle. Dieses physikalische Prinzip erreiche man, so der Initiator von THE.WAVE, wenn schnelles Wasser über eine Rampe fließt und auf ruhigeres Wasser dahinter trifft. Dann könne es, wenn das Wasser nach unten wegströmt, zur Entstehung einer Walze kommen, oder aber zu einer stehenden Welle, wenn – wie im gewünschten Fall – das Wasser nach oben strömt. Für die Riversurfer ist es essentiell, dass die Welle dabei nicht bricht. Nur so können Sie – je nach Können – einige Zeit auf der Welle reiten, die Bewegung variiert dann nur jeweils zur Seite hin. Entscheidend dabei ist natürlich, dass diese Konstruktion beweglich ist und sich damit den stark schwankenden Wasserständen in der Traun anpassen kann. „Wir haben hier am Standort Pegelstände zwischen 1 m und 2,80 m. Die beweglichen Klappen passen sich den aktuellen Wasserständen automatisch an und sorgen dafür, dass wir immer eine konstante, optimale Welle haben – sogar bei Hochwasser“, freut sich Max Neuböck.

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Foto: Glanzer

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Die vordere der beiden Klappen sorgt für den Einstau, die hintere schafft die Ausbildung der Welle. Der Grobrechen dient vorrangig der Sicherheit.

von Kanal und „WaveShaper“ liefern sollte. „Auf Basis dieser Erkenntnisse und Daten haben wir gemeinsam mit unserem Wellen-Ingenieur aus Colorado und der Fa. Braun das Design der Klappenkonstruktion entwickelt. Da steckt viel Arbeit, Gehirnschmalz und Know-how dahinter. Sie ist einfach die Grundlage für das Funktionieren der Welle“, so der Betreiber. Und noch einen Aspekt galt es zu berücksichtigen: Ein Höchstmaß an Sicherheit für die Surfer im Hinblick auf die Antriebszylinder. Diese wurden derart in Nischen der Betonwand versenkt und mit Abdeckblechen versehen, dass es einerseits zu keinen Verletzungen bei den Sportlern kommen kann und zugleich der Eintrag von Sedimenten in diesen Bereich vermieden wird. „Auch in diesem Punkt waren wir sehr froh, dass das Team von Braun Maschinenfabrik seine Ideen für die Umset-

zung eingebracht hat.“ Dazu ergänzend meint der Projektleiter der Fa. Braun, Roman Unterberger: „Bei diesem Projekt konnten wir auf unser über Jahrzehnte aufgebautes Knowhow zurückgreifen. Erfahrungswerte aus Sonderprojekten und dem Wasserkraftwerksbau sind hier hineingeflossen und wurden weiterentwickelt. Eine der größten Herausforderungen für uns war, dass es für spezifische Problemstellungen keine fundierten Unterlagen zu dieser spezifischen Anwendung gegeben hat. Das hat letztlich aber unsere Kreativität und unseren Einfallsreichtum angestachelt.“ MIT HIGH-TECH ZUM IDEALEN DESIGN Bereits im Rahmen der ersten Kontaktaufnahme zwischen dem Riversurf-Visionär und dem Stahlwasserbauer wurde ein grobes Konstruktionskonzept für den „WaveShaper“ aufs Tapet gebracht. „Diese Geometrie-Vorgaben

Riversurf-Enthusiasten freuen sich auf die Eröffnung. Sie finden die größte stehende Welle Europas vor. Im Bild: Projektinitiator Max Neuböck

wurden dann immer konkreter, je genauer und aussagekräftiger die Erkenntnisse aus den Modellversuchen des Kunden wurden. Wir haben dann unsererseits Entwürfe erstellt und gemeinsam mit Max Neuböck und seinem Team in iterativen Entwicklungsschritten versucht, die beste Lösung für die anspruchsvolle Klappenkonstruktion zu finden“, erinnert sich Roman Unterberger. Letztlich kamen dafür auch numerische Verfahren, wie die Finite-Elemente-Methode (FEM), oder Strömungsmechanik – besser bekannt als CFD – zum Einsatz. Speziell auf die gelenkartige Verbindung der beiden Klappen wurde großes Augenmerk gelegt. Zu diesem Zweck wurden die beiden Bauteile bereits im Werk von Braun miteinander verbunden, um die entsprechenden Bewegungen im Wellenbetrieb zuvor im „Trockentest“ zu simulieren. HERAUSFORDERUNGEN BEI DER MONTAGE Besonderes Kopfzerbrechen bereitete den Verantwortlichen die Montage der Klappenkonstruktion, die durch die örtlichen Gegebenheiten gleich mehrere Knackpunkte bereithielt. „Ein wesentlicher Punkt, den es zu berücksichtigen galt, war die Hochwassersicherheit, da die Traun in diesen Breiten nach Regenfällen abrupt anschwellen kann. Daher waren wir auf gutes Wetter angewiesen. Bei einem Wetterumschwung hätte der Kran innerhalb eines Tages abgebaut werden müssen“, erklärt Unterberger, warum dann auch die geplante Montagewoche in Kalenderwoche 6 verschoben werden musste: „Nach mehreren Tagen Regen war die Baustelle völlig überschwemmt und die Baustraße, auf der der Autokran postiert werden sollte, war weggespült. Nun galt es, zuerst einmal die Hochwasserschäden zu beheben und die Genehmigung für den 3,8 m

Technische Daten: Klappe Nr. 1 (Stauklappe) Lichte Weite: 10m Lichte Höhe: ca. 2,3 m Gewicht: ca. 5,5 Tonnen Stahlkonstruktion mit dicht geschweißten Trapezkörpern

Foto: Neuböck

Klappe Nr. 2 (Surfklappe) Lichte Weite: 10m Lichte Höhe: ca. 4,9 m Gewicht: ca. 10 Tonnen Stahlkonstruktion mit dicht geschweißten Trapezkörpern

Fabrikat: Braun Maschinenfabrik

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breiten Sondertransport zu erwirken.“ Ein weiteres Problem auf der Baustelle stellte die 110-kV Hochspannungsleitung dar: Um bei der Montage mit dem Autokran nicht in die direkt darüber führende Stromleitung zu kommen, wurde eine Abschaltung in die Wege geleitet. Auch die beengten Platzbedingungen waren für das Montageteam ein Thema: Schließlich gab es nur eine Baustraße auf der Traun-Seite, die für Arbeiten auf der Traun-Seite bzw. im Oberwasserbereich für alle Firmen essenziell war. Somit war auch eine optimale Abstimmung mit allen Beteiligten unumgänglich. Am 18. Februar war es dann soweit: Nachdem die Hochspannungsleitung abgeschaltet war, konnten bei Prachtwetter die beiden Klappen ohne größere Schwierigkeiten eingehoben und montiert werden. Für Max Neuböck und sein Team einer der größten Meilensteine im Projektverlauf. SOFTWARE VOM STAHLWASSERBAUPROFI Das Know-how eines erfahrenen Stahlwasserbauunternehmens war nicht nur bei der Fertigung und Montage der großen Hauptkomponenten, wie der Klappen, Lagerböcke, Antriebsträger, Abdeckbleche, Sicherheitsrechen, oder Hydraulik-Einheiten, gefordert, sondern auch bei der Steuerung des Klappensystems. Dieses soll ja einfach auf die Pegelstände der Traun angepasst werden können, um die Qualität der Welle konstant zu halten. „Nicht nur die Schaltschränke wurden von unseren Spezialisten verkabelt und zusammengebaut. Darüber hinaus wurde auch die erforderliche Software für die Steuerung des ‚WaveShapers‘ von unserer eigenen Elektroabteilung entwickelt“, erklärt Roman Unterberger.

Foto: zek

Technik

„Welleninitiator“ und Riversurf-Pionier Max Neuböck (re) und seine rechte Hand Martin Oberleitner sind zufrieden mit dem Bauverlauf. Anfang Mai soll THE.WAVE starten.

Die Steuerung der Anlage erfolgt entweder über die Knöpfe am Schaltschrank, oder über den internetbasierten Fernzugriff mittels mobilem Endgerät, wodurch der Bediener direkt neben der Anlage stehen kann und die Surfwelle im Handumdrehen an die Bedürfnisse der Surfer anpassen kann. Zudem genügt auch im Falle eines Hochwassers ein Knopfdruck, damit die Klappenkonstruktion umgelegt werden – und der Surfkanal als Hochwasserabfuhr dienen kann. ENDSPURT BIS ZUR ERÖFFNUNG Noch stehen einige Restarbeiten an der Baustelle in Ebensee aus. So wird etwa letzte Hand an die Fischaufstiegshilfe angelegt, die parallel zum Wellenkanal als Vertical-Slot-Pass

Innovations for waterpower all over the world.

realisiert wurde. „Das Gelände muss noch begrünt und die Sitzstufen am Ufer müssen auch noch errichtet werden. Aber wir sind zum Glück voll im Zeitplan. Wenn uns die Corona-Krise keinen Strich durch die Rechnung macht, werden wir die Welle Anfang Mai für die Surfer freigeben können“, freut sich Max Neuböck. Bis dahin werden auch noch das Kiosk und die Sanitär-Container fertiggestellt, schließlich will man den Riversurfern auch moderne Dusch- und Sanitärmöglichkeiten bieten. Rund 1,5 Millionen Euro haben Max Neuböck und seine Mitinitiatoren in das Projekt investiert und haben sich damit ihren Traum erfüllt. Riversurfen an der Traun könnte damit zur nächsten angesagten, coolen Trendsportart werden.

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ereits seit über 130 Jahren nutzt das Kleinkraftwerk Lebek in der Feldkirchner Gemeinde Gnesau das energetische Potential der Gurk. Die 1886 errichtete Anlage basiert auf dem Ausleitungsprinzip, wobei das Gewässer mittels Wehranlage aufgestaut und das Triebwasser durch einen offenen Kanal zur Turbinierung ins Krafthaus geführt wird. Vor seiner jüngsten Sanierung wurde das Kraftwerk zuletzt 1941 grundlegend erneuert, damals wurde die noch heute in Betrieb stehende Francis-Schacht-Turbine installiert. Dem aktuellen Betreiber Günther Graier war die Anlage schon länger bekannt. Graier war früher beim bekannten Feldkirchner Elektro- und Energieversorgungsunternehmen Hoffmann als Kraftwerkstechniker tätig und hatte schon damals die Jahres- und Routinewartungen für die Anlage durchgeführt. „Die Stromproduktion aus Wasserkraft hat sich von meiner beruflichen Tätigkeit zu einem langjährigen Hobby entwickelt. Vor dem Kraftwerk Lebek habe ich schon in den 1990er-Jahren eine desolate Altanlage im rund 20 Kilometer entfernten Arriach erworben und Schritt für Schritt wieder in Stand gesetzt“, erklärt Graier. KRAFTWERK FÜR 15 JAHRE GEPACHTET Beim Kraftwerk Lebek, das in den vergangenen Jahren aufgrund diverser Verschleißerscheinung immer mehr an Leistung eingebüßt hatte, hatte Graier ebenfalls eine Revitalisierung ins Auge gefasst. Diese sollte

Betreiber Günter Graier führte die Revitalisierung des von ihm für 15 Jahre gepachteten Kleinkraftwerks Lebek fast vollständig in Eigenregie durch. Die Summe der durchgeführten Sanierungsmaßnahmen führte zu einer bemerkenswerten Effizienzsteigerung.

neben der verbesserten Funktionalität des Kraftwerks gleichzeitig zu einer Leistungssteigerung führen, die in weiterer Folge eine Vergütung mit dem geförderten Ökostromtarif möglich machen sollte. Anstatt die Anlage zu erwerben, handelte Graier mit den Besitzern Susanne und Jürgen Lebek einen Pachtvertrag aus. Darin wurde festgehalten, dass Graier die Revitalisierung übernimmt und das Kraftwerk für eine Dauer von 15 Jahren zur Stromproduktion nutzen kann. Nach dieser Zeit geht die sanierte Anlage zur Gänze wieder an die Besitzer zurück. Um einen Überblick über das ganzheitliche Sanierungspotential des Um die reguläre Nutzfallhöhe wiederherzustellen, erfolgte im Unterwasserbereich der Anlage eine Sohlräumung.

Foto: zek

Im Zuge einer Komplettrevitalisierung konnte beim Kärntner Kleinwasserkraftwerk Lebek im Bezirk Feldkirchen ein nicht alltägliches Leistungsplus erzielt werden. Ermöglicht wurde die beachtliche Leistungs- und Effizienzsteigerung durch eine ganze Reihe von Sanierungsmaßnahmen. Die vom Betreiber Günther Graier in Eigenregie durchgeführte Revitalisierung umfasste vom Rechenreiniger am Einlaufbereich über die Francis-Schacht-Turbine bis hin zur Erneuerung der Elektro- und Leittechnik sämtliche Anlagenteile. In Summe führten die durchgeführten Maßnahmen zu einer Steigerung der Engpassleistung um über 81 Prozent, das jährliche Regelarbeitsvermögen erhöhte sich um mehr als 82 Prozent.

Foto: zek

KÄRNTNER KRAFTWERK LEBEK ERREICHT NACH REVITALISIERUNG NEUE LEISTUNGSDIMENSIONEN

Kraftwerks Lebek zu erhalten, beauftragte Graier den Kärntner Erneuerbare-EnergienExperten Christoph Aste. Dieser erstellte mit seinem Ingenieurbüro „asteenergy“ eine umfassende Machbarkeitsstudie. Für die Instandsetzung der Turbine erfolgte ein Austausch mit den Feldkirchner Wasserkraftprofis EFG, mit denen Graier seit seiner Zeit bei der Fa. Hoffmann gute Kontakte pflegt. RECHENREINIGER AUTOMATISIERT Als zentrale leistungssteigernde Maßnahmen identifizierte Aste die Wiederherstellung der Nutzfallhöhe sowie die Erhöhung von Turbinen- und Generatorenwirkungsgraden. Durch eine ganze Reihe von Einzelmaßnahmen zwischen Februar 2018 und der Wiederinbetriebnahme im Juli desselben Jahres sollte die Revitalisierung umgesetzt werden. Zur Wiederherstellung der Fallhöhe wurde im Unterwasserbereich des Kraftwerks eine Sohlräumung durchgeführt. Dabei wurden die vom Triebwasserkanal angelandeten Sedimente mit schwerem Gerät aus dem Gewässer entfernt, darüber hinaus erfolgte der Einbau einer Sohlschwelle. Beim Einlaufbereich konzentrierten sich die Arbeiten auf die Automatisierung der Rechenreinigungsmaschine. Die zuvor nur mit einer Zeitschaltfunktion ausgestatte Maschine kann durch den Einbau einer Pegelsteuerung nun vollständig automatisiert den vertikalen Feinrechen von angesammeltem Schwemmgut befreien. Zusätzlich wurde eine Spülrinne mit dazugehöriger Pumpe eingebaut. Durch eine Videoüberwachung kann der Einlaufbaureich visuell aus der Ferne überwacht und bei Bedarf jederzeit ein Reini-

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Technische Daten

Die auf 1.850 l/s Schluckvermögen ausgelegte Francis-Schacht-Turbine Baujahr 1941 wurde grundlegend erneuert. Dank der umfassenden Revitalisierung konnte die Engpassleistung des Kraftwerks um mehr als 81 Prozent gesteigert werden, das Regelarbeitsvermögen erhöhte sich sogar um über 82 Prozent.

• Einzugsgebiet: 154,54 m3 • Ausbauwassermenge: 1.850 l/s • Nettofallhöhe: 3,3 m • Turbine: horizontale Francis-Schacht • Drehzahl: 170 U/min • Engpassleistung: 49,75 kW • Kraftübertragung: Riemen • Generator: Synchron • Frequenz: 50 Hz • Drehzahl: 1.000 U/min • Nennscheinleistung: 80 kVA • Regelarbeitsvermögen: ca. 260.000 kWh/a

gungsvorgang gestartet werden. Dank der Automatisierung des Rechenreinigers konnte die Anlagenverfügbarkeit auf über 350 Tage im Jahr angehoben werden, umgerechnet entspricht dies einem Erzeugungsplus von rund 30.000 kWh/a.

nierung der Leitschaufeln mit Leitschaufelbolzen, Anlenkhebel und Lagerung, die Sanierung der Spaltwasserringe, die Überarbeitung bzw. Sanierung der Hauptwellendichtung, das gängig Machen der Leitschaufel-Verstellwelle inklusive Neulagerung sowie die Sanierung von Abplatzungen am Beton saugrohr. Auch der durch einen Riemen mit der Turbinenwelle verbundene Synchron-Generator Baujahr 1989 wurde einer Generalüberholung unterzogen. Die Maßnahmen umfassten die Grundreinigung der Maschine, Isolationsprüfung und Erneuerung der Isolierung sowie das Wuchten und die Neulagerung der Welle. NEUE LEISTUNGSDIMENSIONEN Auch der zur Turbinenregelung dienende Öldruckregler Baujahr 1941 wurde vom Betreiber wieder auf Vordermann gebracht und für den Automatikbetrieb adaptiert. In Sachen Steuerung wurde der Fokus vor allem auf den Automatisierungsaspekt und eine möglichst einfache Bedienbarkeit gelegt. Basierend auf einer Siemens-Steuerung wurde die Leittech-

Foto: asteenergy

Saniertes Francis-Laufrad beim Wiedereinbau.

Die auf einer Siemens-Steuerung basierende Leittechnik wurde von Graier selbst programmiert. Mittels Smartphone oder PC kann die Anlage rund um die Uhr überwacht und geregelt werden.

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nik für den vollautomatischen Anlagenbetrieb ebenfalls von Graier in Eigenregie programmiert. Dank Onlinezugang kann die Anlage nun rund um die Uhr via Smartphone oder PC aus der Ferne bedient und überwacht werden. Im Gespräch mit zek HYDRO zeigten sich Gutachter Christoph Aste und Betreiber Günther Graier überaus zufrieden mit dem End ergebnis der Anlagenrevitalisierung: „Hinsichtlich der Steigerung von Leistung und Regelarbeitsvermögen gehört das Kraftwerk Lebek sicherlich zu unseren erfolgreichsten Projekten“, sagt Aste. Gemäß seinem abschließenden Revitalisierungsgutachten kon nte die Engpassleistung am Generator von vormals 27,45 kW auf 49,75 kW erhöht werden, das entspricht einem Leistungszuwachs von über 81 Prozent. Das jährliche Regelarbeitsvermögen steigerte sich im Hinblick auf den Vergleichszeitraum zwischen 2013 und 2015 sogar um über 82 Prozent, zwischen Ende November 2018 und 2019 produzierte das Kraftwerk fast 260.000 kWh Strom.

Foto: zek

MASCHINENSATZ KOMPLETT SANIERT Fast 80 Jahre Dauerbetrieb hatten an der auf 1.850 l/s Schluckvermögen ausgelegten Francis-Schacht-Turbine deutliche Spuren hinterlassen. Abnützungen und Korrosion hatten den Komponenten der Maschine stark zugesetzt, die daraus resultierenden Wasserverluste wirkten sich direkt auf den Turbinenwirkungsgrad aus. Aufgrund verriebener Lager war auch der Leitapparat nicht mehr funktionstüchtig, weswegen die Maschine speziell bei niedrigem Wasserdargebot nicht mehr betrieben werden konnte. Aufgrund der Größe der Bauteile stellte die Instandsetzung der Turbine für Graier die größte Herausforderung dar. Neben der Reparatur des Laufrades wurden alle Komponenten der Maschine auf Vordermann gebracht. Dazu zählten die Sa-

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• Spannung: 400 V

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Beim österreichischen Bundesheer befürchtet man, dass sich innerhalb der nächsten fünf Jahre ein europaweiter Stromausfall ereignen wird. Die Folgen könnten durchaus dramatisch werden. Es gilt, vorbereitet zu sein. Im Bild: Stromausfall in einer Stadt in Südamerika.

Foto: Wikimedia

Projekte

BLACKOUT-VORSORGE – BÜRGERMEISTER IN DER VERANTWORTUNG Das Thema Blackout-Vorsorge gewinnt in immer mehr Gemeinden an Bedeutung. Im Jänner 2020 stellte das österreichische Bundesheer im Rahmen seiner sicherheitspolitischen Jahresvorschau fest, dass binnen der nächsten fünf Jahre mit einem europaweiten Strom- und Infrastrukturausfall („Blackout“) zu rechnen ist. Damit gibt es erstmalig eine klare Aussage eines Ministeriums, die auch weitreichende Auswirkungen auf die Bürgermeister und Bürgermeisterinnen hat. Denn diese sind gemäß jeweiligem Landeskatastrophenschutzgesetz für die kommunale Krisenvorsorge und -bewältigung verantwortlich.

inerseits wurde eine rechtliche Situation klargestellt: Ein Blackout ist ein Risiko. Daher sind die staatlichen Organe rechtlich zu einer Krisenvorsorge und Risikominimierung verpflichtet. Viel schwerwiegender ist jedoch die persönliche Verantwortung, die damit einhergeht. Denn die Bürgerinnen und Bürger werden sehr viele kritische Fragen an die Bürgermeister stellen, wenn wie erwartet, es zu einem derart weitreichenden Ereignis kommen sollte und die Gemeinde nicht ausreichend auf die Bewältigung vorbereitet war. Zwar liegt die Hauptlast bei der Bewältigung bei der Bevölkerung selbst, da niemand derart vielen betroffenen Menschen helfen kann. Jedoch fehlt es bislang an einer breiten und offenen Risikokommunikation und klaren Aufforderung zur Eigenvorsorge. Diese ist aber wesentliche Voraussetzung, damit überhaupt eine organisatorische Krisenbewältigung greifen kann. Denn auch das Personal der Einsatzorganisationen, Unternehmen oder Kommunen selbst ist oft nicht wesentlich besser aufgestellt, als der Rest der Gesellschaft. Wenn

sich aber die Menschen zu Hause in der Krise befinden, weil sie nicht mehr ausreichend zu essen haben oder die Wasserversorgung ausfällt, werden sie nicht in ihre Organisation kommen, um dort wichtige Aufgaben zu erfüllen. Ein Teufelskreis beginnt sich zu drehen. VORBILDGEMEINDE FELDBACH Gerade Gemeinden können durch eine positive Vorbildwirkung am ehesten ihre BürgerInnen zum Mitmachen und zur Eigenvorsorge bewegen. Denn wenn die Gemeinde zeigt, dass sie dieses Thema ernst nimmt und auch eine entsprechende Kommunikation durchführt, werden sich auch mehr und mehr Menschen darüber Gedanken machen. Es spricht sich herum. Ein besonders positives Beispiel ist die südoststeirische Stadtgemeinde Feldbach, wo in den vergangenen Jahren sehr viele Maßnahmen gesetzt und auch die Bevölkerung eingebunden wurde (www.feldbach.gv.at/blackout). Es gibt immer mehr Gemeinden, die sich diesem Thema nun annehmen, jedoch ist der

Spielraum nach oben noch sehr groß. Dabei reichen einzelne organisatorische Maßnahmen bei weitem nicht aus, vor allem wenn die örtliche Bevölkerung nicht eingebunden wird. Zudem erfolgt in vielen Organisationen nur eine Auseinandersetzung mit der ersten Phase eines Blackouts, also der Zeit des Stromausfalls, was deutlich zu kurz greift. Denn es geht nicht um einen Sprint, sondern um einen Marathon. Wir sollten erwarten, dass ein breiter Wiederanlauf der Versorgung mit lebenswichtigen Gütern nicht vor der zweiten Woche beginnen wird. Daher sollten wir uns auf einen zumindest zweiwöchigen absoluten Notbetrieb (Phase 2 und Beginn der Phase 3) einstellen. Das muss aber bereits zu Beginn so eingeplant und durchgeführt werden. Ansonsten werden die Ressourcen nach wenigen Tagen ausgehen. Und hier schließt sich wieder der Kreis zur persönlichen Vorsorge. Denn wenn das notwendige Personal nicht ausreichend selbst vorgesorgt hat, wird es nicht für diese wichtigen Aufgaben des Wiederanlaufes zur Verfügung stehen.

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Verlängerungskabeln die Notstromversorgung zwischen Auto und Pumpe hergestellt werden. Im rollierenden Betrieb kann damit sichergestellt werden, dass die Häuser nicht auskühlen. Zudem kann mit den aufgerüsteten Servicefahrzeugen ein verbesserter Alltagsbetrieb bei Reparaturarbeiten sichergestellt werden. Ein wunderbares Beispiel, wie mit einfachen Überlegungen ein mehrfacher Mehrwert geschaffen werden kann. WAS TUN OHNE HANDY, FESTNETZ UND INTERNET? Ein Blackout ist nicht wie viele andere bisherige Ereignisse aus der Bewegung zu bewältigen. Dazu sind die erwartbaren Auswirkungen und Einschränkungen zu massiv. Es gibt weder eine Hilfe von außen noch kann ohne der üblichen Telekommunikationsversorgung (Handy, Festnetz, Internet) ausreichend kommuniziert werden, um etwas zu organisieren. Alles was nicht bereits jetzt vorbereitet und vorgehalten wird, wird in der Krise nicht zur Verfügung stehen oder nur unter einem erheblichen Aufwand möglich sein. Seit Herbst 2019 steht allen steirischen Gemeinden eine vom Zivilschutzverband Steiermark herausgegebene Blackout Arbeitsmappe für Gemeinden zur Verfügung. Mit dieser können die Gemeinden in einer angeleiteten Form eine ganzheitliche Bearbeitung durchführen. Derzeit laufen noch Verhandlungen, ob diese Arbeitsmappe auch in anderen Bundesländern übernommen wird. In Anbetracht der enormen Herausforderungen sollte eine solche Arbeitsmappe allen Gemeinden zur Verfügung gestellt werden, damit eine rasche und unbürokratische Auseinandersetzung auf breiter Basis beginnen kann. Wir wissen nicht, wie viel Zeit uns noch bleibt. Sie wird aber immer zu kurz sein. Trotzdem ist der erste Schritt oft der schwierigste, aber auch wichtigste. Beginnen wir JETZT. Wir können eine solch unfassbare Krise als Gesellschaft nur dann überstehen, wenn wir eine ganzheitliche Vorsorge treffen und sie gemeinsam bewältigen. Auch wenn wir hoffen, dass es nicht soweit kommen mag, sollten wir nicht blauäugig sein. Dafür steht einfach zu viel auf dem Spiel. Foto: Glanzer

Foto: Herbert Saurugg

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Bei allen steirischen Gemeinden liegt seit Herbst letzten Jahres eine BlackoutArbeitsmappe, herausgegeben vom Zivilschutzverband Steiermark, auf.

Weiterführende Informationen: Leitfaden „Blackout-Vorsorge in der Gemeinde“: www.saurugg.net/gemeinde

Autor:

Herbert Saurugg ist über die Grenzen Österreichs hinaus als Blackout-Experte bekannt und Präsident der Österreichischen Gesellschaft für Krisenvorsorge. Er hat bereits zahlreiche Gemeinden bei der Blackout-Vorsorge unterstützt und dabei selbst viele Erfahrungen gesammelt.

Grafik: Herbert Saurugg

VORBEREITUNGEN SIND UNERLÄSSLICH Wie sich immer wieder zeigt, gibt es durchaus viele Ressourcen auf lokaler Ebene, die einen wichtigen Beitrag zur Bewältigung leisten können. Jedoch sind diese in der Krise nur dann abrufbar, wenn das organisatorisch und personell bereits jetzt vorbereitet wird. Verdorbene Lebensmittel sind etwa unwiederbringlich verloren und schaffen zudem ein zusätzliches Sicherheitsrisiko. Oft sind nur wenige aber trotzdem unverzichtbare Vorbereitungen notwendig. Diese beginnen immer mit einem Gespräch oder einem gemeinsamen Workshop mit den unterschiedlichen Akteuren. Die Menschen sind durchaus kreativ, wenn sie einmal verstanden haben, um was es hier wirklich geht und was alles auf dem Spiel steht. In Feldbach funktioniert die Fernwärmeproduktion auch bei einem Netzausfall. Jedoch nicht die Abnahme in den Häusern, da die Umwälzpumpen nicht funktionieren. Daher wurden nun Servicefahrzeuge der Gemeinde mit stärkeren Lichtmaschinen und Batterien sowie mit einem Wechselrichter ausgestattet. Damit kann nun eine fahrzeuggebundene Notstromversorgung bereitgestellt werden. In den gemeindeeigenen Wohnhäusern wurden bei den Umwälzpumpen einfache Steckverbindungen montiert. Nun kann einfach mit normalen

Das Team von Rittmeyer Wien lieferte für die beiden Drau-Kraftwerke Annabrücke und Edling sämtliche Schaltanlagen.

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Ausblick

sterreichs E-Wirtschaft begrüßte das Bekenntnis der neuen Bundesregierung, die notwendigen legistischen Maßnahmen bald zu setzen: „Die Zeit drängt, wenn wir die Klima- und Energieziele erreichen wollen. Die erforderlichen Rahmenbedingungen zum Ausbau der erneuerbaren Energien müssen jetzt rasch umgesetzt werden. Umso mehr schätzen wir die den Klimaund Energiethemen beigemessene Bedeutung im aktuellen Regierungsprogramm. Die E-Wirtschaft steht in den Startlöchern und ist für den Umbau des Energiesystems bereit“, erklärte Leonhard Schitter, Präsident von Oesterreichs Energie, der Interessenvertretung der österreichischen E-Wirtschaft, in einer Presseaussendung Anfang des Jahres. Aus Sicht der E-Wirtschaft hat vor allem das Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz hohe Relevanz. Dieses soll mittels auf Ausschreibungen aufbauenden Marktprämien und Investitionsförderungen Anreize für den zügigen Ökostromausbau setzen. „Es ist sehr erfreulich, dass man den Mut bewiesen hat technologiespezifische Ausbaupfade festzulegen, denn wir werden jede erneuerbare Erzeugungstechnologie benötigen um die Ziele zu erreichen“, betonte Schitter nach einer ersten Analyse des Regierungsprogrammes.

Österreichs Anteil der Stromproduktion aus erneuerbaren Energiequellen befindet sich bereits heute europaweit im Spitzenfeld.

DIE RICHTIGEN SCHWERPUNKTE GESETZT Positiv bewertet wird das Bekenntnis zu Versorgungs- und Netzsicherheit und zur Black-Out-Vermeidung. Dieses zeige, dass die Bundesregierung die Herausforderungen des Umbaus des Energiesystems erkannt habe und neben dem Ausbau der Erneuerbaren wie Wasserkraft, Windkraft und Photovoltaik auch dem Ausbau der Netze, gesicherter Leistung und Speicherkapazitäten ein große Rolle zukommen werde. Schitter betonte, dass Österreich durch einen Schulterschluss zwischen Energiewirtschaft, Politik und Bevölkerung zum europäischen Spitzenreiter im Klimaschutz werden könne: „Österreichs E-Wirtschaft bekennt sich klar zum Klimaschutz und versteht sich als Teil der Lösung. Strom aus erneuerbaren Quellen als intelligente, si-

chere und saubere Energieform der Zukunft ist der Schlüssel zu einem klimafreundlichen Energiesystem. In den nächsten Jahren und Jahrzehnten wird es unsere Aufgabe sein, die Energieinfrastruktur der Zukunft zu errichten. Das aktuelle Regierungsprogramm setzt die richtigen Schwerpunkte, wir sind bereit dies als Chance zu nutzen und freuen uns auf eine gute Zusammenarbeit mit der zukünftigen Ministerin und dem zukünftigen Staatssekretär, die ein systemisches Verständnis und eine hohe Expertise im Energiebereich aufweisen.“ VOLLVERSORGUNG MIT EE IST MACHBAR Wie die Stromzukunft Österreichs im Jahr 2030 aussehen könnte, wurde bereits 2017 in einer detaillierten Studie der Technischen Foto: JMG / pixelio.de

In ihrem Regierungsprogramm hat die zu Jahresbeginn frisch angelobte österreichische Bundesregierung ein ganzes Maßnahmenpaket als Reaktion auf die anhaltende Klimakrise geschnürt. Grundsätzlich wird darin festgehalten, dass die Klimaschutzmaßnahmen als bedeutende Chance für Gerechtigkeit sowie für die zukunftsfähige Entwicklung von Wirtschaft und Arbeitsplätzen in Österreich hohe Priorität besitzen. Die Klimaneutralität soll bis 2040 realisiert werden – zehn Jahre früher als von der EU geplant. Erreicht werden sollen diese Ziele ausschließlich mit dem forcierten Ausbau erneuerbarer Energien. Den dafür notwendigen Rahmen bildet das Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz, das laut Absichtserklärung schon 2030 eine 100-prozentige Versorgung mit Ökostrom sicherstellen soll. Eine wichtige Rolle dabei wird als erneuerbarer Energieträger Nr. 1 die Wasserkraft spielen.

Foto: Rosel Eckstein /pixelio.de

AUSBAU ERNEUERBARER ENERGIEN SOLL ÖSTERREICH BIS 2030 STROMUNABHÄNGIG MACHEN

Nach den Plänen der österreichischen Bundesregierung soll das Land bereits 2030 die Vollversorgung mit Ökostrom erreicht haben.

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Foto: zek

Foto: Andreas Morlok / pixelio.de

Ausblick

Bereits heute decken die heimischen Kleinwasserkraftwerke den Strombedarf der gesamten Privathaushalte.

Österreichs E-Wirtschaft sieht vor allem im Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz hohe Relevanz.

ren Energien können massive CO2-Einsparungen erzielt und die durch den Stromsektor bedingten Gesamtemissionen signifikant reduziert werden. Peter Püspök, Präsident des Dachverbandes Erneuerbare Energien Österreich, zeigte sich mit dem Ergebnis der Studie sehr zufrieden: „Der Siegeszug der erneuerbaren Energien ist weltweit nicht mehr aufzuhalten, auch in Österreich nicht.“ WASSERKRAFT-AUSBAUPOTENZIAL ERHOBEN Wie es um das Ausbaupotential des heimischen erneuerbaren Energieträgers Nr. 1 – über 60 Prozent des in Österreich erzeugten Strom stammen aus Wasserkraft – steht, hat Pöyry Austria 2018 für Oesterreichs Energie erhoben. Als Basis diente die von Pöyry im Jahr 2008 erstellte Wasserkraftpotenzialstudie für Österreich. Um den bereits ausgebauten Anteil des technisch-wirtschaftlichen Potenzials auf den Stand von 2018 zu bringen, erfolgte eine Aktualisierung des Kraftwerksbestandes. Dabei wurden Anlagen mit einer Engpassleistung größer bzw. kleiner als 5 MW getrennt ausgewertet. Die zentralen Erkenntnisse der Untersuchung werden folgenderma-

Der Ausbau der Erneuerbaren Energien wird im Regierungsprogramm als große Chance für Österreich und den Wirtschaftsstandort begriffen.

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ßen zusammengefasst: „Aus der Summe der Anlagen größer 5 MW (35,7 TWh) und kleiner 5 MW (4,4 TWh) ergibt sich ein Kraftwerksbestand von ca. 40,1 TWh. Subtrahiert man dieses bereits ausgebaute Potenzial vom technisch-wirtschaftlichen Gesamtpotenzial (56,1 TWh) erhält man ein technisch-wirtschaftliches Restpotenzial von 16 TWh. Dieser Wert beinhaltet ein Optimierungspotenzial von rund 1 TWh. Das Potenzial, welches durch Neuanlagen oder Anlagenerweiterungen technisch und wirtschaftlich sinnvoll gehoben werden kann, beträgt ungefähr 15 TWh. Etwa 5 TWh dieses Neuerschließungspotenzials befinden sich in den österreichischen Nationalparks und in der Welterbestätte Wachau. Das technisch-wirtschaftliche Restpotenzial außerhalb dieser hochsensiblen Gebiete beträgt insgesamt ca. 11 TWh. Dieser Wert beinhaltet ein Optimierungspotenzial von rund 1 TWh und ein Neuerschließungspotenzial von ca. 10 TWh.“ Hinsichtlich der Erschließung des Restpotentials wird festgehalten, dass diesbezüglich eine Reihe von Einschränkungen bzw. Erschwernissen verbunden sind. Dabei wird vor allem das

Foto: Rainer Sturm / pixelio.de

Universität Wien erhoben. Initiiert wurde die Studie von der IG Windkraft, dem Österreichischen Biomasseverband und der ARGE Kompost-Biogas. Analysiert und identifiziert wurden darin besonders die technischen und ökonomischen Voraussetzungen, unter denen ein solcher Systemwandel gelingen kann. Die Studie kam zu folgenden Kernaussagen: Die Erzeugung aus erneuerbaren Energien kann bis 2030 ohne Mehrkosten um 31 TWh gesteigert werden. Mit diesem Umstieg sind Einsparungen von jährlich 650 Millionen Euro sowie 53.000 Arbeitsplätze verbunden. 100 Prozent Strom aus erneuerbaren Quellen sind ohne Mehraufwand möglich. Die Kosten für den Umstieg betragen jährlich rund 511 Millionen Euro. Diesen Kosten steht hingegen ein strompreismindernder Effekt um bis zu 137 Millionen Euro gegenüber, dazu kommen verminderte Importkosten um insgesamt rund 8 Milliarden Euro. Ein intelligent ausdifferenziertes Fördersystem kann zu deutlich niedrigeren Kosten führen. So ist ein Marktprämiensystem für Windenergie beispielsweise 40 Prozent günstiger als eine auktionierte Förderung. Die Abschaltung von Biomasseanlagen vor dem Ende der technischen Lebensdauer würde zu Mehrkosten von 150 Millionen Euro führen. Der Ausbau von Wärmepumpen und Elektromobilität führt zu erheblichen Spitzenlasten, die weitere Maßnahmen zum Lastmanagement erforderlich machen. Die geplante Stromnetzentwicklung bis 2030 erlaubt den vollen Ausbau auf 100 Prozent erneuerbarer Energie bei gleichzeitig 100 Prozent Versorgungssicherheit, der zusätzliche Adaptierungsbedarf im Transportnetz wird als relativ gering angesehen. Die Integration Österreichs in das europäische Verbundnetz federt positive und negative Preisspitzen ab und sorgt verbunden mit der Sektorkopplung für ausreichend Flexibilität. Durch den verstärkten Ausbau der erneuerba-

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Ausblick

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Der Ausbau des öffentlichen Verkehrs soll in den kommenden Jahren noch stärker forciert werden.

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DEUTLICHE CO2 EINSPARUNGEN MÖGLICH Oesterreichs Energie zeigt sich mit dem Klimaschutz- und Energiepaket der neuen Regierung grundsätzlich sehr zufrieden. Bereits im Vorfeld der Nationalratswahlen hatte die Interessensvertretung ein insgesamt acht Punkte umfassendes Maßnahmenpaket vorgeschlagen, dessen Kernanliegen weitgehend Beachtung gefunden haben. Darin wurde unter anderem festgehalten, dass mit dem forcierten

Ausbau erneuerbarer Energieträger der CO2-Ausstoß massiv gesenkt werden könne. Mit den zusätzlichen rund 30 TWh Strom, die aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden, können nicht nur der gesamte erwartete Stromverbrauch gedeckt, sondern auch rund 7,5 Millionen CO2 jährlich eingespart werden. Umgerechnet entspricht dies in etwa den gesamten Treibhausgasemissionen des Gebäudebereichs. Damit wäre auch das Ziel, 100 Prozent Strom aus erneuerbaren Energien (national bilanziell) zu gewinnen, erreicht. Großes Einsparungspotential verspricht die zunehmende Verbreitung von Elektromobilität. Wenn 2030 jeder dritte Pkw elektrisch betrieben wird, könnten damit rund 1,5 Millionen Tonnen CO2 vermieden werden. Rund 160.000 Tonnen CO2 könnten im Bereich Raumwärme und -kühlung eingespart werden, wenn anstelle von fossilen Energieträgern Strom aus erneuerbaren Quellen, beispielsweise durch Wärmepumpen, verwendet wird. Mit der Umsetzung der genannten Maßnahmen bis 2030 könnte Österreich seinen Ausstoß an schädlichen Treibhausgasen um jährlich gut 10 Prozent verringern. Foto: zek

Samuel Scheller Produktmanager

Verschlechterungsverbot gemäß der EU-Wasserrahmenrichtlinie als wesentliches Kriterium gesehen. Außerdem bestehen in bestimmten Regionen weitere Vorgaben für den Wasserkraftausbau, die bei der Projektfindung und -entwicklung zu berücksichtigen sind. Die derzeit konkret verfolgten Projekte der Elektrizitätswirtschaft erlauben, etwa 30 Prozent des Restpotenzials zu heben. Weitere Projekte von Seiten der E-Wirtschaft, Industrie und aus dem privaten Sektor befinden sich in einem frühen Planungsstadium. Die Landschaft an Projekten und Projektkonzepten umfasste 2018 rund zwei Drittel des vorhandenen Restpotenzials.

Es wurde für das Messen und Monitoring von Teilentladungen an verschiedenen elektrischen Anlagen konzipiert, sowohl im Innen- als im Außenbereich. Plug-and-PlayAnschlüsse reduzieren den Aufbau. Automatische Softwarefunktionen helfen, Isolationsdefekte rasch zu erkennen. www.omicronenergy.com/montesto200

Zum Erreichen der angestrebten Klima- und Energieziele wird die Wasserkraft zukünftig eine noch wichtigere Rolle einnehmen.

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