Schwerpunkt Transformatoren & Schaltanlagen
Pinzgauer Almkraftwerk nutzt sein ganzes Potenzial
Barrierefreie Fischwanderung im Rheintaler Binnenkanal
Neues Kapitel für historisches Kraftwerk im Kärntner Ferlach
Weltweit bleiben 85 % aller existierenden Dämme und Wehre für Wasserkraft ungenutzt. Dabei verfügen sie über ein riesiges energetisches Potential. Voith Hydro bietet Lösungen, die dieses Potential nutzt und im Einklang mit der Natur nachhaltig Energie erzeugt.
Insbesondere für kleine Wasserkraftwerke hat Voith Hydro einen innovativen, wie auch zuverlässigen und umweltfreundlichen Turbinentyp entwickelt – den StreamDiver.
Aus naheliegenden Gründen ist es nachvollziehbar, dass der Stellenwert der Wasserkraft in Deutschland nicht mit jenem in Österreich oder der Schweiz zu vergleichen ist. Und dennoch kann man sich eines befremdlichen Eindrucks nicht erwehren, wenn man Vertreter der deutschen Grünen dabei beobachtet, mit welchem Engagement sie sich gegen die hydroelektrische Nutzung der Gewässer stemmen. Zugegebenermaßen: Klimaschutz und Artenschutz treffen in der Wasserkraft auf ein besonderes Spannungsfeld. Was auf der einen Seite erwiesenermaßen günstig für den Schutz unseres Klimas ist, muss auf der anderen Seite nicht zwangsläufig gut für die aquatischen Lebewesen sein. Doch dies reicht nicht aus, um das Kind mit dem Bade auszuschütten. Zu Jahresbeginn deutete für einige Wochen noch alles daraufhin, dass der Wasserkraft das überragende öffentliche Interesse abgesprochen und damit der Anspruch auf Förderung entzogen würde. Es bedurfte einiges an Überzeugungsarbeit der BranchenvertreterInnen aus Süddeutschland, um die Ampelkoalition in Berlin umzustimmen. Am Ende einigte sich die Regierung darauf, dass die Wasserkraft in einer Novelle des EEG weiterhin Bestandteil der beschleunigten Energiewende bleiben soll. Auf Augenhöhe mit Windkraft und Photovoltaik wird ihr inzwischen überragendes öffentliches Interesse zugestanden, was die Planung und die Umsetzung erleichtern soll. Doch zuletzt sind erneut bedenklich dunkle Wolken über der deutschen Wasserkraft aufgezogen. Besonders die Grüne Umweltministerin Steffie Lemke fährt einen strikten Kurs gegen die kleine Wasserkraft in Deutschland. In der „Nationalen Wasserstrategie“, die ihre Handschrift trägt, zitiert der FOCUS folgende Aussage: „Die Vielzahl kleinerer Wasserkraftanlagen ist problematisch“. An einem Drittel der Fließstrecke sei die Energiegewinnung aus Wasserkraft eine „signifikante Belastung“, heißt es in dem Papier des Bundesumweltministeriums. In einem Aktionsprogramm möchte sie „Schritte für den Rückbau“ einleiten. Kein Wunder, dass eine derartige Absichtserklärung einer Ohrfeige für all jene gleichkommt, die sich für eine ökologische, fischfreundliche Wasserkraft einsetzen. Und es macht sprachlos, gerade weil eine solche kurzsichtige Kahlschlag-Politik aus der Spitze der Öko-Fraktion kommt. Sollte in Zeiten, in denen jede einzelne Kilowattstunde aus erneuerbaren Ressourcen zählt, nicht reflektierter mit einer Form der erneuerbaren Energie umgegangen werden, die immer noch den geringsten CO2-Fußabdruck aller Erneuerbaren hat, die auch dann Strom erzeugt, wenn Wind und Sonne nicht verfügbar sind, die grundlastfähig ist und somit unserer labiler werdenden Netzstruktur dient, die eine wichtige Rolle im Hochwasser-Management spielt und die wertvolle Dienste in der dezentralen Energieversorgung leistet? Und was die ökologische Verträglichkeit der Wasserkraft anbelangt, wäre es angebracht, sich genau zu informieren, welche Maßnahmen heutzutage zum Schutz der aquatischen Fauna umgesetzt werden: Das beginnt bei neuartigen Schutzrechen und Abschreckanlagen, führt weiter über modernste Fischauf- und -abstiegsanlagen und endet längst nicht bei innovativen fischfreundlichen Turbinen. Wasserkraftwerke am Stand der Technik sind heute längst keine „Fischhäckselmaschinen“ mehr, das sollte sich hoffentlich auch langsam bis nach Berlin durchsprechen. Abschließend möchte ich mich wieder bei allen bedanken, die am Entstehen der vorliegenden Ausgabe mitgeholfen haben. Ich darf Ihnen, liebe(r) Leser(in) eine gute Zeit mit der neuen zek HYDRO wünschen. Ihr
Mag. Roland Gruber (Herausgeber)
Wirstellenseitmehrals55JahrenelektrotechnischeAnlagen imBereichderEnergieerzeugungund-verteilungsowieder Umwelt-undWassertechnikher.Damitleistenwirbereitsseit vielenJahreneinensignifikantenBeitragzurTransformation unseresEnergiesystemshinzuerneuerbarenEnergieträgern undfürdieBereitstellungvonsauberemWasser.
DaherfirmierenwiruntereinemneuenNamen: SchubertCleanTechGmbH
16 Schwimmende Kraftwerke vor Realisierung in Niederösterreich STROM-BOJEN-PARK
17 Kelag schlägt neues Kapitel für geschichtsträchtiges Kraftwerk auf KW WAIDISCH
22 EWA-EnergieUri zeigt Initiative und langen Atem 12 NEUE WASSERKRAFTWERKE
26 Kettenspezialist verdreifacht Leistung mit Renovierungsprojekt KW PEWAG
31 Neues Kraftwerksquartett erhöht Murtaler Ökostromkapazitäten KW PUSTERWALDBACH
36 Barrierefreie Fischwanderung im Rheintaler Binnenkanal KW LIENZ
40 Almkraftwerk nutzt nach Rundumsanierung volles Potenzial KW GAISSBACH
44 Skigebiet in Andorra erreicht ein Stück Energieunabhängigkeit KW GRAU ROIG
46 Türnitzer Traisen treibt zwei neue Kleinwasserkraftwerke an KW TÜRNITZ
50 Wasserdichte AUMA Stellantriebe regeln Unterwasserturbinen
51 Solide Ökostromproduktion im Schatten der Tauernautobahn
Dem Um- und Ausbau des Rudolf-Fettweis-Werks im Nordschwarzwald steht nichts mehr im Weg: Die EnBW Energie BadenWürttemberg AG hat die Investitionsentscheidung für das Projekt Pumpspeicherkraftwerk Forbach – Neue Unterstufe getroffen. In den kommenden Jahren wird das bestehende Speicher- und Laufwasserkraftwerk modernisiert und zu einem leistungsstarken Pumpspeicherkraftwerk ausgebaut. Die Gesamtkosten des Großprojekts liegen bei ca. 280 Mio. Euro. Herzstück der neuen Anlage wird die Kraftwerkskaverne sein, in der die Kraftwerkstechnik untergebracht wird. Dazu zählen eine Pumpturbine für das Schwarzenbachwerk mit rund 54 MW Leistung im Turbinenbetrieb und 57 MW Pumpleistung. In der neuen Kaverne wird außerdem die neue Technik des Murgwerks mit drei Francis-Turbinen mit insgesamt ca. 23 MW untergebracht. Für den Bau des neuen Pumpspeicherkraftwerks wird das bestehende Ausgleichsbecken Forbach um einen im Inneren des benachbarten Bergs liegenden Kavernenwasserspeicher erweitert. Dieser bildet das Unterbecken des künftigen Pumpspeicherkraftwerks. Die Bauarbeiten starten frühestens im Herbst 2023 und sollen bis Ende 2027 abgeschlossen sein.
ÖBB FEIERN 40 JAHRE GRÜNEN BAHNSTROM
AUS FULPMES IM STUBAITAL
Obwohl keine ÖBB Schienen dorthin führen, hat das Tiroler Stubaital eine zentrale Bedeutung für die ÖBB: Ein guter Teil der benötigten Energie für die Züge kommt aus dem ÖBB Kraftwerk in Fulpmes, das seit 1983 die Kraft der Ruetz in einem Kavernenkraftwerk in 180 Metern Tiefe für die Erzeugung von 100% grünem Bahnstrom nutzt. Im Rahmen eines Festaktes mit zahlreichen Ehrengästen wurde unlängst das 40-jährige Bestehen des Kraftwerks Fulpmes gefeiert. Das Wasserkraftwerk liefert pro Jahr Energie für 16.000 Zugfahrten auf einer Strecke Innsbruck-Wien. Aktuell betreiben die ÖBB insgesamt sieben eigene Wasserkraftwerke für Bahnstrom und eines für Drehstrom. Um den Betrieb des Wasserkraftwerks auf viele weitere Jahre sicherzustellen, haben die ÖBB in den kommenden Jahren zahlreiche wichtige Maßnahmen geplant. So erfolgt eine Großrevision an allen Maschinen im Kraftwerk. Die gesamte Leit-, Schutz und Sekundärtechnik wird erneuert. Die Kugelschieber und Kugelhähne werden getauscht. Die Eigenbedarfsversorgung (inkl. Blackout-Vorsorge) wird erneuert. Zudem wird das Kühlwassersystem modernisiert. Insgesamt werden dabei rund 3,5 Millio-
Euro investiert.
Das Rudolf-Fettweis-Werk unterhalb der Schwarzenbachtalsperre wird zu einem modernen, leistungsfähigen Pumpspeicherkraftwerk ausgebaut.
HERAUSGEBER
Mag. Roland Gruber
VERLAG
Mag. Roland Gruber e.U. zek-VERLAG
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Das Rudolf–Fettweis-Werk in Forbach (Nordschwarzwald) hat derzeit eine Gesamtleistung von rund 71 Megawatt. Es besteht aus vier Einzelkraftwerken, die zwischen 1914 und 1926 gebaut wurden.
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GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN
zek HYDRO ist eine parteiunabhängige Fachzeitschrift für kleine bis mittlere Wasserkraft im alpinen Bereich.
ABOPREIS
Österreich: Euro 78,00, Ausland: Euro 89,00 inklusive Mehrwertsteuer
zek HYDRO erscheint 6x im Jahr.
Auflage: 8.000 Stück
ISSN: 2791-4089
wird in den kommenden Jahren komplett modernisiert und auf den Stand der Technik gebracht.
Die strategische Partnerschaft zwischen Gugler und Exowave führt einen renommierten Anbieter von Turbinentechnologie mit einem der führenden Entwickler von Wellenenergie zusammen.
Gugler Water Turbines vollzieht mit der Unterzeichnung der Kooperationsvereinbarung mit Exowave einen strategischen Schritt in den wachsenden Wellenenergiesektor. Im Rahmen der Partnerschaft beteiligt sich Gugler Water Turbines am laufenden EUDP-Projekt von Exowave „250 MW Wellenkraft in der dänischen Nordsee bis 2030 –Phase 1“ als Hauptlieferant für die Pelton-Turbine, einschließlich Generator und elektrischer Ausrüstung. Die Vereinbarung wird sich auf zukünftige Projekte erstrecken, zunächst in der Nordsee und danach weiter im internationalen Maßstab. Die Wellenenergie verzeichnet in den letzten Jahren ein erhebliches Wachstum mit zunehmender Unterstützung seitens der Regierungen. Allein die EU hat sich sehr ehrgeizige Ziele gesetzt: 1 GW an Meeresenergieanlagen bis 2030 und 40 GW bis 2050. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, eine zuverlässige Wertschöpfungskette für den Sektor zu schaffen.
KRAFTWERK BANNWIL BEKOMMT NEUEN FISCHPASS
Die BKW baut am Wasserkraftwerk Bannwil einen neuen Fischpass. Dieser wird zwei Einstiegsmöglichkeiten für verschiedene Fischarten bieten. Hinzu kommt ein Beobachtungsraum für Interessierte. Der Fischpass wird im Sommer 2025 in Betrieb gehen. Rund 12 Mio. Franken investiert die BKW in das Bauvorhaben, die vom Bund rückerstattet werden. Bereits seit 1970 ist beim Kraftwerk Bannwil ein Fischpass in Betrieb. Der Bau des neuen Fischpasses ist nötig, weil inzwischen das Gewässerschutzgesetz angepasst worden ist. Dieses verlangt, dass Fischpässe künftig auf alle gängigen Fischarten der Aare (Großsalmoniden wie Lachs, Barbe und Forelle) ausgelegt sein müssen. Unter Einbezug von Bund und Kanton sowie den Umwelt- und Fischereiverbänden hat die BKW eine Lösung für das Wasserkraftwerk Bannwil ausgearbeitet, die den Bedürfnissen dieser Wanderfische entspricht.
Niederösterreichs längste Fischwanderhilfe in Altenwörth ist seit dem Vorjahr in Betrieb. Mit Frühlingsbeginn hoffte das Projektteam von LIFE Network Danube Plus, endlich den Erfolg des Projekts unter Wasser nachzuweisen. Dazu werden 10.000 Fische mit elektronischen Chips ausgestattet. Täglich besuchen GewässerökologInnen die Reuse beim Altarm in Altenwörth. In der mobilen Reuse finden sich mit steigenden Temperaturen täglich mehr Fische. Jedes einzelne Exemplar wird gemessen, mit einem Chip markiert und in eine Datenbank eingetragen. Der Chip wird entlang der neuen Fischwanderhilfen an der Donau registriert und in einer Online-Datenbank erfasst. So entstehen genaue Daten über die Anzahl der Fische und die Wanderbewegungen. Einigen Fischen gelang es, bis in die Schleuse des oberösterreichischen Kraftwerks Aschach in 200 km Entfernung vorzudringen. Viele Fische schätzen den neu entstandenen Lebensraum und bleiben in dem neuen, 12,5 Kilometer langen Nebenarm der Donau. Das Wasser des Krems-Kamp-Gerinnes mündet in die Fischwanderhilfe und sorgt für kontinuierliche Bewässerung. Im Zuge des Bauvorhabens entstand eine vielfältige Flusslandschaft. Die Steilufer dienen den Uferschwalben als Brutnester, in den Schotterbänken finden sich Kiesbrüter.
NEUES
In der Gemeinderatssitzung in Frantschach-St. Gertraud am 24. Mai stellte die Kärntner Kelag ihr neuestes Kleinwasserkraftprojekt vor: die Reaktivierung des stillgelegten Kraftwerks Hammer an der Lavant, das sich aktuell noch in einem desolaten Zustand befindet. Das neue Konzept der Kelag sieht nach einem Bericht von MeinBezirk.at vor, das Triebwasser des Oberliegerkraftwerks Twimberg direkt zu übernehmen und durch eine 2,5 Kilometer lange Druckrohrleitung zu den Maschinen im KW Hammer zu leiten. Dank dieser Lösung wird es nun möglich, die alte Wehranlage Hammer rückzubauen und das Gewässerkontinuum mit Hilfe einer Pendelrampe wieder herzustellen und für Fische passierbar zu machen. Darüber hinaus kann durch den Rückbau des Querbauwerkes auch der Hochwasserschutz verbessert werden. Auf Basis des neuen Revitalisierungskonzepts soll das neue KW Hammer eine Leistung von 1.680 kW erreichen. Die revitalisierte Anlage soll dann im Regeljahr rund 7,48 GWh sauberen Strom erzeugen und somit 2.000 Haushalte versorgen. Das stillgelegte Kraftwerk, das bereits 1903 erstmals seinen Betrieb aufgenommen hat, wurde 2019 vom Kärntner Energieversorger vom Vorbesitzer Mondi erworben.
GROSSE REVISION IM KRAFTWERK ST. JOHANN FAST ABGESCHLOSSEN
Ende der 80er Jahre erbaut, erzeugt das Wasserkraftwerk in St. Johann im Pongau seit 1990 grünen Strom für rund 17.000 Salzburger Haushalte. Nach mehr als 30 Jahren Laufzeit wird ein Teil der Anlage aktuell einer großen Revision unterzogen. Hierbei wird eines der zwei Laufräder demontiert und nach einer sorgfältigen Reinigung in seine rund 1.000 Einzelteile zerlegt. Das Laufrad des Salzach-Kraftwerks weist einen Durchmesser von 3,6 Metern auf und bringt rund 12 Tonnen auf die Waage. Damit wird auch das Handling zur Herausforderung. Neben der Überholung der einzelnen Laufschaufeln wird auch der komplexe Verstellmechanismus im Inneren des Laufrads überarbeitet. Frisch revidiert wird das Laufrad am Ende wieder an die Turbinenwelle angekoppelt und eingebaut. Auch in bestehende Kraftwerke zu investieren und sie durch modernste Technik noch effizienter und flexibler zu machen, ist Teil der Strategie der Salzburg AG.
WASSERKRAFT ALS UNVERZICHTBARE SÄULE EINER PLANBAREN STROMVERSORGUNG
Mit hochkarätigen Referenten aus der Politik, Forschung und Wirtschaft sowie rund 200 Mitgliedern fanden am 17. Mai 2023 in München die Jahrestagung Wasserkraft Bayern 2023 und die Mitgliederversammlung der Vereinigung Wasserkraftwerke in Bayern e.V. (VWB) statt. In den Vorträgen drehte es sich um die Bedeutung der Wasserkraft zum Erreichen der Klimaneutralität bis 2040 in Bayern und der Energiewende-Ziele. Es wurde deutlich, dass Wasserkraftanlagen durch ihre Eigenschaften wie Grundlastfähigkeit, Netzstabilisierung und regionale Energieerzeugung eine wichtige Rolle in der klimaschonenden regenerativen Energieversorgung spielen. Digitalisierung und innovative Geschäftsmodelle wie die Kombination mit Ladesäulen für Elektromobilität sorgen zudem für neue Chancen. Wasserkraft ist nach der Photovoltaik aktuell die wichtigste Quelle für grünen Strom in Bayern. Sie trägt mit 14 Prozent zur gesamten Stromerzeugung und zu fast 30 Prozent zur Stromerzeugung aus den erneuerbaren Energien in Bayern bei.
PILOTANLAGE FÜR MIKRO-WASSERKRAFTWERK IN MÜNCHEN
Das Startup-Unternehmen Energyminer hat im Frühjahr eine Pilotanlage im Auer Mühlbach in München erfolgreich in Betrieb genommen. Bei dem „Energyfish“ getauften Mikrokraftwerk handelt es sich um ein fast vollständig unter Wasser befindliches System, das konstruktionsbedingt keine Gefahr für Fische darstellt. Die im Wesentlichen aus Rotor, Generator und Schutzrechen bestehende Konstruktion kann unkompliziert ohne Staumauer oder Betonbauten in Flüssen installiert werden. Beim Auftreten von Hochwasser oder Eisgang sinkt der Energyfish automatisch auf den Grund und bringt sich damit selbst in Sicherheit – produziert aber weiterhin Strom. Die Entwickler des Energyfish sind davon überzeugt, dass ihr System das Potenzial besitzt, die Energieerzeugung zu revolutionieren und eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen kann.
NEUE VORSTANDSVORSITZENDE FÜR SIEMENS AG ÖSTERREICH
Der Aufsichtsrat der Siemens AG Österreich hat Patricia Neumann einstimmig zur Vorsitzenden des Vorstands der Siemens AG Österreich bestellt. Patricia Neumann wurde zum 1. Mai 2023 für die Dauer von fünf Jahren bestellt. Sie folgt in dieser Funktion Wolfgang Hesoun, der in diesem Jahr die Altersgrenze für Vorstände im Siemens-Konzern von 63 Jahren erreicht. Patricia Neumann kommt von IBM zu Siemens, wo sie seit 1995 in unterschiedlichen Positionen tätig war. Zuletzt verantwortete sie als Vice President den Vertrieb für Daten, Künstliche Intelligenz und Automatisierungssoftware in EMEA und übte in dieser Funktion auch den Aufsichtsratsvorsitz von IBM Österreich aus. Davor war sie von 2017 bis 2021 Geschäftsführerin von IBM Österreich. Nach einer mehr als zehnjährigen internationalen Unternehmenskarriere kehrt sie als General Managerin in ihren Heimatmarkt Österreich zurück, um das Thema Digitalisierung weiter voranzutreiben.
Um die Winterstromlücke zu füllen, planen die Schweizer Energieversorger BKW und KWO mit dem Projekt Trift ein weiteres Speicherkraftwerk im Berner Oberland, berichtet die BKW auf ihrem Blog. Die Großratsmitglieder aus dem Berner Oberland sagten dem Projekt Anfang Juni politische Unterstützung zu. Bereits heute nutzt die KWO (Kraftwerke Oberhasli AG, an welcher die BKW mit 50 Prozent beteiligt ist) das Laufwasser zur Stromproduktion, das an der Trift anfällt. Mit einem Speichersee unterhalb des Triftgletschers könnte sie 85 Mio. m³ Wasser zurückhalten. Dies entspricht einem Energiegehalt von 215 GWh. Pro Jahr könnten somit 145 GWh zusätzlicher Strom produziert werden. Mit dem Projekt Speichersee und Kraftwerk Trift will die KWO nicht nur ein neues Wasserkraftwerk bauen, sondern auch verschiedene Schutz- und Ausgleichsmaßnahmen in Angriff nehmen.
Die Interalpinen Energie- und Umwelttage Mals finden dieses Jahr am 26. und 27. Oktober statt und verdeutlichen dabei die Bedeutung der Wasserkraft als erneuerbarer Energieträger insbesondere in turbulenten Zeiten eindrücklich. Speziell im Kontext des Ausbaus von Photovoltaik und Windkraft spielt sie als stabiles Element im Energiesystem eine wichtige Rolle. Im Gegensatz zu anderen Energieträgern ist die Wasserkraft nicht von ausländischen Ressourcen abhängig und somit unschlagbar. „Wasserkraft – innovativ, vielseitig, modern. Wo stehen wir und wo wollen wir hin?“ ist das Thema der Interalpinen Energie- und Umwelttage Mals 2023. Internationale Fachexperten aus Forschung, Industrie und Praxis, darunter mit Prof. Dr. Robert Boes von der Versuchsanstalt für Wasserbau und Glaziologie, ETH Zürich, als Keynote-Speaker, präsentieren die neuesten Entwicklungen im Bereich der elektromaschinellen Ausrüstung, des Kraftwerkbetriebs und der Ökologie.
Expert care for your actuators
Das Anwenderforum Kleinwasserkraft, das von 28. bis 29. September an der Technischen Hochschule Rosenheim in Bayern stattfinden wird, ist das praxisnahe Forum für Betreiber, Planer und Hersteller von Kleinwasserkraftanlagen. Der Fokus des diesjährigen Forums liegt noch stärker als bisher in der Anwendung, vor allem in der regionalen Umsetzung von Kleinwasserkraft-Projekten im Alpenraum. An den zwei Konferenztagen können sich Besucherinnen und Besucher auf spannende Vorträge - u.a. zur aktuellen Technik, Cyber-Sicherheit, Kosten und Vermarktung, baulichen Fragen bei Neubau und Sanierung und Fehler bei Kraftwerksprojekten – freuen, sowie auf den intensiven Austausch mit den Referierenden und anderen Teilnehmenden in den Diskussionsrunden, in den Pausen und beim gemeinsamen Abendevent in einem alten Wasserkraftwerk der Stadtwerke Rosenheim. Ein weiteres Highlight ist der Besuch von zwei ausgewählten Exkursionszielen am Ende der Veranstaltung.
SPATENSTICH FÜR NEUES KLEINWASSERKRAFTWERK IN AXAMS
Anfang Mai fand in der Tiroler Gemeinde Axams der Spatenstich für den Bau eines neuen Kleinwasserkraftwerks statt. Die Anlage wird auf eine Ausbauwassermenge von 200 l/s und 534 m Bruttofallhöhe ausgelegt, womit die Turbine im Maschinengebäude unter Volllast eine Engpassleistung von rund 870 kW erreichen kann. Im Regeljahr wird das Kraftwerk rund 3,8 GWh Ökostrom erzeugen, was umgerechnet dem Jahresstrombedarf von ca. 1.000 durchschnittlichen Haushalten entspricht. Mit dem Bau der Anlage gehen auch mehrere Verbesserungen der Gemeindeinfrastruktur einher. Mit der ebenfalls geplanten Erneuerung der Trinkwasserleitungen legt die Gemeinde darüber hinaus den Grundstein für die Errichtung eines neuen Trinkwasserkraftwerks mit ca. 830.000 kWh jährlicher Erzeugungskapazität.
AUMA CORALINK
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coralink.auma.com
Für die vielversprechenden Strom-Bojen stehen nach langer und intensiver Vorarbeit die Ampeln endlich auf Grün. Insgesamt 19 dieser schwimmenden Kleinwasserkraftwerke sollen im Jahr 2024 eingehängt werden. Die Umsetzung von drei Strom-BojenParks sind in Zusammenarbeit mit renommierten regionalen Betreibern bereits gesichert, zwei weitere stehen vor ihrer Genehmigung, die laut Strom-Bojen-Entwickler Fritz Mondl für den Herbst erwartet wird. Am Strom-Bojen-Park in der Wachau können sich Interessierte noch beteiligen.
Überall wo in Flüssen der Einbau von klassischen Querbauwerken tabu ist, kommen die Vorteile der Strom-Boje zum Tragen. Dank ihrer hervorragenden ökologischen Eigenschaften kann sie einen wertvollen Beitrag zur Energieversorgung auf Basis erneuerbarer Ressourcen leisten. Es braucht mit Ausnahme eines eingebohrten Ankerstabs keinerlei bauliche Maßnahmen im Fluss: Die Strom-Boje hängt an einer Kette immer in der stärksten Strömung an der Wasseroberfläche, steigt bei Hochwasser aber nicht mit dem Pegel mit und weicht so dem Treibgut aus. Außerdem schützt ein selbstreinigender Rechen den Rotor vor Verklausungen durch Geschwemmsel und zudem Schwimmer und Fische vor möglichen Verletzungen. Nach Hersteller-Angaben gibt es aktuell keine Form der erneuerbaren Energie-Nutzung mit einer besseren CO2-Bilanz. Der Stahlteil mit Generator, Rechen und Kette kommt auf ein CO2-Äquivalent von 5 t, der Diffusor auf circa 2,4 t, und auf Fertigung, Lieferung und Montage entfallen weitere 0,4 t CO2. Die in Summe aufgewendeten 7,8 Tonnen CO2 kompensiert die
Stromboje innerhalb von nur zwölf Betriebstagen, in denen sie 8.000 kWh erzeugt. Alle Bauteile sind zu 100 Prozent recycelbar.
STROM FÜR 1.330 HAUSHALTE
Seit 2021 schwimmt die Strom-Boje wieder in der Donau bei Kienstock. Hier stellen die Entwickler Langzeittests an und prüfen neueste Entwicklungen auf den Gebieten der Generatortechnologie, der Netzeinspeisung sowie der Anlagengeometrie. „Das wurde möglich, weil sich seit unserer Trennung von unseren alten Partnern und dem Stillstand bis dahin enorme Fortschritte bei Elektro- und Fertigungstechnik ergeben haben. Und weil wir dafür fantastische neue, internationale Partner gewinnen konnten. Mit ihnen gemeinsam können wir nun dieses Vorhaben finalisieren und auch in größeren Stückzahlen denken“, erklärt Firmengründer Fritz Mondl. Zudem verweist er auf das neue „Erneuerbare-Energie-Ausbau-Gesetz“, das den beschleunigten Ausbau von Wind-, Wasser- Sonnen- und anderen Formen eneuerbarer Energie zum Ziel hat. Seit April gibt es auch die dazugehörige Ver-
ordnung aus dem Umweltministerium (BMK). Genehmigte Ökostromprojekte können nun mit einer Investitionsförderung je installierter kW Leistung gefördert werden. 2015 wurden die Strom-Bojen-Parks in Kienstock und Spitz mit je 4 Strom-Bojen genehmigt. Weitere projektierte Parks dieser Art wollen Fritz Mondl und sein Team nun einreichen, denn: „Wir wollen den derzeit günstigen Rückenwind nutzen. Unser großes Ziel ist es, diese hervorragenden neuen Bedingungen mit aller Kraft zu nutzen.“ Zusammen mit renommierten regionalen Betreibern konnte die Umsetzung von drei Strom-Bojen-Parks in trockene Tücher gebracht werden. Mit Stand Ende Mai stehen zwei weitere noch für Interessenten offen. Dank intensiver Vorarbeit bei den Behörden erwartet Fritz Mondl die Genehmigungen dafür im Herbst 2023. Mit 100 kW Leistung pro Maschine werden die schwimmenden Kleinwasserkraftwerke mit ihren 250 cm großen Repellern jeweils rund 250 MWh im Jahr erzeugen. Zusammen werden sie auf 5 GWh kommen. Das bedeutet sauberen Strom aus Wasserkraft für immerhin 1330 Haushalte.
Wer sich an dem Strom-Bojen-Projekt in der Wachau noch beteiligen möchte, dem stehen laut Betreiber dafür drei Optionen offen:
[A] als Gesellschafter einer zu gründenden Betreibergesellschaft eines Strom-Bojen-Parks
[B] als Direkt-Investor eines Strom-BojenParks, oder auch nur einer Strom-Boje
[C] oder als Zeichner einer neuen Strom-Bojen-Anleihe 2022 an der Aqua Libre GmbH mit einer 5%-igen Jahresfixverzinsung
Kontakt unter: www.strom-boje.at
Seit 1908 erzeugt das Kraftwerk Waidisch in der südlichsten Stadtgemeinde Österreichs, Ferlach, Strom aus Wasserkraft. Um das traditionsreiche Wasserkraftwerk zukunftsfit zu machen und es weiterhin am Stand der Technik betreiben zu können, investierte der Kärntner Energieversorger Kelag nun in eine umfassende maschinen- und leittechnische Modernisierung der Anlage. Im Zuge eines knapp halbjährigen Umbau- und Adaptierungsprozesses gelang es, das Kraftwerk so zu optimieren, dass es heute mit einem Regelarbeitsvermögen von 13,7 GWh im Schnitt um 18,5 Prozent mehr Energie ans Netz liefert als zuvor – und das bei unveränderter Konzessionswassermenge. Seit Ende letzten Jahres ist das Kraftwerk Waidisch wieder in Betrieb und versorgt nun im Regeljahr rund 3.900 Kärntner Durchschnittshaushalte mit sauberem Strom.
Die Entstehungsgeschichte der Stromerzeugung in Ferlach, dem Hauptort im Kärntner Rosental, geht Hand in Hand mit der Historie der Eisen- und Stahlindustrie in der Region. 1906 wurde die Kärntner Eisen- und Stahlerzeugungs Aktiengesellschaft, kurz KESTAG, gegründet. Schon zwei Jahre nach ihrer Gründung setzte sie einen Schlussstrich unter die Roheisen- und Stahlerzeugung in Waidisch und verlegte sich auf die Herstellung von Ausgangsmaterial für die Drahtherstellung. Zu diesem Zweck installierte sie einen Elektrolichtbogenofen
vom Typ Héroult, zu diesem Zeitpunkt die modernste und fortschrittlichste Technologie am Markt, dem allerdings damals auch der Makel einer gewissen „Unausgereiftheit“ anhaftete. Dennoch sprach aus wirtschaftlichen Gründen viel für die neue, richtungsweisende Elektroofen-Technologie: Unter anderem die Tatsache, dass die KESTAG über ausreichend Strom für die Elektroden aus ihren beiden Kraftwerken am Waidischbach sowie am Loiblbach verfügte. Wenige Jahre zuvor waren das Kraftwerk Waidisch und das Kraftwerk
Auch wenn sich die Anwendungen und Technologien in der Stahlerzeugung über die folgenden Jahrzehnte stetig änderten – eines blieb eine verlässliche Konstante: die Stromlieferung aus den beiden Kraftwerken am Waidisch- und am Loiblbach. Mit dem wirtschaftlichen Niedergang der KESTAG Ende der 1980er Jahre wurde ein neues Kapitel für die Kraftwerke geschrieben. Der Kärntner Energieversorger Kelag erwarb die Anlagen und sollte sie in der Folge in die Neuzeit der Stromversorgung führen.
WIRKUNGSGRADTESTS VERSCHAFFEN KLARHEIT
„Ursprünglich befanden sich im Kraftwerk Waidisch drei Maschinensätze, allesamt mit Francis-Turbinen ausgeführt. Das Trio war bis 1977 im Einsatz, also noch zu KESTAG-Zeiten, als man beschlossen hatte, die drei alten Maschinensätze gegen einen einzigen Maschinensatz zu tauschen. Die Francis-Turbine von
1977 wurde damals schon tiefer eingebaut –auf das Niveau, das wir auch beim nun erfolgten Umbau nutzen“, erzählt Projektleiter Dipl.-Ing. Johannes Klausner vom Bereich Kraftwerksplanung / Maschinenbau der Kelag. Er räumt ein, dass die erste Tendenz der Kelag dahinging, den bestehenden, über 40-jährigen Maschinensatz einer umfassenden Sanierung zu unterziehen. Doch die Wirkungsgradtests, die man im Vorfeld durchgeführt hatte, um die Maschine besser beurteilen zu können, legten eine andere Alternative nahe. Klausner: „Die Auswertungen haben zu dem Schluss geführt, dass es wesentlich wirtschaftlicher ist, den alten Maschinensatz durch einen leistungsstarken neuen zu ersetzen.“ Gemäß der Instandhaltungs- und Ausbaustrategie des Unternehmens wollte man sich dann nicht auf die elektromaschinelle Erneuerung beschränken, sondern beschloss, gleich das ganze Kraftwerk an den
Stand der Technik anzupassen. Das umfasste neben Turbine- und Generatoreinheit auch eine Modernisierung von Elektro- und Leitbzw. Sekundärtechnik.
TRIEBWASSERWEG BLEIBT ERHALTEN
Zum Glück stand die bauliche Infrastruktur des Kraftwerks, also Maschinengebäude, Druckrohrleitung, Freispiegelstollen, Wasserschloss und Wasserfassung, nicht zur Disposition. „In den Jahren 1995/96 wurden sowohl die Druckrohrleitung als auch das Stahlwasserbau-Equipment erneuert. Die 634 m lange Druckrohrleitung wurde durch GFK-Rohre vom Typ Hobas ausgetauscht, wobei im oberen Bereich Rohre der Größe DN1200 verwendet wurden. Die Leitung verjüngt sich dann bis zum Einlauf hin auf DN900. Außerdem wurde die Wehranlage adaptiert und eine neue stählerne Wehrklappe installiert“, erklärt Bauprojektleiter Johannes Aschgan.
Aus diesem Grund waren im Hinblick auf die bauliche Infrastruktur keine größeren Maßnahmen erforderlich. „Der 14 m lange Stahlrohrabschnitt, der Übergang von der GFK-Druckrohrleitung auf den Turbineneinlauf, wurde nun von uns innen wie außen professionell saniert. Außerdem fand im Zuge der eingehenden Begutachtung des Triebwasserwegs eine Begehung des bestehenden Freispiegelstollens statt. Dabei wurde der Freispiegelstollen von einem Geologen beurteilt, außerdem eine vollumfängliche Dokumentation des Kraftabstiegs angelegt. Bei einem Projekt dieses Alters kann man vorher nie 100-prozentig prognostizieren, was alles zu tun ist. Da heißt es, flexibel bleiben und auch auf spontan auftretende Herausforderungen reagieren“, erklärt der für die bauliche Umsetzung zuständige Fachmann der Kelag, Gerhard Kummer.
NEUER KRAN WIRD ZUR HERAUSFORDERUNG
Als größte Herausforderung baulicher Natur sollte sich in der Folge allerdings eine Baumaßnahme
herausstellen. Es galt, eine neue Krananlage zu integrieren. Die alte stammte noch aus der Gründerzeit, konkret aus 1907 oder 1908. Sie war zwar im Laufe ihrer technischen Geschichte mehrmals ertüchtigt worden, doch das änderte nichts an ihrer maximalen Tragfähigkeit von 8 Tonnen. Zu wenig für den Einbau des neuen Maschinensatzes, sie war unbrauchbar. Im Oktober 2021 ging man daran, das neue Kransystem vom Fabrikat OMIS einzubauen – und zwar von innen. Johannes Aschgan: „Dafür war es erforderlich, einen provisorischen Zwischenboden einzuziehen, um ihn mit einem leistungsstarken Teleskop-Stapler befahren zu können. Der alte Maschinensatz war zu diesem Zeitpunkt noch im Einsatz. Der Zwischenboden, der den Maschinensatz überspannte, musste auch eine entsprechende Belastbarkeit aufweisen – die Vorgaben des Kranherstellers lagen bei 5 Tonnen pro m2. Nachdem auch das alte Kransystem demontiert war, konnte die neue Kranbahn eingebaut und
schließlich der neue Kran montiert werden.“ Das neue Kransystem ist auf 16 Tonnen ausgelegt, damit sollte die Maschinenmontage problemlos gelingen.
MASCHINENSATZ MIT NEUER LAGERANORDNUNG
Anfang August letzten Jahres war es schließlich soweit: Der alte Maschinensatz wurde vom Netz genommen, demontiert und machte damit Platz für das neue Maschinengespann. Bei einer Ausbauwassermenge von 2,5 m3/s, einer relativ gleichmäßigen Wasserganglinie – im Winter sinkt das verfügbare Triebwasser kaum unter 1 m3/s – und einem geodätischen Höhenunterschied von 109,5 m fiel die Wahl erneut auf eine Francis-Spiralturbine. Erneuert wurden in diesem Zuge nicht nur Turbine und Generator, sondern auch das Abzweigrohr zum Nebenauslass und das Turbinenabsperrorgan. Diese Komponenten wurden zusammen mit dem neuen Maschinensatz vom Tiroler Wasserkraftspezialisten Geppert geliefert. Verglichen
mit dem alten Maschinensatz, bei dem Generator und Turbine mit jeweils zwei Lagern ausgeführt waren, weist der neue nun eine 2-Lager-Anordnung auf, mit fliegend gelagertem Laufrad. Ebenso fliegend montiert wurde die Schwungscheibe am nicht-antriebseitigen Ende der Generatorwelle. „Die Schwungscheibe ist nach wie vor ein wichtiges Element im Maschinenkonzept der neuen Anlage: Sie garantiert ein ausreichendes Trägheitsmoment des Rotors, um einen Druckstoß, auch ohne Öffnen des Nebenauslasses, auf ein für die Druckrohrleitung tolerables Maß zu begrenzen“, erläutert der Fachmann der Kelag, Johannes Klausner.
INNOVATION BEI DER WARTUNGSFREUNDLICHKEIT Besonders großen Wert wurde im Rahmen des Maschinenkonzepts auf die Wartungsfreundlichkeit gelegt. „Sowohl der saugrohrseitige, als auch der generatorseitige Turbinendeckel können zur Saugrohrseite hin – wo auch der Leitapparat situiert ist – ausgebaut werden. Daraus ergibt sich eine verbesserte Zugänglichkeit zwischen Spirale und Generator. Im Falle einer zukünftigen Sanierung ist es möglich, die Turbine komplett zu demontieren, ohne dass man den Generator verrücken muss“, so Klausner.
Und noch ein weiteres Detail zeichnet die neue Turbine im Vergleich zum Vorgängertyp aus: Beide Turbinendeckel, also sowohl der generator- als auch der saugrohrseitige, sowie die Leitschaufeln und das Laufrad sind allesamt aus rostfreiem 13.4 Stahl gefertigt – also einem Werkstoff, der für seine Korrosionsbeständigkeit und seine Zähigkeit bekannt ist. Außerdem wurden die Radialspaltflächen in den Turbinendeckeln und am Laufrad sowie die Schutzwände mit Wolframcarbid beschichtet.
„Das ist auch als Reaktion darauf zu sehen, dass wir bei der alten Turbine massive Verschleißerscheinungen feststellen mussten. Die Lebensdauer der Bauteile sollte dadurch deutlich verlängert werden“, erklärt Johannes Klausner.
Aber auch im Hinblick auf die Performance gelang ein maschinentechnischer Quantensprung. „Wir gehen von einem gewichteten gemittelten Maschinensatz-Wirkungsgrad von 87,29 Prozent aus. Das bedeutet eine massive Leistungssteigerung gegenüber dem Altbestand“, freut sich der Projektleiter und verweist darauf, dass damit eine Leistungssteigerung von 2,045 auf nunmehr 2,268 MW gelungen sei, also eine Steigerung um 11 Prozent bei gleich gebliebener Ausbauwassermenge.
Zu diesem enormen Leistungssprung trägt natürlich auch der Generator bei, ein wassergekühlter Synchrongenerator aus dem Hause Indar Electric, S.L., der ebenfalls vom beauftragten Tiroler Turbinenbauer Geppert mitgeliefert worden war. Das Spezielle an dem Generator: Die Maschine spanischer Herkunft ist auf eine Nennspannung von 3,3 kV ausgelegt – ein Spannungsniveau, das sich aus der Geschichte des Kraftwerks ergibt, wie der für Elektro-, Leit- und Sekundärtechnik verantwortliche Fachmann der Kelag, Mathias Trojer, näher ausführt: „Das firmeninterne Stromnetz, das die KESTAG betrieb, verlief auf 3,3 kV-Niveau. Das haben wir beibehalten. Nicht zuletzt deshalb, weil der bestehende Trafo, der den Strom auf das 20 kV-Niveau des örtlichen Netzes hochspannt, erst 2012 erneuert wurde und sich auch aufgrund der bestehenden Lastreserven für die nun erzielten Leistungssteigerungen anbot.“
Eine Besonderheit des alten Maschinensatzes lag darin, dass der Leitapparat direkt über ein Gestänge mit dem Nebenauslass verbunden war. Bei einem Schnell- oder Notschluss wurde der Leitapparat geschlossen und mit ihm gleichzeitig der Nebenauslass geöffnet. Diese Funktion gibt es nun nicht mehr, wie Projektleiter Johannes Klausner erklärt: „Aufgrund der verbesserten Hydraulik des Laufrads und der deutlich größeren Schwungmasse ist diese
• Ausbauwassermenge: 2,5 m3/s
• Nettofallhöhe: 101,3 m
• Turbine: Francis-Spiralturbine
• Fabrikat: Geppert
• Drehzahl: 750 Upm
• Nennleistung: 2,268 MW
• Generator: Synchrongenerator
• Fabrikat: Indar Electric, S.L.
• Nennleistung: 2.500 kVA
• Nennspannung: 3,3 kV
• Regelarbeitsvermögen: 13,67 GWh
Der neue Generator, ein Synchrongenerator mit einer Nennspannung von 3,3 kV, wird ins Maschinenhaus eingebracht.
Funktionalität zur Druckstoßbegrenzung des Nebenauslasses obsolet geworden. Dennoch spielt der Nebenauslass auch heute noch eine wichtige Rolle. Hydraulisch angesteuert, wird er im Falle einer Abschaltung geöffnet, damit das Fließkontinuum im Waidischbach weiterhin aufrecht bleibt – und es zu keiner ökologischen Beeinträchtigung kommt.“
BETRIEBEN VON DER ZENTRALE IN KLAGENFURT Analog zur hochwertigen maschinentechnischen Ausrüstung lag den Ingenieuren der Kelag auch ein entsprechend hochwertiges elektro- und leittechnisches Equipment am Herzen. „Wir benutzen SPS-Komponenten der Firma Siemens aus der Sicam8000-Familie. Als Leitsystem wird das Copadata V10 eingesetzt, um die Anlage ins übergeordnete Leitsystem der Kelag einzubinden. Den Generatorschutz übernimmt die bewährte SYMAP-Compact von Stucke. Die gesamte Steuerungs- und Sekundärtechnik wurde von Siemens Energy Salzburg erfolgreich umgesetzt“, erläutert Mathias Trojer. Die Siemens Energy Austria
• Gewässer: Waidischbach
• Freispiegelstollen: Länge: 3,5 km
• Druckrohrleitung: Länge: 634 m
• Durchmesser: DN1200 - DN900
• Material: GFK (Hobas)
• Sekundär- & Leittechnik: Siemens Energy
• Hallenkran: Omis
• Tragfähigkeit: 16 t
• Wasserfassung: Seitenentnahme
• Baujahr: 1907/1908
• Steigerung RAV: 18,5 Prozent
GmbH mit den Wasserkraftspezialisten in Salzburg lieferte sowohl für das Krafthaus als auch für die Wasserfassung und für das Wasserschloss die gesamte Leittechnik und Sekundäreinrichtungen inkl. Montage und Inbetriebnahme. Von der Vertragsunterzeichnung über die Lieferung der Schaltschränke bis zur fertigen Inbetriebnahme standen den Technikern der Siemens Energy keine 10 Monate zur Verfügung. In Anbetracht der schwierigen Liefersituation stellte der enge Terminplan eine besondere Herausforderung beim Engineering und Bestellwesen dar.
Wo im alten Kraftwerk früher die 3,3 kVSchaltanlage untergebracht war, konnte nun eine neue Schaltwarte integriert werden, die über ein Panoramafenster volle Übersicht über den Maschinenraum ermöglicht. Zu diesem Zweck wurde die alte Schaltanlage rückgebaut und ein neuer Zwischenboden eingezogen. Erneuert wurde auch die 24 V-Batterieanlage. Damit ist zwar kein Schwarzstart möglich, doch die Anlage verfüge – erklärt der Fachmann – ohnehin über eine Zuschaltautomatik,
die es ihr im Falle eines Netzausfalls ermögliche, selbsttätig wieder anzufahren. Heute ist das Kraftwerk Waidisch – wie jede Anlage im Kraftwerkspark der Kelag – fernwart- und steuerbar. Und wie bei allen anderen innerösterreichischen Kraftwerksanlagen der Kelag erfolgt die Betriebssteuerung von der Kelag-Energieleitzentrale Klagenfurt aus.
18,5 PROZENT MEHR STROMERTRAG
Das Maschinengebäude aus k.u.k-Zeiten wurde nicht nur funktionell an die neuen Erfordernisse angepasst, indem etwa neue Öffnungen ausgeschnitten wurden. „Darüber hinaus wurde es auch einer generellen Sanierung unterzogen. So wurden abgesehen von der neuen Schaltwarte auch ein neues Büro realisiert und das Abwassersystem erneuert. Die Arbeiten an dem altehrwürdigen Maschinenhaus sind dabei noch nicht zur Gänze abgeschlossen. Erst wenn in den nächsten Wochen die neuen Fenster eingebaut sind, der Innenraum geweißt und die Bodenversiegelung durchgeführt ist, wird das Gebäude wieder in altem Glanz erstrahlen“, erläutert Gerhard Kummer.
In funktioneller Hinsicht ist der Umbau bereits vollzogen, das Kraftwerk Waidisch ist seit 22. Dezember letzten Jahres wieder am Netz, hat den Probebetrieb erfolgreich absolviert und läuft seitdem wie ein Uhrwerk. Dank der
gewichteten, gemittelten Wirkungsgradsteigerung des neuen Maschinensatzes um knapp 19 Prozent und der anderen Optimierungsmaßnahmen ist es dem Kraftwerksteam der Kelag gelungen, auch die Jahreserzeugung der Anlage von bislang 11,54 GWh auf 13,67 GWh zu erhöhen. Diese Steigerung um 18,5 Prozent entspricht in etwa dem Stromverbrauch von 600 Kärntner Haushalten. „Sieht man einmal
von der Effizienz- und Produktionssteigerung ab, so wurde das KW Waidisch nun so gestaltet, dass in den nächsten 30 Jahren – abgesehen von geplanten regelmäßigen Revisionen und Wartungen – keinerlei Adaptierungsmaßnahmen erforderlich sind“, freut sich Johannes Klausner über das erfolgreiche Projekt. Für das traditionsreiche Kraftwerk konnte damit ein neues Kapitel aufgeschlagen werden.
Es liegt an uns die Weichen zu stellen, damit auch nachfolgende Generationen mit einem Lächeln in die Zukunft blicken können. Wir von der Kelag stellen uns dieser Verantwortung. Mit der Erfahrung aus 100 Jahren Erzeugung von erneuerbarer Energie aus Wasserkraft leisten wir so einen Beitrag zu einer lebenswerten Zukunft und schaffen heute die Basis für das Energiesystem von morgen.
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In beeindruckender Regelmäßigkeit macht der Schweizer Energiedienstleister EWA-energieUri im letzten Jahrzehnt schweizweit von sich reden. Kaum ein anderes EVU hat sich derart konsequent dem Ausbau der eigenen Wasserkraftressourcen gewidmet wie der Urner Energiedienstleister mit Sitz in Altdorf. So gelang es dem Unternehmen unter der Ägide von Geschäftsführer Werner Jauch, abseits von anderen Projekten nicht weniger als 12 Wasserkraftwerke in den letzten Jahren zu realisieren. Die konsequente Umsetzung der eigenen Wasserkraftstrategie führte nicht nur zu einer Stärkung der Eigenversorgung im Kanton, sondern brachte zugleich erheblichen Mehrwert im Hinblick auf Umwelt und Wirtschaft.
Gemäß Isenthalerkonzession ist das EWA-energieUri mit der zuverlässigen und ausreichenden Versorgung des Kantons mit Strom betraut. Und das schon seit langer Zeit. Die Wiege des Energiedienstleisters befindet sich in Bürglen, wo man 1895 mit dem Bau des ersten Kraftwerks am Schächen begonnen hatte. Noch im selben Jahr wurde die Elektrizitätswerk Altdorf AG gegründet, aus der sich schließlich der vielseitige Energiedienstleister EWA-energieUri entwickelte. Demnach versorgt das Unternehmen seit fast 130 Jahren seine Abnehmer im Kanton mit elektrischem Strom. Aktuell sind es rund 300 GWh, die der Energieversorger im Jahr mit seinen Erzeugungsanlagen aus eigenen Ressourcen zu produzieren in der Lage ist. Das Rückgrat dieser Erzeugungskapazitäten bildet wenig überraschend die Wasserkraft in Uri. EWA-energie Uri verfügt heute über einen Kraftwerkspark, bestehend aus 15 Wasserkraftwerken – 8 eigenen und 7 Partnerkraftwerken – und 3 Photovoltaikanlagen.
Dass man im zentralschweizer Bergkanton mittlerweile erzeugungstechnisch so viel zugebaut hat, ist einem Ausbauprogramm zu verdanken, das in den Alpen seinesgleichen sucht. Nicht weniger als 12 Wasserkraftwerke konnte EWA-energieUri in den vergangenen rund 15 Jahren erfolgreich realisieren. Dabei umfasste das strategische Ausbauprogramm sämtliche Facetten des Kraftwerksbaus – angefangen von Revitalisierungen, Umbauten und Erweiterungen bis hin zu kompletten Neubauten. Eine Bestandsaufnahme.
ALTE STANDORTE UND ANLAGEN REAKTIVIERT
In unmittelbarer Nähe zum Firmenstandort
des Energieversorgers erfolgte der Auftakt des Ausbauprogramms. 2006 ging man daran, das KW Dorfbach an einem seit über 15 Jahren stillgelegten Standort in der Stadt Altdorf zu revitalisieren. Zu diesem Zweck wurde eine moderne Durchströmturbine und ein neuer Generator installiert und das Kraftwerk nach einer kurzen Umbauphase wieder in Betrieb genommen. Das KW Dorfbach zählt zu den kleinsten Anlagen im Kraftwerkspark von EWA-energieUri. Dennoch gilt dieser geglückte Auftakt als Initialzündung für die weiteren Wasserkraftwerksprojekte, die von nun an in kurzen Abständen folgen sollten. Schon ein Jahr später sollte das KW Stäuben-
wald aus seinem „Dornröschenschlaf“ erweckt werden. 100 Jahre hatte die Anlage, die 1885 als erstes Wasserkraftwerk im Uri überhaupt von den Granitwerken Gurtnellen errichtet worden war, brachgelegen. 2007 war es schließlich wieder soweit: Mit neuer Kraftwerksausrüstung nahm der Urner Energiedienstleister die Traditionsanlage wieder in Betrieb. Wieder zwei Jahre später konnte ein weiteres Projekt erfolgreich abgeschossen werden: Im Winter 2008/09 wurde das Kraftwerk Isenthal aus dem Jahr 1955 umfassend erneuert und zusätzlich eine zweite Maschinengruppe eingebaut. So konnte die Gesamterzeugung um 7 Prozent gesteigert werden. Die Anlage nutzt das Wasser des Isenthaler Bachs und eines weiteren Zubringers, das im 21.000 m3 fassenden Speichersee Isenthal auf circa 750 Meter Seehöhe aufgefangen wird. Über eine Fallhöhe von 320 Metern wird das Wasser durch einen 1800 Meter langen Druckstollen sowie eine 750 Meter lange Druckrohrleitung bis zum Zentralengebäude am wunderschönen Standort am Ufer des Urnersees geführt.
DAS AUSBAUPROGRAMM GEHT WEITER
Relativ zeitgleich mit der Wiederinbetriebnahme des leistungsstarken KW Isenthal gelang es dem Energieversorger 2009, am Leitschachbach ein völlig neues Kleinkraftwerk zu realisieren. Oberhalb des Arnisees gelegen, dem das abgearbeitete Triebwasser zufließt, erzeugt das Kraftwerk mit einer Durchströmturbine Energie. So kann das Wasser des Leitschachbach sowohl durch das KW Leitschach wie auch durch das bereits seit 1910 bestehende KW Arniberg genutzt werden.
2011 widmete man sich wieder den eigenen Wurzeln. Das KW Bürglen, die eigentliche Keimzelle des Unternehmens, wurde modernisiert und mit einer 4. Maschinengruppe ausgebaut. Im gleichen Jahr wurde auch das neue Trinkwasserkraftwerk Seedorf in der gleichnamigen Gemeinde in Betrieb genommen, an dem EWA-energieUri zu 20 Prozent beteiligt ist.
2015 sollte ein weiteres Kleinkraftwerk am Altdorfer Dorfbach folgen, das KW Farb: Den Namen erhielt das KW Farb vom Gebäude, in dem sich früher eine Färberei und Walke (Lederbearbeitung) befanden.
Zwei Jahre später waren es gar zwei leistungsstarke neue Wasserkraftwerke, die EWA-energieUri ans Netz brachte: Das KW Bristen in der Gemeinde Silenen und das Kraftwerk Gurtnellen. Das als Schaukraftwerk konzipierte Kraftwerk Bristen im Maderanertal ist das mit einer Produktion von jährlich 15 GWh größte Wasserkraftwerk der Schweiz in einem BLN-Gebiet. BLN bedeutet „Bundesinventar der Landschaften und Naturdenkmäler von nationaler Bedeutung“. Bauvorhaben in diesen Gebieten müssen sich strengsten Auflagen unterwerfen. Dies machte das Projekt
Gemeinsam mit Partnern hat EWA-energieUri in den vergangenen Jahren stark in die lokale Wasserkraft investiert.
KW Gurtnellen –Installierte
KW Palanggenbach –Installierte Leistung: 3 MW –Produktion: 11,5 GWh –Neubau 2022
KW Erstfeldertal –Installierte Leistung: 11,5 MW –Produktion: 32,0 GWh –Neubau 2020
KW Schächen –Installierte Leistung: 4,9 MW –Produktion: 16,4 GWh –Neubau 2019
besonders anspruchsvoll: So musste das Kraftwerk Bristen auf der einen Seite den Kräften des Chärstelenbachs standhalten und sich andererseits vollständig in die bestehende Landschaft einbetten.
Das zweite Kraftwerk, das man 2017 erfolgreich in Betrieb nehmen konnte, ist das KW Gurtnellen, das den Gornerbach in Gurtnellen nutzt. Die Anlage, die seit 1925 in Besitz des Urner Energieversorgers steht, wurde umfassend umgebaut, modernisiert und ausgebaut. Auch das Kraftwerk Gurtnellen hatte seine Besonderheiten: So hat man sich bei diesem Projekt für einen speziellen behördlichen Genehmigungsprozess entschieden – für die projektspezifische Schutz- und Nutzungsplanung (SNP). Die SNP ist ein Instrument des Bundes, das besondere Maßnahmen an Gewässern ermöglicht, die keine hohe Relevanz aufweisen. Konkret bedeutet das, dass man die gesetzlich geforderte Restwassermenge unterschreiten kann, wenn gewisse Ausgleichs- oder Kompensationsmaßnahmen getroffen werden. Eine weitere Besonderheit beim KW Gurtnellen war, dass im Rahmen der Sanierung das Kraftwerk bereits vorzeitig für 80 Jahre neu konzessioniert wurde und sich die Beteiligten so auf einen vorzeitigen
Heimfall mit einer einmaligen Heimfallverzichtsentschädigung einigen konnten. Bei beiden Anlagen handelt es sich um Partnerkraftwerke. Während das KW Gurtnellen gemeinsam mit der Korporation Uri realisiert werden konnte, stemmten den Neubau des KW Bristen in gemeinsamer Anstrengung neben EWA-energieUri auch der Kanton Uri, die Korporation Uri und die Gemeinde Silenen.
ERFOLGE IN JÜNGSTER ZEIT
Wieder zwei Jahre später durfte sich EWA-energieUri und seine Partner über ein weiteres gelungenes Wasserkraftwerk freuen: Das KW Schächen, das den Unterlauf des Schächenbachs zur Stromerzeugung nutzt, konnte 2019 in Betrieb genommen werden. Das Wasser wird ab dem bestehenden Unterwasserkanal des Kraftwerks Bürglen gefasst und durch eine 2.500 Meter lange Druckleitung in das neue Wasserkraftwerk geleitet. Das Maschinenensemble befindet sich in einem großzügigen Kraftwerksgebäude im RUAG-Areal. Die Lage im dichtbesiedelten Urner Talboden machte den Bau des Kraftwerks Schächen besonders anspruchsvoll. Eine Unzahl an Einbauten im Untergrund und die unerlässliche Koordination mit anderen zeitgleich in Bau befindlichen Projekten, forderten die Verantwortlichen beim Bau stark.
Schon ein Jahr später folgte mit dem KW Erstfeldertal der nächste Streich: In nur zweieinhalb Jahren – vom ersten Bewilligungsschritt bis zur Inbetriebnahme im Spätherbst 2020 –konnte unter Federführung von EWA-energieUri ein weiteres Gemeinschaftskraftwerk für den Kanton realisiert werden. Dieses Tempo gilt als rekordverdächtig. Insbesondere wenn man bedenkt, dass die Wasserkraft des wilden Alpbachs im Erstfeldertal bereits seit über 100 Jahren im Fokus der Energienutzung gestanden ist und jeweils alle Projekte schon früh gescheitert sind.
Das jüngste Mitglied in der Familie der EWA-energieUri-Wasserkraftwerke stellt das KW Palanggenbach dar. Die neue Kraftwerksanlage, die bereits ihre ersten Betriebsmonate hinter sich hat, wurde als Partnerwerk von aventron AG, EWA-energieUri AG, Korporation Uri und der Gemeinde Seedorf verwirklicht. Es stellt die Versorgung von 2.600 Haushalten sicher. Eine Besonderheit bei diesem Projekt ist der 1,28 km lange Zugangsstollen zur Wasserfassung, der extra für das Kraftwerk ausgebrochen werden musste.
EWA-ENERGIEURI BRINGT KERNKOMPETENZEN EIN
Mit der Inbetriebnahme des KW Palanggenbach konnte EWA-energieUri das mittlerweile
12. Wasserkraftwerk seit 2006 in Betrieb nehmen. Eine Leistung, die in mehrerlei Hinsicht
nicht hoch genug einzuschätzen ist. Sowohl was umweltrelevante und gesellschaftliche, aber auch was bautechnische Aspekte anbelangt, verlangt der Bau eines Wasserkraftwerks in zunehmendem Maße mehr fachliches Know-how, und zudem Fingerspitzengefühl, das Gespür für den richtigen Moment und nicht zuletzt einen langen Atem. Dass man dabei häufig Projektpartner ins Boot geholt hat, ist ein Teil des Erfolgsrezepts des Urner Energiedienstleisters.
„Diese Art von Bürgerbeteiligung ist ein neuer Ansatz, der sich bewährt hat. Das Schöne daran: Wir können unsere Kernkompetenzen dabei einbringen. Kompetenzen, die wir schweizweit anbieten und etabliert haben“, sagt der Geschäftsführer von EWA-energieUri Werner Jauch, der in seiner Führungsrolle maßgeblich am wegweisenden Ausbauprogramm beteiligt ist. Er streicht die einhergehenden Synergieeffekte hervor: „Wir konnten erreichen, dass Projektinitiatoren, Behörden und Umweltverbände noch näher aufeinander zugegangen sind. Dabei konnten Einigungen erzielt werden, von denen alle Parteien profitierten. Und am Ende ergaben sich daraus Behördenverbindlichkeit und Investitionssicherheit.“
KNOW-HOW SCHWEIZWEIT GEFRAGT
Nicht zuletzt dank der enormen planerischen und baulichen Aktivitäten in der jüngsten Vergangenheit erfuhren die Kompetenzen in Sa-
• Kapazitätszubau: 117 GWh
• Strom für 26.000 Haushalte
• Investitionssumme: 134 Mio. CHF
• Zus. Abgaben an die öffentliche Hand: 3.8 Mio. CHF/a
• CO2-Ersparnis (Vergl. Kohlekraftwerk): 400'000 t/a
chen Wasserkraftbau eine nachhaltige Weiterentwicklung im Hause
EWA-energieUri. Und dass man im Uri erfolgreich Wasserkraftprojekte in verhältnismäßig kurzen Zeiträumen realisieren konnte, hat sich herumgesprochen. Inzwischen sind die Kraftwerksdienstleistungen schweizweit nachgefragt, wie Werner Jauch bestätigt: „Wir unterstützen etwa bei der Projektentwicklung und beim Bau von Wasserkraftwerken. Wir betreiben für Kunden Kraftwerke und übernehmen mit unserer rund um die Uhr besetzten Leitstelle und einem Pikettdienst die Betreuung, Überwachung und Steuerung der Anlagen.“ Mit seiner Erfahrung und seinem Know-how hat sich EWA-energieUri zu einem wahren Kompetenzzentrum für Kleinwasserkraft entwickelt. Gerade in den so komplexen Fragen zum behördlichen Genehmigungsprozedere, zu den verschiedenen Modellen und Konzepten von Schutz und Nutzung und zur effektiven Koordination der Stakeholder kann der Urner Energiedienstleister mittlerweile auf eine breite Erfahrung zurückgreifen. „Die Verhandlungen auf den unterschiedlichen behördlichen Ebenen stellen häufig eine große Herausforderung dar. Die Anforderungen sind mitunter hoch komplex“, räumt Werner Jauch ein, betont aber zugleich: „Dennoch ist es sinnvoll und wichtig, die Wasserkraft zu nutzen. Sie ist unsere wertvollste Ressource. Die Diskussionen rund um eine mögliche Strommangellage im vergangenen Winter haben dies einmal mehr bestätigt.“
Insgesamt hat EWA-energieUri mit seinen 12 Kraftwerken in den letzten Jahren ein Investitionsvolumen von 134 Millionen Schweizer Franken angestoßen. Dieser beachtlichen Summe steht ein mindestens ebenso beachtlicher volkswirtschaftlicher Nutzen gegenüber. Man denke einerseits an die zahlreichen lokalen Firmen, die an der Umsetzung beteiligt waren. Im Schnitt waren es ungefähr drei Viertel der Bausumme, die auf diesem Weg als Wertschöpfung im Kanton Uri verblieben sind. Oder die Wasserzinsen: Alleine das KW Erstfeldertal generiert im Jahr eine halbe Million Schweizer Franken an Wasserzinsen. Hinzu kommen Steuereinnahmen für Kanton und Standortgemeinde. Zudem entstehen dank dieser Projekte auch neue Arbeitsplätze in der Region. In Summe
kann davon ausgegangen werden, dass durch das Ausbauprogramm jährlich rund 3,8 Mio. Schweizer Franken der öffentlichen Hand zugeführt werden.
Werner Jauch ist sich durchaus bewusst, dass der Kanton Uri dank seiner nachhaltigen Wasserkraftstrategie auch eine Art Vorbildrolle einnimmt für andere bezüglich konsequenter Wasserkraftnutzung. Schließlich hat EWA-energieUri gemeinsam mit seinen Partnern insgesamt rund 117 GWh an Produktionskapazitäten zugebaut. In weiterer Konsequenz bedeutet das auch eine Absicherung der Stromversorgung im Uri aus eigenen Ressourcen. Mit den realisierten 12 Wasserkraftwerken können nicht weniger als 26.000 Haushalte versorgt werden. Und auch im Hinblick auf den Klimaschutz wirken die Zahlen imposant: Im Vergleich zu fossiler Stromerzeugung ersparen die 12 Anlagen dem Klima insgesamt 400.000 t Kohlendioxid im Jahr. Auch unter diesem Gesichtspunkt hat EWA-energieUri in eine lebenswerte Zukunft im Uri investiert.
– Planung, Projektierung und Realisierung von Wasserkraftwerken
– Betriebs- und Geschäftsführung Wasserkraftwerke
– Direktvermarktung und Kraftwerksoptimierung
– Ökostromprodukte und Zertifikatehandel
Mit dem Neubau des firmeneigenen Wasserkraftwerks hat der Kettenhersteller pewag in der Kärntner Gemeinde Brückl im Görtschitztal ein erhebliches Leistungsplus erzielt. Das über 115 Jahre alte Bestandskraftwerk mit seiner Francis-Turbine wurde durch eine komplett neue Anlage mit zwei Durchström-Turbinen ersetzt. Die beiden identisch konstruierten Maschinen schaffen nun dank erhöhter Ausbauwassermenge eine gemeinsame Engpassleistung von 355 kW – dies übertrifft das Leistungsvermögen der Altanlage um mehr als das Dreifache. Darüber hinaus überzeugen die vom Osttiroler Kleinwasserkraftallrounder Maschinenbau Unterlercher GmbH gefertigten Turbinen konstruktionsbedingt in einem breiten Teillastspektrum. Gemeinsam mit der großflächigen Photovoltaik-Anlage am Firmengelände, die bald erweitert wird, und dem neuen Wasserkraftwerk kann der Traditionsbetrieb zukünftig 85 Prozent seines Eigenbedarfs aus erneuerbaren Quellen abdecken.
Die Wurzeln der pewag group, die zu den weltweit führenden Kettenherstellern zählt, befinden sich im beschaulichen Kärntner Görtschitztal in der Gemeinde Brückl und reichen mehrere Jahrhunderte zurück. Noch heute ist die pewag mit dem Kettenwerk Brückl an jenem Standort ansässig, an dem im Jahr 1479 die erste urkundliche Erwähnung eines Schmiedewerkes belegt ist. Von dort ausgehend entwickelte sich eine global aktive Unternehmensgruppe mit rund 1.000 Mitarbeitern, deren Portfolio von Schneeketten über die Anschlag- und Fördertechnik, Reifenschutz und Hebezeug bis hin zu Heimwerker-Lösungen reicht. Beim Kettenwerk in Brückl, einem der wichtigsten Arbeitgeber in der Region, ist man vor allem auf die Herstellung von Schneeketten spezialisiert und nutzt für die energieintensive Produktion traditionell die Kraft des Wassers. Geschäftsführer Hubert Schemitsch bekräftigt die wichtige Rolle erneuerbarer Ressourcen bei der pewag in Brückl: „Seit 2021 wurden auf den Werkshallen und
Freiflächen Photovoltaik-Paneele mit rund 1.000 Kilowatt peak Leistung installiert. Hinzu kommt unser kürzlich vollständig erneuertes Wasserkraftwerk, das 1905 erstmals in Betrieb genommen wurde.“
Laut pewag Projektmanager Christoph Götzhaber war die Erneuerung des Kraftwerks in erster Linie durch den Zustand bzw. das Alter der technischen Infrastruktur begründet: „Die Francis-Turbine haben wir
selbst mit zusätzlichen Sensoren bestückt, außerdem wurde der zuvor manuell zu bedienende Öldruckregler in Eigenregie automatisiert. Dennoch kam es immer wieder zu unterschiedlichen Störungen, die Betriebsunterbrechungen und Produktionsausfälle zur Folge hatten und keinen rentablen Betrieb mehr ermöglichten.“ 2019 wurde beim Klagenfurter Ingenieurbüro Geos Consulting ZT-GmbH eine Machbarkeitsstudie zur Erneuerung der Anlage in Auftrag gegeben, bei der drei grundsätzliche Varianten ausgearbeitet wurden: „Die erste Variante mit der größtmöglichen Leistungssteigerung bestand aus einem kompletten Neubau inklusive der Verlegung der Wehranlage rund 1 km bachaufwärts für einen Zuwachs an Fallhöhe. Eine Realisierung war durch die Weigerung der angrenzenden Landwirte, die ihre Grundstücke nicht für die Verlegung der Druckrohrleitung freigaben, leider nicht möglich. Variante
2 hätte mit einer Erneuerung der Technik ohne größere Umbauten letztendlich die unwirtschaftlichste Option dargestellt. Beschlossen wurde schließlich die dritte Variante mit der Errichtung eines neuen Maschinengebäudes am Rand des Werksgeländes und der Erneuerung der Wasserfassung am angestammten Standort. Der zuvor oberirdisch ausgeführte Werkskanal sollte durch eine komplett unterirdisch verlegte Druckrohrleitung ersetzt und nicht zuletzt auch die Ausbauwassermenge erhöht werden.“
Die vormals auf 3,2 m³/s limitierte Ausbauwassermenge wurde im Zuge der Wasserrechtsverhandlung auf 5,2 m³/s erhöht. Damit einher ging allerdings auch eine deutliche Erhöhung der vorgeschriebenen Restwasserabgabe in die Görtschitz. Die vormals in Abhängigkeit vom Zufluss zwischen Minimum
600 l/s und Maximum 1.100 l/s festgelegte Restwassermenge liegt nun bei konstant 1.100 l/s und bewegt sich dynamisch bis zu 1.600 l/s. Geschäftsführer Hubert Schemitsch bedauert diese Erhöhung: „Ich würde mir hinsichtlich des Restwassermanagements generell einen besseren Konsens zwischen Betreibern und Umweltschützern wünschen. Im Falle unserer Anlage liegt der potentielle Produktionsentgang durch die Restwassererhöhung bei ca. 20 Prozent.“ Die Umsetzungsphase des Projekts startete schließlich im August des Vorjahres. Projektleiter Götzhaber lässt nicht unerwähnt, dass der Faktor Zeit eine wesentliche Rolle spielte: „Im Zuge der Corona-Krise wurde zur Unterstützung der heimischen Wirtschaft seitens der Bundesregierung die sogenannte AWS-Förderung ins Leben gerufen. Projekte aus dem Bereich der Erneuerbaren Energie wurden dabei mit 14 Prozent der Investitionskosten unterstützt,
sofern diese Anlagen bis zum Stichtag 28. Februar 2023 erstmals ins Netz eingespeist haben. Eile war bei der baulichen Umsetzung also geboten.“
Um den knappen Zeitplan einhalten zu können wurde prinzipiell an drei Baustellen gleichzeitig gearbeitet – beim neuen Standort des Maschinengebäudes, an der Wasserfassung und an der Verlegung der neuen Druckrohrleitung. An der Wasserfassung konnte für die Wasserhaltungsmaßnahmen die bereits 2014 in naturnaher Ausführung gestaltete Fischaufstiegshilfe genutzt werden. Die Görtschitz wird durch eine Wehrklappe in Fischbauchausführung gestaut und das Triebwasser zum Einlaufbereich geleitet. Dort durch-
strömt das Wasser zunächst einen vertikalen Schutzrechen, der Laub und Geschwemmsel fernhält. Gereinigt wird die Rechenfläche durch eine hydraulisch betriebene Rechenreinigungsmaschine, deren grundsätzlich unter der Wasseroberfläche angeordnete Putzharke das Treibgut nach oben in eine Spülrinne befördert. Geliefert wurde das komplette Stahlwasserbauequipment, darunter Einlaufschütz mit integriertem hydraulischen Grobrechen, Rechenreinigungsmaschine mit vollem Zahneingriff über die gesamte Rechenbreite, Dotationsabsperrorgane und Schützen von der steirischen S.K.M. GmbH, deren Geschäftsführer Sepp Köhl als Besitzer eines eigenen Kleinkraftwerks aus erster Hand bestens über Betreiberansprüche Bescheid weiß. Nach der Ausleitung strömt das Triebwasser
Unter Volllast erreicht jede der auf 2,6 m³/s Maximaldurchfluss ausgelegten Turbinen 185 kW Engpassleistung.
Der oberirdische Ausleitungskanal wurde durch eine rund 1.000 m lange, komplett erdverlegte Druckrohrleitung aus GFK Rohren vom Hersteller Amiblu in der Dimension DN1700 ersetzt.
in ein äußerst geräumiges Absetzbecken mit ca. 4.400 m³ Fassungsvermögen. Das neu geschaffene Reservoir dient zum Abscheiden des hohen Sedimentanteils des Gewässers und ersetzt ein betoniertes Entsanderbecken. Am Auslaufbereich des Absetzbeckens installierte S.K.M. einen weiteren vertikalen Schutzrechen mit identischem Rechenreinigungssystem wie beim Einlauf. Anfallendes Laub von den angrenzenden Bäumen neben dem Becken wird somit vor dem Beginn der Druckrohrleitung zuverlässig aus dem Triebwasser befördert. „Für die kalte Jahreszeit, in der die Beckenoberfläche gefriert und somit die Wasserentnahme erschwert wird, wurde außerdem ein separater Wintereinlauf angelegt. Dabei handelt es sich um eine Bypassleitung, bestehend aus GFK-Rohren
• Ausbauwassermenge: 5,2 m ³/s
• Bruttofallhöhe: 10,10 m
• Druckrohrleitung: ca. 600 m
• Material: GFK
• Ø: DN1700
• Turbinen: 2 x Durchström-Turbinen
• Drehzahl: 2 x 175 U/min
• Engpassleistung: 2 x 185 kW
• Fabrikat: Maschinenbau Unterlercher
• Generatoren: 2 x Synchron
• Spannung: 2 x 400 V
• Nennscheinleistung: 2 x 220 kVA
• Kühlung: Wasser
• Hersteller: Hitzinger Electric Power
• Regelarbeitsvermögen: ca. 1,7 GWh
DN1400 mit 80 m Länge, die am Absetzbecken vorbeiführt. Dieser zweite Einlauf an der Wasserfassung hat sich im heurigen Winter bereits bewährt“, so Christoph Götzhaber. Die in einer möglichst linearen Linie zum Krafthaus verlegte Druckrohrleitung hat eine Länge von ca. 600 m und besteht zur Gänze aus glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GFK) in der Dimension DN1700. Geliefert wurde das komplette Rohrmaterial inklusive Sonderformstücke von der Amiblu Holding GmbH. Der ehemalige Ausleitungskanal wurde im Zuge der Bauarbeiten eingeebnet und begrünt.
Das nun prominent neben der Werkseinfahrt positionierte Krafthaus wurde vom Osttiroler Wasserkraftallrounder Maschinenbau Unterlercher GmbH mit einem zuverlässigen Turbinengespann ausgestattet. Mit den zwei identisch konstruierten Durchström-Turbinen, jede auf eine Ausbauwassermenge von
2,6 m³/s ausgelegt, kann das jahreszeitlich und witterungsbedingt variierende Wasserdargebot der Görtschitz weitaus effizienter als mit der alten Francis-Turbine genutzt werden. Die Durchström-Turbinen spielen ihre Stärken konstruktionsbedingt vor allem im Teillastbereich aus und sorgen somit für eine hohe Energieausbeute bei geringem Wartungsaufwand. Unter Volllast erreichen die Turbinen jeweils 185 kW, womit die beiden neuen Maschinen im Doppelpack das Leistungsvermögen der alten Turbine, deren Maximalleistung auf ca. 100 kW begrenzt war, um den Faktor 3,5 vervielfachen. Die vertikal angeströmten und mit 175 U/min rotierenden Laufräder der Turbinen sind durch zwischengeschaltete Getriebe mit den Wellen der beiden Synchron-Generatoren verbunden. Diese wurden vom Linzer Branchenexperten Hitzinger in wassergekühlter Ausfertigung hergestellt und drehen durch die Getriebeübersetzung mit 1.000 U/min. Für optimale Temperaturen bei der Stromproduktion sor-
gen zwei im Unterwasserbereich platzierte Wärmetauscher, die vom abgearbeiteten Triebwasser gekühlt werden. Auch das komplette elektro- und leittechnische Equipment der Anlage stammt durch die SOWA-Control GmbH von einem Osttiroler Unternehmen. Dem Stand der Technik entsprechend funktioniert das neue Kleinwasserkraftwerk vollständig automatisiert und kann aus der Ferne via gesicherter Online-Anbindung überwacht und gesteuert werden. Der von der Anlage erzeugte Strom dient in erster Linie für die Deckung des Eigenenergiebedarfs, darüber hinaus erfolgt vorwiegend an Wochenenden oder während der Nachtstunden eine Einspeisung ins öffentliche Netz.
KETTENWERK BALD KOMPLETT ENERGIEAUTARK Nach einer Bauzeit von nur rund sechs Monaten konnte das Kraftwerk im Februar 2023 erstmals in Betrieb genommen werden. Die Frist zur Gewährung der AWS-Förderung wurde damit zeitgerecht eingehalten. Unmit-
telbar nach der Inbetriebnahme hatte sich hoher Besuch durch den Kärntner Landeshauptmann Peter Kaiser im Rahmen der offiziellen Inbetriebnahme angekündigt: „Wir sind sehr froh, dass die Anlage in Betrieb gegangen ist, denn das Projekt stellte vom Genehmigungsverfahren bis hin zur eigentlichen Realisierung doch eine merkliche Belastung für unsere Managementressourcen dar. Ein
Lob möchte ich den politischen Vertretern aussprechen, die das Projekt von Beginn an unterstützt haben“, so Hubert Schemitsch. Unisono stellen der Geschäftsführer und Projektleiter Christoph Götzhaber den an der Umsetzung beteiligten Unternehmen ein sehr gutes Zeugnis aus, die mit ihrem Einsatz die fristgerechte Fertigstellung ermöglicht haben. Schon bald soll die Nutzung erneuerbarer
Stromerzeugung mit mehr Leistung
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Langlebige Wasserleitungen vom Hersteller
• 10x leichter als Beton
• 50% weniger Druckstoß als Stahl, Gusseisen
• Keine Korrosion, sehr lange Lebensdauer
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• Sehr hohe Abrieb- & Schlagfestigkeit
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Ressourcen am Standort durch die Vergrößerung der Photovoltaik-Anlage um weitere 500 kwp noch weiter verstärkt werden. Damit ist das Kettenwerk in Brückl zukünftig in der Lage, rund 85 Prozent seines Jahresenergiebedarfs aus nachhaltigen Quellen selbst zu erzeugen. Das Ziel, den Standort bis 2030 vollständig energieautark zu gestalten, rückt in greifbare Nähe.
Gleich vier neue Kleinwasserkraftwerke wurden in der steirischen Gemeinde Pusterwald im Bezirk Murtal seit 2020 errichtet. Die allesamt als Ausleitungsanlagen konzipierten Kraftwerke nutzen das hydroelektrische Potential der Gewässer Pusterwaldbach, Fuchsgrabenbach und Moosbach. Zuständig für die Stromerzeugung sind vier Turbinen unterschiedlicher Bauart –2 x Pelton, 1 x Diagonal sowie 1 x Kaplan –, die jeweils im Doppelpack in zwei gemeinschaftlichen Maschinengebäuden untergebracht sind. Für die bauliche und technische Umsetzung der Projekte setzte Betreiber Robert Fasching auf namhafte österreichische Unternehmen. Gemeinsam können die mustergültig umgesetzten Wasserkraftwerke im Regeljahr rund 7 Millionen kWh saubere Energie erzeugen.
Die Gemeinde Pusterwald in den Wölzer Tauern erstreckt sich in vertikaler Richtung zwischen 951 und 2.363 m Seehöhe und bietet durch ihre Topographie und den zahlreichen Gewässern ideale Voraussetzungen für die saubere Stromproduktion aus Wasserkraft. Einen bemerkenswerten Ausbau des regionalen Wasserkraftpotentials innerhalb weniger Jahre ist dem gebürtigen Kärntner Robert Fasching zu verdanken.
UMFANGREICHER AUSBAU
Dieser hatte ein vor ca. 30 Jahren am Fuchsgrabenbach errichtetes Wasserkraftwerk in Pusterwald erworben, für das er neue Pläne entwickelte: „Das zuvor auf einem Nachbar-
grundstück befindliche Maschinengebäude sollte ca. 200 m bachaufwärts auf meinem eigenen Grund neu errichtet werden. Außerdem wurde um das Wasserrecht für den Bau eines neuen Kraftwerks am Pusterwaldbach angesucht, dessen Turbine ebenfalls im Maschinengebäude der Anlage Fuchsgrabenbach untergebracht werden sollte“, so Robert Fasching. Maßgebliche Unterstützung bei der Konzeption und Planung erhielt der Betreiber von seinem langjährigen Freund Manfred Marko, der in seiner beruflichen Laufbahn mehr als drei Jahrzehnte beim Land Steiermark im Bereich Wasserbau tätig war. Manfred Marko ergänzt, dass bei der Projektierung der beiden Anlagen noch umfangreichere Pläne für den Ausbau von
ungenutztem Wasserkraftpotential in der Region entstanden sind: „Besonders zwei Standorte waren es, ein weiterer flussaufwärts am Pusterwaldbach sowie einer am Moosbach, die für den Bau von weiteren Kleinwasserkraftwerken sehr vielversprechend erschienen.
Auch bei diesen potentiellen Projekten, für die während der Bauphase der anderen beiden Kraftwerke die behördlichen Verhandlungen geführt wurden, sollten die Maschinen in gemeinsam genutzten Krafthäusern untergebracht werden.“
Jedes der insgesamt vier Projekte erforderte ein eigenes Wasserrechtsverfahren und eine Baugenehmigung, die sukzessive allesamt po-
sitiv für den Betreiber entschieden wurden. „Selbstverständlich wurden alle erforderlichen ökologischen Auflagen wie die Erstellung von Fischwanderhilfen bzw. die Restwasservorgaben erfüllt. Als Forstwirt ist es mir ein wichtiges Anliegen, nicht um jeden Preis Energie zu erzeugen, auch wenn es sich um nachhaltige Quellen handelt“, so Robert Fasching. Mit der Umsetzung der Bauarbeiten und den technischen Gewerken wurden im Rahmen der Ausschreibungen eine ganze Reihe von österreichischen Branchenexperten beauftragt, die meisten Unternehmen kamen bei allen Anlagen zum Zug. Den Anfang der baulichen Umsetzung machte die Verlegung des Maschinengebäudes der Anlage Fuchsgrabenbach im Jahr 2020. Für die prinzipiell gut
in Schuss befindliche alte elektromechanische Ausstattung konnte ein Abnehmer aus Südtirol gefunden werden. An der ca. 30 Jahre alten Wasserfassung am gleichnamigen Gewässer, die mit einem Tirolerwehr und einem Entsanderbecken ausgestattet ist, waren keine Umbauten erforderlich. Sehr wohl verlängert werden musste allerdings die Druckrohrleitung aus duktilen Gussrohren, die wegen der Verlegung des Krafthauses bachaufwärts nun eine Nettofallhöhe von 195 m überwindet. Als Turbine kommt eine 4-düsige Pelton-Turbine in vertikalachsiger Bauform vom Tiroler Hersteller Geppert zum Einsatz, der auch die anderen Neuanlagen mit leistungsstarken Maschinengespannen inklusive Generatoren vom Linzer Traditionsbetrieb Hitzinger ausstattete. Unter Volllast deckt die Turbine dank ihrer vier elektrisch geregelten Düsen ein breites Betriebsband ab und erzielt auch bei schwankendem Wasserdargebot sehr gute
Wirkungsgrade. Unter Volllast erreicht die mit 1.000 U/min drehende Turbine 909 kW Engpassleistung. Der direkt mit dem Laufrad gekoppelte Generator in luftgekühlter Ausführung wurde auf 1.150 kVA Nennscheinleitung und 400 V Spannung ausgelegt. Das elektro- und leittechnische Equipment der Anlage stammt von der steirischen MBK Energietechnik GmbH, die auch bei den anderen drei Kraftwerke für die Automatisierung zuständig war.
NEUBAU AM PUSTERWALDBACH
Als zweites Projekt wurde das Kraftwerk Pusterwaldbach 2 errichtet. Zum Aufstauen des Gewässers dient eine massive Wehrklappe in Fischbauchausführung, die auf der orographisch linken Bachseite errichtet wurde. Geliefert und fachgerecht montiert wurde die komplette Stahlwasserbauausrüstung für alle drei neuen Wehranlagen vom Salzburger
Branchenexperten GMT Wintersteller GmbH. Das in gewohnt höchster Qualität und Funktionalität gefertigte Equipment kommt auch mit Hochwassersituationen problemlos zurecht. Den seitlich angeordneten Triebwassereinzug an der Wehranlage beim Kraftwerk Pusterwaldbach 2 schützt ein horizontaler Feinrechen vor Geschwemmsel und Treibgut. Gereinigt wird die Rechenfläche durch eine elektrohydraulisch betriebene Rechenreinigungsmaschine mit Pegelregelung. Das angesammelte Geschwemmsel wird durch die Putzharke vom Rechen entfernt und über einen Spülschütz mit aufgesetzter Klappe ins Unterwasser abgegeben. Der Entsander, der die wichtige Funktion der finalen Sedimentabscheidung aus dem Triebwasser übernimmt, wurde mit 35 m Länge laut Manfred Marko bewusst großzügig dimensioniert. Gleich nach dem Entsanderbecken beginnt die insgesamt ca. 1,4 km lange Druck-
Dank verstellerbarer Leit- und Laufradschaufeln erreicht die Diagonal-Turbine über ein breites Betriebsband hinweg sehr gute Wirkungsgrade.
rohrleitung, die jeweils zur Hälfte in den Dimension DN1500 und DN1400 verlegt wurde und aus glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GFK) der Marke SUPERLIT besteht. Die ökologische Durchgängigkeit an der Wehranlage gewährleistet ein naturnah gestalteter Beckenpass, der den Gewässerbewohnern eine sichere Passage zwischen Oberund Unterwasser ermöglicht. Im Krafthaus sorgt eine Diagonal-Turbine von Geppert für ein Maximum an Effektivität. Die von der Bauform am nächsten mit der Francis-Turbine verwandte Diagonal-Turbine besitzt durch ihre verstellbaren Lauf- und Leitschaufeln eine doppelte Regulierfähigkeit und sorgt somit sowohl für einen hohen Spitzwirkungsrad
als auch beste Ergebnisse im Teillastspektrum. Unter Volllast erreicht die auf 2,5 m³/s Ausbauwassermenge und 30,3 m Nettofallhöhe ausgelegte Maschine 630 kW Engpassleistung. Als Energiewandler dient ein direkt in horizontaler Richtung gekoppelter Synchron-Generator von Hitzinger mit 700 kVA Nennscheinleistung und 400 V Spannung.
Die Errichtung des Kraftwerks Moosbach wurde als drittes Kleinwasserkraftprojekt in Pusterwald in Angriff genommen. Bei diesem Projekt erfolgte ein Wechsel der ausführenden Bauunternehmen, anstelle der Porr AG wurde die Swietelsky AG der Niederlassung Murtal
• Ausbauwassermenge: 550 l/s
• Nettofallhöhe: 203,4 m
• Druckrohrleitung: ca. 2 km
• Ø: DN600
• Turbine: 4-düsige Pelton
• Drehzahl: 1.000 U/min
• Engpassleistung: 909 kW
• Hersteller: Geppert GmbH
• Generator: Synchron
• Spannung: 400 V
• Nennscheinleistung: 1.150 kVA
• Hersteller: Hitzinger
• Ausbauwassermenge: 2,5 m ³/s
• Nettofallhöhe: 20 m
• Druckrohrleitung: ca. 1,4 km
• Ø: DN1500/DN1400
• Turbine: Kaplan
• Drehzahl: 750 U/min
• Engpassleistung: 414 kW
• Hersteller: Geppert GmbH
• Generator: Synchron
• Spannung: 400 V
• Nennscheinleistung: 500 kVA
• Hersteller: Hitzinger
mit der Herstellung der Druckrohrleitung und dem Bau der Wasserfassung beauftragt. Mit einer Ausbauwassermenge von 300 l/s ist die Anlage im Vergleich zu den anderen Kraftwerken am geringsten dimensioniert. Die neben einer Forststraße situierte Wasserfassung wurde von GMT Wintersteller mit einem klassischen Tiroler Wehr ausgestattet. Nach der Ausleitung strömt das Triebwasser durch ein Entsanderbecken, in dem auch der Sensor der pegelgeregelten Turbine untergebracht ist, und tritt danach in die Druckrohrleitung ein. Der insgesamt 660 m lange Kraftabstieg besteht zur Gänze aus duktilen Gussrohren DN600 in schub- und zuggesicherter Ausführung. Rund 300 m der Druck-
• Ausbauwassermenge: 2,5 m ³/s
• Nettofallhöhe: 30,3 m
• Druckrohrleitung: ca. 1,7 km
• Ø: DN1500/DN1400
• Turbine: Diagonal
• Drehzahl: 600 U/min
• Engpassleistung: 630 kW
• Hersteller: Geppert GmbH
• Generator: Synchron
• Spannung: 400 V
• Nennscheinleistung: 700 kVA
• Hersteller: Hitzinger
• Ausbauwassermenge: 300 l/s
• Nettofallhöhe: 70 m
• Druckrohrleitung: 660 m
• Ø: DN600
• Turbine: 3-düsige Pelton
• Drehzahl: 600 U/min
• Engpassleistung: 162 kW
• Hersteller: Geppert GmbH
• Generator: Synchron
• Spannung: 400 V
• Nennscheinleistung: 215 kVA
• Hersteller: Hitzinger
rohrleitung bestehen aus Rohren, die bereits bei der Errichtung des Kraftwerks Fuchsgrabenbach in den 1990er Jahren verlegt wurden. Wegen des zuvor an anderer Stelle neu gebauten Maschinengebäudes der Anlage Fuchsgrabenbach konnten die rund 30 Jahre alten Rohre für das Kraftwerk Moosbach problemlos erneut verwendet werden. Als Herzstück des Kraftwerks Moosbach, das sich das Maschinengebäude mit dem Kraftwerk Pusterwaldbach 2 teilt, kommt eine 3-düsige Pelton-Turbine in vertikalachsiger Ausführung zum Einsatz, die unter Volllast 162 kW Engpassleistung erreicht. Der direkt gekoppelte Synchron-Generator in luftgekühlter Ausführung wird vom Laufrad mit 600 U/min angetrieben.
NOCH EIN KRAFTWERK AM PUSTERWALDBACH
Als viertes Kleinwasserkraftwerk wurde die Anlage Pusterwaldbach 1 realisiert, dessen Errichtung im April 2022 startete. Swietelsky-Gebietsbauleiter Gerald Grasser betont, dass speziell die Verlegung der ca. 1,4 km langen Druckrohrleitung aus GFK-Rohren DN1500 und DN1400 kein leichtes Unterfangen darstellte: „Die hauptsächlich neben
dem Bach verlaufende Rohrtrasse brachte aufwändige Wasserhaltungsmaßnahmen mit sich. Hinzu kam starker Grundwasserandrang, der ein kontinuierliches Abpumpen erforderte sowie häufig widrige Witterungsbedingungen.“ Sowohl die bauliche als auch die technische Ausführung der Wasserfassung ähnelt sehr stark der weiter bachabwärts gelegenen Anlage Pusterwaldbach 2. Das Gewässer wird durch eine Wehrklappe gestaut und das Triebwasser durch einen Seiteneinlauf, der mit Horizontalrechen und Rechenreinigungsmaschine ausgestattet ist, zum Entsanderbecken geleitet. Sämtliches Stahlwasserbauequipment sowie die hydraulischen Verrohrungen stammen von GMT Wintersteller. Aufgrund der vergleichsweise geringen Fallhöhe von ca. 20 m kommt im gemeinschaftlich mit dem Kraftwerk Fuchsgrabenbach genutzten Maschinengebäude eine horizontalachsige Kaplan-Turbine zum Einsatz. Unter Volllast schafft die für 2,5 m³/s Ausbauwassermenge konzipierte Turbine 414 kW Engpassleistung. Als Energiewandler dient erneut ein auf 750 U/min ausgelegter Synchron-Generator mit direkter Kopplung. Der Generator kommt auf 500 kVA Nennschein-
leistung und erreicht 400 V Spannung. Für die elektro- und leittechnische Ausstattung der Anlage inklusive des kompletten regelungstechnischen Equipments sorgte erneut die MBK Energietechnik GmbH.
SEIT MÄRZ 2023 ALLE ANLAGEN AM NETZ Rund elf Monate nach Baubeginn ging das Kraftwerk Pusterwaldbach 1 als letzte der insgesamt vier neuen Kleinwasserkraftanlagen in Pusterwald im März 2023 in Betrieb. Betreiber Robert Fasching zeigt sich beim zek HYDRO Lokalaugenschein im Murtal grundsätzlich zufrieden mit dem Gesamtergebnis: „Im Großen und Ganzen hat die Projektabwicklung – abgesehen von diversen Lieferschwierigkeiten – gut funktioniert. Die allgegenwärtigen Preissteigerungen haben sich natürlich auch auf die Baukosten der Anlagen ausgewirkt. Auf lange Sicht gesehen war der Ausbau des ungenutzten Wasserkraftpotentials definitiv die richtige Entscheidung, von der auch die kommenden Generationen profitieren werden.“ Zusammengerechnet können die neuen Kleinwasserkraftwerke in Pusterwald alljährlich rund 7 Millionen kWh Ökostrom erzeugen.
Das Traditionskraftwerk Lienz am Rheintaler Binnenkanal im Kanton St. Gallen wurde durch eine bauliche und technische Adaptierung barrierefrei für die Fischpopulation gestaltet. Durch die Errichtung einer Fischauf- und -abstiegsanlage können die Gewässerbewohner das 1906 erstmals in Betrieb genommene Kraftwerk in beide Flussrichtungen ungehindert passieren. Zusätzlich wurde während der rund einjährigen Umbauphase die Kegelrad-Rohrturbine einer umfassenden Sanierung unterzogen. Das komplette Stahlwasserbauequipment inklusive fischfreundlichem Horizontalrechen und Rechenreinigungsmaschine sowie eine speziell konstruierte Fischabstiegsklappe lieferte der Südtiroler Stahlwasserbauspezialist Wild Metal GmbH. Bis Ende 2024 plant die SAK die beiden Unterlieger-Kraftwerke Blatten und Montlingen ebenfalls in beide Richtungen durchgängig zu gestalten, wodurch Aal, Seeforelle und Co. zukünftig den gesamten Reintaler Binnenkanal ungehindert durchwandern können.
Der Rhein war bis in das 19. Jahrhundert im St. Galler und Vorarlberger Rheintal ein wilder Fluss, der sein Bett kontinuierlich neu formte und damit die Entstehung von größeren Siedlungen verhinderte. Die Bewohner der Rheinebene mussten im Prinzip permanent mit Überschwemmungen rechnen, wodurch sich der Begriff „Rhein Not“ etablierte. Mit der voranschreitenden Besiedelung der Region wurden sukzessive Rufe nach einem nachhaltigen Hochwasserschutz laut. Um eine wirkungsvolle Entwässerung der Rheinebene zu gewährleisten, war sowohl die Regulierung des Rheins als auch der Bau von Binnenkanälen auf beiden Flussseiten bzw. auf österreichischem und Schweizer Territorium notwendig. Besiegelt wurde die großangelegte Rheinregulierung schließlich mit einem Staatsvertrag im Jahr 1892 zwischen den beiden Ländern. Auf Schweizer Seite startete der Bau des rund 23 km langen Rheintaler Binnenkanals 1896 und wurde 1904 abgeschlossen. Die Gefälleverhältnisse erforderten die Errichtung
von Absturzbauwerken im Bereich der Ortschaften Lienz, Blatten und Montlingen, um die Tiefe des Kanals zu begrenzen. Diese Abstürze im Kanal wurden für den Bau von drei Laufwasserkraftwerken genutzt, die allesamt 1906 fertiggestellt wurden und noch heute im Verbund alljährlich rund 5,1 Millionen kWh sauberen Strom erzeugen.
MASSNAHMEN FÜR DIE FISCHE
Betrieben werden die Kleinwasserkraftwerke vom Ostschweizer Energieversorger St.Gallisch-Appenzellische Kraftwerke AG (SAK), der laut Projektleiter Produktion Christian Neff 2016 vom Kanton die Sanierungsverfügung erhielt, an den drei Standorten die ökologische Durchgängigkeit in beide Flussrichtungen herzustellen: „Die Sanierungsverfügungen basieren auf dem 2011 in Kraft getretenen nationalen Gewässerschutzgesetz vom Bundesamt für Umwelt (BAfU), mit dem Maßnahmen zur Optimierung der Fischwanderung in der Schweiz festgelegt werden. Die Kraftwerke waren zwar schon früher mit Fischaufstiegshilfen ausgestattet worden, diese entsprachen aber nicht mehr den modernen Anforderungen. Ein Fischabstieg war zudem nur bei geöffneten Wehrklappen bzw. bei Hochwasser möglich“, so Christian Neff. Die notwendigen Umbauten wurden in enger Zusammenarbeit mit dem BAfU und dem Amt für Wasser und Energie des Kantons St. Gallen erarbeitet. Mit der Generalplanung für die Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit an allen drei Kraftwerken wurde ab 2017 das Ingenieurbüro fmb-ingenieure aus Baar beauftragt. Den Zuschlag für die Hoch- und Tiefbauarbeiten an allen Standorten erhielt die ARGE Glarnerland, bestehend aus den
Unternehmen STRABAG AG (Federführung) und der linth stz ag. Als erste der drei Anlagen sollte das am weitesten oben gelegene Kraftwerk Lienz umfassend saniert werden, bei dem die Arbeiten im Oktober 2021 in Angriff genommen wurden.
ANLAGENTECHNIK
Eine wesentliche Randbedingung des Projekts stellte laut Christian Neff die Aufrechterhaltung des Oberwasserpegels im Kanal während der Bauphase dar: „Ein Leerlaufen des Kanals musste auf alle Fälle verhindert werden, um den beträchtlichen Fischbestand nicht zu gefährden. Zudem durften durch die Baustelle auch keine negativen Auswirkungen
für die beiden Unterliegerkraftwerke entstehen. Für die Erstellung der Wasserhaltungsmaßnahmen gab es im Hinblick auf die Laich- bzw. Schonzeiten einen Zeitplan zu beachten. Die erste Umleitung auf der Baustelle musste bis zum Beginn der Schonzeit Anfang November 2021 abgeschlossen werden, die zweiten Wasserhaltungsmaßnahmen durften erst ab Anfang Juni 2022 beginnen.“ Die neue Fischaufstiegsanlage wurde von der orographisch rechten auf die linke Kanalseite verlegt, wobei sich der Einstiegsbereich nun in der Nähe des Turbinenauslaufs befindet. Mit dieser Anordnung wird das ausströmende Triebwasser als Lockströmung für die aufstiegswilligen Fische im Unterwasser genutzt.
Für den baulich und technisch völlig neu gestalteten Einlaufbereich lieferte die Südtiroler Wild Metal GmbH einen horizontalen Einlaufrechen mit der dazugehörigen Rechenreinigungsmaschine in elektromechanischer AusführungEinheben der neuen Wehrklappe in Fischbauchausführung im April 2022. © Wild Metal Die Kegelrad-Rohrturbine (im Bild die baugleiche Maschine des KW Blatten) wurde demontiert und für das Retrofit-Programm zu ANDRITZ Hydro transportiert. © SAK
Der neue Fischaufstieg besteht im unteren Abschnitt aus einem Vertical-Slot-Pass und geht danach in eine naturnahe Umgehungsstrecke über. Der Fischabstieg erfolgt mit einer speziellen Abstiegsklappe, über die auch das vom Schutzrechen entfernte Treibgut ins Unterwasser abgeführt wird.
Den Kraftwerksstillstand für die Durchführung der umfangreichen Bauarbeiten nutzte die SAK zudem für die Revitalisierung der 1988 eingebauten Kegelrad-Rohrturbine. Die vertikal durchströmte Kaplan-Maschine wurde komplett demontiert und zur Sanierung zu ANDRITZ Hydro transportiert. Während des Refurbishments wurde im Zuge der Wasserhaltungsmaßnahmen ein Rohr anstelle der Turbine eingebaut und das Wasser somit an der Baugrube vorbei durch das Gebäude geleitet. Zu den Revitalisierungsmaßnahmen zählten unter anderem der Austausch der Leitschaufeln, neue Flügel für das Laufrad sowie die Erneuerung des Turbinen-Lagers. Der in vertikaler Richtung mit der Turbine gekop-
pelte Generator sowie die dazugehörigen Schutzeinrichtungen bedurften keiner Erneuerung. Sehr wohl modernisiert wurde hingegen die elektro- und leittechnische Ausstattung der Anlage durch die Firma Rittmeyer.
Das gesamte Stahlwasserbauequipment stammt vom Südtiroler Branchenexperten Wild Metal, der für das Projekt ein qualitativ und funktionell hochwertiges Technikpaket schnürte. Für das Aufstauen des Gewässers sorgt nun eine Wehrklappe in Fischbauchausführung mit einseitigem hydraulischen Antrieb. „Der Umbau des Einlaufbereichs, der anstelle eines Grobrechens und einem danach
Das Design der konstant mit 100 l/s dotierten Fischabstiegsklappe wurde trichterförmig gestaltet, um gegen das Ende hin eine höhere Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen.
angeordneten Feinrechen nun mit einem horizontalen Schutzrechen und dazugehöriger Rechenreinigungsmaschine ausgestattet wurde, bringt neben den betrieblichen Optimierungen auch Vorteile für die Anlagenwärter der SAK mit sich. Vor dem Umbau musste der Grobrechen bei Verklausungen mühevoll per Hand gereinigt werden, wozu sich die Arbeiter aus Sicherheitsgründen anseilen mussten. Dieser Aufwand gehört mit dem neuen Rechenreinigungssystem der Vergangenheit
• Ausbauwassermenge: 13 m ³/s
• Bruttofallhöhe: 3,66 m
• Turbine: Kegelrad-Rohrturbine
• Engpassleistung: ca. 400 kW
• Generator: Asynchron
• Wehrklappe: 6.200 x 2.100 mm
• Schutzrechen: 18.500 x 1.750 mm
• Stabprofil: Horizontal
• Lichte Weite: 15 mm
• Fischabstiegsklappe: 1.000 x 2.150 mm
• Einlaufschütze: 6.100 x 3.900 mm
• Stahlwasserbau: Wild Metal GmbH
• Regelarbeitsvermögen: ca. 1,7 GWh
an. Treibgut und Geschwemmsel werden von der pegelgeregelten Rechenreinigungsmaschine zuverlässig von der Rechenfläche entfernt und über eine Klappe ins Unterwasser abgegeben“, erklärt Christian Neff und ergänzt, dass die ebenfalls hydraulisch bewegte Klappe in erster Linie für den Fischabstieg konzipiert wurde: „Die Idee zur Konstruktion der Fischabstiegsklappe stammt vom Generalplaner Fernando Binder vom Ingenieurbüro fmbingenieure. Die Konstruktion der Klappe ähnelt einem Trichter, wodurch gegen Ende eine höhere Strömungsgeschwindigkeit erreicht werden kann, was in weiterer Folge den Fischabstieg begünstigt.“ Komplettiert wurde der Wild Metal-Lieferumfang durch die Wehrklappe, den Einlaufschütz, das Hydraulikaggregat und die entsprechenden Verrohrungen.
Die neue Fischaufstiegshilfe besteht im unteren Bereich aus einem technischen Abschnitt und einem naturnahen Umgehungsgerinne zur Anbindung an das Oberwasser. Für das Gerinne im Oberlauf wurde ein vorhandener Entwässerungskanal, der zum Teil bereits verwuchert war, entsprechend adaptiert. Im unteren Bereich wurde der Fischaufstieg als klassischer Vertical-Slot-Pass realisiert. Aus Platzgründen schlängeln sich die insgesamt 21 Becken zunächst in Form einer dreireihigen Kaskade vor dem Maschinengebäude in die Höhe, im Anschluss erfolgt der Übergang zum naturnahen Abschnitt der Fischaufstiegshilfe. Die Becken des Vertical-Slot-Pass wurden für die Leitfischart Seeforelle entsprechend großzügig dimensioniert. Christian Neff merkt an, dass mit dem Sanierungsprojekt auch die Restwasserabgabe der Anlage deutlich erhöht wurde. „Der alte Fischauf-
stieg wurde mit rund 150 l/s dotiert, beim neuen System liegt die kontinuierliche Dotation bei 400 l/s. Hinzu kommen noch die 100 l/s, die konstant über die Fischabstiegsklappe abgegeben werden.“
Der erste Nasstest des neuen Fischaufstiegs erfolgte Anfang Oktober des Vorjahres. Dabei wurde allerdings im Bereich des Umgehungsgerinnes ein Wasserverlust festgestellt, weswegen der Fischaufstieg zur Ortung der Leckage wieder außer Betrieb genommen wurde. „Die Abdichtungsmaßnahmen dauerten rund eine Woche. Obwohl der Fischaufstieg zunächst nur kurz in Betrieb war, wurden innerhalb des ersten Tages bereits mehr als 20 Fische innerhalb der neu geschaffenen Passage ins Oberwasser gezählt – ein sehr gu-
tes Zeichen für die ordnungsgemäße Funktionalität bzw. der Attraktivität der Anlage für die aquatischen Lebewesen. Wenn alle drei neuen Fischwanderhilfen fertiggestellt sind, wird die SAK ein großangelegtes Monitoring für alle drei Standorte durchführen“, betont Christian Neff. Die Wiederinbetriebnahme des Kraftwerks Lienz erfolgte schließlich Ende November 2022. Beim Unterliegerkraftwerk Blatten starteten die Umbauarbeiten bereits im Oktober des Vorjahres, die Wiederinbetriebnahme ist für den kommenden Herbst geplant. 2024 wird die SAK beim Kraftwerk Montlingen eine moderne Fischauf- und -abstiegsanlage errichten, wodurch die Gewässerbewohner zukünftig den kompletten Rheintaler Binnenkanal in beide Richtungen barrierefrei durchschwimmen können.
Die steil aufragenden Hänge des Rauriser Hochtals im Salzburger Pinzgau sind reich an Gewässern, diese zur Stromerzeugung zu nutzen ist allerdings kein ganz einfaches Unterfangen. Das Kraftwerk Gaißbach, gebaut Mitte der 1980er Jahre, war erzeugungsseitig über viele Jahre hinter seinen Möglichkeiten geblieben. Nun wurde die Anlage modernisiert und auf den neuesten Stand der Technik gebracht, sodass sie heute ihr volles Potenzial nutzt und im Regeljahr rund 5,5 GWh grünen Strom produziert. Parallel zur Ertüchtigung des Kraftwerks gelang es dem neuen Betreiber – dem erfahrenen Planungsingenieur und Kraftwerksbetreiber Thomas Grimmer – auch zwei Kleinkraftwerke an den Flanken des Gaißbachtals zu realisieren, die erstmals eine komplette Elektrifizierung der Alm ermöglichen. Die bislang eingesetzten Dieselaggregate gehören damit nun der Vergangenheit an.
Die Salzburger Nationalparkgemeinde Rauris hieß nicht immer so. Vor Jahrhunderten kannte man sie unter dem Namen Gaisbach, benannt nach jenem Gewässer, auf dessen Schwemmkegel das Bergdorf errichtet worden war. Die ersten urkundlichen Erwähnungen gehen auf das frühe 12. Jahrhundert zurück. So bedeutsam der Gebirgsbach für die kleine Gemeinde in historischer Hinsicht gewesen sein mag, so bedeutsam ist er heute noch für die Stromerzeugung. Seit knapp 50 Jahren liefert das Kraftwerk
Gaißbach am Eingang zum Gaißbachtal grünen Strom. Errichtet wurde die Anlage in den frühen 1980er Jahren von der Familie Langreiter, vom Altbauer des Heustadlhofs Jakob und seinem Sohn Erich. Die umtriebigen Landwirte des Heustadlhofs, der heute bekannt ist für seinen urigen Almgasthof, die beliebten Chalets und den von Bäuerin Margot betriebenen Hofladen, hatten bereits in den 1960ern mit der Elektrifizierung der Kaaralm begonnen, wie Kraftwerksplaner Thomas Grimmer zu erzählen weiß: „Damals
hatten die beiden zur Versorgung der Karalm ein kleines Wasserkraftwerk mit 15 kW Leistung errichtet. Einige Jahre später folgte das Kraftwerk am Heustadl mit 20 kW Leistung. Dann hat man die beiden Anlagen zusammengeschlossen, sodass je nach Bedarf der Strom auf der Alm oder weiter unten beim Heustadl genutzt werden konnte.“ Damit hatten die Erbauer bereits die so wichtigen Strom und Datenkabelverbindungen hergestellt. Ein Umstand, der dem neuen Nachbesitzer sehr zupass kommen sollte.
In den frühen 1980er Jahren trugen sich die Bauern vom Heustadlhof mit Ausbauplänen. Es war angedacht, das Krafthaus des Almkraftwerks nach weiter unten zu verlegen, um damit eine Leistung von 60 bis 80 kW zu erreichen. Doch die Energiepolitik der 1980er Jahre sollte diese Pläne durchkreuzen. „Damals lautete die energiepolitische Vorgabe im Land: Entweder man nutzt die gesamten Wasserkräfte des Gaißbachtals in einer großen Ausbaulösung – oder eben gar nicht. Mit kleinen bis mittleren Anlagen hatte man keine besondere Freude. Und vor diesem Hintergrund entschieden sich die Bauern, Jakob und sein Sohn Erich, das Kraftwerk Gaißbach zu bauen“, skizziert Thomas Grimmer die Vorgeschichte des Kraftwerks. Gemeinsam mit dem in Westösterreich damals sehr bekannten Tiroler Wasserkraftspezialisten Felder erarbeiteten die beiden Rauriser Bauern ein hydraulisches Konzept, bestehend aus drei Wasserfassungen, die ihr Triebwasser in einer GFKDruckrohrleitung zum Maschinenhaus auf 1.050 m Seehöhe führen. „Obwohl die beiden damals sehr viel in Eigenregie geschafft haben, legten sie auch größten Wert auf eine TopAusrüstung ihres Kraftwerks. Davon zeugt das heute immer noch bestens erhaltene maschinelle Equipment: die Turbine mit Gleitlager von Voith, der Stahlwasserbau von Braun, oder der
Generator, Trafo und ETechnik von ELIN“, so der erfahrene Wasserkraftspezialist, der selbst zahlreiche Kleinkraftwerke betreibt.
FEHLENDE AUTOMATISIERUNG ALS MANKO
Seit März 2019 zählen zu diesem Kraftwerkspark auch die drei Anlagen im Gaißbachtal, die Thomas Grimmer vom Heustadlbauer erwerben konnte. Während die Landwirte nicht unglücklich darüber waren, die ständigen technischen Herausforderungen der doch recht komplexen Anlage weitergeben zu können, freute sich der gebürtige Bayer auf die Herausforderung, das System zu optimieren und an den aktuellen Stand der Technik anzupassen. „Die Heustadlbauern haben im Grunde eine sehr schöne und durchdachte Anlage gebaut. Was sie allerdings verabsäumt haben, war, die Einläufe mit den Entsandern zu automatisieren. Das brachte immer wieder betriebliche Probleme und ungeplante Stillstandszeiten mit sich, sodass auch der Gesamtstromertrag darunter gelitten hat“, so der leidenschaftliche Wasserkraftspezialist. Damit war ihm natürlich auch klar, wo er den Hebel ansetzen musste. Noch im März 2019 begann Thomas Grimmer mit dem Umbau. Am hydraulischen Konzept wurde allerdings festgehalten: Die beiden Seitenfassungen Beerebenbach und Karbach sind etwas höher gelegen als die Hauptfassung am Gaißbach, wobei die Fas
sung Karbach als untere der beiden für die Staupegelhaltung zuständig ist. Über eine Rohrleitung DN200 gelangt das Wasser aus dem Beerebenbach in die Leitung DN400 des Karbachs, um danach im obersten Teil der GaißbachDruckrohrleitung einzumünden. Am Ende der Druckrohrleitung ist im Krafthaus eine 2düsige Peltonturbine vom Fabrikat Voith Hydro installiert, die ursprünglich auf eine Fallhöhe von 279 m und bei einer Ausbauwassermenge von 450 l/s auf 1,1 MW Leistung ausgelegt war. Sie treibt einen Synchrongenerator von ELIN Hydro an. Der erzeugte Strom wird über einen Trafo ins 30 kVNetz der Salzburg Netz AG eingespeist. Die Anlage wird im Netzparallelbetrieb gefahren, während die kleineren Almkraftwerke für die Inselversorgung der Höfe und Almhütten auf der Karbachalm sorgen.
ALTE TECHNIK REAKTIVIERT
Optimierungsbedarf ortete der neue Betreiber unter anderem beim bestehenden Almkraftwerk, dessen Krafthaus etwas tiefer situiert ist als die Karbachfassung. „Das turbinierte Wasser aus dem Almkraftwerk konnte somit über Jahrzehnte nicht vollumfänglich genutzt werden. Daher habe ich beschlossen, dieses Wasser mithilfe einer drehzahlgeregelten Pumpe wieder hochzupumpen und in die Karbachfassung einzuleiten. Der Nettoverlust von 5 kW durch
den Pumpenbetrieb ist zu verschmerzen, da ich das Wasser ja doppelt abarbeiten kann“, erklärt Grimmer. Das Equipment des alten Almkraftwerks stammt noch aus den 1960er Jahren und wurde vom neuen Betreiber komplett erhalten. Nachdem die Turbine bei Voith Hydro rundumsaniert und der Generator von der Firma Heurix neu gewickelt worden war, konnte das beschauliche Kraftwerk wieder den Betrieb aufnehmen. Seitdem läuft die kleine Maschine mit ungefähr 13 kW Leistung wie ein Uhrwerk.
Doch die Bedeutung des kleinen Almkraftwerks geht deutlich über seine Stromproduktion hinaus. „Ich habe die kleine Anlage nicht zuletzt auch deshalb wieder saniert und revitalisiert, weil sich der Standort als idealer Datenknotenpunkt hier auf der Alm anbietet. Hier werden alle gewonnenen Daten aus den drei Fassungen zusammengeführt. Der Knotenpunkt ermöglicht erst die Inselversorgung der Abnehmer hier oben im Gaißbachtal“, erklärt der neue Betreiber.
TRINKWASSER TRÄGT ZUR STROMVERSORGUNG BEI Allerdings sollte es nicht beim Refurbishment der beiden Bestandsanlagen bleiben. Ergänzend zu den zwei bestehenden Erzeugungsanlagen KW Gaißbach und KW Karbach ging der erfahrene Ingenieur daran, noch eine weitere kleine Anlage zu errichten – diesmal ganz neu. „Der Vorschlag kam eigentlich vom Heustadlbauer Erich Langreiter, der auf eine bislang energetisch ungenutzte Trinkwasserquelle auf seinem Grund hingewiesen hat. Rund 200 Höhenmeter unterhalb der Quelle, die bereits gefasst war, könnte anstelle eines Druckvernichters eine Trinkwasserturbine installiert werden. Eine gute Idee, die ich gerne aufgegriffen habe, auch wenn das Ganze baulich nicht ganz einfach zu realisieren war“, sagt Thomas Grimmer. Die eigentliche bauliche Herausforderung lag vor allem in der enormen Steilheit des Hanges, in dem die neue 600 m lange Druckrohrleitung verlegt werden sollte. Neigungen von bis zu 100 Prozent stellten die erfahrensten Baggerfahrer auf eine harte Probe. Letztlich gelang die unterirdische Verlegung der PERohre, die im unteren Bereich aufgrund des höheren statischen Drucks verschweißt worden sind. Direkt oberhalb des Hochbehälters – das ausgewiesen hochwertige Trinkwasser wird von den Landwirten selbst verwendet – wurde nun eine durchgängig in Edelstahl ausgeführte Trinkwasserturbine des Südtiroler Branchenexperten Sora installiert, die auf 15 l/s ausgelegt ist. Bei einer Bruttofallhöhe von rund 203 m kommt die Turbine im Schnitt auf eine Nennleistung von 23 kW.
Im Hinblick auf die Wiederverleihung des Wasserrechts stand in Summe eine ganze Reihe an Umbau und Modernisierungsmaßnahmen auf dem Programm: So wurde etwa an der kleinen Beerebenfassung die bislang fehlende Rohrbruchklappe eingebaut, es wurden an sämtlichen Fassungen Restwasser und Durch
flussmessungen ebenso installiert wie Schottersonden in den Entsanderanlagen. Zudem wurden die Gewerke an den bestehenden Fassungen inklusive der neuen Steuerungsanlagen gemäß Stand der Technik eingehaust. Für die Kommunikation der einzelnen Anlagenteile brauchte es auch eine Stromversorgung sowie eine Datenkabelanbindung, wo noch keine war. Thomas Grimmer: „Im Hinblick auf die Wiederverleihung haben wir sämtliche Auflagen erfüllt. Ganz entscheidend für uns war, dass wir nun an allen Anlagenkomponenten über Strom und Datenanbindung verfügen. Dafür haben wir bis zu den entlegensten Fassungen Kabel verlegt. In dem Bereich, wo schon Kupferleitungen verlegt waren, haben wir mit Kupfer weitergearbeitet. Die neuen Leitungen wurden mittels LWL erstellt.“ Wo keine Kabelverbindung möglich war, wurde überdies eine Funkverbindung zwischen dem Knotenpunkt am Almkraftwerk und der Gaißbachfassung hergestellt. Das ge
• Fallhöhe: 203 m
• Fallhöhe: 279 m
• Ausbauwassermenge: 450 l/s
• Turbine: Pelton 2-düsig
• Fabrikat: Voith (Bj. 1984)
• Turbinensanierung: 2021
• Ausbauleistung: 1,2 MW
• Generator: ELIN
• Druckrohrleitung: Länge: 2.200 m
• Material: GFK
• Regelarbeitsvermögen: 5,5 GWh
• Ausbauwassermenge: 15 l/s
• Turbine: Pelton 1-düsig
• Fabrikat: Sora
• Leistung: 23 kW
• Fallhöhe: 117 m
• Ausbauwassermenge: 17 l/s
• Turbine: Pelton 1-düsig
• Fabrikat: Voith
• Leistung: 13 kW
samte neue Steuerungs und Leitsystem wurde gemeinsam mit Spezialisten der Salzburg AG in einem Gesamtkonzept entwickelt, das sowohl Stromnetz, als auch Datennetz und nicht zuletzt auch die neue Internetverbindung für die Karbachalm umfasst.
Die nun erfolgte Automatisierung und Vernetzung der Wasserfassungen mit den Erzeugungsanlagen stellt für die Nutzung der Wasserkraft auf der Karbachalm einen weiteren Meilenstein dar. Über die neuen Kamerasysteme erkennt der Betreiber in Echtzeit, ob etwaiges Geschiebe, das durchaus in größeren Mengen von den Bächen kommen kann, den Einlaufrechen verlegt und ob ein Eingreifen erforderlich ist. Dank der neuen Schottermesssonden in den Entsanderbauwerken wird heute nur mehr gespült, wenn es unbedingt erforderlich ist. „Durch die vorgenommenen Automatisierungsmaßnahmen hat die Anlage heute so gut wie keine Stillstandszeiten mehr. Und das merkt man natürlich an der Jahreserzeugung. Wenn wir heute ein ganz schlechtes Erzeugungsjahr haben, produzieren wir immer noch mehr Strom als früher in einem absoluten Rekordjahr“, freut sich der erfahrene Wasserkraftspezialist. Zur höheren Effizienz tragen natürlich auch die Retrofitprogramme am elektromaschinellen Equipment bei. So wurde etwa das Laufrad im KW Gaißbach im Zuge der Maschinensanierung von der Fa. Sora 2019 mit
Ihr Spezialist für Wasserkraftwerke von 5 – 1000 KW
einem neuen, wirkungsgradoptimierten Design versehen, was sich gerade im Teillastbereich sehr positiv auswirkt. Der Maschinensatz aus den 1980ern präsentiert sich mittlerweile besser als zu seinen besten Zeiten.
Während also das frisch revitalisierte KW Gaißbach heute als Volleinspeiser im Parallelnetzbetrieb im Regeljahr rund 5,5 GWh sauberen Strom ans Netz liefert, dienen die beiden Kleinkraftwerke Trinkwasser und Almkraftwerk vorrangig der Versorgung der Höfe und Almhütten auf der Karbachalm. „Alles was wir hier heroben auf der Alm an Strom brauchen, können wir in der Regel mit den beiden Kraftwerken selbst erzeugen. Wir speisen niederspannungsseitig auf der Alm über eine 400 kVSchiene ein. Bleibt noch etwas Überschuss, wird dieser über das KW Gaißbach dann auch ins Netz geführt. Früher wäre die Eigenversorgung aufgrund der geringen Leistung und der unsicheren Betriebsstabilität nicht möglich gewesen“, sagt Thomas Grimmer. Damit einhergehend hat sich auch eine ökologische Verbesserung eingestellt, da die bislang verwendeten Dieselaggregate ihren Dienst einstellen konnten. Wasserkraftprofi Thomas Grimmer kann mittlerweile ein sehr positives Fazit über das am Ende recht aufwändige Kraftwerksprojekt im Rauriser Gaißbachtal ziehen. Der Erfolg basiert wie so oft auf einer gelungenen Kooperation. „Ohne die Bauern vom Heustadlhof und im Gaißbachtal, die mich bei jedem Schritt unterstützt und mitgeholfen haben, wäre es nicht gegangen“, räumt der Ingenieur ein. Die WinWinSituation, von der letztlich alle Beteiligten profitieren, sei schließlich das Ergebnis offener Kommunikation und eines ehrlichen, harmonischen Miteinanders gewesen.
Das Skigebiet Grandvalira im Fürstentum Andorra nutzt seit Dezember 2022 das hydroelektrische Potential eines Gebirgsbachs für die Produktion von sauberer Energie. Im Sektor Grau Roig des Skiresorts wurde innerhalb von ca. sechs Monaten ein neues Kleinwasserkraftwerk am Gewässer Riu dels Pessons realisiert. Für den Einzug von 450 l/s Triebwasser wurde eine Wasserfassung, die zuvor für die Produktion von Kunstschnee genutzt wurde, völlig neu errichtet. Das gesamte elektromechanische und leittechnische Equipment im Krafthaus stammt vom deutschen Kleinwasserkraftexperten Ossberger. Für die Stromproduktion setzen die Betreiber auf eine zuverlässige Durchström-Turbine mit 316 kW Engpassleistung, die aus den variierenden Zuflüssen ein Maximum an Effizienz generiert. Im Regeljahr kann das neue Kleinwasserkraftwerk rund 500.000 kWh Ökostrom produzieren.
In dem zwischen Frankreich und Spanien gelegenen Fürstentum Andorra mit rund 79.000 Einwohnern spielt die Stromerzeugung aus Wasserkraft eine signifikante Rolle. Knapp ein Viertel der im Kleinstaat produzierten Elektrizität stammt aus dem Energieträger Wasser. Darüber hinaus werden etwa 15 Prozent des jährlichen Strombedarfs aus anderen erneuerbaren Ressourcen wie Wind, Sonne oder Biomasse gewonnen. Eines der jüngsten Wasserkraftwerke im Land ging Ende des Vorjahres im Skiresort Grandvalira, das mit über 200 km Pistenlänge das größte Skigebiet der Pyrenäen bildet, erstmals in Betrieb.
„Wie in jedem Skigebiet stellt der Faktor Energie auch in Grandvalira einen der größten Kostenpunkte dar. Es ist absehbar, dass der Energiebedarf in der Zukunft weiter steigen wird. Um die eigene Energieautonomie zu steigern, beschäftigte sich Joan Viladomat, der Eigentümer der Skisektoren Pas de la Casa und Grau Roig, die zum Resort Grandvalira gehören, mit verschiedenen Möglichkeiten, wie das Resort seine Energieunabhängig verbessern könnte“, sagt Ferran Huertas Martínez, der stellvertretende technische Leiter des Grandvalira Resorts. Im Jahr 2020 wurde eine
Studie erstellt, bei der das Wasserkraftpotential im Sektor Grau Roig für die Stromproduktion untersucht werden sollte. Als Energieträger für das neue Kleinwasserkraftwerk dient der Gebirgsbach Riu dels Pessons, der durch das Skigebiet fließt. Die behördliche Genehmigung zum Bau der Anlage wurde den Betreibern bereits im Herbst 2021 erteilt. Da die Errichtung wegen des nahenden Winters nicht mehr im selben Jahr realisiert werden konnte, wurde der Baubeginn auf den Sommer 2022 verlegt.
Das Funktionsprinzip des Kraftwerks basiert auf dem klassischen Ausleitungskonzept, wobei das Triebwasser an einem Fassungsbauwerk aus dem Bachbett entnommen wird und durch eine Druckrohrleitung ins Krafthaus gelangt. Die Wasserfassung Grau Roig befindet sich am Standort einer Wehranlage auf einer Seehöhe von ca. 2.200 m ü. M, die zuvor ausschließlich für die Kunstschneeproduktion genutzt wurde. Mit dem Wasserkraft
projekt wurde die Kunstschneeproduktion und die Erzeugung von grünem Strom kombiniert. Das zuvor ungenutzte hydroelektrische Potential treibt nun die Turbine im neu errichteten Maschinengebäude an. Danach wird das abgearbeitete Triebwasser zur bestehenden Pumpstation geleitet und kann während der Wintersaison für die Kunstschneeproduktion verwendet werden. Zur Gewährleistung der ökologischen Durchgängigkeit an der Wasserfassung wurde eine Fischaufstiegshilfe in Form eines technischen VerticalSlotPass errichtet, der den Gewässerlebewesen eine kontinuierliche Passage ins Oberwasser gewährleistet. Ebenfalls neu ausgeführt wurde die 757 m lange Druckleitung in der Dimension DN450. Der Kraftabstieg besteht komplett aus duktilen Gussrohren und wurde in einem möglichst linearen Trassenverlauf zur Gänze unterirdisch verlegt. Martínez hebt hervor, dass die Höhenlage die wesentliche Herausforderung des Projekts darstellte: „Arbeiten auf über 2.000 m Höhe in einem abgelegenen Gebiet gehen naturge
• Ausbauwassermenge: 450 l/s
• Bruttofallhöhe: ca. 96 m
• Nettofallhöhe: ca. 80 m
• Turbine: Durchström
• Drehzahl: 1.000 U/min
• Engpassleistung: ca. 296 kW
• Hersteller: Ossberger
• Generator: Synchron
• Spannung: 400 V
• Nennscheinleistung: 306 kVA
• Kühlung: Luft
• Hersteller: Marelli
• Regelarbeitsvermögen: 500.000 kWh
mäß mit schwierigen Bedingungen einher. Wir konnten uns ab dem Baustart im Juni 2022 keine Verzögerungen erlauben, da mit dem Einsetzen von Schneefällen ein Betrieb auf der Baustelle nicht mehr möglich gewesen wäre. Glücklicherweise gab es während der Bauarbeiten keine nennenswerten Probleme mit Hochwässern oder schwierigen geologischen Bedingungen.“
Die elektrohydraulische und regelungstechnische Ausstattung für das Krafthaus lieferte im Rahmen eines Komplettpakets der deutsche Wasserkraftallrounder Ossberger. Als Herzstück der Anlage dient eine robuste DurchströmTurbine, deren Einsatzbereich zwischen 2,5 und 200 m Fallhöhe liegt. Die bewusst einfach konstruierte Maschine mit nur drei beweglichen Teilen liefert zuverlässig Strom und kommt auch mit schwankenden Zuflüssen bestens zurecht. Ermöglicht wird dies durch den aus zwei Zellen bestehendem Aufbau im Inneren der Turbine, die unabhän
gig voneinander arbeiten. So reichen der kleineren Zelle bereits 5 Prozent der Ausbauwassermenge, um die Turbine zu betreiben. Für das Kraftwerk Grau Roig lieferte Ossberger eine auf 450 l/s Ausbauwassermenge und 96 m Bruttofallhöhe ausgelegte Maschine. Bei vollem Wasserdargebot, das vor allem während der Schneeschmelze im Frühjahr zur Verfügung steht, schafft die Turbine 296 kW Engpassleistung. Die Umwandlung der kinetischen Bewegungsenergie des Laufrads in elektrischen Strom übernimmt ein direkt gekoppelter SynchronGenerator. Der in luftgekühlter Ausführung gefertigte Generator rotiert wie die Turbine mit 1.000 U/min und wurde auf 400 V Spannung sowie 306 kVA Nennscheinleistung ausgelegt. Komplettiert wurde der Ossberger Lieferumfang durch das gesamte elektro und leittechnische Equipment, das für den vollautomatischen Betrieb der Anlage sorgt.
RESORT SETZT AUF ERNEUERBARE ENERGIEN
Nach einer Bauphase von ca. sechs Monaten konnte das Wasserkraftwerk Mitte Dezember
2022 erstmals in Betrieb genommen werden. Die Stromproduktion währte zunächst allerdings nur für wenige Tage, da das Wasserdargebot während der kalten Wintermonate erheblich zurück ging. Drei Monate später konnte das Kraftwerk Mitte März 2023 wieder den Betrieb aufnehmen. „Obwohl wir die Anlage noch nicht unter Volllast testen konnten, sind wir äußerst zufrieden mit den bislang gesammelten Erfahrungen. Die DurchströmTurbine von Ossberger liefert bei den schwankenden Zuflüssen, die an unserem Standort vorherrschen, sehr gute Ergebnisse“, resümiert Martínez. Im Regeljahr wird das neue Ökostromkraftwerk ca. 500.000 kWh saubere Energie erzeugen. Durch den Bau des Wasserkraftwerks sowie mehreren auf verschiedenen Dächern montierten Solarpaneelen kann das Skiresort nun ca. 10 Prozent des Eigenenergiebedarfs selbst erzeugen. Martinez lässt nicht unerwähnt, dass das Skiresort die Nutzung der Energieträger Wasser, Wind und Sonne weiter vorantreiben will, um das Ziel der vollständigen Energieunabhängigkeit zu erreichen.
Gleich zwei neue Kleinwasserkraftwerke sind in der niederösterreichischen Gemeinde Türnitz innerhalb von zwei Jahren ans Netz gegangen, das jüngste erst im heurigen Februar. An beiden Standorten wurde die vorgeschriebene Herstellung der Fischdurchgängigkeit mit dem Bau von Ökostromanlagen kombiniert. Die fast baugleichen Kraftwerke stauen die Türnitzer Traisen mittels hydraulisch betätigter Wehrklappen und nutzen zur Stromproduktion vertikalachsige Kaplan-Turbinen mit einer gemeinsamen Engpassleistung von knapp 350 kW. Im Regeljahr können die zwei Anlagen als zentrale Eckpfeiler der lokalen Energiegemeinschaft rund 1,4 Millionen kWh Ökostrom für Türnitz und die umliegenden Gemeinden erzeugen.
Mit einer Fläche von ca. 145 km² ist die niederösterreichische Marktgemeinde Türnitz im Bezirk Lilienfeld nur etwas kleiner als das Fürstentum Liechtenstein. In etwa 85 Prozent des Gemeindegebiets im südwestlichen Traisental sind bewaldet, was hinsichtlich der Fläche einen der höchsten Waldanteile in ganz Österreich darstellt. Das namensgebende Gewässer des Tals ist die Türnitzer Traisen, die bei Türnitz aus der Vereinigung von Traisenbach und Türnitz entsteht und auf ihrem Verlauf eine ganze Reihe von Kleinwasserkraftwerken antreibt. Während der Fluss in früheren Zeiten durch mechanische Wasserräder genutzt wurde, erfolgte mit der Einführung der Elektrizität die Umrüstung auf die Produktion von elektrischem Strom. Erst im heurigen Februar wur-
de das neueste Wasserkraftwerk an der Türnitzer Traisen fertiggestellt, davor ging ca. 2
Bürgermeister Christian Leeb erklärt beim zek HYDRO Lokalaugenschein in Türnitz, dass die Wasserkraftnutzung den Eckpfeiler der im Jahr 2022 gegründeten Erneuerbare Energie Gemeinschaft Türnitz (EEG) bilden: „Im Kern der EEG geht es darum, Türnitz und den umliegenden Gemeinden kostengünstigen Strom anzubieten, der lokal und nachhaltig erzeugt wird. Dazu nutzen wir neben der Wasserkraft, die rund um die Uhr Strom liefert, auch Photovoltaik und ein Biomasseheizwerk für die Fernwärmeversorgung. In Österreich sind wir die erste von über 200 Energiegemeinschaften, deren Strom auch aus Wasserkraft stammt.“ Einen gewichtigen Anteil an der Realisierung der neuen Kraftwerke hatte der in Oberösterreich ansässige Baumeister Ing. Karl Fürholzer. Mit seinem mittelständischen Unternehmen hat sich Fürholzer auf den Leitungsbau im Kanal- und Wasserleitungssektor spezialisiert. Hinzu kommen der Straßenbau, Hochbauprojekte sowie die Errichtung von Wasserkraftwerken. Mehr als 20 Kleinwasserkraftwerke hat Fürholzer bis dato realisiert, mehrere davon betreibt er selbst bzw. gemeinsam mit Partnern. „Die Gemeinde Türnitz war mir bereits von früheren Kanalarbeiten und anderen Baustellen bekannt. Dabei hatte ich auch schon ein Auge auf eine ungenutzte Sohlstufe am Rand des Ortszentrums geworfen, die sich für ein neues Wasserkraftwerk angeboten hat“, erklärt Karl Fürholzer. Auf die Anfrage beim Land Niederösterreich, ob an diesem Standort der Bau eines Kraftwerks möglich wäre, bekam der Baumeister die Antwort, er müsse diesbezüglich schnell aktiv werden, da in dem Gebiet bereits an einem Hochwasserschutzprojekt gearbeitet werde. „Schlussendlich habe ich mich 2018 mit dem Bürgermeister Christian Leeb in Verbindung gesetzt, bei dem ich mit dem Wasserkraftprojekt auf offene Ohren gestoßen bin, da an dem Standort ohnehin die Herstellung eines neuen
Fischaufstiegs angestanden wäre. Wir wurden uns innerhalb kürzester Zeit einig, dass wir gemeinsam das Wasserkraftprojekt realisieren wollen“, so Karl Fürholzer.
GEMEINDE UND BAUMEISTER BETEILIGT
Christian Leeb lässt nicht unerwähnt, dass das Genehmigungsverfahren für das geplante Projekt mit einigem bürokratischen Aufwand verbunden war, um die behördlichen Auflagen bzw. die Anforderungen an die ökologischen Belange zu erfüllen. Darüber hinaus musste der Bau des Wasserkraftwerks mit den Maßnahmen für den Hochwasserschutz gekoppelt werden. Als Generalplaner des Projekts wurde mit der InterTechno Engineering GmbH aus dem steirischen Gleisdorf ein kompetenter Partner engagiert, deren Kompetenz Karl Fürholzer schon von früheren Projekten bekannt war. Den wirtschaftlichen Rahmen des Wasserkraftprojekts bildet die Kleinwasserkraft Türnitz GmbH, an der Karl Fürholzer über eine Beteiligungsgesellschaft 70 Prozent der Anteile hält, die Gemeinde Türnitz steht ebenfalls über eine Gesellschaft
im Besitz der restlichen 30 Prozent. In die Umsetzungsphase ging das Projekt nach dem Erhalt der finalen Genehmigung schließlich im Oktober 2020 während der herbstlichen Niederwasserperiode.
Die grundlegenden Herausforderungen des Projekts stellten die beschränkten Platzverhältnisse im Siedlungsgebiet sowie die geologische Situation dar. Ursprünglich war es geplant, im Bereich der Fischaufstiegshilfe für die Baugrubenbegrenzung Spundbohlen zu verwenden. Dieses Verfahren konnte aufgrund der felsigen Gegebenheiten im Untergrund allerdings nicht angewandt werden. Stattdessen wurde eine selbsttragende, mit Ankern abgesicherte Mauer aus Spritzbeton errichtet. Diese Methode bedeutete wegen der beengten Gegebenheiten zwischen der angrenzenden Straße und dem Flussbett nicht nur in baulogistischer Hinsicht eine Herausforderung, sondern war auch mit höheren Kosten verbunden. „Glücklicherweise standen die Anrainer hinter dem Projekt und hat-
ten Verständnis für die diversen Umstände und Einschränkungen während der Bauphase“, so Karl Fürholzer. Für die gewässerökologische Durchgängigkeit am Kraftwerk sorgt ein technischer Fischaufstieg in Form eines Vertical-Slot-Pass. Dieser wird ganzjährig konstant mit 156 l/s dotiert und führt die Gewässerbewohner sicher ins Oberwasser. Für das Aufstauen der Türnitz und das Hochwassermanagement sorgt eine Wehrklappe in Fischbauchausführung mit einseitigem hydraulischem Antrieb. Die Ausleitung von maximal 5,2 m³/s Triebwasser erfolgt über einen seitlichen Einlauf, der von einem horizontalen Feinrechen geschützt wird. Angeschwemmtes Treibgut wird von einer pegelgeregelten Rechenreinigungsmaschine vom Schutzrechen entfernt und über eine Spülklappe ins Unterwasser abgegeben.
Das auf der orographisch linken Gewässerseite errichtete Maschinengebäude wurde von
der süddeutschen WATEC-Hydro GmbH mit einem leistungsstarken Technikpaket ausgerüstet. Das Herzstück der Anlage bildet eine doppeltregulierte Kaplan-Turbine in vertikalachsiger Bauform mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator in permanenterregter Ausführung. Die doppelte Regulierfähigkeit der Kaplan-Maschine gewährleistet durch verstellbare Leitschaufeln und Laufradflügel auch bei schwankenden Zuflüssen einen effektiven Betrieb. Bei vollem Wasserdargebot erreicht die auf 4,18 m Bruttofallhöhe und 272 U/min Drehzahl ausgelegte Turbine 176 kW Engpassleistung. Vervollständigt wird der Maschinensatz durch den Generator, dessen Permanentmagnet-Technologie vor allem im Windkraftsektor verbreitet ist. Der von WATEC-Hydro in Kooperation mit einem Institut für elektrische Anlagen entwickelte Generator sorgt für eine äußerst hohen Gesamtwirkungsgrad der Maschinengruppe und gewährleistet darüber hinaus einen sehr leisen Betrieb – ein wichtiger Punkt des Pro-
jekts, da das Kraftwerk an das Siedlungsgebiet angrenzt, betont Christian Leeb. Die Stromproduktion der Anlage bzw. die Betriebsführung erfolgt dank moderner Steuerungstechnik natürlich vollautomatisch. Mit der Ausführung der gesamten Elektro- und Leittechnik wurde ein Kärntner Unternehmen beauftragt. Zugriff auf die Steuerung hat das Betriebspersonal durch ein Bedienpanel im Krafthaus sowie aus der Ferne via PC oder Smartphone.
ZWEITES KRAFTWERK GEBAUT
Noch während der Bauphase wurden Pläne geschmiedet, ein weiteres Kleinkraftwerk rund zwei Kilometer flussabwärts zu realisieren. „Auch an diesem Standort hätte wegen einer bestehenden Sohlstufe ein Fischaufstieg errichtet werden müssen. Diese Gelegenheit haben wir genutzt, und um die Errichtung eines Wasserkraftwerks inklusive der Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit angesucht. Zudem konnte das Bauprojekt mit den
• Ausbauwassermenge: 5,2 m ³/s
• Bruttofallhöhe: 4,18 m
• Turbine: Kaplan
• Turbinen-Achse: Vertikal
• Drehzahl: 272 U/min
• Engpassleistung: 176 kW
• Hersteller: WATEC-Hydro GmbH
• Generator: Synchron/permanenterregt
• Spannung: 400 V
• Nennscheinleistung: 225 kVA
• Hersteller: Moog Brno
• Regelarbeitsvermögen: ca. 700.000 kWh
• Ausbauwassermenge: 5,2 m ³/s
• Bruttofallhöhe: 3,85 m
• Turbine: Kaplan
• Turbinen-Achse: Vertikal
• Drehzahl: 300 U/min
• Engpassleistung: 176 kW
• Hersteller: WWS Wasserkraft GmbH
• Generator: Synchron
• Spannung: 400 V
• Nennscheinleistung: 200 kVA
• Hersteller: Hitzinger Electric Power
• Regelarbeitsvermögen: ca. 670.000 kWh
ohnehin anstehenden Hochwasserschutzmaßnahmen kombiniert werden“, sagt Karl Fürholzer. Die Projektierung für das Kraftwerk Türnitz 2, mit der als Generalplaner erneut die Intertechno Engineering GmbH beauftragt wurde, startete während der Inbetriebnahmephase der ersten Anlage im Spätherbst 2021. Erlangt wurde die Baubewilligung innerhalb kürzester Zeit, wodurch die Bauarbeiten bereits im August 2022 beginnen konnten. Anders als beim oberen Kraftwerk stellten sich die Bodenbedingungen für das Projekt, das natürlich wieder von Karl Fürholzers Bauunternehmen umgesetzt wurde, vergleichsweise günstig dar. Das neuere Kraftwerk gleicht in seiner Konzeption als Laufwasserkraftwerke von der baulichen Ausführung her sehr stark der Oberliegeranlage. Der ebenfalls mit 156 l/s dotierte Fischaufstieg wurde erneut mit einer technischen Vertical-Slot-Variante hergestellt. Aufgrund der örtlichen Gegebenheiten wurde der untere Abschnitt des Beckenpasses in Form einer dreireihigen Kaskade ausgeführt. Zum Aufstauen des Gewässers kommt wieder eine Wehrklappe zum Einsatz, die Ausleitung erfolgt ebenso über einen Seiteneinlauf inklusive horizontalem Schutzrechen und dazugehörigem Rechenreiniger. Geliefert wurde der gesamte Stahlwasserbau von der oberösterreichischen WWS Wasserkraft GmbH, die im gleichen Zug auch mit der elektromechanischen Ausstattung für das Krafthaus beauftragt wurden. Wie beim Oberlieger erzeugt auch beim Kraftwerk Türnitz 2 eine vertikalachsige Kaplan-Turbine mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator sauberen Strom. Die ebenfalls doppeltregulierte Turbine wurde von WWS auf 5,2 m³/s Ausbauwassermenge und 3,85 m Bruttofallhöhe ausgelegt. Der luftgekühlte Generator mit 200 kVA Nennscheinleistung stammt vom Linzer Branchenspezialisten Hitzinger und dreht wie die Turbine mit 300 U/ min.
Nach einer Bauzeit von rund neun Monaten ging das Kraftwerk Türnitz 2 im Februar 2023 erstmals in Betrieb, die Anlage Türnitz 1 produziert bereits seit November 2021 sauberen Strom. Im Regeljahr wird Türnitz 1 rund 700.000 kWh Strom erzeugen, bei Türnitz 2 liegt die errechnete Erzeugungsprognose bei ca. 670.000 kWh. Bürgermeister Christian Leeb und Baumeister Karl Fürholzer zeigen sich unisono zu-
frieden mit dem Ergebnis der beiden Wasserkraftprojekte im Traisental: „Trotz der geringen Niederschläge während der vergangenen beiden Jahre haben wir eine positive Bilanz in Sachen Stromproduktion erzielt. Erwähnenswert ist definitiv die gute Zusammenarbeit mit den zuständigen Personen bei den Behörden, Fischereiberechtigen und der Abteilung Hochwasserschutz, die allesamt bestrebt waren, das Projekt möglichst gut und ausgewogen umzusetzen“, resümiert Karl Fürholzer. Christian Leeb bestätigt dieses Fazit und freut sich als Obmann der Türnitzer Energiegemeinschaft über zwei gelungene Ökostromprojekte in seiner Gemeinde.
Stellantriebshersteller AUMA liefert elektrische Antriebslösungen zur Leitschaufelverstellung von Unterwasserturbinen. Eine solche Lösung ist im Wasserkraftwerk Sauerbrunn in der Nähe von Graz in Kombination mit einer RHT Unterwasserturbine von Natel Energy in Betrieb.
Der in Kalifornien ansässige Turbinenhersteller Natel Energy suchte nach einer Antriebslösung, die unter Wasser betrieben werden kann, eine hohe Regelgenauigkeit aufweist, um die Wasserzufuhr zur Turbine optimal zu steuern, und Feedbacksignale an die übergeordnete SPS senden kann. Zuvor gab es nur eine hydraulische Lösung für diese Anwendung.
AUMA konnte eine elektrische Antriebslösung anbieten, die diese Anforderungen erfüllt und zudem kostengünstiger ist. Der AUMA Stellantrieb SARV-UW ist für den dauerhaften Unterwassereinsatz ausgelegt, bietet eine hohe Positioniergenauigkeit von ≤0,2 % und liefert kontinuierliche Rückmeldungen an die übergeordnete SPS Steuerung. Der Stellantrieb wird von der SPS über Profibus angesteuert. Ein zusätzliches Plus ist die Möglichkeit, die Stellantriebs-Steuerung getrennt zu montieren, so dass der Stellantrieb sich bei Ausfall der SPS auch vor Ort bedienen lässt. Dank des niedrigen Energieverbrauchs des SARV kann der Betreiber zudem eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) als Backup bei Stromausfall nutzen.
AUMA Stellantriebe für den dauerhaften Unterwassereinsatz verfügen über ein ausgeklügeltes Dichtungskonzept in Kombination mit einem hervorragenden Korrosionsschutz. Doppelt abgedichtete Kabeleinführungen am elektrischen Anschluss, innenliegende Dichtringe an allen Gehäusedeckeln und eine Vollwelle aus Edelstahl sorgen dafür, dass kein Wasser in das Gehäuseinnere eindringen kann. Der Stellantrieb SARV-UW ist standardmäßig mit einer intelligenten Stellantriebs-Steuerung ACV 01.2 ausgestattet. Für diese Projekt lieferte AUMA zusätzlich ein Schwenkgetriebe GS sowie einen maßgefertigten, unterwassertauglichen Hebelarm aus Edelstahl, über den
AUMA Stellantriebe für den dauerhaften Unterwassereinsatz verfügen über ein spezielles Dichtungskonzept, das zuverlässig vor eindringendem Wasser schützt.
die Leitschaufeln verstellt werden. AUMA hat Natel Energy auch bei Inbetriebnahme und Testläufen im Werk unterstützt und umfangreich geschult.
Die AUMA Lösung ist seit Herbst 2022 in Sauerbrunn erfolgreich in Betrieb. Das Laufwasserkraftwerk wurde in den Mühlgang integriert, einen bestehenden Bypass-Kanal des Flusses Mur. Der Betreiber Energie Steiermark möchte mit der 15 kW RHT Turbine von Natel Energy umweltfreundlichen Strom für die Gemeinde Großsulz erzeugen. Der Turbinenhersteller Natel Energy ist Spezialist für innovative, fischfreundliche Unterwasserturbinen.
Mehr dazu unter: www.auma.com
Gut getarntes Wasserkraftwerk: Im normalen Betrieb befinden sich Stellantrieb und Turbine unter Wasser. Hinten links ist die AUMA Stellantriebs-Steuerung ACV 01.2 zu sehen, die getrennt vom Stellantrieb oberhalb des Schachts montiert ist.
Rund acht Monate dauerte die Umsetzung des neuen Kleinwasserkraftwerks Hochfeldbach im Kärntner Kremsbrücke. Seit November letzten Jahres liefert die neue Ökostromanlage, die am Fuße der gewaltigen Pfeiler der Tauern Autobahn im Liesertal errichtet worden war, sauberen Strom ins öffentliche Stromnetz. Die besondere Herausforderung lag dabei vor allem in der Verlegung der zug- und schubgesicherten Rohrleitung, die zur Gänze aus Gussrohren von der Tiroler Rohre GmbH (TRM) erstellt worden war. Bis der Triebwasserweg erfolgreich realisiert werden konnte, galt es allerdings einige Hindernisse zu überwinden.
Sie zählt zu den wichtigsten Nord-SüdAchsen Österreichs und generell zu den am stärksten frequentierten Alpen-Transitrouten – die Tauern Autobahn, kurz A10 genannt. Erst 1980 wurden jene 12 Autobahnkilometer südlich des Katschbergs fertiggestellt, auf denen die Fahrbahn von insgesamt 254 bis zu 84 m hohen Betonpfeilern an der Ostflanke des Liesertals getragen wird. Ein imposanter Eindruck, speziell wenn man von unten auf die mächtigen Betonriesen emporblickt, die sich über das malerische Liesertal erheben. Am Talgrund schlängelt sich die Lieser durch die Landschaft – ein Wildbach, der schon seit geraumer Zeit zur Stromerzeugung genutzt wird. So wurden etwa vor einigen Jahren von der Kärntner Kelag und ihren Partnern die Kraftwerke Kremsbrücke Oberstufe und Unterstufe errichtet. Die beiden
Anlagen erzeugen zusammen im Regeljahr rund 41 GWh sauberen Strom. Mit Spätherbst letzten Jahres ist nun ein weiteres Kraftwerk an der Lieser in Kremsbrücke hinzugekommen: Das neue KW Hochfeldbach, das aber nicht den namensgebenden Fluss des Liesertals, sondern mit dem Hochfeldbach einen ostseitigen Zufluss der Lieser nutzt. Seine Umsetzung gelang vergleichsweise schnell.
DREI JAHRE BIS ZUR UMSETZUNGSREIFE
„Seit 2016 haben wir an der Realisierung des Kraftwerksprojekts am Hochfeldbach gearbeitet“, erzählt der Betreiber der Anlage, der Lungauer Robert Gruber, seines Zeichens
Ökostrompionier und Betreiber von mehreren Kleinwasserkraftwerken. Im Gespräch mit zek HYDRO verweist er darauf, dass die Zusammenarbeit mit einem anderen lokalen Ökostrompionier, nämlich mit dem leider inzwischen verstorbenen Günther Fürstauer, wesentlich zur Ausarbeitung eines erfolgreichen Kraftwerkskonzepts geführt habe. Die gesamten Bauarbeiten für die Umsetzung des Kraftwerks wurden in der Folge auch von Fürstauer Bau unter der Führung seines Enkels, Günther Fürstauer jun., erfolgreich abgewickelt.
Das Konzept für das neue Kraftwerk war überzeugend. Dank seiner soliden Basis gelang es den Projektwerbern, innerhalb von nur drei Jahren sämtliche behördliche Genehmigungen und auch die Vereinbarungen mit den Grundeigentümern zu erlangen. 2019 standen die Ampeln bereits auf Grün. Nachdem Robert Gruber und seine Partner 2020 nach eingehenden Marktvergleichen die Bestellungen für sämtliche Baulose, Komponenten und Gewerke erledigt hatten, stand der Umsetzung nichts mehr im Weg. „Zu diesem Zeitpunkt war das Lieferkettenproblem noch nicht so ausgeprägt, die Corona-Pandemie mit den folgenden Restriktionen war aller-
Im Frühling 2022 startete das Team von Fürstauer Bau mit den Bauarbeiten, die sich
in weiterer Folge als durchaus anspruchsvoll herausstellen sollten. Das erfahrene Bauunternehmen aus Winklern im Kärntner Mölltal hatte in den folgenden Wochen einige Hürden zu meistern: „Die Verlegung der Rohrtrasse war nicht vom Umfang her fordernd, sondern eher von der Neigung des Hangs und der Tatsache, dass es sich um einen relativ nassen Hang hier an der Ostflanke des Liesertals handelt“, erzählt der bauliche Leiter Günther Fürstauer jun.. Hangneigungen von bis zu 45 Grad verlangten den erfahrensten Baggerfahrern bei Fürstauer Bau ihr ganzes Können ab. „Außerdem war es erforderlich, einen eigenen Weg zur neuen Wasserfassung am Hochfeldbach zu bauen. Anders wäre man mit den Maschinen nicht zum Fassungsstandort gekommen“, so Fürstauer. Das massivste Hindernis im Verlauf der Rohrtrasse stellte allerdings eine zwei Meter dicke Wildbachsperre dar. Die Kernbohrung für die Rohrdurchführung sollte sich über zwei ganze Tage erstrecken. Im letzten Teilstück vor dem neuen Krafthaus galt es außerdem, einmal die Lieser zu überqueren. Dies wurde in Form einer rund 15 m langen Rohrbrücke bewerkstelligt.
ZEMENTMÖRTEL GEGEN AUTOBAHN-SALZ
Innerhalb von wenigen Wochen gelang es dem Team von Fürstauer Bau, die ca. 780 m lange Druckrohrleitung unterirdisch – mit Ausnahme der Rohrbrücke – zu verlegen. Dabei setzten die Verantwortlichen auf die Qualität der Gussrohre des Tiroler Familienunternehmens mit Sitz in Hall in Tirol. „In unserem Fall lagen die Vorzüge der Gussrohre der Tiroler Rohre GmbH klar auf der Hand. In einem derart steilen und schwierigen Gelände, das zudem durchsetzt ist von diversen Einbauten aus dem Autobahnbau standen Standsicherheit und Betriebssicherheit an allererster Stelle. Mit der zug- und schubgesicherten Variante der TRM-Rohre ist eine enorme Stabilität der Leitung gewährleistet. Erwiesenermaßen hält sie sogar Erdrutschen oder Erdbeben stand“, erklärt der Betreiber. Im unmittelbaren Einflussbereich der Tauernautobahn sprach ein weiterer Aspekt für eine spezielle Sicherheitsausführung der Rohre. Ro-
• Fallhöhe: 150 m
bert Gruber: „Direkt unterhalb einer derart stark befahrenen Autobahn ist die Salzbelastung ungewöhnlich hoch. Im Winter tropft das stark salzhaltige Wasser ungehindert von oben auf den betroffenen Trassenabschnitt. Um Korrosionseffekte an der Leitung zu vermeiden, haben wir in diesem Bereich Rohre mit ZMU-Umhüllung (Zementmörtelumhüllung) eingebaut, die einen optimalen Schutz bieten und so die Langlebigkeit garantieren.“
Was erfahrene Bauteams wie jene von Fürstauer Bau besonders an den Qualitäten der TRM-Gussrohre schätzen, ist deren doch recht einfache Verlegbarkeit im Gelände. Gearbeitet wird in der Regel nach der „Auf-Zu-Methode“: Das bedeutet, dass ein Rohrgraben ausgehoben, das Rohr eingebaut und anschließend die Künette wieder zugeschüttet wird. Das klingt zugegebenermaßen banal, bringt aber entscheidende Vorteile gegenüber anderen Methoden. Denn auf diese Weise kann bei fast jedem Wetter verlegt werden, was sich speziell in Bergregionen aufgrund der Zeitersparnis bezahlt macht.
• Ausbauwassermenge: 200 l/s
• Turbine: Pelton 4-düsig
• Fabrikat: Unterlercher
• Ausbauleistung: 260 kW
• Generator: Synchron
• Fabrikat: Hitzinger
• Druckrohrleitung: Länge: 780 m
• Material: Guss Ø DN500
• Fabrikat: TRM
• Rohrbrücke: Länge: 15 m
• Bauarbeiten: Fürstauer Bau
• Stahlwasserbau: Unterlercher
• Regelarbeitsvermögen: 1,0 GWh
Hinzu kommt eine gewisse Flexibilität in der Rohrleitungsführung. Nicht für jede Hangkrümmung, jede Kurve braucht es ein Formstück. Bei der Dimension DN500, wie sie nun beim KW Hochfeldbach zum Einsatz kam, ist eine Abwinkelung in den Rohrmuffen von bis zu 3 Grad möglich. Dadurch lässt sich die Leitung optimal an die Topographie des Geländes anpassen.
ANTRIEB AUS 4 DÜSEN
Von seinem Konzept her handelt es sich beim KW Hochfeldbach um ein klassisches Hochdruck-Kraftwerk. Die Fassung ist mit einem Tirolerwehr ausgerüstet, an dem bis zu 200 l/s eingezogen werden. Im Anschluss an das Entsanderbauwerk und einem Feinrechen setzt die 780 m lange Druckrohrleitung an, die letztlich in das dezent gestaltete Krafthaus am Fuße der Autobahnpfeiler einmündet. Für die Stromer-
zeugung sorgt hier eine 4-düsige Peltonturbine aus dem Hause Unterlercher, die einen direkt gekoppelten Hitzinger-Synchrongenerator antreibt. Bei einer Fallhöhe von 150 m und 200 l/s Ausbauwassermenge kommt die Maschine auf 260 kW. Der hier erzeugte Strom wird zu einer 500 m entfernten Trafostation geführt und danach ins Netz eingespeist.
Dank eines großen Einzugsgebiets sinkt die Erzeugung auch in den Wintermonaten nicht allzu stark ab, wie Robert Gruber bestätigt: „Wir haben in diesem Winter gesehen, dass der Maschinensatz auch an den trockensten und kältesten Phasen mit einer Leistung von 60 bis 80 kW am Netz verbleibt.“ Eine wichtige Qualität der Anlage. Insgesamt liefert das neue Kraftwerk im Regeljahr rund 1 GWh sauberen Strom ans Netz. Damit können rund 300 Kärntner Durchschnittshaushalte mit Ökostrom versorgt werden. Die
In seinem 45-jährigen Bestehen hat sich das Tiroler Unternehmen Elektro Bischofer aus Reith im Alpbachtal einen hervorragenden Ruf im Kleinwasserkraftsektor erarbeitet. Das Portfolio von Elektro Bischofer reicht von Automatisierungstechnik über elektro- und regelungstechnisches Equipment bis hin zur Lieferung von Turbinen. Neben der Ausstattung von Neuanlagen zählt auch die Revitalisierung von älteren Kraftwerken zu einem zentralen Betätigungsfeld der Tiroler. Beim Neubau eines Trinkwasserkraftwerks in der Salzburger Gemeinde Leogang und der elektrotechnischen Modernisierung des Wasserkraftwerks vom bayerischen Hofbräuhaus Berchtesgaden konnte Elektro Bischofer seine breit gefächerte Kompetenz unter Beweis stellen.
Seit der Gründung im Jahr 1978 ist das familiengeführte Unternehmen Elektro Bischofer aus dem Tiroler Unterland im Kleinwasserkraftbereich tätig. Aktuell wird der Betrieb in der zweiten Generation geführt, wobei auch schon die dritte Generation im Unternehmen tätig ist. Aktiv ist Elektro Bischofer vor allem in Österreich und dem benachbarten Bayern, außerdem wurden auf internationaler Ebene bereits mehrere Projekte in Japan realisiert. Zum Repertoire der Tiroler zählt das komplette elektro- und regelungstechnische Equipment von Wasserkraftwerken wie Schaltanlagen oder Steuerungssysteme. Darüber hinaus werden auch Pelton-Turbinen mit bis zu 200 kW Engpassleistung geliefert, die in Zusammenarbeit mit lokalen Schlossereien gefertigt werden.
UMFASSENDES PORTFOLIO
„Wir bieten ein breites Sortiment für den Neubau- und Revitalisierungsbereich, wobei stets auf die individuellen Betreiberanforderungen Rücksicht genommen wird. Grundsätzlich werden alle gängigen Turbinen- und Anlagentypen mit dem notwendigen Equipment ausgerüstet. Die bislang leistungsstärkste Anlage hatte ca. 2 Megawatt, aber auch Kleinstanlagen mit einigen 100 Watt Leistung werden von uns ausgestattet. Dazwischen befindet sich unser Betätigungsfeld, das sich entsprechend vielfältig und umfangreich gestaltet“, erklärt Geschäftsführer Andreas Bischofer. Kraftwerkssteuerungen inklusive Visualisierungen und Fernzugängen werden sowohl für den Insel- als auch für den Netzparallelbetrieb angeboten. Zusätzlich können die Kunden gesicherte Datenbanken für die Speicherung und Auswertung von Betriebsdaten ihrer Anlagen nutzen. „Eine von Elektro Bischofer gefertigte Schaltanlage
zeichnet sich in erster Linie durch ihre Zuverlässigkeit aus. Die verbauten Komponenten stammen von namhaften Herstellern, gewährleisten hohe Ausfallsicherheit und sind gleichzeitig sicher am Markt verfügbar. Nicht zu vergessen ist unsere flexible Herangehensweise – wir haben nicht nur ein Steuerungssystem im Angebot, sondern stimmen jede Anlage kundenspezifisch ab“, bekräftigt der Geschäftsführer. Dass dieses Credo selbstverständlich auch für Schaltanlagen aus dem Hause Elektro Bischofer gilt, haben die Tiroler bei zwei vor kurzem erfolgreich abgeschlossenen Projekten in Salzburg und Bayern bewiesen.
In der Salzburger Gemeinde Leogang wurde 2022 im Zuge der Projektierung eines neuen Hochbehälters im Ortsteil Ullach beschlossen, den Höhenunterschied von 137 m für die Errichtung eines Trinkwasserkraftwerks
zu nutzen. Die komplette Ausstattung des Maschinengebäudes, bestehend aus einer 1-düsigen Pelton-Turbine und direkt gekoppeltem Generator, Bypass, Schaltanlage, Wandler- und Netzeinspeiseschrank sowie die Verrohrungen, stammt von Elektro Bischofer. Unter Volllast schafft die für 55 l/s Ausbauwassermenge ausgelegte horizontalachsige Pelton-Turbine 60 kW Engpassleistung, das jährliche Regelarbeitsvermögen liegt bei ca. 400.000 kWh Ökostrom. Um die vorrangige Trinkwasserversorgung bei Wartungsarbeiten oder Störungen der Kraftwerksanlage zu gewährleisten, wurde ein vollautomatisches Bypasssystem installiert. Dem Einsatzzweck entsprechend bestehen sämtliche vom Trinkwasser berührten Komponenten der Turbine aus lebensmitteltauglichem Edelstahl.
Die Schaltanlage des Kraftwerks besteht aus insgesamt vier Schaltfeldern, von denen sich drei im Maschinengebäude befinden. Das vierte Schaltfeld, das als Wandlerzählerverteiler für das Einspeisen des erzeugten Stroms ins Netz der Salzburg AG dient, wurde in witterungsgeschützter Ausführung neben dem Gebäude platziert. Die Schaltfelder im Inneren wurden für die Turbinenregelung, den Leistungsteil der Anlage und die Blindstromkompensation sowie für das Einspeisefeld konzipiert. „Die Steuerung des Kraftwerks sorgt für den vollautomatischen Betrieb des Kraftwerks und kommuniziert mit dem bestehenden übergeordneten Leitsystem der Gemeinde. Seit der Inbetriebnahme Ende Jänner 2023 läuft die Stromproduktion ohne nennenswerte Probleme. Alles in allem handelte es sich um ein gelungenes Projekt, das
dank der guten Zusammenarbeit und Kommunikation mit den beteiligten Unternehmen und der Gemeinde während der herausfordernden Begleitumstände im Zuge der Corona-Pandemie zu einem erfolgreichen Abschluss gebracht werden konnte“, sagt Andreas Bischofer.
Seine Kompetenz im Revitalisierungsbereich konnte Elektro Bischofer bei der Modernisierung der Schaltanlage des Wasserkraftwerks vom Hofbräuhaus Berchtesgaden in Oberbayern unter Beweis stellen. „Bei der Anlage handelt es sich um ein Niederdruckkraftwerk mit vergleichsweise geringer Fallhöhe und hoher Ausbauwassermenge, das in erster Linie den Strombedarf der Brauerei abdeckt. Her-
vorzuheben bei diesem Projekt ist das Alter der beiden Francis-Turbinen, die zwischen 1922 und 1923 eingebaut wurden und gemeinsam einen einzelnen Synchron-Generator antreiben“, so Andreas Bischofer. Standardmäßig läuft das Kraftwerk im Netzparallelbetrieb, der überschüssige Strom wird ins öffentliche Netz eingespeist. Außerdem beherrscht die Anlage auch den Inselbetrieb. Die Leitapparate der auf jeweils 5,8 m³/s Durchfluss ausgelegten Turbinen werden von einem ebenfalls 100 Jahre alten Öldruckregler reguliert, der von Elektro Bischofer neu automatisiert wurde. Eine wesentliche Projektherausforderung bestand darin, die Komponenten eines modernen Steuerungssystems in eine Bestandsanlage zu integrieren. Darüber hinaus spielte der Faktor
Zeit eine wichtige Rolle bei der Projektumsetzung. Der Einbau der neuen Komponenten fand im Herbst des Vorjahres innerhalb der 1-wöchigen Bachabkehr zwischen Ende Oktober und Anfang November statt, während der das Kraftwerk außer Betrieb genommen wurde.
ALTE UND NEUE TECHNIK IM EINKLANG
„Ein Hauptgrund für das Modernisierungsprojekt war die gesetzliche Vorgabe, Netzbetreibern bzw. Energieabnehmern mittels Fernwirktechnik einen Zugriff auf die Anlagensteuerung zu verschaffen. Damit kann das Wasserkraftwerk bei einem Stromüberschuss im öffentlichen Netz, der vor allem durch volatile Photovoltaik- oder Windkraftanlagen entsteht, gegebenenfalls gedrosselt oder abgeschaltet werden“, erklärt Andreas Bischofer. Neben der Modernisierung der Schaltanlage, bei der die neuen Komponenten in die bestehenden Schaltschränke eingebaut wurden, zählte auch die Automatisierung der Wasserfassung inklusive der Seilzug-Rechenreinigungsmaschine zu den Projektanforderungen. Für die Gewährleistung der Sicherheit bei Hochwassersituationen wurde eine zusätzliche Entlastungsschütze eingebaut und von den Tirolern in die Anlagensteuerung integriert. Die Wiederinbetriebnahme des Traditionskraftwerks erfolgte wie geplant am 4. Oktober des Vorjahres. „Die Revitalisierung der Anlage war ein schöner und gleichzeitig herausfordernder Auftrag für uns. Das Projekt ist ein Paradebeispiel für die mustergültige Kombination von modernem Elektro- und Regelungsequipment mit faszinierender Technik aus dem vorigen Jahrhundert“, resümiert Andreas Bischofer.
Im Tiroler Unterland hat Ende des Vorjahres bei dem von den Stadtwerken Schwaz betriebenen Wasserkraftwerk Pillbach eine elektrotechnische Modernisierung stattgefunden. Dabei wurde die knapp 40 Jahre alte Generator-Ausleitungszelle vom Elektrotechnik- und Automatisierungsspezialisten Schubert CleanTech GmbH durch ein anlagenspezifisch konfiguriertes System ersetzt. Die bereits 2019 beim Kraftwerk Vomperbach-Unterstufe eingesetzte Generator-Ausleitungszelle vereint Mittel- und Niederspannungskomponenten in einem kompakten Gehäuse der Schubert Mittelspannungsschaltanlage. Installiert wurde das Equipment innerhalb von nur zwei Wochen im November 2022, wodurch der Erzeugungsverlust des Kraftwerks auf ein Minimum begrenzt werden konnte. Mit der modernen Generator-Ausleitungszelle ist die Anlage in elektrotechnischer Hinsicht wieder fit für die kommenden Jahrzehnte.
Die Stadtwerke Schwaz im Tiroler Unterland, die von Strom über Wärme, Wasser & Abwasser, Internet & TV bis hin zu Elektroinstallationen das breite Portfolio eines modernen Energiedienstleisters abdecken, setzen bei der Eigenproduktion zur Gänze auf erneuerbare Quellen. Neben Photovoltaik und Biomasse stammt der weitaus größte Teil des erzeugten Stroms aus drei zu 100 Prozent im Unternehmensbesitz stehenden Wasserkraftwerken. Darüber hinaus wird auch der von anderen Erzeugern zugekaufte Strom zur Gänze aus nachhaltigen Quellen gewonnen. Mit der leistungsstärksten Anlage der Stadtwerke Schwaz, dem Kraftwerk Vomperbach-Oberstufe, werden im Regeljahr
rund 33 GWh Ökostrom erzeugt, das Kraftwerk Vomperbach-Unterstufe liefert ca. 8,5 GWh und die Anlage Pillbach rund 11 GWh. Zusätzlich betreiben die Stadtwerke vier Trinkwasserkraftwerke, die im Regeljahr gemeinsam ca. 1,7 GWh Ökostrom produzieren. Nachdem das Kraftwerk Vomperbach-Unterstufe zwischen 2018 und 2021 einer schrittweisen Generalsanierung unterzogen wurde, war im Spätherbst 2022 das Kraftwerk Pillbach für ein elektrotechnisches Update an der Reihe. Die nach dem klassischen Ausleitungsprinzip realisierte Anlage mit zwei Wasserfassungen, einer 2-düsigen Pelton-Turbine in horizontalachsiger Ausfüh-
rung und einem direkt gekoppelten Synchron-Generator ging 1983 erstmals in Betrieb. Bei einer Ausbauwassermenge von 1,03 m³/s und 307,25 m Bruttofallhöhe schafft die zuletzt im Jahr 2000 umfassend revitalisierte Anlage 2.530 kW Engpassleistung. Im Spätherbst des Vorjahres war es für das Kraftwerk an der Zeit für eine elektrotechnische Modernisierung.
FOLGEAUFTRAG FÜR SCHUBERT CLEANTECH
Im Wesentlichen fokussierte sich das Projekt auf die Erneuerung der Generator-Ausleitungszelle, die nach knapp 40 Jahren Betriebsdauer ihr technisches Lebensende er-
Mittelspannungsbereich der
reicht hatte. Mit der Lieferung der neuen Zelle wurde der Elektrotechnik- und Automatisierungsspezialist Schubert CleanTech GmbH beauftragt, der seine Kompetenz schon in der Vergangenheit bei unterschiedlichen Projekten für die Tiroler unter Beweis stellen konnte, sagt Schubert-Projektleiter Markus Kerschner: „Vor dem Auftrag für das Kraftwerk Pillbach haben wir bereits 2020 zwei neue, speziell konstruierte Ausleitungszellen für die beiden Maschinensätze mit Francis-Turbinen der Anlage Vomperbach-Unterstufe gefertigt. Beim Kraftwerk
• Ausbauwassermenge: 1,03 m ³/s
• Bruttofallhöhe: 307,25 m
• Turbine: Pelton-Turbine
• Engpassleistung: 2.530 kW
• Generator: Synchron
• Nennscheinleistung: 3.300 kVA
• Generator-Ausleitungszelle u.a. mit:
• Stromwandler Generator-Sternpunkt
• Stromwandler Generator-Ausleitung
• Spannungswandler Generator-Ausleitung
• Erregertrafo
• Digitaler Spannungsregler
• Generatorschutz
• Trafoschutz
• Synchronisiereinrichtung
• Regelarbeitsvermögen: ca. 11 GWh
Pillbach handelte es sich im Prinzip um ein sehr ähnliches Projekt, allerdings galt es dort nur eine Ausleitungszelle für einen einzelnen, leistungsstärkeren Maschinensatz mit einer Pelton-Turbine zu erneuern. Zudem gab es Unterschiede bei der Anbindung an die Steuerung.“ Markus Kerschner ergänzt, dass die Betreiber Schubert ein sehr gutes Zeugnis für das Projekt Vomperbach-Unterstufe ausgestellt haben. Vor allem die platzsparende Kombination von Nieder- und Mittelspannungskomponenten fand hohen Anklang. Der Folgeauftrag für das Kraftwerk Pillbach, der Schubert noch 2020 erteilt wurde, war somit die logische Konsequenz.
Die Besonderheit der Generator-Ausleitungszelle für das Kraftwerk Pillbach liegt in der Kombination von Mittel- und Niederspannungskomponenten in einer äußerst platzsparenden Ausführung, erklärt der Schubert-Projektleiter: „Die Zelle vereint Sternpunkt- und Ausleitungszelle (Strom- und Spannungswandler), Sternpunktbrücke, Erregertrafo, Spannungsregler, Generator- und Trafoschutz sowie die Synchronisierung. Üblicherweise werden die 6 kV-Sternpunktzelle und auch die 6 kV-Ausleitungszelle jeweils separat ausgeführt. Die Komponenten für Synchronisierung, Schutz und Generatorerregung werden in der Regel in der Niederspannungsschaltanlage bzw. in den Steuerungsschränken untergebracht. Bei unserem System befinden sich sämtliche Mittel- und Niederspannungskomponenten in einem Gehäuse der „Schubert Medium Voltage“-Mittelspannungsschaltanlage.“ Für den Anlagenbetrieb bringt die neue Generator-Ausleitungszelle eine ganze Reihe
von Vorteilen mit sich, so Markus Kerschner: „Beispielsweise erfolgt die Anbindung der Schutzgeräte an die Kraftwerkssteuerung und Leittechnik über ein Bussystem – somit werden alle relevanten Messwerte sowie sämtliche Auslösungen für die Anzeige bzw. Steuerung und Alarmierung zur Verfügung gestellt. Durch die digitalen Schutzgeräte und den ebenso digitalen Spannungsregler ist zudem die Aufzeichnung von Störfällen gesichert.“
Der Projektleiter betont, dass die Generator-Ausleitungszelle für flexible Anwendungsmöglichkeiten konzipiert wurde und individuell für die jeweiligen Anforderungen mit unterschiedlichen Komponenten bestückt werden kann: „Die Zelle wurde in erster Linie für den Revitalisierungsbereich entwickelt, wofür sowohl in hard- als auch in softwaretechnischer Hinsicht beträchtlicher Aufwand erforderlich war.“ Bei der Modernisierung des Kraftwerks Pillbach konnte Schubert auf die gesammelte Erfahrung des Vorgängerprojekts Vomperbach-Unterstufe zurückgreifen. Die Montage und Verkabelung des neuen Equipments wurden von den Stadtwerken Schwaz in Eigenregie durchgeführt. Die Inbetriebnahme erfolgte wiederum kooperativ gemeinsam mit Schubert-Technikern. Markus Kerschner lässt nicht unerwähnt, dass die Montage und Inbetriebsetzung der Auslei-
tungszelle in bemerkenswert kurzer Zeit erfolgreich über die Bühne gebracht wurden:
„Bereits fünf Monate nach der Auftragserteilung im Jahr 2020 wurde die neue Zelle nach Tirol geliefert. Die eigentliche Montage und Inbetriebnahme erfolgte schließlich ca. 1,5 Jahre später im November 2022 innerhalb von nur zwei Wochen.“
MODERNISIERUNG ZUM 40. JUBILÄUM
Seitens der Stadtwerke Schwaz wurde bewusst die saisonale Niederwasserperiode gewählt, um den Erzeugungsverlust während des obligatorischen Anlagenstillstands möglichst gering zu halten. Die Modernisierung der Generator-Ausleitung nutzten die Betreiber zudem für die Erneuerung des Netzwerkschranks, der Brandmeldeanlage und der Notbeleuchtung sowie für die Erweiterung des Funknetzes. Die Projektverantwortlichen bei den Stadtwerken Schwaz zeigen sich sehr zufrieden mit der elektrotechnischen Modernisierung des Kraftwerks, das 2023 sein 40. Jubiläum begeht. Besonders zu schätzen wissen die Betreiber die zuverlässigen Komponenten und die nun einheitliche Bedienung der Kraftwerke Pillbach und Vomperbach-Unterstufe. Bei Schubert zieht man ebenfalls ein positives Fazit und ist zuversichtlich, dass die individuell konfigurierbare Ausleitungszelle schon bald bei weiteren Revitalisierungsprojekten zum Einsatz kommen wird.
Ohne Transformatoren keine Energieumwandlung und keine Energieverteilung, sie sind essentieller Bestandteil unserer Energiesysteme. Ein Unternehmen, das sich schon seit 1929 auf diesem Geschäftsfeld behauptet, ist die BARTH GMBH E-Motoren & Trafos aus Wien. Das österreichische Traditionsunternehmen wurde von Josef Barth gegründet und gilt heute, knapp 95 Jahre später, immer noch als kompetenter und verlässlicher Partner in Sachen Energieverteilung und Antriebstechnik. Zu den Kunden der BARTH GMBH zählen viele österreichische EVU, bedeutende Industrieunternehmen aus allen Branchen, sowie Elektroinstallateure für Hochspannung. Wir baten die Geschäftsführer Ing. Georg Barth und Ing. Benedikt Elbling zum Interview, die nicht nur erklärten, was einen guten Transformator ausmacht, sondern wie man bei der Auswahl des richtigen Transformators auch auf dessen Nachhaltigkeit achten kann.
zek: Herr Barth, die Zeiten sind für viele Industrieunternehmen keine einfachen. Warum haben sich die Lieferzeiten für Transformatoren in den letzten zwei Jahren derart verlängert?
Barth: Die Ursachen sind multifaktoriell: Begonnen haben die Schwierigkeiten im Jahr 2020 mit Corona. Später sind dann Lieferengpässe und die damit verbundene Materialknappheit hinzugekommen. Dazu haben natürlich auch die Staus in der Container-Seefahrt von Suez bis Shanghai ihren Teil dazu beigetragen. Weiter verschärft hat die Situation dann auch noch der Ukraine-Krieg. Außerdem spielt das Thema erneuerbare Energien eine wichtige Rolle: Energieversorger müssen aktuell investieren und haben daher in den letzten Monaten viele Kapazitäten am Markt abgerufen - und das hat auch zu langen Lieferzeiten geführt
zek:Von welchen Lieferzeiten reden wir?
Elbling: Der Höhepunkt wird 2022 gewesen sein, als bei Marktbegleiter bis zu 70 Wochen auf einen Verteil-Transformator gewartet wurde, der zuvor in 16 Wochen geliefert werden konnte.
zek: Hat sich die Marktsituation diesbezüglich schon etwas entspannt?
Elbling: Ich würde sagen: Sie beginnt sich gerade ein wenig zu entspannen.
zek: Wie ist es Ihnen in dieser Phase gegangen?
Barth: Seit wir im Geschäft sind, gab es eine derartige Marktsituation noch nie. Unsere Reaktion darauf war, dass wir begonnen haben, unser Lager noch weiter aufzustocken und somit die Verfügbarkeit für unsere Kunden zu erhöhen. Gemeinsam mit unseren Partnern ist es uns letztlich gelungen, kürzere Lieferzeiten anzubieten als so manch Mitbewerber am Markt. Zum Glück war es uns möglich, doch
gewisse Kontingente innerhalb von ca. 20 Wochen abzurufen. Wir sind in Österreich heute die einzige Firma, die über ein Lager an Verteiltransformatoren unterschiedlicher Spannungen und Leistungen, bestehend aus Ölund Gießharztransformatoren, verfügt. Neben den neuen Transformatoren bieten wir auch gebrauchte, generalüberholte und geprüfte Transformatoren ab Lager Wien an. Das ist ein großer Vorteil. Mittlerweile können wir zum Beispiel neue Öl-Transformatoren, welche nicht ab Lager verfübgar sind, wieder innerhalb von 20-30 Wochen liefern – je nach Type und Leistung.
zek: Was macht grundsätzlich die Qualität eines guten Verteiltransformators aus?
Barth: Bei Verteiltrafos ist es wichtig, dass man auf die mechanische und auf die elektrische Verarbeitung achtet. Vorrangig zu erwähnen wäre der Kern des Trafos, also der
Aktivteil, auf dem die Wicklungen verbaut sind. Weiters ist bei Öltransformatoren auch die Qualität des Isolieröls von zentraler Bedeutung. Ein Transformator hat ja keine rotierenden Bauteile wie ein Elektromotor. Dennoch ist die mechanische Verarbeitung wichtig, weil im Kurzschlussfall auch sehr hohe mechanische Kräfte auftreten können. Daneben ist natürlich die elektrische Verarbeitung essentiell. Die Isolation muss optimal für das jeweilige Spannungsniveau ausgelegt sein. Im Gegensatz zu den Öltransformatoren sind Gießharztransformatoren mehr oder weniger wartungsfrei. Es sind Trockentrafos, bei denen entscheidend ist, dass die Wicklungen unter Vakuum sauber und ordentlich vergossen werden, um Teilentladungen zu vermeiden.
zek: Wie sieht es mit der technischen Lebensdauer eines Trafos aus?
Elbling: Bei richtiger Auslegung, Belastung und Wartung spricht man von einer technischen Lebensdauer von 40 bis 60 Jahre. Aktuell werden derzeit bei uns sogar Trafos aus den 1970ern serviciert. Die können mit guter Wartung weitere 20 oder 30 Jahre laufen. Gerade im Hinblick auf Nachhaltigkeit ist das höchst sinnvoll. zek: Was beeinträchtigt die Lebensdauer?
Elbling: Natürlich hängt es immer von der Verarbeitung und der Wartungsqualität ab, außerdem davon, wie der Trafo betrieben wird: Wie hoch ist die thermische Belastung, kommt es zu elektrischer Überlastung, treten Oberwellen auf? Auch die Umgebungstemperatur spielt eine wichtige Rolle. Das sind Punkte, die man im Auge behalten muss.
zek: Worauf ist bei der Anschaffung eines Transformators zu achten?
Barth: Man muss sich im Vorfeld die Frage stellen: Was wird betrieben? Handelt es sich um einen Netztrafo oder einen Trafo, mit dem Elektromotoren mit Frequenzumrichter betrieben werden. Für die unterschiedlichen Anwendungen gibt es unterschiedliche Auslegungen.
Zudem sind die Umgebungsbedingungen, wie die Temperatur wesentlich. Es macht einen Unterschied, ob der Trafo in einem Schotterwerk oder einem Spital steht. Auch auf die Aufstellungshöhe ist zu achten und ob es sich um eine Innen- oder Freiluftaufstellung handelt. Auch Brandschutzvorschriften oder behördliche Wasserschutzvorgaben können dabei eine Rolle spielen. Ganz wesentlich ist auch die betriebliche Auslastung: Soll der Trafo an sieben Tagen die Woche 24 Stunden in einem Industriebetrieb laufen, oder soll er im Netzverteilbetrieb Haushaltsspitzen abdecken und damit auch eine gewisse Leistungsreserve mitbringen. Lastbut-not-least kommen noch die elektrischen Anforderungen hinzu mit Fragen, ob der Trafo gegebenenfalls mit anderen parallel betrieben wird, oder ob er im Inselbetrieb alleine arbeitet. Darüber hinaus gilt es, die Vorgaben des EVUs hinsichtlich Primärspannung, Sekundärspannung, Anzapfungen und Kurzschlussspannung zu beachten.
zek: Generell – wann kommt ein Öltrafo, wann ein Gießharztransformator zum Einsatz?
Barth: Öltransformatoren kann man im Freien betreiben, etwa auf Mast-Stationen. Gießharztrafos sind für Innenraumaufstellung ausgelegt – und nur unter speziellen Bedingungen in einem Gehäuse im Freien montierbar. Die Wartung ist unterschiedlich. Während Gießharztrafos nahezu wartungsfrei sind, brauchen Öltrafos regelmäßige Wartung, da das Öl einem gewissen Verschleiß und Alterung unterworfen ist. Die Verluste bei Öl-Trafos sind konstruktionsbedingt niedriger als bei Gießharztrafos.
zek: Warum ist die Qualität des Isolieröls so entscheidend?
Elbling: Die Aufgabe des Isolieröls besteht darin, die anfallende Verlustwärme abzuführen und elektrisch zu isolieren. Gealtertes Öl oxidiert und produziert in der Folge Säuren. Altes Öl kann seine Aufgaben nicht mehr so gut erfüllen und schädigt zugleich damit die Isolation des Trafos und auch die Trafobleche. Daher sind die Ölqualität und dessen Monitoring sowie der spätere Ölservice so wichtig.
zek: Auf welcher Basis wird der Prüfumfang festgelegt?
Elbling: Grundsätzlich soll bei der Festlegung des Prüfumfangs das Alter, die Vorgeschichte sowie die Auslastung des jeweiligen Transformators berücksichtigt werden. Handelt es sich um einen speziellen Transformator, der im Schadensfall nur schwer zu ersetzen ist oder um einen produktionstechnisch sehr relevanten Transformator? Auch sollte die Leistung des Trafos mit in die Auswahl der Parameter einfließen – ein 100 kVA Verteil-Trafo wird sicher einem anderen Prüfumfang unterzogen werden als ein 20 MVA Kuppel Transformator. Hervorzuheben sind vielleicht der Wassergehalt und die Neutralisationszahl (Säurezahl), da diese Parameter in der Beurteilung der Alterung und des Zustands von Isolierölen eine große Rolle spielen. Weiters ist noch die Gas-in-ÖlAnalyse (DGA) zu erwähnen, die mit der Bestimmung von Fehlergasen Rückschlüsse auf den Zustand des Transformators, falsches Betriebsverhalten und sich eventuelle anbahnende Fehler zulässt.
zek: Wann braucht es eine Wartung, und wie läuft die Revision eines Öl-Trafos in der Regel ab?
Barth: Überall, wo Metall auf Metall oder Keramik trifft, gibt es Dichtungen, die mit der Zeit unter Wärmeeinwirkung und UV-Einstrahlung altern. Daher sollte von Zeit zu Zeit ein Dichtungstausch erfolgen, um Undichtheiten und Ölverlust zu vermeiden. Das kann sogar vor Ort beim Kunden gemacht werden, wohingegen die meisten anderen Servicearbeiten sinnvollerweise im Reparaturwerk durchgeführt werden. Dies trifft vor allem auf den Öltausch zu. Schließlich setzen sich in gealtertem Öl zum Teil auch Schlämme ab, die man nicht so einfach aus dem Aktivteil, den Spulen und den Kühlrippen herausbekommt. Daher werden diese Komponenten bei uns im Werk zerlegt, gereinigt und getrocknet.
zek: Kommen mittlerweile auch schon „biologische“ Varianten als Isolieröle zum Einsatz?
Elbling: Natürlich gibt es nach wie vor mineralische Öle, aber inzwischen kommen immer öfter auch synthetische Öle auf Esther-Basis vor, die biologisch abbaubar sind. Dahin geht der Trend. Diese Öle haben häufig zusätzlich zu ihrer Umweltfreundlichkeit einen höheren
Flammpunkt, was wiederum das Einsatzgebiet der Trafos vergrößert.
zek: Apropos Nachhaltigkeit – wie wichtig ist dieses Thema in der Transformator-Branche?
Barth: Sehr wichtig. Die zeitgerechte Wartung von Transformatoren und der Einsatz von gebrauchten und generalüberholten Trafos verringern den CO2-Abdruck erheblich und das schont Ressourcen.
zek: Was zeichnet denn einen BARTH-Trafo aus?
Elbling: Vereinfacht gesagt: Wir haben 95 Jahre Erfahrung, die wir nicht zuletzt durch die Reparatur von Transformatoren gewonnen haben, in unsere Leistungs- und Qualitätsvorgaben, nach denen unsere Transformatoren gefertigt werden, „gepackt“. Die Kunden profitieren also von unserer langjährigen Erfahrung, die sich in der Qualität unserer Transformatoren zeigt.
zek: Wie sieht das Leistungsspektrum bei BARTH-Transformatoren aus?
Barth: Wir liefern alles, vom Steuertrafo bis zum Kuppeltrafo: Am Verteiltrafo-Markt sind bei uns Trafos von 50 kVA bis hin zu 3.150 kVA
erhältlich. Von Seiten der österreichischen Energieversoger sind vorrangig Öltrafos der Spannungsniveaus 10, 20 und 30 kV nachgefragt.
zek: Abgesehen von den EVU, wo liegen die weiteren Einsatzgebiete der BARTH-Trafos?
Elbling: Wir liefern auch an die Industrie – von klein bis groß, vom Lebensmittelsektor über Holz- und Chemieindustrie bis zur Stahlindustrie, darüber hinaus auch noch an viele Elektroinstallateure. Im Grunde agieren wir völlig branchenunabhängig.
zek: Zu welchen Änderungen hat die Energieeffizienzverordnung der EU geführt?
Barth: Analog zu den Elektromotoren, bei denen es in der Verordnung um Mindestwirkungsgrade geht, bedeutet die EU-Verordnung 548-2014 für Transformatoren, dass gewisse maximale Verlustleistungen vorgegeben werden. Um dies zu gewährleisten, braucht es eine höhere Qualität bei den Elektroblechen. Zudem wird ein Mehr an Eisen und Wicklungsmaterial benötigt. Nur auf diesem Weg konnten die Trafos verlustärmer gemacht werden. Das bedeutet auf der anderen Seite aber, dass sie größer und schwerer werden – und somit auch teurer. Verlustarme Trafos sparen zwar grundsätzlich CO2, allerdings muss man bedenken, dass deren Herstellung auch Ressourcen beansprucht.
zek: Wie sieht es mit Ihrem Angebot an gebrauchten Transformatoren aus?
Elbling: Wir haben viele gebrauchte Transformatoren auf Lager. Diese werden komplett zerlegt, die Dichtungen getauscht, der Kern gereinigt und getrocknet, der Kessel überarbeitet und lackiert, das Öl getauscht, abschließend geprüft und mit Prüfprotokoll ausgeliefert. Das sind Produkte hoher Qualität. Bei uns kann der Kunde wählen, ob er einen neuen oder einen gebrauchten, generalüberholten Trafo mit Garantie erwerben möchte. Wir arbeiten auch in einem internationalen Händlernetz, wo in dringenden Fällen häufig auch auf Gebrauchtanlagen zurückgegriffen wird. Im Sinne der Nachhaltigkeit sind die gebrauchten Transformatoren die schönste Lösung.
zek: Welches Reparaturservice bietet BARTH seinen Kunden?
Barth: Was uns auszeichnet, ist, dass wir sämtliche Fabrikate reparieren können. Das ist für Kunden durchaus entscheidend. Sie müssen ihren Trafo nicht unbedingt zum Hersteller schicken. Übrigens bieten wir das Gleiche auch für Elektromotoren an. Unsere große Erfahrung am Reparatursektor hat einen sehr günstigen Nebeneffekt: Wir wissen ganz genau, was, wo und wie über die Jahre hinweg am Markt gebaut wurde – und welche Trends es gibt. Daraus ergibt sich ein sehr gutes Bild über den gesamten Transformatorenmarkt. zek: Vielen Dank für das Gespräch!
Troyer steht für Spitzenqualität in der Herstellung von Wasserturbinen und Kraftwerksanlagen. Seit Generationen garantieren wir dank maßgeschneiderter Lösungen die optimale Nutzung der Wasserkraft für eine sichere, wirtschaftliche und ressourcenschonende Energiegewinnung. Tel. +39 0472 765 195 troyer.it
Reliability beyond tomorrow.
