Leistungssprung für Salzburger Kleinkraftwerk dank Top-Technik KW MIDERING

Das Fischach-Kraftwerk Midering wurde von der Firma Jank GmbH dank eines innovativen Anlagenkonzepts auf neue Beine gestellt. Trotz ökologischer Anpassung hinsichtlich Durchgängigkeit gelang eine Produktionssteigerung um über 70 Prozent.

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LEISTUNGSSPRUNG FÜR SALZBURGER KLEINKRAFTWERK DANK STARKEM KONZEPT UND SOLIDER TECHNIK

Für das Fischach-Kraftwerk Midering in Hallwang, am nördlichen Stadtrand von Salzburg gelegen, sollte die anstehende ökologische Aufwertung eine echte Zäsur mit sich bringen. Die Errichtung einer Fischaufstiegshilfe und die Auflassung der Ausleitungsstrecke verlangte ein völlig neues Anlagenkonzept, das eine nachhaltige Stromerzeugung ohne die befürchteten Ertragseinbußen ermöglicht. Als idealer Partner sollte sich in dieser Frage der Wasserkraftspezialist Jank GmbH erweisen, der selbst ein Kraftwerk an der Fischach betreibt und ein Konzept mit horizontalem Einlaufrechen und vertikalen Kaplan-Turbinen entwickelte, das sogar eine beachtliche Leistungssteigerung ermöglichte. Im Zusammenspiel erzeugen die Jank-Turbine mit einem Hitzinger-Generator mittlerweile um über 70 Prozent mehr Strom als der Altbestand. Mit der 2020 erfolgten Fertigstellung der Gewässerstrukturierung sind die Arbeiten am KW Midering nun vollständig abgeschlossen.

Was seine ökologische Durchgängigkeit betraf, hatte das 1983 errichtete Kraftwerk Midering noch etwas Nachholbedarf. Das Fischach-Kraftwerk war ursprünglich als Ausleitungsanlage mit einer rund 350 Meter langen Rohrleitung errichtet worden. Eine Fischaufstiegshilfe gab es noch nicht. Daher hatten sich Kraftwerksbetreiber Josef Eder und sein Anlagenverantwortlicher Bernhard Fraungruber schon seit längerer Zeit mit der Frage beschäftigt, wie diese ökologische Durchgängigkeit am Kraftwerksstandort bestmöglich zu bewerkstelligen wäre. „Unter anderem hatten wir den Einbau einer Fischaufstiegsschnecke in Erwägung gezogen. Weil wir aber damit in wirtschaft- licher Hinsicht auf keinen grünen Zweig gekommen sind, haben wir diese Option wieder verworfen“, erzählt Bernhard Fraungruber. Eine alternative Lösung, basierend auf einem umfassenden Anlagenkonzept, sollte eine neue Bekanntschaft bringen: Bernhard Fraungruber traf Siegi Jank, dessen Jank GmbH selbst ein Kraftwerk an der Fischach betreibt und dieses Eigen-Kraftwerk Grabenmühle – keine 10 Kilometer entfernt – ebenfalls erfolgreich umgestaltete.

BEHÖRDE GOUTIERT NEUES KONZEPT Grundsätzlich sah der neue Plan vor, die bestehende Ausleitungsstrecke aufzulassen und an der Wehranlage ein neues Kraftwerk inklusive einer Fischaufstiegshilfe zu errichten. Letztere sollte als Vertical-Slot-Pass nach System „enature“ ausgeführt werden, der aus Becken mit einer Tiefe von 75 cm und einer Stufenhöhe von 12,5 cm besteht. „Der mit diesem Anlagenkonzept einhergehende Fallhöhenverlust sollte durch eine Stauzieler- höhung in Kombination mit einer Unter- wassereintiefung sowie einer gesteigerten Ausbauwassermenge kompensiert werden. Durch den Wegfall der Ausleitungsstrecke wurde diese Variante von der Behörde sehr gut akzeptiert“, erklärt Bernhard Fraungruber. Als Vorteil sollte sich herausstellen, dass die Situierung des alten vertikalen Grobrechens günstig war. Somit bot es sich an, an selber Stelle den neuen Horizontalrechen zu installieren. Damit konnte ein Großteil der Einlaufsubstanz erhalten bleiben. Ein Beleg dafür, dass das neue Konzept energiewirtschaftlich fundiert und weitblickend war. „Im Rahmen des Detail-Engineerings durch die Jank GmbH konnten die veranschlagten Baukosten nochmals reduziert werden“, erläutert dazu Siegi Jank.

PRODUKTION UM 70 PROZENT ERHÖHT Da das Stauziel um 30 cm erhöht wurde, musste die Wehrklappe entsprechend angepasst werden. Außerdem wurde anstelle der zuvor installierten Antriebstechnik mit Ge-

gengewichten ein moderner Hydraulikantrieb installiert. Der Wehrbetrieb erfolgt heute funktionell im Zusammenspiel von Wehrklappe und Spülrinne. Sämtliche Stahlwasserbauarbeiten wurden vom Jeginger Wasserkraftspezialisten Jank GmbH ausgeführt, der natürlich auch die neue Turbine lieferte: Konkret wurde dabei anstelle der alten vertikalachsigen Maschine eine horizontale Kaplan-Turbine eingebaut – ausgelegt auf eine Fallhöhe von 3,5 m und ein Schluckvermögen von 5 m3/s. Mit 273 Upm treibt die Kaplan-Turbine den direkt gekoppelten Synchron-Generator an, der auf 180 kV Nennleistung ausgelegt ist. „Das gesamte Package – also die Optimierung der Fallhöhe, des Ausbaudurchflusses, der Wegfall der Restwasserdotation und die ausgezeichneten Wirkungsgrade von Turbine und Generator – hat in Summe zu einer Leistungssteigerung von 25 Prozent geführt. Beim Jahresarbeitsvermögen sprechen wir sogar von einer Steigerung von über 70 Prozent“, zeigt sich Siegi Jank hocherfreut.

NEUE STAHLBLECHE FÜR MEHR PERFORMANCE Selbstredend legt der erfahrene Wasserkraftspezialist Siegi Jank neben einem energiewirtschaftlich sinnvollen Konzept auch großen Wert auf die möglichst hochwertige maschinentechnische Ausrüstung eines Kraftwerks. Er sieht sich gerade die Generatoren ganz genau an, die er im Zusammenspiel mit seinen Turbinen einsetzt. „Grundsätzlich müssen natürlich die technischen Rahmenbedingungen passen. Der Wirkungsgrad der Maschine fließt in der Folge in unsere Wirtschaftlichkeitsberechnung ein. Das bedeutet, dass letztlich auch ein teurerer Generator zum Zug kommen kann, wenn er von seinen Leistungsdaten überzeugt“, sagt Siegi Jank und ergänzt: „Wir wissen ja selbst sehr gut Bescheid, was im Bereich Generatoren möglich ist, und wo man schrauben kann.“ Der oberösterreichische Wasserkraft-Fachmann spricht damit unter anderem auch die Wahl der eingesetzten Materialien an, die in Sachen Wirkungsgrad eine Rolle spielen können. Damit erklärt sich auch ein Pluspunkt der Generatoren aus dem Hause Hitzinger. Nicht zuletzt durch den regionalen Nahbezug des Unternehmens zum Stahlkonzern Voest kann Hitzinger immer wieder auf neuartige Stähle zurückgreifen, die leichter und zugleich hochfunktionell sind. Andererseits unterliegen bei Hitzinger neue Materialien strengsten Auswahlkriterien. Nicht alles, was sich über Jahrzehnte bewährt hat, wird durch Neues ersetzt. Ein Punkt, der sicher zur Betriebssicherheit der Generatoren beiträgt.

Mit 273 Upm treibt die Kaplan-Turbine aus dem Hause Jank den direkt gekoppelten Synchrongenerator vom Fabrikat Hitzinger an. Mit Blick auf Performance und Langlebigkeit wählt der erfahrene Wasserkraftfachmann Siegi Jank die von ihm eingesetzten Generatoren nach strengen Kriterien aus.

UMGANG MIT FEHLERN ENTSCHEIDEND „Mir ist wichtig, dass der Hersteller unsere Sprache spricht – und damit meine ich nicht Deutsch“, erklärt Siegi Jank mit einem Augenzwinkern. Es geht ihm darum, dass man technisch auf Augenhöhe kommunizieren kann, um allfällige Sachthemen auszudiskutieren. „Häufig geht es ja um Fragen, wie etwa: Wie flexibel ist ein Hersteller in der Gestaltung des Gehäuses?“ Entsprechend positiv werden demnach Generatorhersteller wie Hitzinger wahrgenommen, der kein Produkt von der Stange liefert, sondern vielmehr eine Maschine, die maßgeschneidert wird für die individuellen Anforderungen des Kunden. Auf jeder Maschine, die das Werk in Linz verlässt, prangt eine eigene Kundennummer. Ein weiterer wichtiger Aspekt, der für Jank eine Rolle in der Generatorwahl spielt: Wie die Erfahrungen mit dem Kundendienst sind. Kurze Entscheidungswege, Flexibilität-, Haus-

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und Sachverstand sind dabei stets willkommen. Aber ein Punkt steht für Siegi Jank über allen: „Das Wichtigste ist für uns: Wie geht ein Hersteller mit Reklamationen und Problemen um? Fehler passieren überall und jedem. Der jeweilige Umgang mit diesem Thema trennt jedoch die Spreu vom Weizen.“

STROMERZEUGUNG NUN AUCH IM WINTER „Die Entscheidung, welche Maschine wir letztlich auswählen ist im Grunde eine Mischung aus Preis, Leistung, Wirtschaftlichkeit – und auch etwas Bauchgefühl“, räumt Siegi Jank ein. Eine Vielzahl kleiner Aspekte, resultierend aus Erfahrung und Know-how, stellt die Basis für die Qualität eines Hitzinger-Generators dar. Zum Beispiel der Punkt Vibrationen: Dank der jahrzehntelangen Erfahrung im Bau von Schiffsmotoren konnten die Techniker vieles davon übernehmen, wie man auch einen Wasserkraftgenerator möglichst vibrationsfrei designt. Das bedeutet

Technische Daten

• Gewässer: Fischach • Kraftwerkstyp: Niederdruck-Kraftwerk • Ausbauwassermenge: 5 m3/s • Bruttofallhöhe: 3,5 m • Turbine: Kaplan-Schacht, vertikal • Drehzahl: 273 U/min • Engpassleistung: 145 kW • Hersteller: Jank GmbH • Generator: Synchron • Hersteller: Hitzinger • Drehzahl: 273 U/min • Schleuderdrehzahl: 736 Upm • Nennleistung: 180 kVA • Nennstrom: 260 A • Jahresarbeit: 680.000 kWh/a • Inbetriebnahme: Mai 2019

Im Hinblick auf einen effizienten und sicheren Betrieb wurde beim Kraftwerk Miedering die von der Firma Jank entwickelte Leittechnik JaPPOS für eine vollautomatische Stromproduktion eingesetzt.

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letztlich nicht nur Geräuscharmut, sondern auch weniger Verschleiß und längere Lebensdauer. Ein weiterer Punkt, der für Kraftwerksbetreiber üblicherweise eine Rolle spielt, wie Betreiber Bernhard Fraungruber bestätigt: „Die Anlage läuft wirklich sehr ruhig und verursacht im Betrieb nur ein minimales Ausmaß an Schwingungen.“ Beim KW Midering kam konkret ein 3-phasiger Synchrongenerator zum Einsatz, 5,4 Tonnen schwer und ausgelegt auf einen Nennstrom von 260 A. Die Schleuderdrehzahl der Maschine liegt bei 736 Upm. Während der alte Maschinensatz im Maximum 115 kW erreichte, schafft das neue Maschinengespann mittlerweile unter Volllast 145 kW. Das Resümee von Bernhard Fraungruber fällt entsprechend positiv aus: „Wie das erste abgelaufene Betriebsjahr zeigte, bleibt die Anlage im Vergleich zum Altbestand nun auch bei geringer Wasserführung am Netz, die Stromproduktion ist somit nun auch im Winter möglich. Dies wirkt sich am Ende natürlich auch sehr günstig auf die Jahresproduktion des neuen Kraftwerks aus.“

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