zek Hydro - Ausgabe 6 - 2018 by zek Magazin

DEZEMBER 2018

Verlagspostamt: 4820 Bad Ischl · P.b.b. „03Z035382 M“ – 16. Jahrgang

Fachmagazin für Wasserkraft

HYDRO

STRONG SOLUTIONS FOR PE NSTOCKS AND GATES

ANDRITZ ist ein weltweit führender Anbieter von elektromechanischen Anlagen und Dienstleistungen („from water-to-wire“) für Wasserkraftanlagen. Mit als über 175 Jahren Erfahrung und mehr als 31.600 installierten Turbinen sind wir ständig bestrebt, technologische Innovationen zu entwickeln, die den Anforderungen und Bedürfnisse unserer Kunden

entsprechen. Energieversorger aus der ganzen Welt schätzen unser Know-How und Engagement und Vertrauen in die Sicherheit und Zuverlässigkeit unserer maßgeschneiderten Energieerzeugungslösungen. Im Stahlwasserbau positioniert sich ANDRITZ als einer der weltweiten Marktführer, der Rekorde aufstellt.

Das Produkt- und Seviceangebot für Wasserkraftwerke, Wasserversorgung und Bewässerungsanlagen beinhaltet Verteiler, Abzweiger, Rohrverbindungen, Druckrohrleitungen sowie Schütze und Wehrfelder. ANDRITZ - your global partner for hydropower generation.

Salzburg AG/Marco Riebler

HYDRO

Schwerpunktthema Durchflussmessung Trifurkator für Wasserbatterie Gaildorf montiert Pumpspeicherkraftwerk Dießbach nimmt Betrieb auf Kompakter 6-Flügler für neues Kraftwerk in Emilia-Romagna

News & Abo www.zek.at

ANDRITZ HYDRO GmbH ⁄ www.andritz.com/hydro

Wie kann erneuerbare Energie noch nachhaltiger werden?

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GLOBAL Hydro ist weltweit der erste Ansprechpartner für Wasserkrafttechnologien und sichert durch innovative Lösungen eine lebenswerte Umwelt für die nächsten Generationen.

Amiblu Wasserkraft-Rohrsysteme – ein Produkt für Generationen • Produktion mit umweltfreundlichen Rohstoffen aus dem Materialkreislauf, z.B. PET-Harze • Reduzierte CO2-Emissionen bei Transport und Verlegung durch geringes Produktgewicht • CO2-Einsparungen dank idealer hydaulischer Eigenschaften – Einsatz kleinerer Durchmesser bei gleichem Output • Zuverlässig korrosions- und abriebbeständig für eine Lebensdauer von 150 Jahren www.amiblu.com Amiblu Rohrsysteme Entwickelt für die nächsten 150 Jahre GLOBAL Hydro Energy GmbH . 4085 Niederranna 41 . Austria . +43 7285 514 10 . info@global-hydro.eu Ihr Amiblu Partner für Österreich www.etertec.at

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www.global-hydro.eu

HYDRO

Zur Sache

DIE GROSSEN THEMEN DER WASSERKRAFT RÜCKEN INS ZENTRUM

enn im Herbst die Tage kürzer werden, pflegt die Wasserkraftbranche ihre Traditionen. Tagungen, Messen, Kongresse: die Veranstaltungen folgen einem schnellen Takt. Zu viel des Guten? Die Frage kann mit einem klaren Nein beantwortet werden. Schließlich unterscheiden sich die verschiedenen Tagungen doch deutlich in ihrer Zielgruppenausrichtung, ihrem Programm und ihren Schwerpunkten. Zudem gehorchen die Veranstaltungen immer noch dem Marktgesetz von Angebot und Nachfrage. Und letztere ist nach wie vor ungebrochen hoch. Greift man etwa die Tagung von Kleinwasserkraft Österreich heraus, so konnte man sich in Schladming über rund 450 registrierte Teilnehmer freuen – ein absoluter neuer Rekord. So positiv die Resonanz von Publikumsseite zu bewerten ist, so nachdenklich stimmt im selben Moment allerdings die äußerst dünne Präsenz politischer Vertreter. Es war auffällig, dass fast alle namhaften Politiker bzw. Politikerinnen, die eingeladen waren, vor dem vielköpfigen Auditorium in Schladming zu sprechen, unter Angabe von mehr oder weniger nachvollziehbaren Gründen ihre Teilnahme absagten. Zufall? Wohl kaum. Viel eher ein Phänomen unserer Zeit, in der sich Politiker immer weniger als Meinungsbildner sehen, sich dafür aber möglichst stromlinienförmig im Gegenwind der Meinungen ausrichten. Dabei stünde es vielen sehr gut an, sich die Vorträge der zum Teil wirklich hochkarätigen Experten anzuhören. Schließlich stehen längst nicht ausschließlich Detailfragen zu Technik, Ökologie oder Wirtschaftlichkeit im Mittelpunkt der Tagungen. Vielmehr werden immer häufiger auch die großen Fragen aufgeworfen: Welchen Beitrag kann die Wasserkraft zur intendierten Energiewende leisten? Welche Position kann und wird sie im Verbund mit den anderen erneuerbaren Energieformen in der Zukunft einnehmen? Welche Rolle kann und wird sie für unsere Netze spielen? Wo liegen ihre Chancen, wo die Fallstricke? Die Diskussionen um diese Fragestellungen sind wichtig, unumgänglich und verdienen ein starkes Bühnenlicht. Denn schließlich gibt die Wissenschaft auf diese Fragen bereits heute konkrete Antworten: Geht es um Ausgleichs- und Regelenergie, wird es ohne Wasserkraft nicht gehen. Geht es um Versorgungssicherheit – ebenso. Geht es um Netzstabilität – ebenso. Geht es um Schwarzstartfähigkeit – ebenso. Geht es um Speichertechnologie – dito. Die Aufzählung ließe sich noch erweitern. All diese Punkte sind längst wissenschaftlich belegt, mit unzähligen Zahlen, Daten, Diagrammen und Grafiken untermauert. Und dennoch – so scheint es – sind die Fürsprecher der Wasserkraft auf politischer Seite dünn gesät. Die älteste und effizienteste Form der erneuerbaren Energien hat ganz offensichtlich ein Lobbyproblem. Was Wasserkraft, ob klein oder groß, heute zu leisten imstande ist, bildet auch die vorliegende Ausgabe der zek HYDRO – wie gewohnt – in Teilen ab. Vorrangig zu nennen etwa das nun eröffnete neue Pumpspeicherkraftwerk Dießbach (S18) der Salzburg AG, das mit einer weltweit einzigartigen Matrixpumpe neue Maßstäbe in Sachen Regeltechnik setzt. Oder das Projekt Naturspeicher Gaildorf (S68), ein Vorzeigemodell für das künftige Zusammenspiel von Wind- und Wasserkraft: Lesen Sie dazu einen Fachbericht aus der Perspektive des Stahlwasserbauers. Oder das Kraftwerk Sterzermühle (S46) in Bamberg, wo nach langjährigem Bemühen nun im Zentrum der Weltkulturerbestadt ein alter Kraftwerksstandort mithilfe modernster Technik aus dem Dornröschenschlaf geweckt wurde. Abschließend möchte ich mich wieder bei allen bedanken, die am Entstehen der vorliegenden Ausgabe mitgeholfen haben - ebenso wie bei jenen, die uns auch in diesem Jahr wieder die Treue gehalten haben. Ich darf Ihnen, liebe(r) Leser(in) noch einen guten und erfolgreichen Jahresausklang sowie frohe Weihnachten, erholsame Feiertage und einen guten Rutsch ins neue Jahr 2019 – und natürlich wieder eine gute Zeit mit der neuen zek HYDRO wünschen.

Ihr Mag. Roland Gruber (Chefredakteur) rg@zekmagazin.at

Dezember 2018

HYDRO

Inhalt

KW DIESSBACH

29 KW MAINBURG

32 KW PONTE VERUCCHIO 36 KW ATEX

Aktuell

Veranstaltung

Projekte

06 Interessantes & Wissenswertes SHORT CUTS

16 Wasserkraft – flexibel und speicherbar: Geballtes Fachwissen RENEXPO INTERHYDRO

29 Innviertler Wasserkraftspezialist realisiert erstes Pielachkraftwerk KW MAINBURG

Standpunkt

32 Maßgeschneiderte Kaplan-Technik für Kraftwerk in Emilia-Romagna KW PONTE VERUCCHIO

17 Kleinwasserkraftwerke schaffen wertvolle Lebensräume KOLUMNE PELIKAN

Projekte 18 Innovative Matrix-Pumpentechno logie macht Kraftwerk zukunftsfit PSKW DIESSBACH

Veranstaltung

03 Editorial 04 Inhalt 06 Impressum

Dezember 2018

26 Kleinwasserkraft Österreich feiert 40. Geburtstag in Schladming KWK TAGUNG

36 Kraftwerk im Bayerischen Wald leistet Beitrag zur Netzstabilität KW ATEX

Veranstaltung 40 Hochkarätiges Informationsforum im Vinschgauer Mals INTERALPINE ENERGIETAGE 43 Wasserkraft 4.0: Zwischen Tradi tion und Disruption KWO FACHTAGUNG

HYDRO

Inhalt

KW STERZERMÜHLE

KW WÖLZERBACH

SCHWERPUNKT

Projekte

Energiewirtschaft

46 Alter Bamberger Standort erwacht aus Dornröschenschlaf KW STERZERMÜHLE

64 Strenge Restwasservorgaben bedeuten Erzeugungsverluste ENERGIESTRATEGIE 2050

50 Ganzjährig effektive Strompro duktion mit Durchströmturbine KW SAUKASERBACH

Technik

52 Neues Kleinkraftwerk liefert Strom für 500 Haushalte KW WÖLZERBACH 56 Energieunternehmen vertraut auf moderne Gussrohr-Technologie KW ST. MARTIN I. PASSEIER 60 Österreichische Technik überzeugt Kraftwerksbetreiber in Guatemala KW POZA VERDE

68 Anzeigen

VIENNAHYDRO

zek HYDRO 6/2018

Amiblu U2 Global Hydro Energy U3 Andritz Hydro U4 ABB 24 AUMA 9 BHM-Ing. 37 Bilfinger VAM 67 Braun 8 Elin 23 Endress & Hauser 74 Etertec-Amiblu 20 EUT-Ing. Büro 56 Geotrade 55 GMT-Wintersteller 19 Gugler Waterturbines 63 GWF MessSysteme 70 H&W Control 62 HV-Bau 51 Jank 31 Kössler 15 Lukas 48 MGX 55 Moosmair 58 Murauer Stadtwerke 55 Oiles 7 Ossberger 51 Petautschnig 53 Pittino ZT 54 Rittmeyer 71 Rumpf Bau 53 Schubert E-Technik 39 Siemens 21 Sommer 69 SORA 12 TRM-Tiroler Rohre 59 VEGA Grieshaber 72 Wild Metal 17 WKV 11

65 Wasserbatterie braucht Kompetenz erfahrener Unternehmen NATURSPEICHER GAILDORF

Schwerpunkt 68 Durchflussmesssysteme – unverzichtbare WK-Komponenten DURCHFLUSSMESSUNG

Veranstaltung 76 Viennahydro setzt die Maßstäbe in Sachen Wasserkraft-Know-how VIENNAHYDRO

Dezember 2018

HYDRO

KLEINWASSERKRAFTWERKE ALS LADEINFRASTRUKTUR NUTZBAR MACHEN „Für die im Mobilitätsbereich notwendigen Maßnahmen und Entwicklungen kann und wird die Österreichische Kleinwasserkraft ihren Beitrag leisten. Nicht nur in Form von Stromproduktion“, sagt Kleinwasserkraft Österreich Geschäftsführer Paul Ablinger. Notwendig seien dafür aber auch regulatorische Anpassungen. Durch geringfügige Adaptionen bei der Ökostrompauschale könnte beispielsweise die Errichtung einer großen Anzahl von Ladestationen angestoßen werden. Viele der mehr als 3.500 Kleinwasserkraftwerke in Österreich liegen verkehrstechnisch günstig und könnten rasch mit Ladestationen ausgestattet werden. Fast 15.000 Euro im Jahr beträgt die Ökostrompauschale, sobald ein Kraftwerk auf Netzebene 5 vom Volleinspeiser zum Überschusseinspeiser wird. In dieser Form verhindert diese Ökostrompauschale die naheliegende und sinnvolle Errichtung von Ladestationen an Kleinwasserkraftwerken.

Dezember 2018

Impressum HERAUSGEBER

Mag. Roland Gruber und Günter Seefried

Südtirols Landeshauptmann Arno Kompatscher ist entschlossen, zugunsten der Wasserkraft bei der Regierung in Rom zu intervenieren.

Foto: Wikipedia

VERLAG

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

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

Foto: zek

REDAKTION

Die Wasserkraft repräsentiert das Rückgrat der Südtiroler Energieversorgung. Im Bild: Kraftwerk Puni im Vinschgauer Mals

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

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

Erika Gallent, office@zekmagazin.at Mobil +43 (0)664-2426 222

Foto: zek

GESTALTUNG

Rudi Rienzner, Präsident des Südtiroler Energieverbandes kann die geplanten Einschränkungen der Förderrichtlinien für die Wasserkraft nicht nachvollziehen und sieht darin eine ernste Bedrohung.

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

MEDIA DESIGN: RIZNER.AT Stabauergasse 5, A-5020 Salzburg Tel.: +43 (0)662/8746 74 E-Mail: m.maier@rizner.at DRUCK

Druckerei Roser Mayrwiesstraße 23, 5300 Hallwang Telefon +43 (0)662-6617 37 VERLAGSPOSTAMT

A-4820 Bad Ischl GRUNDLEGENDE RICHTLINIEN

zek Zukunftsenergie und Kommunaltechnik ist eine parteiunabhängige Fachzeitschrift für erneuerbare Energien und zukunftsorientierte Technologien sowie Management im kommunalen Bereich. ABOPREIS

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

Foto: zek

BEI SÜDTIROLS WASSERKRAFT ZU SPAREN WÄRE EIN FEHLER Deutlich mehr als 1.000 Wasserkraftwerke – von klein bis ganz groß – bilden das Rückgrat der Südtiroler Energieversorgung. Heute produziert die Autonome Region rund doppelt so viel Strom aus eigenen Ressourcen als man selbst verbraucht. Umso nachvollziehbarer, dass sich Unverständnis in der Südtiroler Regierung über die neuen Förderrichtlinien aus Rom breitmacht. Wie das Online-Magazin salto.bz kürzlich berichtete, schlug bereits Rudi Rienzner, seines Zeichens Präsident des Südtiroler Energieverbands SEV Alarm und wurde mit den Worten zitiert: „Ändert sich nichts, ist die Wasserkraft tot.“ Im Wesentlichen geht es darum, dass gemäß des neuen FER („fonti energetiche rinnovabili“) sämtliche Fördergelder für Wasserkraftwerke kleiner als 1 MW massiv eingeschränkt werden, im Fall von Südtirol sind das über 900. Nachdem die Förderungen allerdings dringend nötig sind für die Sanierung und Erhaltung der Anlagen, droht den Garanten der Südtiroler Stromversorgung eine wirtschaftliche Bredouille. Mittlerweile hat sich dazu auch Landeshauptmann Arno Kompatscher eingeschaltet, der laut „salto“ in Rom zu intervenieren gedenkt. Es sei richtig, dass der Staat Einsparungen vornehmen wolle, aber „hier spart er an der falschen Stelle“, so Kompatscher. Ein Gespräch mit dem zuständigen Minister für wirtschaftliche Entwicklung, Luigi Di Maio, ist angekündigt. Mittlerweile regt sich hinsichtlich des neuen FER bereits auch in den Nachbarregionen, Veneto und Friaul, Unmut. Man will für die Wasserkraft intervenieren.

Aktuell

Alle E-Autonutzer könnten sicher sein, 100% Ökostrom zu tanken und Netzkosten sparen. Auf diese Weise könnte auch die Gesamtbilanz der E-Mobilität entscheidend und kostengünstig gesteigert werden.

zek HYDRO erscheint 6x im Jahr. Auflage: 12.000 Stück Dem Ehrenkodex des Österreichischen Presserates verpflichtet

HYDRO

Aktuell

Foto: Trianel

Foto: Peter Hill/pixelio.de

Foto: zek

Trianel steigt aus dem Projekt Pumpspeicherkraftwerk in Gotha aus.

STOPP FÜR PUMPSPEICHERWERK VON TRIANEL Nach übereinstimmenden Berichten mehrerer deutscher Medien verfolgt das Energieunternehmen Trianel die Pläne zum Bau eines Pumpspeicherkraftwerks im Thüringer Wald nicht mehr weiter. „Die Trianel GmbH und die hinter ihr stehenden 36 Stadtwerke haben so entscheiden, weil die energiepolischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für solche Großprojekte nicht gegeben sind“, zitiert die ZfK - Zeitung für Kommunale Wirtschaft die Konzern-Sprecherin Nadja Thomas. Das Großrprojekt in den Thüringer Bergen war seit geraumer Zeit immer wieder Thema kontroverser Diskussionen von Befürwortern und Gegnern. Ursprünglich wurde die Gesamtinvestition für das Projekt an der Schmalwassertalsperre bei Tambach-Dietharz, das eine Leistung von 1070 MW bringen sollte, mit über einer Milliarde Euro beziffert worden. Deutsche Medien sprechen von Planungskosten in zweistelliger Millionenhöhe.

Im Bild: Ein verbautes Gerinne im Lesachtal. Nun wird am Lesachbach ein neues Kleinwasserkraftwerk gebaut.

NEUES KRAFTWERK AM LESACHBACH WIRD GEBAUT Letztlich wog das öffentliche Interesse zugunsten des neuen Kleinwasserkraftwerks am Lesachbach in der Osttiroler Gemeinde Kals doch schwerer als die Einspruchnahmen der Kraftwerksgegner, die sich gegen die hydroelektrische Nutzung des Osttiroler Wildbachs stark gemacht hatten. Letztere hatten den Bach als schützenswert eingestuft. Doch für das Kleinkraftwerk hatten sich die Nationalparkverwaltung Hohe Tauern, der Tourismusverband Osttirol sowie die Bauern- und Wirtschaftskammer eingesetzt. Laut „Tiroler Tageszeitung“ soll das Kraftwerk mit seinem Strom unter anderem einen Alpengasthof und mehrere Almhütten versorgen und somit das Ende der Ära der Dieselaggregate auf der Alm einläuten. Betreiber der Anlage ist die Agrargemeinschaft Lessacher Alpe. Für die Stromgewinnung wird eine 1.650 m lange Druckrohrleitung durch das Lesachtal verlegt. Die Bauarbeiten für das Kraftwerk haben bereits begonnen.

Foto: Wikipedia

GLEITLAGER! NICHTS ALS GLEITLAGER...

Nach dem Solothurner Kantonsparlament hat nun auch der Aargauer Regierungsrat der vorzeitigen Verlängerung der Betriebskonzession für das KW Gösgen zugestimmt.

WASSERKRAFTWERK GÖSGEN: GRÜNES LICHT AUS DEM AARGAU Wie das Schweizer Energieportal engergate-messenger.ch berichtete, soll nach dem Solothurner Kantonsparlament nun auch der Aargauer Regierungsrat die Konzession für das Wasserkraftwerk Gösgen vorzeitig verlängert haben. Das bedeutet, dass der Betreiber der Anlage, Alpiq, die Anlage nun weiter betreiber kann, ohne tiefgreifende Änderungen vornehmen zu müssen. Die Anlagen sollten jedoch, so das Energiemagazin weiter, an den aktuellen Stand der Technik sowie an die Anforderungen der Hochwassersicherheit und der Ökologie angepasst werden. Dabei sind auf dem Aargauer Abschnitt des Konzessionsgebiets weder technische noch ökologische bauliche Massnahmen vorgesehen. Die bislang geltende Konzession endet Mitte November 2027. Die Alpiq Hydro Aare AG hatte um eine vorzeitige Erneuerung der 70-jährigen Konzession ersucht. Der Solothurner Kantonsrat hatte die Zustimmung zur vorzeitigen Erneuerung der Konzession bereits Mitte Mai erteilt.

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Dezember 2018

HYDRO

Foto: Eisenbeiss

Aktuell

Getriebe von Eisenbeiss gelten als effizient und langlebig – und genießen daher einen ausgezeichneten Ruf in der Wasserkraft.

MODERNE WASSERKRAFTGETRIEBE FÜR EINE SAUBERE ZUKUNFT Eisenbeiss ist ein Spezialgetriebehersteller, der schon vor mehr als 50 Jahren erste Aufträge im Bereich Wasserkraft für Francisturbinen realisierte. Diese Erfahrungen waren der Anfang für die Gründung eines eigenen Geschäftsbereiches 2010. Heute bietet Eisenbeiss die passende Getriebelösung – egal, ob es sich um PIT, Rohr- oder eine vertikale Wasserturbine handelt. Dabei richtet sich die Auslegung nach Fallhöhe, Durchflussmenge und Flügelzahl. Darüber hinaus müssen die Baureihen besonderen Anforderungen in Bezug auf Platzbedarf, Einbauraum und optimale Getriebeübersetzung gerecht werden. Die Einmaligkeit der selbstentwickelten Getriebe macht neben der robusten und kompakten Bauweise der extrem hohe Wirkungsgrad von über 99% aus. Denn schließlich geht es um die Erzeugung von Strom, und Verluste durch Abwärme reduzieren die Rentabilität der Wasserkraftanlage. Die hohe Effizienz der Getriebe wird durch doppelschrägverzahnte Teile, besondere Fertigungsmethoden und optimierte Lagerung erreicht. Ein angenehmer Nebeneffekt ist der geringe Lärmpegel, der so die Beeinträchtigung für Mensch und Natur minimiert. Zusätzlich bietet Eisenbeiss mit seinem i:gear4.0® ein digitales Überwachungstool, das zuverlässig und bedienerfreundlich eine moderne Fernkontrolle ermöglicht. Unvorhergesehene Stillstände bzw. ungewollte Wartungen können damit minimiert werden. „Einbauen und vergessen“, so lautet die Devise von Eisenbeiss für seine zahlreichen in- und ausländischen Kunden. Denn schließlich sollen die mit ihrem Getriebe sorgenfrei Strom erzeugen können. Mehr unter: www.eisenbeiss.at

Foto: ewa

Foto: zek

Das Kraftwerk Erstfeldertal im Kanton Uri wird Realität. Baubeginn ist Juni 2019.

KW ERSTFELDERTAL – VON DER VISION ZUR GREIFBAREN REALITÄT Das Kraftwerk Erstfeldertal im Kanton Uri ist einen entscheidenden Schritt weiter. Die sehr anspruchsvollen Projektziele für dieses Jahr wurden vollumfänglich erreicht: Anfang Oktober erhielt das Kraftwerk die Konzession und am 19. November auch die Baubewilligung. Am Mittwoch, 21. November 2018, wurde die Aktiengesellschaft offiziell gegründet. Der Verwaltungsrat der Kraftwerk Erstfeldertal AG mit Verwaltungsratspräsident Werner Jauch traf sich anschließend für die Gründung zur ersten Sitzung. Die Bauarbeiten für das Kraftwerk Erstfeldertal sollen bereits im Juni 2019 beginnen, die Inbetriebnahme der Winterturbine ist für Dezember 2020 geplant. „Wir investieren 36 Millionen Franken in das Kraftwerk Erstfeldertal“, erklärt Verwaltungsratspräsident Werner Jauch. „Im Betrieb wird es Strom für rund 7.200 Haushalte liefern. Die Energiestrategie des Kantons Uri feiert heuer ihr 10-Jahr-Jubiläum. Der Ausbau der Wasserkraft ist darin eine zentrale Stoßrichtung. Das Kraftwerk Erstfeldertal unterstützt zusammen mit den anderen neuen Kraftwerken Bristen, Gurtnellen, Schächen und Palanggenbach diese Strategie und auch die Energiestrategie des Bundes. Diese Kraftwerke sind wichtige Säulen einer erneuerbaren und sicheren Energieversorgung.“ Die Anlage wird bei einer Ausbauleistung von 11,5 MW im Regeljahr rund 32 GWh sauberen Strom erzeugen. Zudem wird sie pro Jahr rund 500.000 Franken Wasserzinsen generieren und für zusätzliche Steuereinnahmen für die Gemeinde Erstfeld und den Kanton Uri sorgen. Und schliesslich sichert das Projekt auch bestehende Arbeitsplätze.

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Dezember 2018

www.braun.at

HYDRO

Aktuell

Foto: Layhmeyer Group

Ein zukunftsweisendes 13,5 MWh Batteriespeichersystem verleiht dem Kraftwerkspark Pfreimd in der Oberpfalz mehr Flexibilität.

SCHLÜSSELPROJEKT FÜR DIE ENERGIEWENDE IN BAYERN EINGEWEIHT Im bayerischen Pfreimd wurde am 25. Oktober ein innovatives Batteriespeichersystem feierlich eingeweiht. Auf dem Gelände der oberpfälzischen Wasserkraftwerksgruppe implementierte ENGIE Deutschland eine elektrische Speicheranlage mit einer Kapazität von 13,5 MWh. Diese ergänzt das bestehende 137 MW Wasserkraftwerk und unterstützt somit eine sichere und effiziente Energieversorgung mit hohem regenerativem Anteil. Der bayerische Energie- und Wirtschaftsminister Franz Josef Pschierer hob anlässlich der Einweihung die Bedeutung des Projekts hervor: „Die Kombination aus Batteriespeicher und Wasserkraft ist eine Lösung, die zeigt, wie Technik und Natur Hand in Hand gehen können, um die Energieversorgung der Zukunft zu sichern.“ Der Batteriespeicher besteht aus 39.600 zusammengeschalteten Lithium-Ionen-Zellen, die zur Primärregelung beitragen. Die Beratung für das ehrgeizige Projekt übernahmen die Experten von Lahmeyer International. Sie bewerteten das technische Gesamtkonzept, überprüften die Unterlagen zur elektro-, leit- und sicherungstechnischen Ausrüstung sowie die Eignung der elektrochemischen Komponenten.

Zum 10-jährigen Jubiläum des PowerTowers der Energie AG fand eine Kunstvernissage statt. Dabei anwesend waren (stehend v.l.) Technikvorstand Stefan Stallinger, Finanzvorstand Andreas Kolar, Landeshauptmann Thomas Stelzer, Generaldirektor Werner Steinecker; (sitzend) Künstlerin Alexandra Baumgartner und Kurator Franz Prieler.

ENERGIE AG POWERTOWER FEIERT 10-JÄHRIGEN GEBURTSTAG Bei der Konzeption der neuen Konzernzentrale der Energie AG in der oberösterreichischen Landeshauptstadt Linz vor mehr als einem Jahrzehnt stand der Gedanke der Energieeffizienz im Mittelpunkt. Ein ausgeklügeltes, aus mehreren Komponenten zusammengestelltes Energiesystem sollte dafür sorgen, dass der Energieeinsatz minimiert wird, ohne dass es zu Komforteinbußen bei den Mitarbeitern kommt. Die vorgegebenen Ziele im PowerTower der Energie AG, dem ersten Bürohochhaus der Welt mit Passivhauscharakter, wurden letztlich in allen Bereichen erreicht. Seit zehn Jahren sind rund 620 Mitarbeiter der Energie AG am Standort Linz unter modernen Arbeitsbedingungen tätig. Am 23. Oktober wurde der Geburtstag des PowerTowers mit einer Mitarbeiter-Kunstausstellung unter dem Titel „Kreativ nach Feierabend“ gebührend zelebriert.

AUMA TAUCHT AB Elektrische Stellantriebe für den dauerhaften Unterwassereinsatz AUMA Geräte sind seit Jahrzehnten in allen Klimazonen installiert und beweisen dort ihre Robustheit - im eiskalten Sibirien genau so, wie in der heißen und trockenen Sahara oder auch in der salzig feuchten Atmosphäre beim Offshore Einsatz. In der UW Ausführung sind sie auch für dauerhafte Überflutung geeignet, beispielsweise in langzeitig gefluteten Schächten oder permanent unter Wasser, wie es bei Stauwerken von Wasserkraftwerken vorkommt. ■■ Drehantriebe SA-UW mit Steuerung AC: dauerhaft überflutbare Version ■■ Schutzart IP68-C15 oder IP68-C60: überflutbar bis 15 m bzw. 60 m Wassersäule ■■ GS Getriebe in Schutzart IP68-20: überflutbar bis 20 m Wassersäule Erfahren Sie mehr über unsere Automatisierungslösungen. www.auma.com

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Dezember 2018

25.10.2018 10:38:08

HYDRO

Aktuell ENERGIE STEIERMARK LEGT GRUNDSTEIN FÜR HOCHMODERNEN „E-CAMPUS“ Über 1.200 junge Menschen hat die Energie Steiermark in den vergangenen Jahren zu Experten und Expertinnen in Sachen Energie ausgebildet. Jetzt errichtet das Landesenergieunternehmen mit einem Investitionsvolumen von rund 10 Millionen Euro das österreichweit modernste Ausbildungszentrum für „Green Energy“. Der sogenannte „E-Campus“ soll bereits im Herbst 2019 bezugsfertig sein. Dadurch können rund 40 Prozent mehr Lehrlinge als bisher aufgenommen werden – ein wichtiges Statement in Zeiten des Fachkräftemangels. Das rund 3.000 m² große Gebäude in der Grazer Neuholdaugasse, geplant vom Architekten Markus Pernthaler, wird mit modernster Technik ausgestattet. Bereits seit Juli diesen Jahres wird auf der Baustelle gearbeitet. Anfang Oktober erfolgte durch Landeshauptmann Hermann Schützenhöfer und Landesrat Anton Lang die feierliche Grundsteinlegung. Foto: Andritz

Foto: Energie Steiermark

Energie Steiermark Vorstände Christian Purrer und Martin Graf bei der offiziellen Grundsteinlegung Anfang Oktober mit Landeshauptmann Hermann Schützenhöfer, Landesrat Anton Lang und Lehrlingen.

Die Staudämme Inga 1 und 2 wurden in den 1970er Jahren am Kongo gebaut. Durch die Errichtung des neuen Mega-Staudamms Inga 3 soll eine zusätzliche Leistungskapazität von 11.000 MW geschaffen werden.

14 MILLIARDEN TEURES STAUDAMMPROJEKT AM KONGO Die Demokratische Republik Kongo (DRK) hat mit zwei internationalen Konsortien einen Vorvertrag zum Bau eines rund 14 Milliarden Dollar teuren Riesenstaudamms abgeschlossen, berichteten Mitte Oktober mehre Onlineportale. Die „Inga 3“ genannte Aufstauung des Flusses Kongo soll eine Stromproduktion von bis zu 11.000 MW ermöglichen. Den Zuschlag konnte sich eine chinesische Gruppe, zu der unter anderem der staatliche Betreiber des Drei-Schluchten-Damms über dem Jangtse gehört, die China Three Gorges Cooperation, sichern. Das zweite Konsortium besteht aus den spanischen Energieunternehmen Grupo Cobra und AEE Holdings. Das Projekt im Westen des zentralafrikanischen Landes befindet sich seit Jahren in der Planung. Die Finanzierung des Projektes wird für die DRK – einer der ärmsten und korruptesten Staaten der Welt – eine große Herausforderung.

Hauptsitz der BKW am Viktoriaplatz in Bern

Foto: BROBOTERS Foto:Wikimedia/Wladyslaw Sojka

EWL UND BKW BESIEGELN PARTNERSCHAFT AM SOUSBACH EWL und BKW haben als gleichberechtigte Partner ein Konsortium gegründet, um ein Bauprojekt für ein Wasserkraftwerk am Sousbach bei Lauterbrunnen gemeinsam voran zu treiben. In einem ersten Schritt haben beide Partner das von der BKW im Jahr 2010 beim Kanton eingereichte Konzessionsgesuch präzisiert. EWL und BKW planen, das Projekt in den kommenden Monaten soweit vorzubereiten, dass die kantonale Leitbehörde das Bewilligungsverfahren starten kann. Vor dem Investitionsentscheid soll, basierend auf dem Konsortium, die Kraftwerk Sousbach AG gegründet werden. Diese Gesellschaft wird durch EWL und BKW als gleichberechtigte Partner getragen. Das Projekt sieht die Nutzung des Sousbach für die Stromproduktion vor. Das geplante Wasserkraftwerk weist eine installierte Leistung von gut 9 MW auf und wird jährlich rund 25 GWh erneuerbaren Strom produzieren.

Die Wehrtafeln des Kraftwerks an der Raab haben als Werbefläche einen sinnvollen Zusatzzweck.

Dezember 2018

WEHRTAFELN ALS WERBEFLÄCHE „Wirb oder stirb“ – so lautet eine alte Kaufmannsregel, die natürlich auch für Wasserkraftbetreiber Gültigkeit besitzt. Der Betreiber eines Kleinwasserkraftwerks an der Raab in der Oststeiermark hat dieses Prinzip an seiner Anlage in die Realität umgesetzt. Dort wurden zwei Wehrklappen an die vorhandenen beiden äußeren der insgesamt vier Hubschützenwehrtafeln angebaut. Bei Hochwässern führt die Raab extrem viel Treibgut mit sich, dies führte oft zu starken Verklausungen zwischen Wehr 1 und 2 beziehungsweise zwischen Wehr 3 und 4. Daher entschloss sich der Betreiber, einen Zubau am Stahlwasserbau equipment vorzunehmen. Die Wehrtafeln 1 und 4 wurden im hochgezogenen Zustand belassen und werden nur dann abgesenkt, wenn in der Zukunft eine Reparatur der Klappen erforderlich werden sollte. Als Nebenprodukt ergaben sich damit zwei große Werbeflächen, die – wie man sieht – nun einen sinnvollen Zusatzzweck erfüllen.

HYDRO

GERICHT GIBT GRÜNES LICHT FÜR NEUES KRAFTWERK AN DER ILLER Trotz des Widerstands von Naturschützern darf an der Iller an der Landesgrenze zwischen Bayern und Baden-Württemberg ein neues Wasserkraftwerk gebaut werden, berichtete die Süddeutsche Zeitung in ihrer Online-Ausgabe Mitte November. Das Verwaltungsgericht Sigmaringen hat die Klage des Bundes Naturschutz in Bayern (BN) abgewiesen. Der Umweltverband hatte unter anderem auf die große Zahl bestehender Anlagen verwiesen. Ob der BN Berufung einlegt, sei noch unklar. Der Investor Fontin & Company plant nun, im Herbst 2019 bei Dietenheim (Alb-Donau-Kreis) das Kraftwerk zu bauen, erklärte Geschäftsführer Mathias Fontin. Er freue sich, dass das Gerichtsverfahren gewisse Behauptungen des BN entkräftet habe: „Das Vorhaben steht dem Naturschutz in keiner Weise entgegen“ – es sei sogar eine Verbesserung. Turbine und Generator des Kraftwerks sollen unter der Wasseroberfläche in einem Schacht im Flussbett verbaut werden.

Foto:Wikimedia/Nikater

Aktuell

An der Iller – Bild von ihrem Ursprung – an der Grenze zwischen Bayern und Baden-Württemberg darf laut Gerichtsentscheid ein neues Wasserkraftwerk gebaut werden.

VORUNTERSUCHUNGEN AM BAHNSTOMKRAFTWERK INGOLSTADT GESTARTET Im Auftrag der Uniper Kraftwerke GmbH begannen am 19. November die drei- bis vierwöchigen Voruntersuchungen an den Stauhaltungs- und Hochwasserschutzdämmen des Bahnstromkraftwerks Ingolstadt. Diese Erkundung des Baugrunds ist Grundlage für weitere Planungen für Verstärkungs- und Erhöhungsmaßnahmen an den Damm- und Deichanlagen des Stauraums Ingolstadt. Ziel ist es, die nach dem Hochwasser 2013 erhöhten Anforderungen an den Hochwasserschutz für ein 100-jähriges Hochwasser umzusetzen. Unter anderem müssen dazu voraussichtlich die Damm- und Deichanlagen rund um den Stauraum Ingolstadt teilweise erhöht werden. Für die geologischen Untersuchungen des Baugrunds der insgesamt knapp zwölf Kilometer Damm- und Deichanlagen sind derzeit acht Rammkernbohrungen, 39 Sondierungen mittels Rammsonden und 13 Schürfe (oberflächennahe Bodenprobenentnahmen) vorgesehen.

Foto: SKI, München

Erkundung des Baugrunds an den Stauhaltungsund Hochwasserschutzdämmen des Bahnstromkraftwerks Ingolstadt am rechten südlichen Donaudamm (westlich der Stauwurzel).

Dezember 2018

Auf der Webseite www.plattform-renaturierung.ch finden sich diverse Informationen, Faktenblätter und Beispiele zur Revitalisierung der Fliessgewässer, zur Fischwanderung, Geschiebehaushalt und Schwall-Sunk-Problematik.

Foto: zek

Foto: Voith

Dr. Roland Münch, Vorsitzender der Geschäftsleitung Voith Digital Ventures, und Markus Rieck, Chief Sales Officer (CSO) der Division Hydro von Voith kündigten auf der Hydro 2018 in Polen ihre Kooperation an.

Aktuell

Foto: Archiv

HYDRO

HYDRO 2018: VOITH UND SIEMENS ENTWICKELN HYBRIDE ENERGIEKONZEPTE Die Division Hydro von Voith und die Siemens Energy Management Division kündigten auf der Hydro 2018 in Polen ihre Zusammenarbeit an. Ziel ist es, die Entwicklung hybrider Energiekonzepte mit Wasserkraft voranzutreiben. Bei steigendem Energiebedarf wird es jedoch gleichzeitig immer schwieriger, Energieerzeugung und -verbrauch durchgehend im Gleichgewicht zu halten. Pumpspeicherkraftwerke haben als multifunktionale Kraftwerke das Potenzial, diesen Herausforderungen zu begegnen. Die Pumpspeichertechnologie ist bislang die einzige, langfristig technisch erprobte und kostengünstige Form, um Energie im großen Maßstab zu speichern und kurzfristig zur Verfügung zu stellen. Die Kombination von Windkraftanlagen und/oder Solarparks mit einer Pumpspeicheranlage sorgt dafür, dass die erzeugte Energie sofort und zuverlässig gespeichert wird, wenn sie nicht direkt in das Stromnetz eingespeist werden kann. Derartige Konzepte zum Einsatz von Hybridenergie werden immer wichtiger, da der Übergang von zentralen zu dezentralen Energiesystemen ein global anhaltender Megatrend ist. Siemens ist Minderheitsaktionär der Division Hydro von Voith (Voith Siemens Hydro Power Generation GmbH & Co. KG), dem langjährigen Joint Venture zwischen den Unternehmen Siemens AG und der Voith Hydro Holding GmbH & Co. KG. Ausgangspunkt der umfassenden Zusammenarbeit ist die Integration von Wasserkraft in eines der Siemens Netzsimulations- Software-Tools. Die Software-Tool-Landschaft von Siemens bietet Planern und Betreibern von Stromversorgungssystemen Lösungen zur Simulation, Analyse, Modellierung und Erstellung digitaler Zwillinge von Übertragungs- und Verteilungsanlagen sowie industriellen Energieerzeugungssystemen. Zunächst liegt der Fokus beider Unternehmen auf dem integrierten Ansatz zur Bewertung der technischen Machbarkeit von Hybridkonzepten mit Wasserkraft unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Erwartungen.

MITGLIEDER-UMFRAGE VON SWISS SMALL HYDRO Der Verband Swiss Small Hydro hat seine Mitglieder im August 2018 zu ihren Erfahrungen mit dem neuen Energiegesetz und der „Sanierung Wasserkraft“ befragt. Der Verband hat eine Zusammenfassung der beinahe 100 Rückmeldungen auf seiner Webseite veröffentlicht: Nach altem KEV-Recht müssen alle Kraftwerke, die saniert oder erneuert werden, eine entsprechende Mindestproduktion erreichen. Knapp 40 Prozent gaben an, diese 2018 nicht zu schaffen. Die Auswirkungen dazu erkären sich rund 52 Prozent mit einem Verlust der Wartelistenposition, worauf der Förderanspruch entfällt. 21 Prozent gehen von der Einseisevergütung über zum Investitionsbetrag, und 42 Prozent rechnen mit einem neuen Einspeisetarif gegenüber dem positiven KEV-Bescheid. Für 68 Prozent der Befragten ist der Weiterbetrieb mit finanziellen Verlusten verbunden, während für 14 Prozent ein künftiger Betrieb ohne KEV nicht garantiert werden kann. 14 Prozent befürchten einen Liquiditätsengpass, womit sogar die Gefahr eines Konkurs bestünde. Auf die Frage, ob eines Ihrer Kraftwerke im Rahmen der ökologischen Sanierung Wasserkraft (BAFU) sanierungspflichtig ist, stimmten 42 Prozent mit „ja“ und 58 Prozent gaben an, keine Sanierungsmaßnahmen zu planen. Bei den 42 Prozent, die auf diese Frage mit „ja“ antworteten, befinden sich 31 Prozent ihrer Projekte in einer bereits abgeschlossenen Sanierungsphase. Für 50 Prozent ist die Sanierung nur in Ettappen möglich und 16 Prozent haben bereits ihre Sanierungsmaßnahmen festgelegt. Rund ein Drittel der Befragten hatten keine Probleme bei der Umsetzung, während zwei Drittel mit Schwierigkeiten, wie die richtige Wahl der Sanierungsmaßnahmen, einer generellen Finanzierung, der Wirtschaftlichkeit, oder mit anderen Problemen zu kämpfen haben. Treten daher Schwierigkeiten auf, ist meistens ein zusätzlicher Aufwand notwendig und erfordern spezielle Lösungen.

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Dezember 2018

HYDRO

KONZESSIONS- UND PROJEKTGENEHMIGUNG FÜR DAS KWK-CALANCATAL Die BKW und die Gemeinde Calanca haben für ein Kleinwasserkraftwerk am Rià di Arvigo im Calancatal, im Kanton Graubünden, die Konzessions- und Projektgenehmigung erhalten. Im Sommer 2019 sollen die Bauarbeiten beginnen. Das Kraftwerk wird ab 2021 jährlich rund 4,4 Gigawattstunden erneuerbaren Strom produzieren. Dies entspricht dem Bedarf von rund 1’000 Haushalten. Das Gesuch für die Konzessions- und Projektgenehmigung wurde am 16. November 2015 beim Amt für Energie und Verkehr des Kantons Graubünden eingereicht. Nach einem knapp dreijährigen Bewilligungsverfahren hat nun der Regierungsrat des Kantons Graubünden die Bewilligungen erteilt. Nach Ablauf der Frist von 30 Tagen sind keine Beschwerden eingegangen. Der Entscheid ist somit rechtskräftig. Die BKW rechnet damit, im Sommer 2019 mit dem Bau beginnen zu können. Nach knapp zweijähriger Bauzeit sollte die Anlage im Frühjahr 2021 in Betrieb gehen. APANO STARTET WEITERES WASSER-INVESTMENT Wer in Nordamerikas Wasserleitungen und Stauseen per Anleihen investieren möchte, kann dies per spezielle Anleihen tun – die Zeichnungsfrist hat gerade begonnen. Drei sind schon platziert, jetzt bringt die Investmentgesellschaft Apano die Wasser-Infrastruktur-Anleihe 4 (ISIN: DE000A2MVF89) auf den Markt. Das von Anlegern eingesammelte Geld soll in Wasser-Projekte in den USA und Kanada fließen. Der Handel mit Wasser und das umstrittene abgefüllte Flaschenwasser sind ausdrücklich ausgeschlossen. Bei Apano betont man, dass die Anleihe die Prinzipien für sogenannte Grüne Anleihen („Green-Bond-Prinzipien“) erfüllt. Die Zeichnungsphase läuft noch bis zum 17. Dezember. Die Anleihe soll einen Zins von 5,5 Prozent im Jahr bringen, halbjährlich ausgezahlt und vorbehaltlich der tatsächlichen Einnahmen aus den Projekten. Sie läuft bis zum 22. Dezember 2025. Fremdwährungsrisiken werden über Termingeschäfte abgesichert. Die Mindestanlagesumme beträgt 5.000 Euro.

Foto: Energiedienst AG

Die Power-to-Gas-Anlage der Energiedienst AG besitzt eine elektrische Anschlussleistung von einem Megawatt. Pro Tag kann sie rund 500 Kilogramm Wasserstoff erzeugen. Das reicht für eine durchschnittliche Tagesfahrleistung von mehr als 1.000 Brennstoffzellen-Pkw. Der Probebetrieb startet noch in diesem November.

Foto: BKW Foto: IV

EINWEIHUNG FÜR POWER-TO-GAS-LEUCHTTURMPROJEKT AM HOCHRHEIN Wasserstoff aus Ökostrom kann die Mobilität klimafreundlicher machen und dort auch zu weniger Schadstoffausstoß führen. Er ist derzeit aber noch zu teuer. Eine Power-to-Gas-Anlage in Megawattgröße im süddeutschen Grenzach-Wyhlen soll nun den Weg ebnen, um die Kosten deutlich zu senken. Am 15. November 2018 wurde das Leuchtturmprojekt im Beisein von Baden-Württembergs Wirtschaftsministerin Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut offiziell eingeweiht. Der Strom für den Wasserstoff stammt aus einem benachbarten Wasserkraftwerk am Rhein. Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) koordiniert das Vorhaben. Betreiber der kommerziellen Anlage ist der Energieversorger Energiedienst AG. Wirtschaft und Forschung beteiligen sich ebenfalls an diesem Projekt zur Zukunft der Mobilität. Das Land Baden-Württemberg fördert das Vorhaben mit 4,5 Millionen Euro.

Die Forscher an der BOKU-Wien freut besonders, dass die Vielfalt der Fische zunimmt und anspruchslose Fischarten für seltene, strömungsliebende Fische wie Huchen (Bild), Barben, Nasen, Streber und Schneider Platz machen.

Das Kraftwerk nutzt das 710 m hohe Gefälle des Rià di Arvigo zwischen dem Zusammenfluss von Rià della Pianca und Rià d’Auriglia bis hinunter ins Dorf Arvigo. Mit einer Peltonturbine wird es eine Leistung von 1,7 MW erzielen. Foto: Wikipedia Voith_MediaRelease_HybridCooperation-1

ÖKOLOGISCHER SENSATIONSERFOLG AN DER TRAISEN Die Sanierung der Traisenmündung ist Österreichs bislang größtes Renaturierungsprojekt und eine der umfassendsten Maßnahmen in ganz Europa. Zwei Jahre nach Abschluss der Arbeiten untersuchen Ökologen den Erfolg der Maßnahmen. Mit Elektro-Befischung und moderner Technik beweisen die Forscher der Universität für Bodenkultur (BOKU-Wien) den sensationellen Erfolg. LIFE+ Traisen stellt neue ökologische Rekorde auf. Auf einer Fläche von 150 Hektar wurde ein für die Region typischer neuer Lebensraum geschaffen, der einer Vielzahl von heimischen Tierarten eine erweiterte Heimat bietet. Universitätsprofessor Stefan Schmutz, Leiter des Instituts für Hydrobiologie und Gewässermanagement an der Universität für Bodenkultur, spricht von einem Projekt, das seinesgleichen sucht in Europa. „Die Wissenschaft kann von der Traisen lernen, wie andere Gewässer saniert werden könnten.“

Foto: Verbund

Aktuell

Die Glen-Canyon-Staumauer in Arizona staut den Colorado River (Symbolbild): Die neue Wasser-Anleihe von Apano steckt unter anderem Geld in Staudämme.

Dezember 2018

Foto: ÖBB

HYDRO

Das neue Pumpspeicherkraftwerk der ÖBB soll bei einer Leistung von 170 MW rund 16 GWh pro Jahr produzieren. Der Baubeginn dieses 300 Mio. Euro-Projekts ist im Sommer 2021 geplant und die Inbetriebnahme soll Ende 2025 stattfinden.

Foto: APG

An die neuen High-Tech Fluggeräte werden hohe Erwartungen gesetzt.

Foto: Itaibu Binacional

Dieses seltene Schauspiel am Kraftwerk Itaipu ließen sich zahlreiche Schaulustige nicht entgehen.

Foto: snenergie

Die Eigentümer der Kraftwerk Burentobel AG (KWB) sind SN Energie AG, Filtrox AG und die Stadt St. Gallen. SN Energie ist derzeit mit 33,33 Prozent an der Kraftwerk Burentobel AG beteiligt.

Dezember 2018

Aktuell ÖBB BAUEN ERSTES EIGENES PUMPSPEICHERKRAFTWERK Nach mehr als zehn Jahren Planungs- und Genehmigungsphase ist es nun endlich soweit: Die ÖBB erteilen grünes Licht für den Neubau des Pumpspeicherkraftwerks Tauernmoos in der Kraftwerksgruppe Stubachtal. Pumpspeicherkraftwerke haben den großen Vorteil, dass sie neben der Produktion von umweltfreundlichem Strom aus Wasserkraft, auch große Mengen an Energie kostengünstig speichern und somit Leistungsspitzen im Bahnstromnetz abfedern. So kann bei geringer Nachfrage überschüssiger Strom genutzt werden, um Wasser in das höher gelegene Speicherbecken zu pumpen und anschließend, bei erhöhter Nachfrage, wieder Bahnstrom zu erzeugen. Durch die zwei neuen 85-MW-Turbinen kann nun auch dieser Höhenunterschied zwischen den beiden Speicherseen zur Stromgewinnung für den Bahnbetrieb verwendet werden. APG WILL MIT AUTONOMEN DROHNEN STROMLEITUNGEN DIGITAL WARTEN Ein Stromnetz mit einer Trassenlänge von 3.500 Kilometer in Schuss zu halten, ist sehr zeitintensiv und aufwändig. Die Austrian Power Grid (APG) betreibt das überregionale heimische Stromnetz, das sich auf einer Länge von rund 3.500 Kilometern über ganz Österreich erstreckt. Diese kritische Infrastruktur muss laufend kontrolliert werden. Die Sicherheitschecks sind zum Teil sehr aufwändig und schwierig, da Stromleitungen oft in unwegsamem Gelände verlaufen. Die APG testet als einer der ersten Übertragungnetzbetreiber Europas autonom fliegende Drohnen. Gerhard Christiner, Technikvorstand bei der Austrian Power Grid: „Störungen im Versorgungsnetz kann sich Österreich nicht leisten, denn Unterbrechungen führen auch zu hohen Kosten. Deshalb prüfen wir alle technologischen Innovationen, um die Anlagensicherheit laufend zu erhöhen.“ MEGAKRAFTWERK ITAIPÚ ÖFFNET SCHLEUSEN Am 27. Oktober öffnete das das Kraftwerk Itaipú, im Grenzgebiet zwischen Brasilien und Paraguay, alle Schleusen und lässt pro Sekunde zwischen bis zu 1.400 m³ Wasser in den Rio Paraná abfließen. Das Gemeinschaftsprojekt von Paraguay und Brasilien wurde zwischen 1974 bzw. 1991 fertiggestellt. 2004 erweiterte man die Anlage um zwei weitere Turbinen von Voith. Die insgesamt 20 Turbinen erreichen eine Leisung von rund 14.000 MW. Mit einem Wasserdargebot von durchschnittlich 10.500 m³/s kommt das Kraftwerk Itaipú auf ein Regelarbeitsvermögen von 95 TWh pro Jahr. Damit ist das Megakraftwerk am Rio Paraná eines der leistungsstärkste Wasserkraftwerke der Welt. Entgegen früheren Szenarien besteht heute für den angrenzenden Stadtteil San Rafael von Ciudad del Este keine Hochwassergefahr mehr. NEUES WASSERKRAFTWERK GRAFENAU IN DER SITTER IST IN BETRIEB Das neue Wasserkraftwerk Grafenau im Ostschweizer Kanton St. Gallen nahm nach rund einjähriger Bauzeit kürzlich seinen Betrieb auf. Die Kraftwerk Burentobel AG, an der die Stadt St. Gallen selbst beteiligt ist, baute im Sinne des Energiekonzepts 2050 an der Sitter neben dem Kraftwerk Burentobel ihr zweites Kleinwasserkraftwerk. Die im Stadtgebiet befindliche Anlage soll pro Jahr circa 1,5 GWh erneuerbare Energie aus Wasserkraft produzieren und versorgt damit rund 430 durchschnittliche Haushalte. In einer ersten Bauphase wurden die Baustelleninstallationen sowie die erforderliche Zufahrtsstraße ab dem Gelände der Vifor (International) AG erstellt. Anschließend erfolgten Mitte September letzten Jahres die Arbeiten für die neue Wehranlage an der Sitter. Im Dezember darauf startete schließlich der Bau des Zentralengebäudes. Im Zuge dieses Projektes wurden entlang des neuen Kraftwerks Grafenau zahlreiche Maßnahmen für die Verbesserung der Gewässerökologie umgesetzt.

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HYDRO

Veranstaltung

WASSERKRAFT – FLEXIBEL UND SPEICHERBAR FACHWISSEN AUF DER RENEXPO INTERHYDRO 2018

asserkraft ist sowohl spitzenlastals auch grundlastfähig. Durch ihre schnelle Anlaufgeschwindigkeit und die extrem kurzen Reaktionszeiten kann innerhalb kürzester Zeit auf Netzanforderungen reagiert werden, die Kraftwerke können in kurzer Zeit gestartet oder gestoppt, ihre Erzeugung je nach Bedarf angepasst werden. Wasserkraft kann darüber hinaus weitere Systemdienstleistungen w ie Spannungshaltung, Schwarzstartfähigkeit (kann die Versorgung selbst bei einem großflächigen Blackout aufrechterhalten), Kurzschlussleistung und Frequenzstabilisierung liefern sowie Reservekapazität bereitstellen. Damit kommt ihr eine Schlüsselrolle für die Versorgungssicherheit im zukünftigen Energiesystem zu. Neben den gut prognostizierbaren und konstanten Erzeugungen in Laufwasserkraftwerken zur Grundlastabdeckung nimmt die Bedeutung von Reserveleistung und Spitzenlast sowie insbesondere von Regelenergie zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität in einem immer flexibleren Energiemarkt zu. Diese Anforderungen werden innerhalb der EU überwiegend von den hocheffizienten Pumpspeicher- und Speicherwasserkraftwerken mit einer gesamten installierten Engpassleistung von mehr als 47.443 MW er-

Dezember 2018

Europas Treffpunkt der Wasserkraftbranche, die Renexpo Interhydro in Salzburg, öffnet am 29. und 30. November seine Pforten.

Foto: Renexpo

Um im zukünftigen Energiesystem mit einem stark wachsenden Anteil an fluktuierenden erneuerbaren Energien weiterhin den heutigen Status Quo an Versorgungssicherheit gewährleisten zu können, wird ein Ausgleich zwischen Über- und Unterdeckungen im Stromnetz erforderlich sein. WasserkraftAnlagen als speicherbarer und flexibel einsetzbarer Erzeuger werden hier eine zentrale Rolle spielen. Wie die Wasserkraft heute und in Zukunft zur Versorgungssicherheit beiträgt, welche neuen Erlösmodelle diskutiert werden, welche technischen Voraussetzungen erforderlich sind und wie sich die Fahrweise der Anlagen verändert hat, darüber informieren zahlreiche Branchenexperten auf der RENEXPO INTERHYDRO, Europas Treffpunkt der Wasserkraftbranche, am 29. und 30. November in Salzburg.

füllt. Mit einer Erzeugung von über 30 TWh stellen Pumpspeicherkraftwerke (PSW) aktuell den bei weitem größten Anteil an verfügbaren elektrischen Speichern innerhalb der EU – reaktionsschnell und hochflexibel. Benötigen Atomkraftwerke eine Kaltstartzeit von 24-48 Stunden, Kohlekraftwerke von ca. 6 Stunden und Gaskraftwerke von knapp 2 Stunden, so kann ein PSW innerhalb von 3 Minuten komplett neu hochgefahren werden. (Quelle: VBG PowerTech e.V.) FLEXIBILITÄT DANK PUMPSPEICHERUNG Zum heutigen Zeitpunkt sind PSW die Speicher mit der längsten Lebensdauer, der höchsten Effizienz und den niedrigsten Kosten, außerdem die einzige am Markt bewährte Langzeit-Speicheroption für große Strommengen. In Europa stellen sie 97 % der existierenden Speicherkapazitäten, ihre Effizienz liegt bei nahezu 80 %. (Quelle: European Commission, COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT Energy storage – the role of electricity, 2017)

Die 4. internationale Konferenz "Wasserkraft und Energiespeicher: Flexible Wasserkraft" im Rahmen der RENEXPO INTERHYDRO gibt am 29. November einen Überblick über die Möglichkeiten zur flexiblen Nutzung der Wasserkraft in Kombination mit Speichern, insbesondere Pumpspeicherkraftwer-

ken, sowie die damit einhergehenden Herausforderungen im Energiemarkt der Zukunft. THEMENKREIS NEUE MÄRKTE Weitere Themen beim Kongress sind Praxis-Erfahrungen und Komponenten im Kraftwerksbau, neue Märkte in Osteuropa, Wasserkraft in Afrika sowie ökologische Aspekte der Wasserkraft. Der VGB PowerTech e.V. veranstaltet am 30. November den Experten-Workshop "Inspection, Maintenance and Refurbishment of Hydropower Plants". In der Messe präsentieren namhafte Unternehmen die gesamte Wertschöpfungskette der Wasserkraft – von Kaplan-, Francis- und Pelton- Turbinen, Generatoren, Dichtungen, Rohre und weitere Anlagen-Komponenten über Kraftwerksteuerung, Projektabwicklung, Anlagen-Instandhaltung und -Optimierung bis zu Mess- und Regeltechnik, Stromhandel und Direktvermarktung. Die RENEXPO INTERHYDRO spricht alle in der Wasserkraft tätigen Personen aus Wirtschaft und Industrie, Behörden und Kommunen, Politik und Wissenschaft sowie Hochschule und Universitäten aus ganz Europa an. Erwartet werden 125 Aussteller, 500 Kongressteilnehmer und 2.500 Besucher. Weitere Informationen: www.renexpo-hydro.eu

HYDRO

Standpunkt Standpunkt

In der Biologenszene gehört es vielerorts zum „guten Ton“, Kleinwasserkraftanlagen ohne viel Federlesens als für unsere Gewässer schädlich abzuqualifizieren. Diese „Philosophie“ hat sich leider auch im Bereich der Wissenschaft eingenistet – ein wahrhaft unwissenschaftlicher Zugang, der sich selbst disqualifiziert. Die Diskussion über die gewässerökologischen Einflüsse von Kleinwasserkraftwerken ist im Detail zu führen und Erkenntnisse können nicht so einfach generalisiert werden. Die große Individualität kleiner Anlagen erzwingt Einzelbetrachtungen anhand objektiver Kriterien. Und damit meine ich nicht die beliebten, weil Denkvorgänge vermeidenden Grenzwerte und Kennzahlen wie sie gerne seitens der Behörden vertreter herangezogen werden, sondern eine anlagenspezifische Einzelbeurteilung. Soviel Kompetenz kann man von der Behörde schon verlangen. Folgende Beispiele mögen meine Gedanken illustrieren: In den vergangenen Jahrzehnten wurden aus Gründen des Hochwasserschutzes und des Landgewinns unzählige Gewässer begradigt und damit verkürzt. Dies führte zu einer Erhöhung des Gefälles – im Fachjargon nennt man es Rhithralisierung. Die damit verbundene Anhe bung der Fließgeschwindigkeit bewirkt einen veränderten Feststofftransport und veränderte Sedimentationsmechanismen. Gerade diese Sedimente in Form von Sand- und Kiesbänken können aber ideale und rar gewordene Laichgründe sein und dadurch die natürliche Fisch population stützen. Rückstaubereiche wirken dieser Rhithralisierung entgegen und schaffen dadurch wertvolle Lebensräume. Traditionell wünschen sich Gewässerökologen möglichst hohe Durchflüsse in Entnahmestrecken – bedingt durch Ausleitungskraftwerke. Kraftwerksbetreiber sehen das naturgemäß total entgegengesetzt. In Österreich regelt eine Verordnung die Höhe der Pflichtwasserabgabe. Dabei vergessen wird allerdings, dass auch in Gewässern das Phänomen der Predation auftritt – der Größere und Stärkere frisst eben den Kleineren und Schwächeren. Bei geringerer Dotation der Entnahmestrecke entstehen sogenannte „Kinderstuben“ für Jungfische, die von adulten und hungrigen Fischen nicht „betreten“ werden können. Auch das stützt die natürliche Arterhaltung und erspart vielleicht sogar maßlose Besatzmaßnahmen mit Zuchtfischen, die ohnehin dem Leben in der „Wildnis“ nicht gewachsen sind. Wenn Sie aufmerksam an einem kleinen Wasserkraftwerk vorbeigehen, wird Ihnen oftmals ein Fischer begegnen, der sein Glück im Unterwasserbereich der Turbine sucht. Wohl nicht ganz zufällig. Jeder weiß, dass sich im mit Sauerstoff angereicherten Wasser und entsprechend erhöhter Wassertiefe gerne die besonders prächtigen Exemplare aufhalten. Es kann mit diesen und noch anderen Beispielen leicht bewiesen werden, dass ein Kleinwasserkraftwerk Lebensräume schaffen kann, die zum Teil sogar Schlüsselfunktion innerhalb der Entwicklung haben und von der Fischpopulation logischerweise auch gerne angenommen werden. Verabschieden wir uns also endlich von eindimensionalen Vorurteilen und wagen einen objektiven Blick – soviel ins Stammbuch so mancher – sicher nicht aller Gewässerökologen.

Foto: Pelikan

Kleinwasserkraftwerke schaffen wertvolle Lebensräume

Das wünscht sich mit herzlichem Gruß

Ihr Pelikan

Prof. Dr. Bernhard Pelikan

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HYDRO

Foto: Salzburg AG/Marco Riebler

Projekte

Vogelperspektive auf die neue Referenzanlage der Salzburg AG im Pinzgau. Nach einer Bauzeit von knapp 1,5 Jahren nahm das Kraftwerk im Oktober im Rahmen einer Eröffnungsfeierlichkeit seinen Betrieb auf.

INNOVATIVE MATRIXPUMPEN-TECHNOLOGIE MACHT KRAFTWERK DIESSBACH ZUKUNFSFIT

ie 1967 als reines Speicherkraftwerk in Betrieb genommene Anlage, deren abschnittweise nahezu senkrecht verlegte Druckrohrleitungen schon von weitem erkennbar sind, war im Zuge einer weitreichenden Modernisierung seit dem Frühjahr 2017 zu einem modernen Pumpspeicherkraftwerk umgebaut worden. Bei der Eröffnungsfeier im Oktober interessierten sich die in großer Zahl erschienenen Besucher vor allem für die Funktionsweise der innovativen Matrixpumpen-Technologie. Landeshauptmann Wilfried Haslauer sagte bei der Eröffnung vor Ort: „Der Ausbau des Kraftwerks Dießbach ist ein wichtiger Beitrag zur Umsetzung unserer Klima- und Energiestrategie. Die Wasserkraft

Dezember 2018

Funktionsübersicht des Energiespeichers Dießbach.

Grafik: Salzburg AG

Am 23. Oktober wurde die richtungsweisend zu einem Pumpspeicherkraftwerk modernisierte Anlage Dießbach im Salzburger Pinzgau feierlich eröffnet. Nach einer Bauzeit von lediglich 1,5 Jahren konnte Betreiberin Salzburg AG im Beisein von zahlreichen Vertretern aus Politik und Wirtschaft das Kraftwerk offiziell wieder in Betrieb nehmen. Im Rahmen des Umbaus wurde die ursprünglich in den 1960er Jahren als Speicherkraftwerk errichtete Anlage mit einer von der Salzburg AG entwickelten Matrixpumpen-Technologie und einem Unterbecken erweitert. Bei der Matrixpumpe handelt es sich im Prinzip um eine Kombination aus 24 einzelnen Pumpen, die einzeln und im Verbund eine höchst präzise Regelung ermöglichen. Dank dieses innovativen Systems kann die Anlage nun nicht nur Strom erzeugen, sondern bei Stromüberschuss auch Energie speichern. Durch diese nun hochflexible Betriebsführung ist das Kraftwerk Dießbach optimal für die Bereitstellung von Regelenergie, mit welcher Stromschwankungen in den öffentlichen Versorgungsnetzen ausgeglichen werden, geeignet. In Summe investierte die Salzburg AG rund 30 Millionen Euro in die Modernisierung ihrer neuen Referenzanlage.

HYDRO

EINZIGARTIGE SPEICHERTECHNIK „Die Flexibilisierung des Kraftwerks in Dießbach ist durch die Errichtung eines Unterbeckens und einer Matrixpumpe möglich. Letztere besteht aus 24 einzelnen Pumpen, die zusammengeschaltet werden können. Da-

Salzburg AG Vorstand Horst Ebner, LH-Stv. Heinrich Schellhorn, Vorstandssprecher Leonhard Schitter, LH Wilfried Haslauer, BM Josef Hohenwarter (Weißenbach b. Lofer) und BM Erich Rohrmoser (Saalfelden) (v. l.) nahmen die Anlage mit einem gemeinsam Druck auf den roten Knopf symbolisch in Betrieb.

Foto: Salzburg AG

hat in Salzburg einen hohen Stellenwert und trägt dazu bei, dass das Land die Klima- und Energieziele erreicht. Darüber hinaus setzen Investitionen in Höhe von knapp 30 Millionen Euro einen starken regionalen Wirtschaftsimpuls, der dazu beiträgt, Arbeitsplätze zu schaffen und zu sichern.“ Durch die Modernisierung kann die Anlage Dießbach als Pumpspeicherkraftwerk nicht nur Energie erzeugen, sondern auch bei Stromüberschuss Energie zwischenspeichern. Mit dem Umund Ausbau haben die Betreiber einen weiteren bedeutenden Beitrag für die Energiezukunft in Österreich geleistet. „Wir werden zukünftig mehr Energie brauchen, daher setzen wir in der Erzeugung verstärkt auch auf die Flexibilisierung bestehender Kraftwerke“, erklärte Leonhard Schitter, Vorstandssprecher der Salzburg AG, und setzte fort, „Mit dem innovativen Konzept der Matrixpumpe wird die bestehende Anlage im Saalachtal mit moderner Technik effizienter gemacht.“ Landeshauptmann-Stv. Heinrich Schellhorn schloss sich an: „Der Strombedarf in Salzburg ist ständig im Steigen. Wir müssen hier vorsorgen und künftig noch stärker auf Stromquellen setzen, die die Umwelt nicht belasten. Energieeffizienz und der ökologisch behutsame Ausbau erneuerbarer Energien sind notwendige Voraussetzungen, um unsere Klimaund Energieziele zu erreichen. Mit dem Kraftwerk Dießbach wurde ein weiterer wichtiger Schritt in diese Richtung gemacht.“

Foto: zek

Projekte

Die GMT Wintersteller GmbH aus dem Tennengau errichtete die Pumpenhalle und sorgte für die fachgerechte Ausführung der Rohrleitungen, die Montage der verschiedenen Gewerke der Matrixpumpe und stellte darüber hinaus den Stahlwasserbau für das Unterbecken bereit.

durch wird das Kraftwerk nun nicht nur Strom erzeugen, sondern auch speichern“ erklärte Horst Ebner, Vorstand Salzburg AG. Das Wasser wird in den Turbinen im Tal abgearbeitet und sammelt sich in einem großen,

natürlich gestalteten Unterbecken. Die neue Matrixpumpe befördert das Wasser in den rund 700 Meter höher gelegenen Speichersee zurück, bei Bedarf kann so wieder Strom erzeugt werden. „Damit ist die Anlage ideal, um

Dezember 2018

HYDRO

Grafik: Etertec

Foto: GMT

Einbau der als Druckausgleichsbehälter dienenden Windkessel.

Projekte

Animation der hydraulisch bis ins Detail optimierten Verteilrohrleitung aus GFK-Material des Herstellers Amiblu. Laut Etertec-Projektleiter DI (FH) Stephan Juffinger zeigt das Projekt für das Kraftwerk Dießbach einmal mehr den breit gefächerten Einsatzbereich für glasfaserverstärkte Kunststoffrohre.

die kurzfristigen Schwankungen von volatiler erneuerbarer Energie auszugleichen und damit zur Versorgungssicherheit beizutragen“, sagte Schitter und führte weiter aus, „Die Matrixpumpe – also so viele Pumpen wie möglich zusammen zu schließen – ist ein komplett neues, innovatives Konzept. Wir können jede einzelne Pumpe zu- oder wegschalten und damit die Leistung im Kraftwerk in ganz kleinen Schritten regeln. Das gibt uns die Möglichkeit auf die Bedürfnisse des Strommarktes kurzfristig und gezielt zu reagieren.“ Im Gegensatz zu einem „normalen“ Pumpspeicherkraftwerk, bei dem Turbinen und Pumpen üblicherweise direkt voneinander abhängig sind (hydraulischer Kurzschluss), kann die Matrixpumpe völlig unabhängig betrieben werden. Mit dieser Entkoppelung von den bestehenden Turbinen ergeben sich für uns als Betreiber mehrere Vorteile, präzisiert Salzburg AG-Projektleiter Peter Herzog: „Im Prinzip erreichen wir mit der nun installierten 32 MW Matrixpumpe eine viel größere Leistung als die Turbine. Damit hat sich in Folge das

Regelband der Anlage mehr als verdoppelt, wodurch der großangelegte Umbau auch für uns als Betreiber wirtschaftlich darstellbar wurde. Jede der 24 einzelnen Pumpen kann darüber hinaus durch den Einsatz von Frequenzumformern in einem Bereich zwischen 60 und 100 Prozent ihrer Nennleistung geregelt werden.“ Mit dem Ausbau wird die Salzburg AG zum wiederholten Mal ihrer Vorreiterrolle in punkto erneuerbarer Energie gerecht. Diese Art der Speicherung und die damit verbundene Gewährleistung der Versorgungssicherheit sind einzigartig. Die Bürgermeister Erich Rohrmoser, Gemeinde Saalfelden, und Josef Hohenwarter, Gemeinde Weißbach bei Lofer, waren ebenfalls bei der Eröffnung anwesend. Beide sind sich einig, dass die Erweiterung der Anlage für die Region im Pinzgau nur Vorteile hat. „Mit dem Ausbau des Speicherkraftwerks Dießbach verbindet die Salzburg AG saubere und nachhaltige Energieversorgung mit regionaler Wertschöpfung“, betont Erich Rohrmoser. Josef Hohenwarter meint: „Das Kraftwerk Dießbach stellt ein Bindeglied zwischen der Stadtgemeinde Saalfelden und der Naturparkgemeinde Weißbach dar, von dem die Bewohner beider Gemeinden profitieren.”

AUSBAU IN NUR 1,5 JAHREN UMGESETZT Das Kraftwerk hat im Turbinenbetrieb eine Engpassleistung von 24 MW, im Pumpbetrieb leistet die Anlage 32 MW. Der Spatenstich zur Modernisierung fand im Frühjahr 2017 statt. Daraufhin wurden die Bauarbeiten an der Pumpenhalle unverzüglich aufgenommen, welche bereits im Herbst des gleichen Jahres fertiggestellt und danach mit Technik ausgestattet wurde. Neben Pumpen, Haustechnik, Elektrik und Leittechnik wurden auch die Druckrohrleitungen und die dazugehörigen Windkessel – Druckausgleichs behälter, die dazu betragen die Belastungen auf das Leitungsnetz zu reduzieren – millimetergenau und unter strengen Qualitätskontrollen montiert. „In der Pumpenhalle wurde die Matrixpumpe installiert. Jedes der 24 Einzelaggregate der Matrixpumpe hat eine Leistung von ca. 1,23 MW. Wenn alle Aggregate laufen, werden 3,3 m3 Wasser pro Sekunde in Richtung Stausee gepumpt. Das entspricht ca. 22 Badewannen pro Sekunde“, erklärte Vorstandsmitglied Ebner. Im Herbst 2017 wurde der Stausee im Steinernen Meer entleert. Erst danach konnte das Wasserschloss, das sich unter dem Speicher-Spiegel befindet, erweitert werden, um es an die neuen Anforderungen aus dem Pumpspeicherbetrieb an-

Verlegung der GFK-Verteilrohrleitung im Boden der Pumpenhalle.

www.etertec.at 20

Dezember 2018

Foto: Salzburg AG

Ihr Amiblu Partner für Österreich

HYDRO

zupassen. Als letzter baulicher Meilenstein wurde im Frühjahr 2018 das Unterbecken errichtet, auch hier wurden neue Maßstäbe gesetzt, denn die Bauweise des Beckens kommt ohne der üblichen künstlichen Abdichtung aus, was eine besonders naturnahe Gestaltung ermöglicht. Im Sommer 2018 wurden die Bauarbeiten abgeschlossen. Nach einem umfangreichen Probebetrieb ging die Anlage im Rahmen der Eröffnungsfeier am 23. Oktober offiziell in Betrieb. „Die kurze Bauzeit von knapp 1,5 Jahren ist sehr beachtlich und stellte für alle Beteiligten eine Herausforderung dar, die mit Bravour gemeistert wurde. Zum Vergleich: in dieser Zeit wird normalerweise ein Einfamilienhaus gebaut“, so Schitter. SIEMENS REALISIERTE LEITTECHNIK Das Salzburger Wasserkraft-Kompetenzzentrum von SIEMENS war verantwortlich für die komplette leittechnische Ausrüstung, sowohl für das Kraftwerk als auch für den Energiespeicher Dießbach. Für die Steuerungs- und Regelungsaufgaben kam das innovative Stationsleitsystem SICAM 1703 zum Einsatz, wobei in Summe mehr als 10.000 Datenpunkte verarbeitet wurden. Dem modernen Stand der Technik entsprechend, wurde die Bedienung und Beobachtung des Kraftwerks und des Energiespeichers vor Ort bei den Auto

Screenshot: SIEMENS

Projekte

Visualisierung der von SIEMENS ausgeführten Kraftwerks-Leittechnik.

matisierungseinheiten durch Touch-Panels sowie in einer übergeordneten Visualisierung in der Kraftwerkswarte mit einem redundanten Serversystem realisiert. Beim Kraftwerk wurde die in die Jahre gekommenen Steuerungs- und Schutztechnik für die beiden Maschinen ausgetauscht, wobei die von SIEMENS Small Hydro entwickelten und bewährten Soft warebausteine für Wasserkraftanlagen, wie bei spielsweise die Anfahr- und Stillsetzautomatik, der Turbinenregler oder der mechanische und elektrische Schutz, zum Einsatz kamen. Für die Steuerung der 24 Matrixpumpen beim

Energiespeicher musste aufgrund der hydraulischen Vorgaben das Steuerungskonzept neu entwickelt werden. HOHE ANFORDERUNGEN AN STEUERUNG Die erstmals eingesetzte Technologie von 24 kombinierten Pumpen zur Rückspeicherung des Wassers aus dem Unterwasserbecken stellte nicht nur an das hydraulische System mit den bestehenden Druckrohrleitungen eine sehr hohe Anforderung dar, sondern vor allem auch an die neue Pumpeneinsatzsteuerung. Für die Ingenieure von SIEMENS galt es, die einzel-

Kleine Wasserkraftwerke. Große Wirkung. Wir bringen Ihre Hydro-Anlagen voran. Machen Sie sich weitgehend unabhängig von fossilen Rohstoffen und nutzen Sie die Kraft des Wassers! Wir sind dabei Ihr verlässlicher Partner. Siemens hat bereits hunderte Kleinwasserkraftwerke auf der ganzen Welt installiert. Als umfassender Systemanbieter übernehmen wir die komplette Verantwortung für Ihr Projekt. Eine Investition, die sich nachhaltig rechnet: Wir beraten Sie gerne vor Ort! Kontaktieren Sie uns telefonisch unter +43(0) 51707 44266 oder per E-Mail an energy.smallhydro.at@siemens.com.

siemens.com/hydro

Dezember 2018

HYDRO

Foto: Salzburg AG

Projekte

Technische Daten • Typ: Pumpspeicherkraftwerk • Einzugsgebiet: 21,87 km2 • Ausbauwassermenge: 4 m3/s • Bruttofallhöhe: 728,5 m • Turbinen: 2 x Pelton • Engpassleistung: 24 MW • Matrixpumpe: 24 x Radialpumpen • Ausbauwassermenge: 3,3 m3/s • Nennleistung: 32 MW

nen Pumpen im Bedarfsfall durch eine optimierte Steuerungssoftware so rasch wie möglich zu- bzw. abzuschalten, wobei Druckstöße im hydraulischen System so gering wie möglich gehalten werden mussten. Durch die enge Zusammenarbeit aller Gewerke konnte besteh endes Know-how zu einer optimierten Individuallösung kombiniert werden. Die dafür neu entwickelten Softwarebausteine ermöglichten den Ausbau des Kraftwerkstandorts Dießbach vom reinen Erzeugerkraftwerk zum flexibel einsetzbaren Pumpspeicherkraftwerk. Ein besonderes Augenmerk wurde der Sicherheit aller Anlagenteile gewidmet. Zusätzlich integrierte SIEMENS ein Sicherheitskonzept mit dem modularen Sicherheitssystem SIRIUS. Dadurch wird ein sicheres Zusammenwirken von Kraftwerk, Energiespeicher und den Au-

ßenanlagen, beispielsweise bei der um 700 m höher gelegenen Apparatekammer am Beginn der beiden Druckrohrleitungen, gewährleistet. Damit steuerte das Kleinwasserkraft-Kompetenzzentrum von SIEMENS Österreich einmal mehr zentrale Komponenten für ein modernes Pumpspeicherkraftwerk bei, um es an die komplexen Regelerfordernisse der heutigen Zeit anzupassen. Die Anlage ist für einen komplett wärterlosen Betrieb ausgelegt und wird über die Zentralwarte der Salzburg AG ferngesteuert betrieben. ELIN MOTOREN LIEFERT ELEKTROMOTOREN Den Auftrag zur Lieferung der Elektromotoren zum Antrieb der 24 Pumpen erhielt die international vielfach bewährte ELIN Motoren GmbH vom Elektrotechnikspezialisten

Die abschnittsweise fast senkrecht verlaufenden Druckrohrleitungen befinden sich in einem hervorragenden Zustand und waren somit von den Umbauarbeiten ausgenommen.

Dezember 2018

• Jahresarbeit (ohne Umwälzbetr.): ca. 36 GWh

ABB. Als weltweit vertretenes Unternehmen hat ELIN Motoren rund um den Globus eine Vielzahl von Kraftwerken, sowohl im Bereich Wasserkraft als auch in anderen Branchen, mit Generatoren und Motoren ausgerüstet: „Pump speicherkraftwerke zählen natürlich ebenfalls zu unserem Portfolio, wobei jedes Projekt und jede Maschine – stets an die jeweiligen Kundenanforderungen angepasst – für sich einzigartig ist“, sagt ELIN Motoren-Projektleiterin Nicole Knaus. In der Projektierungsphase wurden bereits rund ein Jahr vor der Auftragsvergabe mehrere Lösungsansätze geprüft. Aufgrund der Wirtschaftlichkeit der Anlage sollte sich eine Kaskadenlösung als Favorit herauskristallisieren. Der Startschuss für das Projekt erfolgte für ELIN Motoren schließlich im Jänner des Vorjahres, woraufhin

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Geballte Technik in der neuen Pumpenhalle.

prompt das Engineering sowie die Abklärung aller kundenspezifischen Details und Anforderungen mit den Projektpartnern beginnen konnte. Gemäß der von der Salzburg AG vorgegebenen Terminschiene wurden die 24 Motoren, auf mehrere Slots aufgeteilt, in einem Zeitraum von Oktober bis Dezember 2017 geliefert. Wegen der baulichen Umstände war es für die Hersteller erforderlich, die Lieferungen so flexibel wie möglich durchzuführen. Beim Kraftwerk Dießbach bestand eine der Hauptanforderungen darin, dass die Maschinen in einem Drehzahlregelbereich von 1.500 – 3.060 U/min betrieben werden konnten. Dies erforderte in elektrotechnischer Hinsicht den bei herkömmlichen Pumpspeicherkraftwerken eher unüblichen Einsatz von Frequenz umrichtern. „Die Motoren mussten bei mehreren von der Salzburg AG definierten Betriebspunkten sowohl im Wirkungsgrad, als auch in punkto Erwärmung ‚performen‘. Um die vorgegebenen Ziele zu erreichen, wurden die Motoren mit einer Wassermantelkühlung ausgeführt. Diese Ausführung bringt mehrere Vorteile gegenüber luftgekühlten Motoren mit sich. Beispielsweise eine kompaktere Bauweise, aber auch eine beträchtliche Geräuschminderung sowie eine Reduktion von Schwingungen“, erklärt Knaus und fährt fort, dass diese Art von Motoren unempfindlich gegenüber

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Zum Antrieb der Matrixpumpe lieferte die ELIN Motoren GmbH 24 Niederspannungsmotoren mit einer Nennleistung von jeweils 1.259 kW.

Verschmutzung und Temperaturschwankungen der Umgebungsluft sind. Die Verlustwärme wird über den Kühlkreislauf ökonomisch abgeführt und beeinflusst somit nicht die unmittelbare Umgebung. Der Leiter der Business Unit bei ELIN Motoren, Franz Umfahrer, ergänzt hinsichtlich des Einsatzbereichs der Motoren im Kaskadenbetrieb: „Damit ergibt sich der Vorteil, dass jede zugeschaltete Maschine immer unter Volllast betrieben werden kann – somit werden im Umkehrschluss höchste Wir-

kungsgrade beim Teillastbetrieb des Kraftwerks erreicht. Je nach Bedarf lassen sich die einzelnen Motoren zu- oder wegschalten.“ Die Projektverantwortlichen heben besonders hervor, dass sich die Zusammenarbeit mit den Auftraggebern sehr positiv gestaltet hat: „Aufgrund der Kombination von ELIN Motoren mit ABB-Frequenzumrichtern konnten wir zahlreiche Abstimmungen gleich mit unserem Projektpartner ABB durchführen. Die direkte Absprache und Klärung mit der Salzburg AG

Wer Anlagen langfristig betreiben will, sollte über Schnittstellen hinaus denken.

Lifecycle-Partnerschaft heißt für uns, Produkte über den gesamten Produktlebenszyklus zu betreuen und dabei einen hohen Mehrwert für unsere Kunden zu generieren: von der Beratung, über die Entwicklung und die Fertigung bis zum Service vor Ort. Wir sind der Lifecycle-Partner für rotierende elektrische Maschinen und Lösungen, der für die besten Unternehmen weltweit arbeitet.

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20.11.13

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Durch den Einsatz von Frequenzumformern, die der Elektrotechnikspezialist ABB lieferte, wird ein breites Regelband der einzelnen Pumpen bzw. der kombinierten Matrixpumpe ermöglicht.

hat die Zusammenarbeit ebenso erleichtert, da das Betreiber Know-how direkt umgesetzt werden konnte, woraus schlussendlich alle beteiligten Parteien einen Vorteil gezogen haben.“ ELEKTROTECHNIK VON ABB Der Technologieführer ABB übernahm die Lieferung des Elektrotechnikpakets für den Umbau des Pumpspeicherkraftwerks. Dieses Paket

umfasste die 24 Antriebe für die Matrixpumpe, die Mittelspannungsschaltanlage sowie die Niederspannungsverteilung, die in acht Gruppen aufgeteilt wurde. Eine besondere Herausforderung stellten die Kundenbedingungen hinsichtlich der Besonderheiten der elektrischen Oberschwingungen dar. Eine zusätzliche Oberwellenreduzierung, die gemeinsam mit den Technikern der Salzburg AG ausgearbeitet wurde, wurde durch die mitgelieferten Trans-

formatoren durch eine +/- 7,5 Grad Verschränkung erreicht. Mit den ABB-Frequenzumrichtern löste man diese Problematik erstklassig, sodass auch die Bedingungen für den Netzanschluss optimal umgesetzt werden konnten. Die Elektromotoren lieferte im Auftrag von ABB die ELIN Motoren GmbH, welche die vorgegebenen Projektbedingungen einwandfrei eingehalten haben, bestätigt Ali Ergen, ABB Österreich-Projektleiter. „Trotz der knappen Terminsituation konnten die Anlagenteile zeitgerecht geliefert und in enger Zusammenarbeit mit der Salzburg AG installiert werden“, so Ergen, der noch ergänzend hinzufügt, dass für ABB eine weitere Aufgabe darin bestand, Industriekonzepte im Kraftwerksbau umzusetzen. „Die Anforderungen bei der Stromerzeugung in einem Kraftwerk gestalten sich anders als die Anforderungen reiner Industriebetriebe. Im Speziellen zeichnen sich hier die Vorteile von Ausfallsicherheit, Umschaltkonzepten sowie Regelungslösungen aus. Dank der Vielseitigkeit der Frequenzumrichter von ABB konnten diese Anforderungen ausgezeichnet gelöst werden.“ STAHLBAU AUS SALZBURGER HAND Die im Wasserkraftbereich seit Jahrzehnten bewährte GMT Wintersteller GmbH aus dem Salzburger Tennengau konnte sich bei der Aus-

— Let‘s write the future. Mit nachhaltigem Strom aus sauberer Wasserkraft. Die Wasserkraft hat mit über 60% den größten Anteil an der österreichischen Stromerzeugung. ABB unterstützt den Ausbau von Wasserkraftwerken mit fundiertem Know-How und innovativen Produkten aus unserem Kompetenzzentrum nicht nur im Inland, sondern auch bei ausländischen Projekten und leistet damit einen wichtigen Beitrag für eine saubere Energieerzeugung. Dadurch trägt ABB auch wesentlich zur nachhaltigen Reduktion der CO2-Belastungen für unsere Umwelt bei. www.abb.at

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Foto: Salzburg AG/Marco Riebler

Die beiden Pelton-Turbinen des modernisierten Kraftwerks können nun noch effektiver produzieren.

Foto: Salzburg AG/Marco Riebler

schreibung für eine ganze Reihe von Aufgaben qualifizieren, erklärt Geschäftsführer Georg Ammerer: „Grundsätzlich waren wir für die Errichtung der Pumpenhalle und die Montage der darin befindlichen Gewerke und Rohrleitungen zuständig. Dabei haben wir die Salzburg AG auch bei Teilen der Anlagen- und Detailplanung unterstützt. Gemäß den Vor gaben der Betreiber wurde die neue Halle inklusive aller Hydraulikleitungen, Ab sperr einrichtungen und Windkessel drei dimen sional geplant und im Anschluss von uns baulich umgesetzt. Darüber hinaus haben wir für das neue Unterwasserbecken einen vertikalen Schutzrechen und eine Schützentafel gefertigt.“ Nachdem die Kuchler den Zuschlag Ende 2016 erhalten hatten, begannen unmittelbar darauf bereits die Planungstätigkeiten. Die Umsetzung auf der Kraftwerksbaustelle startete für GMT mit dem Aufstellen der ersten Stahlträger für die Pumpenhalle im August 2017. Die Planungs- und Montagetätigkeiten sollten die Stahlbauer in Summe für rund ein Jahr beschäftigen. GMT sorgte neben dem Aufstellen der neuen Betriebshalle unter anderem für die Montage der 24 Pumpen, wobei in Summe 48 Absperrschieber DN150 sowie 24 Absperrschieber DN50 für die Bypassleitungen verbaut wurden. Ammerer betont, dass die Umsetzung aufgrund der optimalen Vorplanung und der vorbildlichen Zusammenarbeit mit den Betreibern und den beteiligten Unternehmen sehr gut verlaufen ist, der Auftrag konnte ohne gravierende Verzögerungen abgeschlossen werden.

MUSTERBEISPIEL FÜR ÖKOLOGIE Ein Paradebeispiel für die Berücksichtigung der Ökologie in der Planung ist das neue Unterbecken des Kraftwerks. Durch den Verzicht auf Beton und Abdichtung, gepaart mit einer umfangreichen Begrünung und natürlichen Gestaltung, wurde das Becken harmonisch in die Landschaft integriert. Ähnlich einem Schotterteich konnte das Becken durch reinen Aushub hergestellt werden. Es fasst knapp 40.000 m³ und steht in direktem Austausch mit dem Grundwasser. Sobald der Wasserspiegel im Pumpbetrieb abgesenkt wird, strömt Grundwasser in das Becken. Damit die Beckenböschungen nicht nachrutschen oder durch die Grundwasserströmung erodieren, wurden sie mit einem dreilagigen Filteraufbau aus Sand, Kies und Steinen gesichert. Zusätz-

lich wurde eine Vielzahl von Kleingewässern eingerichtet, welche gleich nach der Errichtung von seltenen Amphibien, darunter die stark gefährdete Gelbbauchunke, bezogen wurde. Eine kleine Au-Landschaft am Ausleitungskanal und ein neu angelegter Saalach-Nebenraum bieten darüber hinaus ein natürliches Habitat für unterschiedliche Tierarten. Mit der sowohl optisch-ökologisch als auch in technischer Hinsicht vorbildlich umgesetzten Modernisierung des Kraftwerks Dießbach hat die Salzburg AG einmal mehr ihr Bekenntnis zur Nutzung sauberer Energieformen in die Tat umgesetzt. Die Betreiber werden damit ihrer Vorreiterrolle mehr als gerecht und haben einen weiteren wichtigen Schritt zum Erreichen der österreichischen Klima- und Energieziele beigetragen.

Das rund 40.000 m3 fassende Unterbecken wurde bewusst ohne Abdichtung ausgeführt und steht in direktem Austausch mit dem Grundwasser. Durch umfangreiche Ausgleichsmaßnahme stellte die Salzburg AG eine ökologische Aufwertung im Umfeld der Anlagenzentrale sicher.

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ne im .

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Das „Congress Schladming“ bot einen perfekten Rahmen für diesjährige Tagung von Kleinwasserkraft Österreich. Mit rund 450 Teilnehmern konnte man einen neuen Rekord verzeichnen.

KLEINWASSERKRAFT ÖSTERREICH FEIERT 40. GEBURTSTAG IN SCHLADMING

Ein volles Haus erwartete die Teilnehmer der diesjährigen Tagung von Kleinwasserkraft Österreich, dem Interessensverband der rot-weiß-roten Kleinwasserkraftbetreiber. Rund 450 Wasserkraft-Bewegte waren am 18. und 19. Oktober in die steirische Touristenmetropole Schladming gekommen, um sich zu informieren, auszutauschen und alte Freundschaften zu pflegen. Das war Rekordbeteiligung. Der gediegene Rahmen des modernen Kongresszentrums in Schladming sowie ein ausgewogenes Programm stellten die Basis für eine gelungene Tagung zum 40-jährigen Bestandsjubiläum des umtriebigen Vereins dar.

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Fragt man einzelne Teilnehmer nach ihren Motiven, warum sie jedes Jahr wieder die Tagung besuchen, hört man unter anderem, dass es auch eine Art „Familientreffen“ und es einfach ein perfekter Rahmen sei, um die bestehenden Kontakte zu pflegen. Für andere ist es zudem ein Forum, in dem die neuesten Informationen und Erkenntnisse sowie politische und technische Neuigkeiten aufgeworFoto: zek

usnahmsweise stand im steirischen Skisport-Mekka einmal nicht der Fremdenverkehr im Mittelpunkt. Vielmehr drehte sich in den beiden Tagen, von 18. auf 19. Oktober, alles um die Kleinwasserkraft. Der Interessensverband Kleinwasserkraft Österreich hatte zu seiner Jubiläumsveranstaltung – der mittlerweile 40. Jahrestagung – eingeladen und durfte sich über eine rege Beteiligung freuen. Nicht weniger als 450 Wasserkraft-Interessierte waren in die steirische Tourismushochburg gekommen, ein neuer Teilnehmerrekord. Für Kleinwasserkraft Österreich Präsident Christoph Wagner und sein Team ein toller Erfolg und eine Bestätigung für die kontinuierlich gute Arbeit, die man seit Jahrzehnten im Interesse der österreichischen Kleinwasserkraftbetreiber leistet. „Unsere Jahrestagung stellt jedes Jahr einen Höhepunkt unserer Vereinsarbeit dar. Es ist eine Freude, gemeinsam diese Tage zu verbringen, viel Neues zu hören und freundschaftliche Gespräche zu führen“, meinte Präsident Christoph Wagner in seinem Vorwort.

Vereinspräsident Christoph Wagner hatte allen Grund, sich über die rege Teilnahme zu freuen.

fen werden. Das „Congress Schladming“ stellte den idealen Rahmen für die Veranstaltung dar, ein Veranstaltungszentrum, das aufgrund seiner räumlichen Dimensionen und modernen Ausstattung keine Wünsche offen ließ. Den einzigen Wermutstropfen hinterließen die Vertreter der Politik, die sich gerade am Eröffnungstag aus mehr oder doch weniger triftigen Gründen rar gemacht hatten. EIN BLICK AUF GROSSE KLIMAFRAGEN Großen Anklang fand das bunt gemischte Tagungsprogramm, das einmal mehr einen weiten Bogen zwischen ökologischen, politischen und wirtschaftlichen Themen bis hin zu technischen Fragestellungen spannte. Was dabei seit einigen Jahren zu einem zunehmend stärkeren Qualitätskriterium geworden ist: Dass so manche Vorträge auch über den Tellerrand der Wasserkraft hinausblicken und weitere und weiterführende Perspektiven eröffnen. Das beste Beispiel dafür bot der Auftakt-Vortrag „Nach Paris – bekommen wir die Klimakrise noch in den Griff“ von Prof. Dr. Stefan

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Mag. Ernst Trummer vom E-Werk Gröbming sprach über die Unwetterkatastrophe vom Sommer 2017.

ZUSPRUCH FÜR PARALLELSESSIONS Der Nachmittag des ersten Tages stand im Anschluss an den letzten Vortrag ganz im Zeichen der Parallelsessions. Einerseits wurde zeitgleich ein Workshop zum Thema „Direktleitung“ sowie eine offene Fragestunde mit der OeMAG (Österreichische Abwicklungsstelle für Ökostrom AG) angeboten, andererseits bestand die Möglichkeit zu einem geführten Stadtrundgang mit anschließender Besichtigung des Kraftwerks Kraiter, oder

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Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. Der hoch etablierte Forscher zeigte anhand einfacher Grafiken und Tabellen eindrucksvoll die globale Klimaentwicklung auf, erklärte mögliche und wahrscheinliche Szenarien und verwies auch auf immer noch mögliche Auswege aus einer drohenden Katastrophe. 500 bis 600 Milliarden Euro würden immer noch jährlich für die Förderung fossiler Energie weltweit ausgegeben, so Rahmstorf. Alleine diese Zahlen belegen den Irrweg, auf dem sich die globale Energiestrategie immer noch befindet. Um die schlimmsten Szenarien einer Klimakatastrophe zu vereiteln, fordern die Klimaforscher, dass bis zum Jahr 2040 weltweit 100 % der Energie aus erneuerbaren Ressourcen kommen müsse. Dies würde, so der deutsche Professor, eine Verdoppelungsrate der erneuerbaren Energien alle 4 Jahre bedeuten. Eine gewaltige Herausforderung, aber eine, die immer noch machbar wäre. Im Anschluss an die globale Klimapolitik wurde im nächsten Vortrag der Zoom auf die heimische Ener-

FOLGEN EINER UMWELTKATASTROPHE Nachdem es in einem weiteren Referat um das Potenzial der Kleinwasserkraft in Österreich ging, stellte Dr. Dörte Fouquet von EREF (European Renewable Energies Federation) in ihrem Vortrag die Auswirkungen des „Winterpakets“ auf die Kleinwasserkraft vor. Zudem erläuterte sie, in welcher Form die geforderte grundlegende Transformation des europäischen Energiesystems erfolgen könnte und sollte. Den Abschluss eines hochinteressanten ersten Messetags bildete der Vortrag von Mag. Ernst Trummer vom E-Werk Gröbming, der seinem Referat einen Film voranstellte. In diesem Film ging es um die Unwetterkatastrophe vom 5. August 2017 und deren Folgen für die Kleinwasserkraftanlagen im betroffenen Gebiet von Sölktal, Öblarn und Donnersbachtal. Das E-Werk Gröbming war das am stärksten betroffene private Unternehmen der Katastrophe, das Stromnetz und drei Wasserkraftwerke wurden schwer in Mitleidenschaft gezogen. In eindrucksvollen Bildern zeigte der Kurzfilm, mit welcher Gewalt hier Wasser, Schlamm- und Geröllmassen Fassungen und vor allen Dingen Rohrleitungen beschädigten. Über eine Länge von 2.000 m wurden alleine die Rohrleitungen der Kraftwerke des E-Werk Gröbming zerstört. Die Wiederinstandsetzungsarbeiten erforderten in der Folge rund 11 Monate. Ernst Trummer schilderte im Anschluss an den Film sehr lebendig seine Erfahrungen aus wirtschaftlicher, rechtlicher, aber auch gesellschaftlicher Sicht.

Prof. Dr. Stefan Rahmstorf zeigte eindrucksvoll die globale Klimaentwicklung und mögliche Folgen auf.

man konnte an der Exkursion zu den beiden Kleinwasserkraftwerken Gulling bzw. St. Nikolai teilnehmen. Alle vier Parallelsessions erfreuten sich großen Zuspruchs. Traditioneller Höhepunkt für viele Teilnehmer ist die gemeinsame Abendgesellschaft, die in diesem Jahr als Abendessen auf der Skihütte Schladming-Planai über die Bühne ging. Bei Musik und einem interessanten Rahmenprogramm wurde der Abend zum Highlight. Die wohl beste Möglichkeit, neue Freunde im Kreis der großen Wasserkraftfamilie zu finden und alte Freundschaften in einem gemütlichen Rahmen zu pflegen. ÖKOLOGIE UND TECHNIK Pünktlich um 9 Uhr ging es am zweiten Veranstaltungstag mit dem Tagungsprogramm im „Congress Schladming“ weiter. Der Herausforderung, für die nötige Aufmerksamkeit für die Themen der Kleinwasserkraft zu sorgen, stellte sich Steffen Hötzel vom Compact Hydro–Bereich von Andritz Hydro aus Ravensburg. Er referierte zum Thema „RevitaliDer Vortrag von Prof. Dr. Helmut Jaberg von der TU Graz fokussierte das Thema Kraftwerksrevitalisierung.

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giepolitik verengt – und zwar ging es um das Thema „#mission 2030“ und welche Rolle der Kleinwasserkraft dabei zukommen wird. Konkret hat sich Österreich ja zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2030 bilanziell 100 % Strom aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen. Dr. Jürgen Schneider vom Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus erläuterte in seinem Vortrag unter anderem die Herausforderung für eine ambitionierte Zielsetzung im Spannungsfeld von Wettbewerbsfähigkeit und Versorgungssicherheit und welche Instrumentarien die Regierung für die Erreichung dieses Ziels einzusetzen gedenkt.

DI Helmut Mitterfellner präsentierte das richtungsweisende Konzept eines Carbon-Wasserrads.

Dezember 2018

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Das moderne Kongresszentrum in Schladming

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„Wasserkraft-Urgestein“ Edwin Walch (li) hält der Branche die Treue und bleibt weiter am Puls des Geschehens.

sierung von bestehenden Krafthäusern im Einklang mit der Wirtschaftlichkeit“, wobei er auf sämtliche gängige Maschinentypen Bezug nahm und speziell Fragen der Wirtschaftlichkeit erörterte. Im Anschluss daran stellte DDipl.-Ing. Georg Seidl innovative Fischaufstiegshilfen vor. Danach rückte Dr. Günther Unfer von der Boku Wien den Fischabstieg in den Brennpunkt. Nach diesem ökologischen Schwerpunkt führte Dipl.-Ing. Helmut Mitterfellner, renommierter Wasserkraftplaner vom Büro PI Mitterfellner GmbH aus Scheifling, den Schwerpunkt wieder in den technischen Bereich. Er präsentierte das „Wasserrad 4.0“, das aus dem Werkstoff Carbon hergestellt wurde. Der vielversprechende Prototyp kam an einem historischen Mühlenstandort in der Gemeinde St. Georgen ob Judenburg zum Einsatz. Noch

mehr Wasserkraft-Know-how aus der Steiermark steuerten danach die beiden Koryphäen Prof. Dipl.-Ing. Dr. Helmut Jaberg und Dipl.-Ing. Dr. Peter Meusburger vom Institut für Hydraulische Strömungsmaschinen der Technischen Universität Graz bei. Sie referierten zum Thema „Technische und wirtschaftliche Aspekte der Revitalisierung von Kleinwasserkraftwerken“, ein breites, aber sehr aktuelles Themenfeld – und zwei Vorträge, die sich der ungeteilten Aufmerksamkeit des Auditoriums erfreuen durften.

PLATTFORM FÜR INFORMATIONSAUSTAUSCH Den Abschluss einer informationsreichen Jahrestagung bildeten vier Vorträge, die sich den rechtlich-wirtschaftlichen Seiten der Kleinwasserkraft widmeten. Nachdem Carina Putz von der Verbund Trading GmbH über Vermark-

tungsmöglichkeiten sprach und Mag. Paul Reicher über das Protect-Urteil und die Auswirkungen auf die Bewilligungspraxis in der Kleinwasserkraft referiert hatten, nahm sich Dr. Wolfgang Berger des Themas „Verbesserungspotenzial im Wiederverleihungsverfahren“ an. Der Abschlussvortrag blieb Mag. Berthold Kneidinger vorbehalten, der steuerrechtliche Spezialfälle in der Kleinwasserkraft näher erörterte. Einmal mehr konnten die Teilnehmer der Jahrestagung von Kleinwasserkraft Österreich mit dem guten Gefühl nach Hause fahren, dass ihre Interessen durch den Verein proaktiv vertreten werden und dass die Jahrestagung als perfekte Plattform für den Informationsaustausch in der rot-weiß-roten Kleinwasserkraftbranche gilt. Die Resonanz 2018 war überwältigend.

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Traditionell nutzten die Branchenunternehmen die Kleinwasserkrafttagung, um ihre Produkte und Dienstleistungen zu präsentieren.

Dezember 2018

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Nach einer Bauzeit von weniger als einem Jahr ging das sowohl optisch als auch technisch vorbildlich realisierte Kraftwerk Mainburg in Niederösterreich im Sommer zum ersten Mal ans Netz.

OBERÖSTERREICHISCHER KLEINWASSERKRAFTSPEZIALIST STELLT KRAFTWERK MAINBURG AN DER PIELACH FERTIG Vor wenigen Monaten hat in der niederösterreichischen Marktgemeinde Hofstetten-Grünau der Kleinwasserkraftspezialist Jank GmbH eine weitere Anlage in Betrieb genommen. Entstanden ist das Kraftwerk im namensgebenden Ortsteil Mainburg. Zur Stromerzeugung nutzt die neueste Anlage der Innviertler, die im heurigen Jahr ihr 110-jähriges Gründungsjubiläum feiern, das energetische Potential der Pielach. Das Triebwasser wird mithilfe einer robusten Wehrklappe aufgestaut und im Anschluss direkt zu einer vertikal verbauten doppelt-regulierten Kaplan-Turbine geleitet. Wie bei Jank-Eigenkraftwerken üblich, die neben der Stromgewinnung auch stets zum Austesten neuer technischer Konfigurationen und Systeme dienen, stammt die gesamte mechanische, stahlwasserbauliche und leittechnische Ausstattung aus eigener Hand. Die sowohl optisch als auch in ökologischer Hinsicht vorbildlich realisierte Anlage konnte nach einer Bauzeit von weniger als einem Jahr im Spätsommer zum ersten Mal in Betrieb genommen werden. Der erzeugte Strom des neuen Kraftwerks an der Pielach wird zur Gänze ins öffentliche Netz eingespeist. Jank ergänzt, dass durch umfangreiche Adaptierungen und Umplanungen die Grundrissfläche der Anlage um etwa 40 Prozent geringer als ursprünglich vorgesehen ausgefallen ist. „Bei – ganz wichtig – gleichbleibender

Leistungsfähigkeit haben wir somit eine bedeutende Verringerung der Baukosten erreicht, wodurch das Projekt für uns schließlich auch auf wirtschaftlicher Seite darstellbar wurde.“ Foto: Jank/Gerhard Maier

as Vorhaben, ein neues Kleinwasserkraftwerk im Ortsteil Mainburg an der Pielach zu errichten, wurde vor einigen Jahren ursprünglich von einem privaten Betreiber initiiert. Im Zuge der bereits weit fortgeschrittenen Planung hatte die Jank GmbH ein Angebot für die technische Ausstattung der Anlage entwickelt. „Nachdem sich die Gemeinde, welche ebenfalls eine Übernahme in Betracht gezogen hatte, aus wirtschaftlichen Gründen gegen die Realisierung entschieden hatte, wurde das Projekt schließlich von uns übernommen“, erklärt Konstruktionsleiter Siegfried Jank und führt weiter aus: „Allerdings waren wir der Meinung, dass die ursprünglich vorgesehene Planung nicht mehr zeitgemäß und darüber hinaus auch baulich überdimensioniert war, weswegen wir grundsätzliche Änderungen vorgenommen haben. Das betraf sowohl die generelle bauliche Ausführung als auch den Stahlwasserbau.“

Visualisierung der Kraftwerkssteuerung JaPPOS

Dezember 2018

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Im Regeljahr kann das Kraftwerk rund 850.000 kWh Ökostrom erzeugen.

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Konstruktionsleiter Siegfried Jank neben dem Herzstück der Anlage. Unter Volllast erreicht die doppelt-regulierte Kaplan-Turbine eine Engpassleistung von 172 kW.

BAUBEGINN IM HERBST 2017 Mit der Erschließung der Baugrube startete im Herbst des Vorjahres die konkrete Umsetzung. Weil die direkt neben dem Krafthaus situierte Wehranlage relativ viel Platz einnimmt, wurden zwei separate Baugruben errichtet. Glücklicherweise verursachte ein Hochwasserereignis – die Pielach ist dafür bekannt, dass sie bei ergiebigen Niederschlägen innerhalb kurzer Zeit stark anschwillt – während der Bauarbeiten keine gravierenden Schäden. Nach einer witterungsbedingten Winterpause ging es im heurigen Frühjahr bereits an die Montage des Stahlwasserbaus. Anstelle eines ursprünglich geplanten Schlauchwehrs kommt zum Aufstauen des Gewässers nun eine rund 15 m breite Wehrklappe mit einseitigem Hydraulikantrieb zum Einsatz. Im Hochwasserfall garantiert die massiv ausgeführte Konstruktion eine sichere Wasserabfuhr. Direkt neben der Wehrklappe hält ein fischfreundlicher Feinrechen in horizontaler Ausführung angeschwemmtes Treibgut vom Triebwasserweg fern. Eine ebenso horizontal arbeitende Rechenreinigungsmaschine, deren zuverlässige Funktionalität sich bei zig Anlagen im In-und Ausland seit vielen Jahrzehnten bewährt hat, sorgt am Einlaufbereich für optimale Zuflussbedingungen. Die Putzharke der grundsätzlich pegelgeregelten Maschine entfernt angespültes Laub und Ge-

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hölz vom komplett unter Wasser verbauten Rechen und befördert das Geschwemmsel in den natürlichen Verlauf des Gewässers zurück. Somit entfällt der Zusatzaufwand der ansonsten obligatorischen separaten Entsorgung des Treibguts. Neben dem Rechenreiniger und der Stauklappe wurden auch die übrigen Stahlwasserbauelemente wie Spülklappe und Schütze von Jank in Eigenregie gefertigt und fachgerecht montiert. Um die ökologische Durchgängigkeit der Anlage zu gewährleisten, wurde ein Beckenpass in naturnaher Ausführung errichtet, der die Gewässerlebewesen in Form einer 180 Grad Schleife ins Oberwasser leitet. Dessen Einstieg wurde bewusst beim Auslaufbereich des Krafthauses platziert, wodurch die Fische durch die Strömung des abgearbeiteten Triebwassers einen zusätzlichen Anreiz zum Aufsteigen erhalten. EIGENANLAGEN = VERSUCHSANLAGEN Zur Stromerzeugung setzen die Wasserkraft-Allrounder auf eine doppelt-regulierte Kaplan-Turbine mit vertikaler Welle. „Diese Maschinenvariante mit direkt gekoppeltem Generator hat sich sowohl bei unseren Eigenkraftwerken als auch bei zahlreichen Kundenanlagen bestens bewährt. Wie bei unseren Eigenanlagen üblich, probieren wir auch beim Kraftwerk Mainburg wieder etwas Neues aus. Konkret testen wir dabei, wie sich geringfügi-

ge Änderungen am hydraulischen Antrieb des Leitapparats auf die generelle Verschmutzungsanfälligkeit auswirken. Die konkreten Ergebnisse werden wir nach Ablauf mehrerer Produktionssaisonen im Herbst des kommenden Jahres analysieren“, sagt Jank. Der Konstruktionsleiter ergänzt, dass das hydraulische Design der Turbine für eine gleichermaßen hohe Effizienz im Voll- und Teillastbetrieb ausgelegt ist. Bei vollem Wasserdargebot erreicht die auf eine Ausbauwassermenge von 7 m³/s sowie eine Bruttofallhöhe von 2,9 m ausgelegte Turbine eine Engpassleistung von

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 7 m3/s • Bruttofallhöhe: 2,9 m • Turbine: doppelt-regulierte Kaplan • Drehzahl: 214 U/min • Engpassleistung: 172 kW • Hersteller: Jank GmbH • Generator: Synchron • Spannung: 400 V • Nennscheinleistung: 200 kVA • Hersteller: Hitzinger • Jahresarbeit: ca. 850.000 kWh

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Das Kraftwerk Mainburg an der Pielach macht von allen Seiten eine gute Figur.

172 kW. Der dreiphasige luftgekühlte Synchron-Generator des Linzer Traditionsherstellers Hitzinger hat eine Nennscheinleistung von 200 kVA und dreht wie die Turbine mit 214 U/min. Damit der Maschinensatz während des wärmeintensiven Volllastbetriebs nicht überhitzt, wurde, wie bei Jank-Anlagen üblich, hoher Wert auf bestmögliche Beund Entlüftungsbedingungen im Krafthaus gelegt. Das wartungsfreundliche Design der Maschine ermöglicht darüber hinaus optimale Zugänglichkeit bei Kontrollen und Wartungen.

umgesetzte Kleinkraftwerk auch bei den lokalen Einwohnern sehr gut ankommt: „Was das Design angeht, haben wir von Seiten der Bevölkerung bislang ausschließlich positive Rückmeldung erhalten.“ Seine eigentlichen Qualitäten hinsichtlich effektiver Stromgewinnung stellt das Kraftwerk seit der Erstinbetriebnahme unter Beweis, im Durchschnitt soll die Anlage rund 850.000 kWh Ökoenergie jährlich produzieren.

JaPPOS SORGT FÜR VOLLAUTOMATISCHEN BETRIEB Den vollautomatischen Anlagenbetrieb regelt mit dem digitalen Leitsystem „Jank Power Plant Operating System“ (JaPPOS) ebenfalls eine Eigenentwicklung der Innviertler. Die 1998 erstmals eingesetzte Software wurde im Verlauf der vergangenen beiden Jahrzehnte kontinuierlich weiterentwickelt und stellt heute eine zentrale und solide Basis für die Anlagenautomatisierung dar. In ihrem Kern basiert die Steuerung auf robuster und langlebiger SPS-Hardware, die auf industriellen Standards augebaut ist und im Anlassfall oder bei zukünftigen Modernisierungen ohne großen Aufwand ersetzt werden kann. Die anwenderfreundliche Visualisierung und das Datenbanksystem laufen völlig unabhängig auf gängiger PC-Hardware und werden von den IT-Spezialisten des Familienbetriebs ständig optimiert und aktualisiert, um mit den neuesten Entwicklungen kompatibel zu bleiben. Mittels Onlineverbindung ermöglicht die Steuerung berechtigten Anwendern rund um die Uhr wahlweise via Smartphone, Tablet oder PC die Kontrolle und Fernwartung der Anlage. Beim jüngsten Update von JaPPOS legten die Entwickler besonderen Wert auf eine verbesserte Bedienung mit mobilen Endgeräten. LOB AUS DER BEVÖLKERUNG Inklusive der temperaturbedingten Winterunterbrechung wurde das Kraftwerk Mainburg in weniger als einem Jahr realisiert und konnte somit im vorgesehen Zeitrahmen ans Netz gehen. Die Erstinbetriebnahme nach Abschluss der finalen elektrotechnischen Installationsarbeiten erfolgte vor wenigen Monaten im Spätsommer. Geringfügige Restarbeiten wie Geländermontagen oder die Fertigstellung und Begrünung der Zufahrt zum Krafthaus sollen noch bis zum Jahresende erfolgen. Jank bestätigt, dass das in optischer Hinsicht überaus gefällig

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Grafik: Troyer AG

Im zylindrischen Krafthaus des neuen Kraftwerks Ponte Verucchio wurde die gesamte elektromechanische und e-technische Ausrüstung über insgesamt 5 Stockwerke aufgeteilt. Für die Bedingungen vor Ort erwies sich eine Z-Kaplan-Turbine aus dem Hause Troyer AG als die ideale maschinelle Lösung. Der Maschinensatz wird im Regeljahr rund 3,6 GWh Strom liefern.

MASSGESCHNEIDERTE KAPLAN-TURBINENTECHNIK FÜR NEUES KRAFTWERK IN DER EMILIA-ROMAGNA Auf der Kraftwerksbaustelle in der Kleinstadt Ponte Verucchio, keine 20 Kilometer von Rimini entfernt, herrscht aktuell noch Hochbetrieb. Das neue Kleinkraftwerk am Fluss Marecchia soll in Kürze den Probebetrieb aufnehmen, noch vor dem Jahreswechsel wird es den ersten Strom ans Netz liefern. Hinter dem Kraftwerksprojekt Ponte Verucchio steht der italienische Ökostromproduzent AREN Electric Power S.p.A., der in Norditalien mehrere Kleinwasserkraftwerke betreibt. Für die technische Umsetzung des Projektes sicherten sich die Investoren die Dienste des renommierten Südtiroler Wasserkraftspezialisten Troyer AG, der eine speziell für diese Anforderungen „maßgeschneiderte“ 6-flügelige Z-Kaplanturbine lieferte. Mit der 1,4 MW starken Maschine lassen sich im Regeljahr rund 3,4 GWh sauberer Strom aus der Marecchia erzeugen.

Foto: AREN EP

wurde somit zum Namensgeber der Stadt Rimini. Was den Fluss von seiner Optik her kennzeichnet, sind extrem stark ausgeprägte Erosionserscheinungen am Ufer. Aufgrund des Sturzbachcharakters sowie der geologischen Eigenschaften sind regelrechte Erosionsschluchten, kleine Canyons, über längere Flussabschnitte entstanden. Hier ein Klein-

Die ungewöhnlich starken Erosionserscheinungen im Uferbereich haben canyonartige Gewässerabschnittte entstehen lassen.

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wasserkraftwerk zu errichten, sollte mit erheblichen Herausforderungen verbunden sein. Diesen Herausforderungen stellte sich die Gecohydro srl, eine Tochtergesellschaft der AREN Electric Power S.p.A., und realisierte ein Kleinkraftwerk auf dem neuesten Stand der Technik, derzeit laufen bereits die Inbetriebsetzungsarbeiten. Foto: Tourismusamt Rimini

uf dem Zucca, einem Berg in den apuanischen Alpen der Toskana, entspringt die Marecchia. Über eine Strecke von rund 70 Kilometer strebt der Fluss größtenteils auf dem Gebiet der Provinz Emilia- Romagna in nord-östlicher Richtung der Adria zu, in die er letztlich bei Rimini mündet. Er hieß übrigens im Altertum Ariminus, und

Das Kraftwerk nutzt die Marecchia und dient darüber hinaus der Bewässerung der landwirtschaftlich genutzten Flächen.

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Fotos: Troyer AG

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Bau des fünfgeschossigen Krafthauses mit kreisrundem Querschnitt. Die Montagearbeiten begannen bereits vor Abschluss der Bauarbeiten.

ROHRVERLEGUNG OHNE OFFENE KÜNETTE Im August 2016 erfolgte der Startschuss für die umfangreichen Bauarbeiten, die sich über rund 2 Jahre erstrecken sollten. „Die gesamten Bauarbeiten waren von permanentem Grundwasserdrang begleitet – und von daher schon etwas schwierig. Richtig aufwändig und komplex gestaltete sich in der Folge die Verlegung der Druckrohre, bei der wir auf neuartige Techniken setzten“, so der Betreibervertreter. Gentili verweist darauf, dass die Verlegung zur Gänze ohne offene Künetten erfolgte. Zum Teil wurde die unterirdische Rohrtrasse per Microtunneling-Verfahren geschaffen, zu einem anderen Teil wurden die Rohre DN1800 per Rohrdurchstoßmaschine durch den Untergrund getrieben. Erschwerend kam hinzu, dass bei diesen Bauarbeiten immer wieder Bedacht auf die Tierwelt genommen und zu diesem Zweck Pausen eingelegt werden mussten. So wurde sowohl 2017 als auch 2018 zwischen April und Juli ein Baustopp angeordnet, um auf die Brutzeit der hier ansässigen Vogelpopulation Rücksicht zu nehmen. Mittlerweile wurden im Sommer dieses Jahres die aufwändigen Bauarbeiten abgeschlossen und die Druckprobe an der Rohrleitung erfolgreich durchgeführt. Auch die Fotos: Troyer AG

STROMERZEUGUNG UND BEWÄSSERUNG „Die Kraftwerksplanung sowie die folgenden Behördenverfahren waren aufwändig, insgesamt nahmen sie rund 10 Jahre in Anspruch“, erzählt Dr. Gabriele Gentili von AREN EP, der das Projekt in leitender Funktion betreute. Als erfahrener Kraftwerksbauer und -betreiber war das Unternehmen beim Bau des Kraftwerks in Verucchio federführend in Planung und Gesamtbauleitung. Das Kraftwerksprojekt sollte dabei in ein duales Nutzungskonzept eingebunden werden, das einerseits die Nutzung des Wassers für Bewässerungszwecke und anderseits für die Stromgewinnung vorsah. Parallel zu den Arbeiten an der Kraftwerksinfrastruktur wurden auch umfangreiche Ausgleichsmaßnahmen vorgeschrieben, die vor allem den starken Erosionserscheinungen am Flussbett sowie am Ausleitungskanal Einhalt gebieten und den natürlichen Flusslauf sichern sollen. Im Nachhinein bewertet Gabriele Gentili die gesamten Sicherungsarbeiten am Zulauf, die in enger Abstimmung mit den Behörden durchgeführt wurden, als die größte Herausforderung im gesamten Bauablauf. Das Projektareal befindet sich in einem Naturschutzgebiet und erforderte daher besonderes Fingerspitzengefühl.

HERAUSFORDERUNG IM TURBINEN-DESIGN Warum man sich für den Wasserkraftspezialisten aus Sterzing entschieden hat, ist für Gabriele Gentili einfach erklärt: „Die Produkte der Firma Troyer haben einen hervor ragenden Ruf, nicht nur im Alpenraum und in Italien. Wir wissen um die Qualität und die Zuverlässigkeit der Turbinen, daher haben wir unser Vertrauen in das Südtiroler Unternehmen gesetzt.“ Mitte Juli 2016 wurde der Auftrag unterzeichnet. Er umfasste neben einer vertikalen Z-Kaplanturbine samt Zuleitungsbogen, den 1,6 MVA-Generator, Steuerschränke und Automation sowie die Hydraulikaggregate für die Turbinensteuerung und die Schleuse im Wasserschloss. Grundsätzlich liefern die erfahrenen Turbinenbauer keine Maschinen „von der Stange“, sie werden speziell für die jeweiligen Anforderungen am Standort designt. Doch die Turbine für das Kraftwerk Ponte Verucchio erforI

Die Montage von Saugrohr und Turbine erfolgte von unten nach oben. Es gelang die Abweichung des Rohrleitungsendes von 10 cm (Höhe) bzw. 17 cm (seitlich) durch eine flexible Montageplanung auszugleichen.

Foto: zek

Die Einbausituation von Saugrohr und Turbine konnte letztlich erst vor Ort geplant und umgesetzt werden, da die exakte Position des Rohrleitungsendes lange unbekannt war.

Maschinenmontage ist bereits abgeschlossen. Dieser Tage sind die Inbetriebsetzungsspezialisten der Firma Troyer AG am Zug, die für die gesamte elektromaschinelle und auch elektro- wie leittechnische Ausrüstung verantwortlich zeichnet.

Dezember 2018

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Projekte

Fotos: Troyer AG

Über eine 6,4 m lange vertikale Welle treibt die Turbine den Generator an.

Einheben des 1,6 MVA Synchrongenerators

derte noch mehr Aufwand, wie der Projektmanager der Firma Troyer AG Stefan Macrina betont: „Im Hinblick auf die große Fallhöhe von 20 m und einer Saughöhe von 4,5 m sowie einem Ausbaudurchfluss von 7,40 m3/s haben wir ein 6-flügeliges Kaplanlaufrad mit einem Durchmesser von 1.200 mm gewählt, das bei einer spezifischen Drehzahl von 123 U/min einen kavitationsfreien Betrieb gewährleistet. Das Design der neuen Schaufelgeometrie des 6-Flüglers wurde mittels CFD-Analyse hausintern optimiert.“ UNWUCHTEN UNTER ALLEN UMSTÄNDEN VERMEIDEN Warum die Turbinenspezialisten für den Einsatz an der Marecchia die Z-Bauform der Kaplanturbine wählten, liegt in erster Linie an der kompakten Form dieser Variante. Da das Krafthaus einen kreisförmigen Querschnitt und nicht allzu viel Platz aufweist, brachte die Z-

Kaplanturbine relevante Vorteile für das Krafthaus-Konzept mit sich. Überdies weist diese Art der Turbine hohe Wirkungsgrade bei zugleich flachem Wirkungsgradverlauf auf, das heißt: Sie garantiert auch im Teillastbereich noch eine effektive Stromproduktion. „Unsere Ingenieure waren gerade in konstruktiver Hinsicht beim neuen Turbinendesign gefordert. Das lag vor allem am Design des 6-flügeligen Laufradkopfs mit integrierter mechanischer Verstellung der Laufradschaufel sowie des hydraulischen Verstellzylinders. Generell stellte sich die Anforderung, neben einer effizienten und robusten Maschine, auch ein wartungsfreundliches Turbinenkonzept zu erarbeiten. Und dies ist gelungen“, so Stefan Macrina. Besonders großes Augenmerk wurde darüber hinaus auf die Auswuchtung des Laufrads sowie eine möglichst perfekte Ausrichtung der immerhin 6,4 m langen Turbinenwelle gelegt. Schließlich können schon geringste Unwuchten im Betrieb zu größeren radialen Wellenauslenkungen führen und damit Schwingungsprobleme auslösen. Im Hinblick auf eine spätere Wirkungsgradmessung wurden bereits in der Konstruktionsphase alle notwendigen Messanschlüsse sowie spezielle Schaugläser unterhalb des Laufrads integriert. Dabei geht es nicht nur darum, die Effizienz der Maschine zu verifizieren. Diese Maßnahmen dienen auch dazu, die Maschine – gerade in der Inbetriebsetzungsphase – für einen möglichst optimalen Betrieb einstellen zu können. SPEZIALAUFGABEN IN DER SAUGROHR-MONTAGE Auf der Baustelle in Verucchio konnte das erfahrene Montage-Team der Firma Troyer seine ganze Kompetenz unter Beweis stellen. Wie Stefan Macrina bestätigt, stellte die Positionierung des Saugrohrs eine

Technische Daten

Die doppelt regulierte Kaplanturbine aus dem Hause Troyer AG ist bei einer Fallhöhe von rd. 20 m und einer Ausbauwassermenge von 7,40 m3/s auf 1.265 kW ausgelegt.

Dezember 2018

• Ausbauwassermenge: 7,40 m3/s

• Netto-Fallhöhe: 19,96 m

• Turbine: Z-Kaplan-Rohrturbine

• Fabrikat: Troyer AG

• Drehzahl: 428 Upm

• Klemmenleistung: ca. 1.265 kW

• Generator: Synchrongenerator

• Fabrikat: Marelli

• Nennscheinleistung: 1,6 MVA

• Gewicht: 22 t

• E-Technik & Leitsystem: Troyer AG

• Planung: AREN EP

• Jahresproduktion: 3,615 GWh

• Inbetriebnahme: Dezember 2018

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Ebenerdiger Zugang zum unterirdischen Kraftwerk Ponte Verucchio.

Foto: AREN EP

Projekte

Wassereinzug an der Marecchia: Für den Kraftwerksbetrieb dürfen maximal 7,40 m3/s eingezogen werden. Daneben muss auch den Anforderungen für die landwirtschaftliche Bewässerung Genüge getan werden.

der größten Herausforderung der baulichen Umsetzung dar. Der Montageablauf sah dabei als erstes die Saugrohrpositionierung vor, danach – von unten nach oben – die Montage der Turbine bis hin zur Anbindung der Zuleitung an die Druckleitung. Die Position des Saugrohrs hing direkt von der Position der Druckrohrleitung ab. „Da die Druckrohrleitung mittels maschinellen Vortriebs vom Wasserschloss Richtung Krafthaus errichtet wurde, war die präzise Position des Rohrendes im Krafthaus nicht zu 100 Prozent klar. Die große Unbekannte war für die Monteure also die reale Abweichung des Druckleitungsendpunkts von dessen Sollposition. Durch die Konstruktion und auch die vertraglichen Bedingungen mussten wir im Stande sein, Abweichungen von bis zu 10 cm auszugleichen. Am Ende musste die Maschine rund 10 cm höher und 17 cm aus der Projekt- achse installiert werden. Möglich wurde die Neupositionierung des Saugrohres und somit auch der Turbinenachse dank einer digitalen 3D-Vermessung, die direkt vor Ort durchgeführt wurde. Zu diesem Zweck hatten zwei unserer Maschinenbaukonstrukteure ihren sauberen Büro-Arbeitsplatz kurzfristig mit der nicht immer angenehmen

Kraftwerksbaustelle getauscht, um die Einbauplanung zusammen mit dem Obermonteur an die realen Bedingungen vor Ort anzupassen. Auf diese Art konnten Saugrohr und Turbine rasch und hochpräzise montiert werden.“ VERTIKALER ZYLINDER MIT 5 STOCKWERKEN Die Turbine samt Welle und der ersten Hälfte der Bogenzuleitung, zusammen immerhin 11,5 Tonnen schwer, wurden im März dieses Jahres im vormontierten Zustand an die Baustelle geliefert. Noch bevor das Krafthaus eine Überdachung hatte, wurde mit den Montagearbeiten begonnen. Es drängte die Zeit, schließlich war ab April aufgrund der Brutzeit der Vögel wieder „Schicht im Schacht“. Im August folgten die Lieferung und der Einbau des Generators sowie die Elektromontage. Nachdem die wesentlichen Montagearbeiten Ende September abgeschlossen werden konnten, fanden auch die Bauarbeiten im Krafthaus ihr Ende. Seiner geometrischen Form nach könnte man das Krafthaus als vertikalen Zylinder mit einem Durchmesser von knapp 10 m beschreiben, der sich über 5 Etagen und über 24 m in die Tiefe erstreckt. Im fünften und untersten

Foto: Lorenzo Gaudenzi_Wikimedia

Die Kleinstadt Verucchio liegt unweit von Rimini in der Region Emilia-Romagna.

Stockwerk wurden Auslaufkanal und Saugrohr angelegt, darüber befindet sich die Turbine, im dritten Stock wurden die Bogenleitung und das Hydraulikaggregat untergebracht, im zweiten der Generator. Ganz oben im Erdgeschoss befinden sich die Steuerungsschränke. Die Bauform brachte im Hinblick auf die Montage auch gewisse Herausforderungen mit sich. „Höhenangst durften die Monteure nicht haben. Wenn man bedenkt, dass etwa für die Verlegung von Hydraulik- oder Kühlleitungen gleich mehrere Stockwerke durchquert werden musste, war dies durchaus herausfordernd“, so der Projektleiter. AREN EP SETZT AUF ERNEUERBARE ENERGIEN Im vergangenen Oktober wurden die ersten Trockentests beendet, sie sind vielversprechend verlaufen. In diesen Wochen steht gerade die Nassinbetriebnahme des Maschinensatzes auf dem Programm. Bis Ende November ist die Inbetriebnahme der Anlage geplant. Im Regeljahr wird das neue Kleinwasserkraftwerk circa 3,62 GWh Strom aus der Kraft der Marecchia erzeugen. Den Strom verkauft AREN EP auf dem freien Markt. Für das Unternehmen mit Hauptsitz in Cesena stellt die Investition in Wasserkraftprojekte einen wichtigen Bestandteil der Firmenstrategie dar, wie Gabriele Gentili bestätigt: „Grundsätzlich entwickeln wir Projekte aus dem Bereich der erneuerbaren Energien. Im Verhältnis zu Wind- und Sonnenenergie spielte die Wasserkraft aber bislang eine eher untergeordnete Rolle, sie machte gerade einmal 4 Prozent unseres Gesamtportfolios aus. Aber sie trägt dazu bei, unser Angebot zu diversifizieren. Die Tendenz zeigt allerdings nach oben: Wenn wir unser neues Kleinwasserkraftwerk Ponte Verucchio und ein weiteres, das 2019 fertiggestellt wird, hinzurechnen, nähert sich der Anteil doch schon jenem der Photovoltaik an. Insofern hat die Wasserkraft für unser Unternehmen eine große Bedeutung.“ Noch vor dem Jahreswechsel soll das neue Kleinkraftwerk im Rahmen einer feierlichen Einweihung offiziell eröffnet werden. Dezember 2018

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Weniger als ein halbes Jahr nahmen die Arbeiten für den Ersatzneubau des Kleinwasserkraftwerks ATEX in Grafenau im Bayerischen Wald in Anspruch, ehe die 1,6 MW starke Ökostromanlage im Dezember letzten Jahres wieder ans Netz ging. Im Rahmen des Bauvorhabens wurde der Kraftwerksstandort weiter flussabwärts verlegt, ein Teil der Rohrleitung ausgetauscht und die elektromaschinelle Einrichtung erneuert. Darüber hinaus wurde auch die gesamte e-technische und leittechnische Ausrüstung des Kleinkraftwerks modernisiert. Gerade dieser Teilaspekt des Projektes brachte die größten Herausforderungen mit sich. Schließlich galt es für die Techniker des beauftragten E-Technik-Unternehmens Schubert Elektroanlagen, das Kleinkraftwerk fit für die neuesten Anforderungen der so genannten BDEW-Richtlinie zu machen. Konkret muss die Anlage nun strenge Auflagen erfüllen, um sich an der Stabilisierung des Stromnetzes beteiligen zu können.

er Kraftwerksstandort an der Kleinen Ohe, einem Zubringer der Ilz im Bayerischen Wald, hat Tradition. „Hier haben einst alte Turbinen auf mechanischem Weg Holzschleifmaschinen angetrieben. Später, in den 1960er Jahren, erfolgte dann der Umbau auf eine elektrische Ausrüstung“, erzählt Dipl.-Ing. Alfred Stephan Maier. Er ist der Betreiber des Kraftwerks ATEX, dessen Name aus der Zeit stammt, als die Anlage in Diensten der gleichnamigen Spanplattenfabrik in Grafenau gestanden war. Doch die Firma ATEX ist bereits Geschichte. Nicht so der Industriestandort, an dem heute der Baustoffspezialist Knauf AMF ansässig ist – und an dem immer noch Ökostrom erzeugt wird. 1985 hatte der Vater von Alfred Stephan Maier das Kleinkraftwerk herausgekauft und weiter betrieben. Mehr als 30 Jahre später war es nun an dessen Sohn, das Kraftwerk in eine neue Epoche zu führen. „Wir haben uns für einen Ersatzneubau entschieden, weil die Altanlage schon stark renovierungsbedürftig und die Technik teilweise Ende ihrer Lebensdauer angelangt war“, so der Betreiber.

Dezember 2018

Foto: Maier

NEUES KLEINKRAFTWERK IM BAYERISCHEN WALD LEISTET SEINEN BEITRAG ZUR NETZSTABILITÄT

Mit innovativer Kraftwerkstechnik startet das Kraftwerk ATEX im bayerischen Grafenau in eine neue Epoche. Die 6-düsige Peltonturbine vom Fabrikat Geppert wurde einbetoniert, sie treibt einen Hitzinger-Synchrongenerator an. Das bewährte Maschinengespann erreicht eine Engpassleistung von 1,6 Megawatt.

VERLEGUNG DES KRAFTHAUSES Ein zentraler Punkt im Konzept des Ersatzneubaus betraf die Verlegung des alten Krafthausstandorts, der sich relativ zentral im Gelände der Firma Knauf AMF befunden hatte. Zum einen hatte das Unternehmen verständlicherweise Interesse daran, diesen Platz selbst zu nutzen – und zum anderen konnte das Maschinenhaus nun weiter flussabwärts verlegt werden, was einen Fallhöhenzugewinn für den Betreiber versprach – eine klassische WinWin-Situation. Für die Planung beauftragte der Betreiber das namhafte österreichische Planungsbüro BHM Ingenieure, das über große Erfahrung im Wasserkraftwerksbau verfügt – und dies in allen Größen und Varianten. Gemeinsam mit dem Planer wurde ein neuer Standort für das Krafthaus gefunden, zwar immer noch am Gelände von Knauf AMF, aber dafür in der äußersten Peripherie. Gemäß den Plänen von BHM wurde es am Ende der ehemaligen Ausleitungsstrecke, konkret an der Einleitung in die Kleine Ohe, situiert. Auf diese Weise ließ sich ein Fallhöhenzugewinn von immerhin 9 Metern erreichen.

DRUCKROHRLEITUNG VERLÄSST WERKSHALLE Grundsätzlich sollte sich am Gesamtkonzept des Kraftwerks nichts ändern. Es handelt sich um ein Ausleitungskraftwerk vom Typ einer Hochdruckanlage mit einer Wasserfassung mit einer 20 Meter langen, betonierten Stauwand, an der sich auch eine Wehrklappe befindet. Die Entnahme des Triebwassers erfolgt im rechten Winkel zur Staumauer in Fließrichtung über einen Feinrechen, an dem eine massive Kettenumlauf-Rechenreinigungsmaschine ihren Dienst versieht. Das Triebwasser wird in der Folge über eine oberirdische Stahl-Druckrohrleitung Richtung Turbinen geführt. Sowohl die Wasserfassung als auch zwei Drittel der Stahl-Druckrohrleitung über eine Länge von rund 1.000 Meter blieben vom Umbauprojekt unberührt. Das untere Drittel der bestehenden Leitung, die zum Teil mitten durch eine Werkshalle führte, wurde allerdings rückgebaut und nun durch eine unterirdisch verlegte, ca. 590 Meter lange GFK- Rohrleitung DN1200 ersetzt. Das Bauteam der damit beauftragten Karl-Gruppe aus Innernzell begann zunächst mit dem Abbruch

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Projekte der Oberflächenbefestigung, anschließend wurde die Rohrkünette für die neue Druckrohrleitung bis auf eine Tiefe von 4 Metern ausgehoben. Dabei fielen insgesamt rund 8.000 m3 Aushubmaterial an. Die GFK-Rohre, ausgeführt in der Wickelvariante aus dem Hause Amiblu, wurden auf Filterkies gebettet und mit ebensolchem hinterfüllt. Erschwerend für die Arbeiten war das partielle Auftreten von Grundwasser im Bereich der Kanalsohle, zudem wurden Betonfundamente erforderlich, mit denen die Rohrbögen bei größeren Richtungsänderungen von mehr als 20 Grad gesichert wurden. Im Zuge der Verlegungsarbeiten zeigten sich die Vorteile der GFK-Rohre deutlich. Bedingt durch das einfache Handling konnte auch in schwierigem baulichen Umfeld eine hohe Verlegeleistung erzielt und der Terminplan auf den Punkt eingehalten werden. Heute verläuft die Druckrohrleitung gemäß den Plänen von BHM in einem weitläufigen Bogen entlang des Bachverlaufs bis zum Krafthaus. ERHÖHUNG DER ENGPASSLEISTUNG Die Behördenverfahren stellten bei diesem Projekt keine allzu große Hürde dar. Wie Betreiber Alfred Stephan Maier betont, seien die Genehmigungsverfahren unkompliziert verlaufen. Am bestehenden alten Wasserrecht wurde schließlich auch nichts geändert. Genauso wie vor dem Umbau steht dem Kraftwerk eine maximale Triebwassermenge von 2,2 m3/s zu. „Entsprechend dem Charakter eines typischen Mittelgebirgszuflusses schwankt das Wasserdargebot der Kleinen Ohe im Jahresverlauf teilweise erheblich“, so der Betreiber. Die passende Antwort für derartige Gegebenheiten konnte somit nur eine mehrdüsige Peltonturbine sein, die auch noch bei geringen Wassermengen eine effiziente Stromerzeugung gewährleistet. Konkret fiel die Wahl auf eine 6-düsige Peltonturbine des bekannten Tiroler Wasserkraftspezialis-

ten Geppert, dessen Maschine bei einer Ausbauwassermenge von 2,2 m3/s und einer Fallhöhe von 97 m auf eine Nennleistung von 1,6 MW ausgelegt ist. Dabei dreht die Maschine mit 375 U/min relativ langsam, der Generator – eine wassergekühlte Synchronmaschine aus dem Hause Hitzinger – wird mit der selben Drehzahl angetrieben. Dank dem Zugewinn von rund 9 Meter Fallhöhe und der modernen technischen Ausrüstung konnte die Engpassleistung um ca. ein Drittel erhöht werden. Im Regeljahr erzeugt die Anlage nun rund 8 GWh. BDEW-RICHTLINIE ALS HERAUSFORDERUNG Die größte technische Herausforderung des Kraftwerksprojektes lag allerdings weniger in dessen elektromechanischer Ausführung als in den elektround leittechnischen Kriterien. Konkret ging es darum, die jüngsten Anforderungen der so genannten BDEW-Richtlinie umzusetzen. Dabei handelt es sich um Vorgaben des BDEW Bundesverband der Energieund Wasserwirtschaft e. V in Bezug auf die geforderte Netzstützung von Erzeugungsanlagen im Mittelspannungsnetz, analog zu den bisher schon gültigen Richtlinien für Hochund Höchstspannungsnetze. „Das bedeutet: Um die Sicherheit des Netzbetriebs zu gewährleisten, dürfen sich Kleinkraftwerke im Fehlerfall – nicht wie bisher – prompt vom Netz trennen. Zudem haben sie auch während des regulären Netzbetriebs ihren Beitrag zur Spannungshaltung im Mittelspannungsnetz zu leisten. Das hat natürlich auch unmittelbare Auswirkungen auf die Auslegung der Anlagen“, erklärt dazu Ing. Lukas Rudolf von Schubert Elektronanlagen. Das renommierte Elektrotechnik-Unternehmen aus dem niederösterreichischen Ober-Grafendorf war von Betreiber Alfred Stephan Maier direkt und persönlich mit diesem Spezialauftrag betraut worden. Neben der gesamten elektrotechnischen Ausrüstung und den für ein Kleinwas-

GeneralPlaner & f a c h i n G e n i e u r e

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Im Zuge der Verlegung des Maschinenhauses wurde auch ein Teil der Rohrleitung ausgetauscht. Über eine Trassenlänge von ca. 540 m wurden GFK-Rohre aus dem Hause Amiblu DN1200 verlegt.

BHM INGENIEURE Engineering & Consulting GmbH Europaplatz 4, 4020 Linz, Austria Telefon +43 732 34 55 44-0 office.linz@bhm-ing.com

Foto: Maier

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Foto: Schubert

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Das neue Krafthaus im RohbauZustand – im Spätherbst 2017.

serkraftwerk „üblichen“ Steuerungs- und Automatisierungssystemen wartete auf das Team von Schubert Elektroanlagen mit der BDEW-Richtlinie eine echte Premiere. REGELUNG INNERHALB VON MILLISEKUNDEN „Mit derart strikten Regeln bei zugleich hohen technischen Standards waren wir bislang noch bei keinem Kleinwasserkraftprojekt konfrontiert“, sagt Lukas Rudolf. Dies erscheint auch wenig verwunderlich, zumal Neuanlagen in Deutschland erst seit kurzer Zeit davon betroffen sind. Es geht um Kraftwerke, die innerhalb der letzten zwei Jahre fertiggestellt wurden. Diese müssen nun technisch dazu in der Lage sein, ihren Beitrag zur Netzstabilisation zu leisten. Der Hintergrund ist darin zu sehen, dass einerseits durch zu viele „volatile“ Ökostrom-Einspeiser, wie etwa Wind- und Solarkraftwerke, die Konstanz in der Netzfrequenz gefährdet ist – und zum anderen durch den Aufbau eines „virtuellen Kraftwerks“ mittels Zusammenschluss von zahlreichen Kleinanlagen. Entscheidend ist nach wie vor, die Gefahr eines möglichen

Die Aufteilung auf 6 Düsen als ideale maschinelle Antwort auf das beträchtlich schwankende Wasserdargebot in der Kleinen Ohe. Das Laufrad wurde im Werk der Firma Geppert aus einem Edelstahl-Monoblock gefräst.

Blackouts zu bannen. Dieser Entwicklung wird in der neuen BDEW-Richtlinie Rechnung getragen. In der Praxis errechnet der Netzbetreiber nun aktuelle Trends im Netzbetrieb, die je nach Bedingung eine Leistungserhöhung oder eine Leistungsreduktion der einzelnen Erzeugungsanlagen im Netz erforderlich machen. Das bedeutet auch, dass das Kraftwerk den Netzbetreiber mit einer ganzen Reihe von Messwerten aus dem Kraftwerk versorgt, die permanent automatisch übertragen werden. „In der Praxis schaut das so aus, dass der Netzbetreiber – im vorliegenden Fall die Bayernwerke – beispielsweise das Signal gibt, die Leistung der Anlage um 60 Prozent zu reduzieren. Die Reaktion der Anlage muss darauf innerhalb von Millisekunden erfolgen. Trotzdem darf die Leistungsreduktion nicht zu abrupt verlaufen, da dies unerwünschte Schwankungen im Netz erzeugen würde. Im Detail heißt das, dass die mechanischen Antriebe der Düsenöffnungen nicht zu schnell schließen und dieser Gradient über eine so genannte ‚Rampenfunktion‘ in der Regelung erreicht

Foto: Schubert

Schaltanlage im neuen Krafthaus

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wird, bis das Kraftwerk sich auf 40 Prozent der ursprünglichen Leistung einpendelt. Dies zu programmieren, erforderte nicht nur eine enge Koordination mit dem Turbinenhersteller Geppert und dem Generatorspezialisten Hitzinger, sondern darüber hinaus auch viel Zeit und Aufwand, um letztlich alle Anforderungen zu erfüllen“, erklärt Lukas Rudolf von Schubert Elektroanlagen. NEUE STRIKTERE REGELUNGEN IM BDEW Für die Betriebsgenehmigung des neuen Kraftwerks ATEX waren die Auflagen im Hinblick auf die BDEW-Richtlinie strikt einzuhalten. Sie werden noch einer entsprechenden Prüfung durch ein akkreditiertes Institut unterzogen. Dass auf diese Weise nun viele Kraftwerksbetreiber im Sinne der Netzstabilität Leistung vorhalten, ist gewollt, wird aber auch durch eine Entschädigung abgegolten. Im Falle des modernisierten Kleinkraftwerks an der Kleinen Ohe setzten die Techniker von Schubert Elektroanlagen auf eine moderne Siemens SPS-Steuerungseinheit, die an die komplexen Anforderungen angepasst wurde.

Technische Daten • Genutztes Gewässer: Kleine Ohe

• Kraftwerkstyp: Hochdruck

• Ausbauwassermenge: 2,2 m3/s

• Fallhöhe: 97 m

• Turbine: Peltonturbine

• Düsenzahl: 6

• Fabrikat: Geppert

• Bauart: Vertikal - einbetoniert

• Drehzahl: 375 Upm

• Engpassleistung: 1,6 MW

• Generator: Synchrongenerator

• Kühlung: wassergekühlt

• Fabrikat: Hitzinger

• Nennscheinleistung: 2 MVA

• E-Technik & Leitsystem: Schubert EA

• BDEW-Anpassung: Schubert EA

• Druckrohrleitung: Stahl & GFK

• L: Stahl: ca. 1.000 m GFK: ca. 540 m

• Dimension: DN1200

• GFK-Fabrikat: Amiblu

• Planung: BHM Ingenieure

• Rohrverlegung: Karl Gruppe

• Inbetriebnahme: Anfang 2018

• Jahresproduktion: ca. 8 GWh

HYDRO

Grafik:Schubert

Projekte

Das Kraftwerk ATEX wurde von der Fa. Schubert e-technisch auf die komplexen Anforderungen der BDEW-Richtlinie ausgelegt. Das bedeutet, dass einerseits eine Vielzahl an Parametern für den Netzbetreiber ausgelesen und anderseits eine präzise Leistungsregelung umgesetzt wird. Rechts: Übersichtliche Visualisierung des Maschinensatzes.

Grafendorf einer umfangreichen Werksprüfung unterzogen werden, bevor sie ausgeliefert werden. Bei den verbauten Komponenten setzt man bei Schubert auf durchwegs bewährte und langlebige Bauteile, wie etwa Komponenten der Siemens Simatic 1500. Zudem wurden dem Betreiber umfangreiche Überwachungs- und Steuerungsoptionen an die Hand gegeben, indem er nun auch über einen Online-Fernzugang verfügt. Die Visualisierung ist dabei übersichtlich, logisch und auf eine hohe Bedienerfreundlichkeit ausgelegt. Egal ob am PC, dem Tablet oder dem Smartphone: die Visualisierung des SCADA-Systems erscheint überall in identischer Weise. HOHER BEDIENKOMFORT Gerade im Hinblick auf die BedienerfreundDer gesamte Lieferumfang für den niederös- lichkeit hat das Kraftwerk ATEX nun den terreichischen Elektrotechnik-Spezialisten um- Sprung in die Neuzeit geschafft und bietet fasste unter anderem eine gasisolierte 24kV dem Betreiber heute zahlreiche Vorteile im SF6-Mittelspannungsanlage, einen Maschi- Vergleich zum Altbestand. Über den eingenentransformator mit 2 MVA Leistung, den richteten „VPN-Tunnel“, also eine sichere Eigenbedarfstrafo mit 160 kVA sowie sämtli- VPN-Verbindung, kann nicht nur der Betreiche Schaltschränke, die im Werk in Ober- ber auf seine Anlagendaten zugreifen. Wenn es Foto: Maier

„Wir haben bei diesem Projekt einiges an Erfahrung hinzugewonnen, schließlich erforderten die neuen, strikteren Regelungen der BDEW neue Programmierung in der Software. Im Hinblick auf nächste Kraftwerksprojekte in Bayern ist das sicher von Vorteil. Wir gehen davon aus, dass diese Anforderungen der BDEW-Richtlinie kurz- bis mittelfristig auch in Österreich in gleicher oder ähnlicher Form umgesetzt werden müssen. Und dafür sind wir nun gerüstet: Die programmierte Steuerungssoftware steht in der ‚Schubert Software-Bibliothek‘ für vergleichbare Anwendungen bereit“, so Rudolf.

in einem Notfall erforderlich sein sollte, können sich so auch die Steuerungsspezialisten von Schubert Elektroanlagen einklinken und auf diese Weise schnell Support leisten. Alarme bzw. Störungsmeldungen werden – wie heute allgemein üblich – per SMS an das Smartphone des Betreibers sowie des Kraftwerkswärters gesendet. BEREIT FÜR KOMPLEXE ANFORDERUNGEN Kurz vor Weihnachten letzten Jahres erzeugte das Kraftwerk erstmalig wieder Strom. Bereits vor rund 18 Jahren hatte Kraftwerksbetreiber Alfred Stephan Maier auf das Know-how und die Erfahrung von Schubert Elektroanlagen bei einem anderen Kraftwerksprojekt vertraut. Für die niederösterreichischen E-Technik-Spezialisten war es daher besonders erfreulich, dass aufgrund dieser positiven Erfahrung auch der Folgeauftrag am Kraftwerk ATEX möglich geworden ist. Der Auftrag erging nicht wie sonst häufig als Subunternehmen des Turbinenbauers, sondern aus erster Hand durch den Betreiber. Und der zeigt sich mit der umgesetzten Lösung sehr zufrieden. Das neue Kraftwerk ATEX ist nun bereit für die modernsten Anforderungen, die heute ein Kleinwasserkraftwerk zu erfüllen hat.

Industriestraße 3 A-3200 Ober-Grafendorf Tel.: +43 2747 25 35 - 0 Fax: +43 2747 25 35 - 440 E-Mail: office@schubert.tech

Schubert Elektroanlagen ist seit über 50 Jahren ein führender Anbieter von elektrotechnischer und maschineller Anlagenausrüstung in den Bereichen Energie, Umwelt und Wasser.

Das Krafthaus wurde in die Peripherie des Betriebsareals der Fa. Knauf AMF an das Ufer der Kleinen Ohe verlegt. Dadurch gelang es, 9 Meter zusätzlich an Fallhöhe zu gewinnen.

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Veranstaltung

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Vom 25. bis zum 26. Oktober dieses Jahres fanden erstmalig die Interalpinen Energie- und Umwelttage in Mals in Südtirol statt.

INTERALPINE ENERGIE- UND UMWELTTAGE ALS HOCHKARÄTIGES INFORMATIONSFORUM Wie es derzeit um die Energiewende in Mitteleuropa bestellt ist – diese Frage stand im Mittelpunkt der Interalpinen Energieund Umwelttage, die am 25. und 26. Oktober in Mals im Südtiroler Vinschgau über die Bühne gingen. Hochkarätige Vorträge zu den verschiedenen Formen erneuerbarer Energieerzeugung vermittelten Einblicke in innovative und zukunfts fähige Konzepte. Nicht zuletzt dank der ausgezeichneten Fachbeiträge, der angeregten Diskussionen und dem angenehmen Umfeld machte die Veranstaltung als Treffpunkt für Entscheidungsträger und Akteure aus dem Bereich der erneuerbaren Energieproduktion von sich reden.

er Tagungsort hätte kaum besser gewählt sein können: In Südtirol, wo heute doppelt so viel Strom erzeugt, als von den Südtirolern verbraucht wird, werden bereits viele Aspekte der Energiewende umgesetzt und bewusst vorgelebt. Vor diesem Hintergrund haben sich am 25. und 26. Oktober im Vinschgauer Mals Politiker, Insider und Branchenvertreter zu einem regen Informationsaustausch getroffen, der so manch neue Perspektive aufzeigen konnte. Nachdem Ronald Patscheider von Ingenieure Patscheider & Partner GmbH in seiner Funktion als Gastgeber die Teilnehmer in Mals willkommen geheißen hatte, war es am Südtiroler Energielandesrat Richard Theiner, das Auditorium in medias res – sprich in den Themenbereich der erneuerbaren Energien – einzuführen. Dabei nahm vor allem das breite Thema Wasserkraft viel Raum in der Ansprache des Südtiroler Po-

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litikers ein: „Wir haben in Südtirol 30 Konzessionen für Großwasserableitungen, 157 mittlere Konzessionen und 846 kleine Konzessionen. Dabei muss einmal festgehalten werden: Aus Sicht der Umwelt haben wir die geringsten Probleme mit den Großwasserableitungen, die meisten dagegen mit den kleinen. Das heißt, dass bei Kleinwasserkraftanlagen auch sehr viele Umweltbelange berücksichtigt werden müssen und wir hier noch Verbesserungsbedarf sehen.“ Er verweist darüber hinaus auch noch darauf, dass Südtirol in der glücklichen Lage sei, dass bei den meisten Wasserkraftanlagen entweder die öffentliche Hand oder eine Genossenschaft beteiligt ist. Das bedeute, so Theiner weiter, dass Wasserkraft gerade in peripheren Gebieten, wo die Infrastruktur noch schwach ausgeprägt ist, Einkommen generiert. Zum Abschluss seiner Rede forderte er im Hinblick auf den

Ausbau der erneuerbaren Energien einen vernünftigen Ausgleich zwischen wirtschaftlichen, sozialen und ökologischen Interessen. INNOVATIVES POWER-TO-X-PROJEKT Hochkarätig ging es danach in der Begrüßungsrunde weiter. Johann Herdina, seines Zeichens der Vorstandsvorsitzende der TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG, nannte die Energiewende als die größte Herausforderung unserer Zeit. Es bedeute, so Herdina, dass wir von den fossilen Energien als Leitenergie abgehen. Diese Rolle komme nun dem Strom zu. Er verwies darauf, dass es sowohl in der Erzeugung als auch in der Speicherung viele Optionen gebe und rückte zugleich die so genannten Power-to-x-Technologie in den Mittelpunkt seiner Ausführung. Darunter versteht man allgemein verschiedene Technologien zur Speicherung bzw. anderweitigen

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Veranstaltung

Foto: zek

Den Veranstaltern gelang es, hochkarätige Redner für die Veranstaltung zu gewinnen: Ronald Patscheider (li) richtete die Grußworte an die Teilnehmer, Energielandesrat Richard Theiner (mi) bezog zur Südtiroler Energiewende Stellung, und Johann Herdina von der TIWAG betonte die Bedeutung eines verantwortungsvollen Umgangs mit der Ressource Energie.

Nutzung von Stromüberschüssen in Zeiten eines aktuellen oder zukünftigen Überangebotes variabler Energieformen wie Solar-, Windenergie und Wasserkraft. „Dabei gilt es immer zu beachten, wie viel Energie am Weg der Umwandung verloren geht, das heißt: Wie groß ist der Wirkungsgrad der Technologie?“, so Herdina. Er erklärte in diesem Zusammenhang, dass die TIWAG bereits ein umfangreiches Maßnahmenpaket geschnürt habe. Zum einen umfasst der E-Fuhrpark des Tiroler Energiedienstleisters bereits rund 40 Fahrzeuge, daneben wird die größte Lade infrastruktur Nord-Tirols mit 250 öffentlichen Ladepunkten betrieben. Zum anderen setzt man auf ein spannendes Pilotprojekt im Bereich Power-to-x, bei dem in einem Elektrolyseur Wasserstoff produziert wird. Die Abwärme des Prozesses wird in eine Fernwärme leitung eingespeist und dient dazu, ein Bezirkskrankenhaus mit zu heizen. Daneben kann auch die Prozesskälte verwendet werden. Mit dem gewonnenen Wasserstoff wird einerseits die Busflotte betrieben und zum anderen

in die Gasleitung eingespeist. Auch das Nebenprodukt Sauerstoff wird verwendet: Er wird in eine Kläranlage geleitet, um die Klärungsprozesse anzutreiben. ERNEUERBARE SENKEN DEN STROMPREIS Den Auftakt für die spezifischen Fachvorträge machte anschließend Jens Mühlhaus von der Green City AG, der einen Überblick über den aktuellen Stand der Energiewende in Mitteleuropa gab. Er zeichnete kurz den Werdegang des Unternehmens nach, das seinen Ursprung in der Umweltschutzbewegung hat und aus München stammt. Mühlhaus erläuterte in der Folge klar, warum Wind- und Solarenergie die Rolle der treibenden Kraft in der Energiewende zukommt und warum Wasserkraft zwar weiterhin eine wichtige, aber dennoch untergeordnete Rolle spielen werde. Als effektivstes Instrument der Energiewende sieht er nach wie vor die CO2-Bepreisung, die allerdings seit Jahren unter den unrealen Preisen leide. Weiters demonstrierte Mühlhaus anhand übersichtlicher Diagramme, dass die

Foto: zek

Das Kulturhaus Mals bot einen ausgezeichneten Rahmen für die Veranstaltung.

Strompreise sinken, je mehr erneuerbare Energien eingesetzt werden – eine Erkenntnis, die offensichtlich noch nicht in der öffentlichen Wahrnehmung angelangt ist. Darüber hinaus erläuterte der Vorstand der Green City AG, wie sich die Zielsetzung bis zum Jahr 2050 darstellt und wie es möglich wird, dorthin zu gelangen. Nach Zahlen der Fraunhofer-Gesellschaft werden wir bis dahin unsere Stromerzeugung verdoppeln müssen, um dem Bedarf von 2.000 TWh decken zu können. Bei aller Skepsis wollte sich Mühlhaus dennoch einen gewissen Optimismus nicht nehmen lassen, dass die gewaltigen Herausforderungen der Energiewende zu schaffen sind. KOMPLEXE KLIMAMODELLE Mit Spannung war auch der nächste Vortrag von Wolfram Sparber von EURAC Research erwartet worden. Er referierte über die Klimaziele in Südtirol, deren Erreichbarkeit und Kosten. Dabei stellte er ein dynamisch mathematisches Modell vor, das von heute bekannten Technologien und Rohstoffen und deren Kosten ausgeht. Das daraus entwickelte Klimamodell zeigt, wie viel CO2 bei welchen Szenarien ausgestoßen wird und wie hoch die Kosten für das jeweilige System sind. Das komplexe Modell von EURAC Research gilt heute als eines der profundesten. Sparber und sein Team entwickelten auf dieser Basis in jüngster Zeit nicht nur Klimamodelle für Südtirol, sondern auch für das Land Niederösterreich und arbeiten derzeit an einem italienischen Gesamtsystem. Im Anschluss an den Vortrag von Wolfram Sparber trat Bettina Geisseler von Geisseler Law ans Rednerpult. Die Rechtsanwältin aus Freiburg, die zu den Mitinitiatoren der Veranstaltung zählte, erörterte ein zunehmend wichtiges Themenfeld: die rechtlichen Grundlagen für Verträge zum Bau oder zur Rehabilitation von Wasserkraftwerken. Ein Dezember 2018

HYDRO

Walter Gostner von Patscheider & Partner brach in seinem Vortrag eine Lanze für die Wasserkraftnutzung.

Wolfram Sparber von EURAC Research stellte in seinem Referat komplexe Klimamodelle für Südtirol vor.

Martin Schletterer von der TIWAG sprach über ökologische Maßnahmenplanung und ökologischen Betrieb.

Fotos: zek Foto: Braun

Rechtsanwältin Bettina Geisseler sprach zum Thema Verträge zum Bau oder Rehabilitation von Wasserkraftwerken.

Veranstaltung

interessantes Thema, das ebenfalls auf große Resonanz im Auditorium stieß. „UNSCHLAGBARE WASSERKRAFT“ Nachdem in einem weiteren Vortrag Stephanie Maffei vom SEV – Südtiroler Energieverband in aller Ausführlichkeit über die Neuregelung der Förderung der erneuerbaren Energien in Italien referiert hatte, richtete sich der allgemeine Fokus erneut stärker auf das Thema Wasserkraft. Mitinitiator und Mitorganisator Walter Gostner von Ingenieure Patscheider & Partner GmbH erörterte in seinem Vortrag die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Wasserkraft, die sie immer noch zur effizientesten Form der erneuerbaren Energien machen. Dabei thematisierte der Planungsingenieur aus Mals, dass Wasserkraft zum einen den geringsten CO2-Ausstoß pro kWh im Vergleich mit allen anderen Energieformen und zudem auch den höchsten „Erntefaktor“ aufweist. „Wasserkraft kann durch seine netzstabilisierenden Eigenschaften andere, volatile Formen der erneuerbaren Energien unterstützen. Im Unterschied zu diesen anderen Formen kann Wasserkraft bedarfsorientiert produzieren“, argumentiert Gostner. Zudem sei die Pumpspeicherwasserkraft noch immer die weitaus beste Technolo-

gie, um im großen Maßstab Energie zwischenzuspeichern. Der erfahrene Wasserkraftplaner bedauerte in seinem Vortrag, dass bei all ihren Vorteilen die Wasserkraft immer noch mit Image-Problemen und Vorurteilen in der öffentlichen und der veröffentlichten Wahrnehmung zu kämpfen habe. ÖKOLOGIE UND WASSERKRAFT Etwas mehr ins Detail ging im Anschluss Martin Schletterer von der Abteilung Wasserkraftplanung der TIWAG, der sich ökologischen Fragestellungen der Wasserkraftnutzung widmete. Konkret erörterte Schletterer dabei aktuelle Forschungsprojekte zu Schwall-Sunk-Phänomenen. Darüber hinaus stellte er neue Methoden für ökologisches Monitoring vor. „Sinnvolle Maßnahmenplanung ermöglicht die Basis für nachhaltiges Gewässermanagement“, so Schletterer. Er verwies in seinem Referat, dass Österreich gesamtheitlich noch weit vom Idealzustand entfernt sei, wonach alle Gewässer dem Kriterium „guter Zustand“ entsprechen sollten. Er gibt aber auch zu bedenken, dass die Mehrheit der Wanderhindernisse in den Gewässern Folgen struktureller Eingriffe sind, die nicht mit der Wasserkraft in Zusammenhang stehen. „In Österreich gibt es in

Foto: zek

Zwischen den Vorträgen wurde auch die Möglichkeit für lebendige Diskussionen genutzt.

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den Fließgewässern über 32.000 Querbauwerke, nur 10 Prozent sind auf die Wasserkraftnutzung zurückzuführen, der Rest kommt aus dem Schutzwasserbau“, so der Fachmann. EXKURSIONSPROGRAMM AN TAG 2 Danach richtete sich die allgemeine Aufmerksamkeit wieder anderen Formen der erneuerbaren Energien. Walter Mühlbauer von Green City AG referierte über zukünftige Entwicklungspotentiale für Windkraft und Photovoltaik. Danach stellte der Schweizer Florentin Ladner von Geo-Energie Suisse das Projekt zum Geowärmespeicher Bern vor. Nach ihm folgte Florian Eichinger von Hydroisotp GmbH, dessen Vortrag sich um das Thema der Geothermie als alternative Wärme- und Stromquelle drehte. Weiter ging es mit Marco Palmitano von der eco center AG, der innovative Konzepte zur Nutzung von unterschiedlichen Abfallarten zur Energie- und Rohstoffnutzung präsentierte. Last-but-not-least schloss Dieter Theiner von der Alperia AG mit seinem Referat über smart mobility und smart cities aus Verbrauchersicht die Vortragsreihe der Veranstaltung ab. Nach einem gemütlichen Abend in Mals, der den Teilnehmern die angenehme Möglichkeit bot, das typische Südtiroler Törggelen kennenzulernen, standen am darauffolgenden Tag Exkursionen am Programm der Veranstaltung. Von ganz klein zu ganz groß: Angefangen mit zwei kleinen Trinkwasserkraftwerken, weiter über eine Mehrzweckanlage und ein Kraftwerk mittlerer Größe bis hin zu einem Großkraftwerk in der näheren Umgebung von Mals konnten bei perfekten äußeren Bedingungen gleich mehrere moderne Wasserkraftwerke besichtigt werden. Die Exkursionstour rundete ein tolles Tagungsprogramm ab, das für viele zufriedene Gesichter gesorgt hatte – und aller Voraussicht nach ein da capo im nächsten Jahr nach sich ziehen wird.

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Veranstaltung

KWO-FACHTAGUNG 2018 ERNEUT FACHPUBLIKUMSMAGNET „Wasserkraft 4.0: Zwischen Tradition und Disruption“ – dieser Themenkom plex wurde bei der zweiten Fachtagung der Kraftwerke Oberhasli AG (KWO) am 18. und 19. Oktober im Schweizer Grimselgebiet eingehend behandelt. Nach der erfolgreichen Premiere 2017 – damals stand das Thema „Instand haltung im Wandel der Zeit“ im Mit telpunkt – hatten sich auch 2018 wie der zahlreiche fachlich hochkarätige Branchenexperten und Teilnehmer im Hotel und Naturresort Handeck einge funden. Wie schon im Vorjahr hatten die Gastgeber ein hochinteressantes Rahmenprogramm, bestehend aus Ex pertenvorträgen, praxisbezogenen Work shops und Exkursionen zu den Erzeu gungsstätten, Staumauern und Bergbahnen der KWO, zusammengestellt. Dank der Aufteilung auf insgesamt zwei Veranstaltungstage stand den über 40 Teilnehmerinnen und Teilnehmer ausreichend Zeit zum Erfahrungsaus tausch und Networking zur Verfügung. Eine dritte Auflage der KWO-Fach tagung im nächsten Jahr steht bereits fest.

Die zweite KWO-Fachtagung führte die Teilnehmerinnen und Teilnehmer unter anderem zum historischen Alpinhotel Grimsel Hospiz. Bei einem Workshop wurde der anstehende Ersatzneubau der Staumauer Spitallamm (nicht im Bild) am Grimselsee ausführlich beschrieben.

„GELMERBAHN 4.0“ IM FOKUS Am ersten Veranstaltungstag überzeugten sich die Besucher gleich direkt von den tou-

ristisch-technischen Kompetenzen der Grimselwelt. Dabei ging es für die Gäste mit der Gelmerbahn – mit einer Steigung von bis zu maximal 106 Prozent die steilste offene Standseilbahn Europas – auf eine Höhe von 1.860 m ü. M. Ursprünglich als reine Werksbahn für den Transport von tonnenschwerem Baumaterial errichtet, dient die Bahn heute als bequeme Aufstiegshilfe für wanderwillige Touristen. Oben an der Bergstation stellten KWO-Mitarbeitende

den Umbau der Gelmerbahn und die neuesten IT-Entwicklungen vor. Dazu gehört beispielsweise die App „Follow Me“, welche die Ortung der Arbeiter in den Stollen ermöglicht und deren Arbeit somit sicherer macht. Im Anschluss an den von den Gästen sehr wohlwollend angenommenem Ausflug in luftige Höhen stand als nächster Punkt ein Networking-Apéro im idyllischen Alpgarten des Hotels Handeck auf der Tagesordnung. Das ebenfalls zur Grimselwelt gehörende Foto: KWO

ls bedeutende Arbeitgeberin ist die 1925 gegründete Kraftwerke Oberhasli AG in wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Hinsicht tief in der Grimselregion verankert. Mit ihren Geschäftsfeldern „Grimsel Hydro“, „Grimselstrom“ und dem touristischen Engagement „Grimselwelt“ pflegt die KWO eine vielfältige Zusammenarbeit und setzt sich seit vielen Jahrzehnten für die Regionalentwicklung ein. Die Kraftwerksflotte der KWO umfasst insgesamt 13 Kraftwerksstufen mit 28 Turbinen und verfügt über eine Gesamtleistung von 1.368 MW. Durchschnittlich produzieren die Anlagen jährlich rund 2.400 GWh Strom, welcher vorwiegend zur Deckung des Spitzen- und Regelenergiebedarfs dient. Im Rahmen der 2018 zum zweiten Mal stattfindenden Fachtagung konnten die Teilnehmer wahlweise das Kraftwerk Handeck 1 oder die Staumauer Spitallamm am Grimselsee, welche in den kommenden Jahren von Grund auf neu gebaut wird, besichtigen.

Foto: KWO

Am ersten Veranstaltungstag fand die Fahrt mit der Gelmerbahn – mit einer Steigung von bis zu 106 Prozent die steilste offene Standseilbahn Europas – hohen Anklang bei den Gästen.

Dezember 2018

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Martin à Porta, CEO Pöyry

Dreistern-Superior-Hotel liegt umrahmt von einer prächtiger Bergkulisse an der Grimselpassstraße und bildete wie im Vorjahr das Zentrum der Fachtagung. Ein gemeinsames Abendessen im Hotel beendete den ersten Tag der Veranstaltung in entspannter Atmosphäre.

Wie im Vorjahr war die Veranstaltung gut besucht.

Dezember 2018

Foto: zek

Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung die zunehmende Digitalisierung des Wasserkraftsektors mit sich bringen kann. Weiter ging es mit dem Vortrag „OT-Security – Herausforderung für die Energiebranche“ von Franco Monti, BKW-Projektleiter für Cyber Security. Welche Gefahren die Vernachlässigung von digitalen Abwehrmaßnahmen gegen versteckte Cyberangriffe auf Erzeugungsanlagen wie Wasserkraftwerke mit sich bringt bildete den Kern des Referats. Als Beispiele dienten Monti der 2010 einer breiten Öffentlichkeit bekannt gewordene „Stuxnet“-Angriff auf das iranische Atomprogramm und das Computervirus „Triton“, welches erst 2017 entdeckt wurde. Danach folgte der Vortrag „Auswirkung der Digitalisierung auf Kraftwerksbetrieb und Einsatzplanung“ von Roman Schilter, Leiter Projekte und Kundengeschäft bei der CKW AG. Anhand der Modernisierung des kombinierten Speicher- und Laufkraftwerks Göschenen im Kanton Uri beschrieb Schilter, welche Optimierungen durch den Einsatz von Foto: KWO

EXPERTEN HALTEN VORTRAG Die Vormittagsstunden am zweiten Veranstaltungstag standen ganz im Zeichen des Überthemas „Waserkraft 4.0: Zwischen Tradition und Disruption“. KWO-Vizedirektor Gian Marco Maier begrüßte die Gäste und übergab das Wort an Martin à Porta, seines Zeichens Präsident und CEO von Pöyry PLC, einem weltweit operierenden Dienstleistungsunternehmen für verschiedene Industriezweige. In seinem Eröffnungsreferat „Digitalisierung, Chance oder Risiko für die Wasserkraft“ umriss à Porta aktuelle und zukünftige internationale Trends im Bereich der erneuerbaren Energien. Anhand verschiedener Beispiele zeigte er auf, welche

Christian Sandler, Schubert Elektroanlagen Jan Baumgartner, KWO

Automatisierungstechnik hinsichtlich Effektivität und Ertragssteigerung erreicht wurden. Durch die Implementierung zusätzlicher Digitalisierung wurde der Anlagenbetrieb flexibilisiert und in weiterer Folge die Vermarktung der Primär- und Sekundärrregelleistung deutlich verbessert. INTERESSANTER THEMENMIX Im Anschluss an eine kurze Kaffeepause wurde der Vortragsblock mit dem Referat „Rohrbruchsicherung mit Erdbebensensor“ von VAG GmbH-Vertreter Anton Rienmüller fortgesetzt. Rienmüller beschrieb dabei anschaulich, wie hochpräzise Sensoren zum Schutz von Druckleitungen gegen überhöhte Beschleunigungskräfte, die Erdbeben oder Murenabgänge auslösen, beitragen können. Christian Sandler, Teamleiter IT bei der österreichischen Schubert Elektroanlagen GmbH, übernahm danach das Wort und hielt einen Vortrag mit dem Titel: „IT-Sicherheitslücken bei Wasserkraftwerken“. Darin erörterte Sandler unter anderem die Die Expertenvorträge fanden im Hotel und Naturresort Handeck an der Grimselpassstraße statt.

Foto: zek

Gian Marco Maier, KWO Vizedirektor

Foto: zek

Foto: KWO

Veranstaltung

Foto: zek

Kameradrohnen werden von der KWO für die visuelle Inspektion von Staumauern genutzt.

sionen entscheiden. Der Workshop „Betriebskostenoptimierung durch digitale Plattformlösungen“, abgehalten von Pöyry-Schweiz Geschäftsführer Martin Aemmer fand wie die Vortragsreihe im Hotel und Naturresort Handeck statt. Für eine weitere Gruppe ging es per Bustransfer in die nahegelegene Zentrale des Kraftwerks Handeck 1. In der ältesten Anlage der KWO teilten Franco Monti und Ralf Inderbitzin ihre Erfahrungen im Rahmen des Workshops „OT-Security – Lösungen der BKW/KWO für die Herausforderung der Energiebranche“ mit den Teilnehmern. Der im kommenden Jahr beginnende Ersatzneubau der Staumauer Spitallamm am Grimselsee stand im Mittelpunkt eines dritten Workshops. Dazu hatten die Veranstalter einen weiteren Bustransfer organisiert, mit welchem die Teilnehmer zum historischen Alpinhotel Grimsel Hospiz transportiert wurden. Das beliebte Ausflugsziel liegt direkt neben dem Grimselsee und steht ebenfalls im Besitz der KWO. Dort erhielten die Teilnehmer zuerst im Rahmen einer Präsentation von KWO-Projektleiter Benno Schwegler tiefe Einblicke in die Herausforderungen des sowohl logistisch

Foto: KWO

NEUAUFLAGE 2019 STEHT BEREITS FEST Nach dem gemeinsamen Mittagessen konnten sich die Tagungsbesucher für die Teilnahme an drei unterschiedlichen Workshops und Exkur-

2019 beginnen die Vorarbeiten für den Neubau der Staumauer Spitallamm am Grimselsee.

Die Fachtagung bot ein ideales Umfeld für Erfahrungsaustausch und Networking.

als auch bautechnisch hochaufwändigen Projekts. Um auch in der Zukunft einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, hat sich die KWO entschlossen, in den kommenden Jahren unmittelbar vor dem zwischen 1928 und 1932 gebauten Bauwerk eine komplett neue Staumauer zu errichten. Im Anschluss an den detaillierten Vortrag ging es für die Teilnehmer wieder nach draußen, wo Jan Baumgartner seine Fähigkeiten als Kameradrohnenpilot bei der visuellen Staumauerinspektion unter Beweis stellte. Der Abschluss der gelungenen Veranstaltung fand schließlich wieder im Hotel Handeck statt. KWO-Vizedirektor Gian Marco Maier zeigte sich im Gespräch mit zek Hydro durchwegs glücklich mit der nun bereits zweimal erfolgreich verlaufenen KWOFachtagung: „Wir haben bereits beschlossen, dass auch im nächsten Jahr wieder eine Fachtagung stattfinden wird. Dabei werden wir aller Voraussicht nach das Thema ‚Digitalisierung, Chancen und Herausforderungen für Fachkräfte‘ in den Mittelpunkt stellen. Es sieht ganz danach aus, dass das Konzept unserer Veranstaltung auch nach 2019 eine Zukunft haben wird.“

Foto: KWO

Gefahren durch bewusste Hardware-Manipulationen, großangelegte Cyberangriffe aber auch Risiken wie das „Abgreifen“ von Zugangsdaten und Passwörtern mittels „Social Engineering“ oder täuschend echt wirkende „Phishing Mails“. Das abschließende Referat „Multicopter und Photogrammetrie im Sektor Wasserkraft: Impressionen und Perspektiven“ hielt KWO-Experte Jan Baumgartner. In seinem Vortrag zeigte Baumgartner die unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten ferngesteuerter Kameradrohnen bei der KWO. Diese kommen in Kombination mit leistungsstarker Rechenpower – „Strom haben wir bei der KWO ja bekanntermaßen genug zur Verfügung“ – unter anderem zur Substratkartierung nach Murenabgängen, bei der Analyse morphologischer Veränderungen von Gewässerverläufen aber auch zur visuellen Inspektion von Staumauern zum Einsatz.

Foto: zek

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Veranstaltung

Besichtigung der Staumauer am Gelmersee.

Dezember 2018

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Foto: Stadtplanungsamt Bamberg / aerowest

Projekte

Die Altstadt von Bamberg mit zahlreichen historischen Gebäuden zählt schon länger zum UNESCO-Welterbe. Kein Wunder, dass viele Touristen vom unverkennbaren mittelalterlichen Flair angezogen werden. Die Bamberger können pro Jahr circa 684.500 Nächtigungen verbuchen. Umso erfreulicher ist der Wiederaufbau der alten Kriegsruine nach 70 Jahren.

KRAFTWERK STERZERMÜHLE ERWACHT NACH 70-JÄHRIGEM DORNRÖSCHENSCHLAF 70 Jahre lang dämmerte die Ruine der ehemaligen Sterzermühle in der bayerischen Welterbe-Stadt Bamberg vor sich hin. Sogar als „Schandfleck“ der historischen Altstadt wurde sie mitunter bezeichnet. Das ursprüngliche Mühlengebäude, dessen Nutzung bis ins 15. Jahrhundert zurückreicht, wurde im Zweiten Weltkrieg fast gänzlich zerstört. Für den Wiederaufbau unternahm man in der Vergangenheit mehrere Anläufe, doch scheiterte man immer wieder an den logistischen Herausforderungen. Erst das Konzept des Sterzermühle-Neo-Betreibers, der Fa. Kraus Immobilien und Wasserkraftwerke in Zusammenarbeit mit dem Bamberger Architekturbüro Dipl. Ing. Heinz Rosenberg, überzeugte schließlich die Stadtplanung. Das Vorzeigeprojekt vereint das neue Wasserkraftwerk, einen Gastronomiebereich und ein Welterbe-Besucherzentrum am Standort in sich und bildet eine Symbiose von Ökonomie, Ökologie und Kultur. Nach einer Bauzeit von rund 20 Monaten ging die Sterzermühle im Juli dieses Jahres erstmals ans Netz und produziert nun mit einer Turbine vom Tiroler Wasserkraftspezialisten Geppert ca. 850.000 kWh pro Jahr. Die Anlage versorgt damit rund 300 durchschnittliche Haushalte mit CO₂-freier Energie.

Foto: zek

Während das Wasserkraftwerk bereits letzten Juli in Betrieb ging, wird am Gebäude noch eifrig gearbeitet. Das Erdgeschoss bezieht ein Gastronomiebetrieb und die beiden Stockwerke darüber bieten die neue Herberge für das Welterbe-Besucherzentrum.

Dezember 2018

ie Bamberger Altstadt zählt seit 1993 zum UNESCO-Welterbe und ist weit über die Grenzen hinaus bekannt für ihr historisches Stadtbild mit zahlreichen Monumentalbauten aus dem 11. bis 18. Jahrhundert. Das „Venedig des Nordens“, wie die Stadt auch bezeichnet wird, ist seit jeher von künstlich angelegten Kanälen und Flüssen durchzogen. Über die Jahre verloren manche ihre Bedeutung und wurden wieder zugeschüttet. Heute fließt die Regnitz, aufgeteilt in einen linken und rechten Regnitzarm, durch die historische Altstadt. Das oberliegende Jahnwehr reguliert mittels Hochwassersperrtor das Wasserdargebot des linken Regnitzarms auf maximal 54 m³/s Wasser. Der Rest wird über den rechten Regnitzarm abgeleitet, der zwischen 1960 und 1990 zu einer schiffbaren Verbindung zwischen Rhein und Donau ausgebaut wurde. Mittlerweile hat sich der Rhein-Donaukanal zu einer viel befahrenen Schifffahrtsverbindung entwickelt und erfreut sich stetiger Beliebtheit bei den Touristen. Am linken Regnitzarm befinden sich heute noch die Mühlen des unteren Mühlenviertels, die schon im frühen Mittelalter für die Wasser-

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Projekte

Bei den archäologischen Grabungen auf der Baustelle wurden mehrere Hundert Gründungspfähle gefunden. Die ältesten stammen aus dem 11. Jahrhundert.

Fotos: Kraus

Die Baufläche der Ruine vor Baubeginn. Die vorgelagerte künstliche Insel wurde in den 90ern errichtet, musste jedoch jetzt wieder neu gespundet werden.

EIN NEUES KONZEPT MUSSTE HER Zur Behebung des augenscheinlichen Makels in der innerstädtischen Welterbe-Optik fanden in der Vergangenheit bereits mehrere Ausschreibungen und Architektenwettbewerbe statt, deren Konzepte allesamt aber nicht zur Projektumsetzung gelangten. Der gegenständliche Ansatz, in dem neben der Stadtverwaltung auch viele andere Stabsstellen und öffentliche Institutionen eingebunden waren, überzeugte dadurch, dass er zum einen alle Auflagen erfüllte und zum anderen auch umsetzbar war. Die Firmen Kraus und Rosenberg hatten ein Konzept erarbeitet, bei dem die Kaufmannsmühle und die Leibelsmühle in die Sterzermühle vereinigt und die Wasserrechte auf ca. 26 m³/s gebündelt wurden. Die Wasserkraftanlage musste unter Auflagen vom Landesamt für Denkmalschutz praktisch unsichtbar und schallgedämpft verbaut werden und befindet sich deshalb zur Gänze unter Wasser. Lediglich die Steuerung, das Hydraulikaggregat und das Notstromsystem befinden sich extern der umspülten Anlage. Das Dieselaggregat leistet 110 kVA, es dient als Ausfallssicherung und versorgt alle Verschlussorgane

im Fall der Fälle mit Notstrom. „Aufgrund des geringen Gefälles von nur 1 m und der Ausbauwassermenge von 16 m³/s kam anfänglich die Idee für den Einsatz einer ‚Very Low Head-Turbine‘ auf. Deren Verwirklichung scheiterte an der überbordenden Technik und dem Gewicht von 36 t, welches nicht eingereicht werden konnte. Doch die Firma Geppert hatte für eine derartig geringe Fallhöhe eine spezielle Turbine entwickelt, deren Technik uns überzeugt hat“, erklärt Johannes Kraus. Konkret kommt dabei eine einfach regulierte, horizontal verbaute 3-flügelige Kaplanturbine mit einem Laufraddurchmesser von 2.400 mm zum Einsatz, die in dieser Ausführung wesentlich dazu beiträgt, die allgemeinen Schwingungen zu minimieren. „Ein wesentlicher Pluspunkt dieser Maschinenvariante war, dass sie äußerst schwingungsarm arbeitet, was für uns an diesem heiklen innerstädtischen Standort natürlich essentiell ist,“ so Kraus weiter. Der Permanentmagnet-Generator aus dem Hause Oswald mit einer Nennleistung von 141 kVA ist direkt an die Turbine gekoppelt. Somit befindet sich die gesamte Turbine-Generator-Einheit im durchfluteten Turbinenschacht.

Nach dem Abdichten der Baugrube begann man mit den Schalungsarbeiten. Das Saugrohr wurde dabei miteingegossen.

Alle schweren Kraftwerkskomponenten konnten nur über das Nachbargebäude zur Baustelle gehoben werden.

Die kompakte Maschineneinheit mit 15 t wurde daraufhin in Einzelteilen an den Turbinenschacht angeliefert. Für diesen Standort entwickelte die Fa. Geppert diese Kaplanturbine mit einen Durchmesser von 2.400 mm. Die Herausforderungen für den Tiroler Turbinenbauer stellten die relativ geringe Fallhöhe und die bescheidene Fließgeschwindigkeit dar. Die hier verbaute Turbine hat drei Flügel und wird mit einer Drehzahl von 83 U/ min betrieben. Dieser speziell entwickelten Turbine wird eine besondere Laufruhe zugeschrieben und gilt durch die niedrige Drehzahl auch als relativ fischfreundlich. Damit wurden die Anforderungen für einen Betrieb mitten in der historischen Altstadt hervorragend umgesetzt.

Foto: Geppert

kraft genutzt wurden. Dabei betrieb man mit den damals üblichen Wasserrädern die unterschiedlichsten Gewerke im Dienste von Gerbereien, Glasschleifereien, oder der Hülsenbzw. Mehlproduktion. Während des Zweiten Weltkrieges zerstörten Bomben einige der Mühlen. Ein Großteil konnte nach Kriegsende wieder aufgebaut werden. Doch eine nachhaltige Neuerrichtung der Sterzermühle sowie der Kaufmannsmühle schien bis vor kurzem ein unüberwindbares Hindernis zu sein. „Die befürchteten logistischen Herausforderungen bestätigten sich umgehend. Das war über all die Jahre auch der Grund, warum an diesem Standort nichts unternommen wurde, oder werden konnte“, erklärt der heutige Betreiber, Johannes Kraus.

Bei der Spundung zur Errichtung der neuen Insel bohrte der Spezialbagger rund 6 m in die Kanalsohle.

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Projekte

Fotos: zek

Die Steuereinheit entspricht modernsten Anforderungen mit allen Fernwartungsoptionen. Am Display werden alle Einflussdaten in Echtzeit dargestellt, wie hier im Bild links. Im Bild rechts ist die Maske für die Darstellung der Rechenreinigungsanlage (RRA) geöffnet, auf der die Soll/Ist-Pegelstände, die Einstellungen vom Stemmtor oder der RRA angezeigt werden. Die RRA richtet sich nach einem voreingestellten Zeitintervall und einer Differenzsteuerung. Das Stemmtor öffnet sich mindestens 10-mal pro 24 Std.

BREITER ZUSPRUCH BEI DEN VERANTWORTLICHEN Nach langer und intensiver Planungsphase und regem Austausch mit dem Wasserwirtschaftsamt Kronach, der Stadt Bamberg und der örtlichen Fischerei konnte im August 2016 der Antrag auf die wasserrechtliche Genehmigung für die Errichtung einer Wasserkraftanlage gestellt werden. Nicht einmal ein dreiviertel Jahr nahmen die behördlichen Genehmigungsphase in Anspruch. Am 1. Juli 2017 wurden die positiven wasserrechtlichen Bescheide ausgestellt. Dazu konnten auch das sehr aufwändige Planfeststellungsverfahren sowie die baurechtliche Genehmigung für den Wiederaufbau der unteren Mühlen erteilt werden. Mit Bezug auf die zunehmende Bedeutung der Wasserkraft als ressourcenschonende Form der Stromerzeugung fand das Vorhaben von Anfang an die Unterstützung durch das Wasserwirtschaftsamt Kronach und die Stadt Bamberg. VON DER THEORIE ZUR PRAXIS Früher standen alle Mühlen auf Eichenpfählen, weshalb für das Bauvorhaben eine künstliche Insel benötigt wurde. In den 90ern war zwar bereits eine Insel errichtet worden, diese stellte sich allerdings für die heutigen baulichen Auflagen als zu klein dar. Somit musste das Baufeld mit Spundwänden umschlossen werden, woraufhin die Baggerarbeiten starten konnten. Im Zuge der Bautätigkeit wurden einige Eichenpfähle aus dem 16. Jahrhundert entdeckt. Die alten Zeugen der langen Mühlentradition wurden im Beisein von Archäologen geborgen und gesichert. Für das neue Fundament bohrte man rund 6 m in das künstliche Flussbett und dichtete anschließend mit Spundwänden ab, womit die Arbeiten an der eigentlichen Baustelle nach drei Monaten beginnen konnten. Alleine diese Baumaßnahme schlug sich mit und rund 1 Million Euro zu Buche und gestaltete sich bautechnisch durchwegs aufwändig. Das Saugrohr wurde im Zuge der Betonarbeiten mit eingegossen und die Maschineneinheit in den Turbinenschacht montiert. Anschlie-

ßend kamen die Schütze an ihren Platz, und die Hydraulikanlage und die Steuerungseinheit wurden installiert. Eine besondere Aufgabe kam auf die Bauleitung im Hinblick auf die Materialanlieferung zu. „Bei der Logistik war die Zugänglichkeit von schwerem Gerät ein großes Problem, denn sämtliche Anlagenteile mussten über das benachbarte Caritas-Gebäude an ihren Bestimmungsort gehoben werden. Bedingt durch die Verkehrslage war es den LKW nicht möglich, direkt an der Baustelle abzuwarten, bis sie entladen werden konnten. Das bedeutete: Jeder LKW musste vor der Stadt warten, bis dieser an die Baustelle fahren und abladen konnte. Wenn einer zu früh an der Baustelle ankam, blockierte er die stark befahrene Brücke und ein Verkehrschaos war vorprogrammiert“, so Kraus und führt weiter aus: „Diese Koordination war die eigentliche Herausforderung.“ Im Grunde hatten alle beteiligten Firmen mit dieser besonderen Verkehrssituation zu kämpfen. „Man konnte an der Baustelle nichts lagern und auch nicht parken. Deshalb musste jeder Arbeiter genau wissen, was er an Material und Werkzeug benötigt.“ Verantwortlich für diese logistische Meisterleistung zeigten sich der Architekt Heinz Rosenberg und der Bauherr Johannes Kraus gemeinsam. Für die Zufahrt diente eine in den 1990ern errichtete Beton/Eisenbrücke mit einer Tragfähigkeit von maximal 30 t, die für die Baustelle verstärkt wurde und so einer Belastung von 40 t standhielt. BESONDERE LÖSUNGEN FÜR DEN STAHLWASSERBAUER Aufgrund der baulichen Situation und der Tatsache, dass im Einlaufbereich auf Einlaufschütze verzichtet werden musste und an der Turbine keine beweglichen Leitschaufeln verbaut sind, ist auf herkömmlichem Wege kein Notschluss möglich. Deshalb wurde nach einer anderen Sicherungsvariante gesucht – und gefunden: Technische Daten: Als Lösung wurde ein Auslaufschütz unter der gastrono• Bauart: Flusskraftwerk • Bruttofallhöhe: 1 m

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• Ausbauwassermenge: 16 m3/s

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Dezember 2018

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• Turbine: einfach regulierte Kaplanturbine DN 2400 mm • Engpassleistung: 130 kW • Regelarbeitsvermögen: 850.000 kWh • Hersteller: Geppert Hydropower • Generator: Asynchrongenerator • RRM: horizontal verbaut mit hydraulischem Antrieb • Stahlwasserbau: Lukas Anlagenbau

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Das sanierte Wehr „am unteren Mühlspund“ mit den verdeckt verbauten Hydraulikzylindern. Der Windenwerksaufbau wurde aus Denkmalschutzgründen wieder montiert.

berühmte Rathaus bezieht das Welterbe-Besucherzentrum. Die neue Sterzermühle wird von den neuen Betreibern voraussichtlich bis Ende des Jahres an die Stadt übergeben, die offizielle Einweihung ist im Mai 2019 geplant. Damit wird ein heikles Kapitel der Bamberger Stadtentwicklung nach 70 Jahren abgeschlossen sein. „Es ist schön zu sehen, wie ein solch diffiziles Projekt professionell umgesetzt werden kann. Die Zusammenarbeit mit den Behörden, den Unternehmen und den beteiligten Personen war äußerst konstruktiv und fruchtbar“, meint Kraus abschließend. Das Projekt „Sterzermühle“ steht heute sinnbildlich dafür, wie ein Zusammenspiel von Kultur und ökologischer Wasserkraftnutzung in einem hochsensiblen Altstadtbereich funktionieren kann. Visualisierungen: Architektenbüro Rosenberg

MODERNES GEBÄUDE MIT HISTORISCHEM ANTLITZ Beim Wiederaufbau am Standort der ehemaligen Mühle konnten alle noch verwertbaren Sandsteinblöcke wiederverwendet werden. Auf diese Weise entstand ein moderner Neubau mit alter Fassade. „Es war sehr mühsam, die alten Sandsteine abzutragen, zu lagern und wieder genau an ihren Platz zu verbauen“, erinnert sich Johannes Kraus. Gemäß den Auflagen des Landesdenkmalamt durfte an den Steinen nichts geschliffen oder verändert werden – sie mussten genauso eingesetzt werden, wie sie ursprünglich verbaut waren. Einzig die Fensterbänke waren nicht mehr zu retten und wurden nach historischem Vorbild erneuert. Sogar Details, wie die Eisenplatten an den Ecken des Mühlengebäudes mussten rekonstruiert werden, obwohl ihre statische Funktion heute nicht mehr erforderlich ist. Das Erdgeschoss mit seiner einladenden Terrasse steht heute der Gastronomie zur Verfügung. Die beiden Stockwerke darüber mit herrlichem Ausblick auf die angrenzende historische Altstadt und das

Der horizontale Rechen mit der Rechenreinigungsmaschine und das Stemmtor beim Fluten. Im Regelbetrieb fließt das Wasser in die umgekehrte Richtung. Der Spülvorgang mittels Stemmtor erfolgt über die gesamte Stautiefe und der Wasserverbrauch fällt im Vergleich zu einem Spülschütz geringer aus.

Foto: zek

misch genutzten Terrasse verbaut. Am Einlaufbereich wurde mit einem horizontalen Rechen mit Rechenreinigungsanlage die perfekte Antwort auf die Anforderungen an diesem Standort geliefert. Anstatt der vielerorts üblichen Spülklappe erfolgt die Weitergabe des Geschwemmsels mit Hilfe eines Stemmtores, das sich beim Reinigungsvorgang kurz 30 cm öffnet und so ein Spülen über die gesamte Stauhöhe ermöglicht, wodurch zudem die Fischdurchgängigkeit garantiert wird. Diese Lösung wurde in Abstimmung der örtlichen Fischer erarbeitet. Die Rechenstäbe mit einem Stababstand von 3 cm sind in einem strömungsgünstigen Profil ausgeführt, wobei sich dank der Tropfenform etwaige Verschmutzungen im Reinigungsprozess leicht entfernen lassen. Das bedeutet, dass aufwändige Grundreinigungen entfallen. Die komplette stahlwasserbauliche Ausrüstung am Wehr, am Turbinneneinlauf und sowie die gesamte Steuerungstechnik wurde von Lukas Anlagenbau GmbH realisiert. Der Wasserkraftspezialist aus Waldthurn in der Oberpfalz ist in der gesamten Branche für sein innovatives Konzept für horizontale Rechenreinigungsanlagen sowie für seine profunden stahlwasserbaulichen Lösungen bekannt. Um die Wasserversorgung der neuen Anlage zu gewährleisten, hatten die Techniker von Lukas für den unteren Mühlspund eine besondere Lösung parat: Das alte Wehr, das noch mit Holztafeln der Kraft des Wassers zu trotzen versuchte, wurde den neuen Gegebenheiten entsprechend angepasst. Dazu tauschte man die Wehrklappen und montierte die Hydraulikzylinder versteckt am Rande, mit denen die Klappen bewegt werden. Anschließend wurdeder ausgediente Windenwerksaufbau aus Denkmalschutzgründen wieder an seinem alten Platz montiert.

Foto: Kraus

Projekte

Die Sterzermühle erstraht wieder neu. Das Vorzeigeprojekt inmitten der Bamberger Altstadt vereint das neue Wasserkraftwerk, einen Gastronomiebereich und ein Welterbe-Besucherzentrum am Standort und bildet damit eine Symbiose von Ökonomie, Ökologie und Kultur.

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Rund 10 km südlich vom Zentrum des Tiroler „Ski-Mekkas“ Kitzbühel entfernt ging in der Gemeinde Jochberg im September das neue Kleinwasserkraftwerk Saukaserbach der Hochfilzer Wasser GmbH ans Netz. Die am gleichnamigen Wildbach gebaute Aus leitungsanlage konnte dank optimaler Vorplanung und der guten Zusammenarbeit der beteiligten Unternehmen innerhalb von zwei Bausaisonen fertig gestellt werden. Aufgrund der zeitgleichen Errichtung eines WLV-Geschieberückhaltebeckens im Projektgebiet, welches von der Druckrohrleitung unterquert wird, war während der Bauphase eine enge Abstimmung zwischen den ausführenden Unternehmen unerlässlich. Im Hinblick auf die Stromerzeugung setzten die Betreiber auf die Kompetenz des Herstellers Ossberger. Für eine ganzjährig effektive Stromproduktion fertigte Ossberger eine ideal auf die hydrologischen Gegebenheiten am Anlagenstandort ausgelegte Durchström-Turbine mit einer Engpassleistung von 445 kW. Im Regeljahr kann das, auch optisch ansprechend realisierte Kraftwerk rund 2,2 GWh Ökostrom erzeugen.

eben seinen anderweitigen Professionen als Hüttenwirt und Rinderzüchter kann sich der sympathische Tiroler Oswald Hochfilzer seit dem Herbst auch als stolzer Besitzer eines eigenen Wasserkraftwerks bezeichnen. Die Nutzung von Wasserkraft hat in der Familie Hochfilzer eine lange Tradition, schon Oswalds Großvater betrieb am Standort des neuen Kraftwerks eine Inselanlage zur Elektrifizierung seines Sägewerks. Nachdem das stillgelegte Sägewerk und das im Außenbereich situierte Kraftwerk um die Jahrtausendwende abgerissen wurden, entwickelte Hochfilzer etwa zehn Jahre später sein eigenes Konzept, um die Wasserkraftnutzung am Saukaserbach wiederzubeleben. Wie bei Projekten dieser Art üblich sollten allerdings mehrere Jahre vergehen, bis das Bauvorhaben schließlich in die Realität umgesetzt werden konnte. Neben dem obligatorischen Behördenverfahren mussten sich die Kraftwerksbetreiber im Projektvorfeld und während der

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WASSERKRAFTNUTZUNG AM SAUKASERBACH MIT DURCHSTRÖM-TECHNIK WIEDERBELEBT

Der frischgebackene Wasserkraftbetreiber Oswald Hochfilzer neben dem Herzstück des neuen Kleinkraftwerks am Saukaserbach. Die auf eine Ausbauwassermenge von 990 l/s ausgelegte Durchström-Turbine des Herstellers Ossberger sorgt bei allen Zuflussbedingungen für eine effiziente Stromproduktion.

Ausführung genauestens mit der Wildbachund Lawinenverbauung (WLV) absprechen. „Weil die WLV im Bereich der Ausleitungsstrecke ein großflächiges Rückhaltebecken inklusive einer 13 m hohen Geschiebesperre geplant hatte, war eine enge Abstimmung unumgänglich“, erklärt Hochfilzer. Nachdem die Betreiber Anfang 2017 die endgültige Baugenehmigung erhalten hatten, startete die konkrete Umsetzung mit der Rohrverlegung im November desselben Jahres. Hochfilzer ergänzt, dass der Baustart bewusst auf die kalte Jahreszeit gelegt wurde, da in diesem Zeitraum die Zufahrt ins Tal möglichst wenig von den Bauarbeiten beeinträchtigt war. Die insgesamt 924 m lange Druckleitung besteht zur Gänze aus GFK-Rohren DN900 des Herstellers Amiblu, die vom niederösterreichischen Rohrvertrieb Etertec bereitgestellt wurden. Nach der Ausleitung verläuft der Kraftabstieg größtenteils in der bestehenden Zufahrtsstra-

ße. Ab einer Brücke, die auch die Stauwurzel des geplanten Retentionsbeckens der WLV markiert, verläuft die Druckleitung im Bachbett. Um dort die erforderlichen Sedimentausbaggerungsarbeiten gefahrlos zu ermöglichen, wurde die Leitung in diesem Bereich bewusst tiefer verlegt. AUSLEITUNG MIT TIROLER WEHR Die kompletten Hoch- und Tiefbauarbeiten inklusive Rohrverlegung wurden von der im Wasserkraftbereich vielfach bewährten HV Bau GmbH ausgeführt. Von den Fähigkeiten des Unternehmens hatte sich Hochfilzer beim Bau des „Österreichische Bundesforste“-Kraftwerks Taurach in Untertauern, das im heurigen Frühjahr fertig gestellt wurde, persönlich überzeugt. Bei diesem Projekt war HV Bau für die Verlegung der Druckrohrleitung zuständig gewesen. Neben der Rohrverlegung sorgte HV Bau bei der Realisierung des Kraft-

Neben der bestmöglichen Effizienz legten die Betreiber auch hohen Wert auf eine optisch ansprechende Gestaltung ihrer Anlage. „Das Ganze muss auf gut Tirolerisch ein ‚Gschau‘ haben“, ist Hochfilzer überzeugt.

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Technische Daten • Ausbauwassermenge: 990 l/s

An einem robusten Tiroler Wehr wird der Saukaserbach ausgeleitet.

Visualisierung der Kraftwerkssteuerung von En-Co. Das elektrotechnische Konzept entstand in enger Abstimmung mit Ossberger und wurde für den Einsatz einer Durchström-Turbine optimiert.

• Bruttofallhöhe: 59,5 m • Druckleitung GFK: 924 m, DN900 • Turbine: Durchström • Drehzahl: 600 U/min • Engpassleistung: 445 kW • Hersteller: Ossberger • Generator: Synchron • Drehzahl: 600 U/min • Nennscheinleistung: 489 kVA • Jahresarbeit: ca. 2,2 GWh

werks Saukaserbach auch für die fachmännische Umsetzung der gesamten Baumeisterarbeiten am Krafthaus und der Wehranlage. An der Wasserfassung kommt zur Ausleitung des Gewässers ein klassisches Tiroler Wehr zum Einsatz. Um die ökologische Durchgängigkeit zu gewährleisten, wurde in der Mitte des Grobrechens ein großzügig bemessener Kanal betoniert. Diese Rampe ermöglicht den Bachbewohnern eine optimale Passierbarkeit des Querbauwerks. Gleichzeitig wird auch die ganzjährig dynamische Restwasserdotation – jeweils 20 Prozent des aktuellen Wasserdargebots – über den Betonkanal abgegeben. Nach der Ausleitung wird das Triebwasser direkt in einen unterirdisch angelegten Entsander mit zwei separaten Kammern geführt, in welchem sich die Sedimente ablagern können. Dank dieser Ausführung mit zwei getrennten Becken bleibt die Stromproduktion des Kraftwerks auch bei den regelmäßigen Spülvorgängen des Entsanders unbeeinträchtigt. Ein Feinrechen in vertikaler Ausführung hält Geschwemmsel wie Laub oder kleine Äste von der Druckleitung fern. Zur Reinigung dient ein robuster Teleskoprechenreiniger mit Hydraulikantrieb, der ebenfalls von Ossberger geliefert wurde. Um den Rechenreiniger und

das dazugehörige Hydraulikaggregat vor den im Winter extremen Witterungsbedingungen zu schützen, wurde die gesamte Technik in einem Rechenhaus untergebracht. GANZJÄHRIG EFFEKTIVE STROMPRODUKTION „Weil das Wasserdargebot des Saukaserbachs das ganze Jahr hinweg relativ stark schwankt, wollten wir eine Maschine installieren, die mit diesen Bedingungen gut zurechtkommt. Somit sind wir relativ früh auf die Ossberger-Turbine, die ja bekanntlich ein sehr breites Betriebsband abdeckt, aufmerksam geworden“, sagt Hochfilzer. Nach eingehender Beratung und der Besichtigung von mehreren Referenzanlagen erhielt Ossberger schließlich den Auftrag für das elektromaschinelle Anlagenequipment. Als Herzstück des neuen Kraftwerks lieferten die Mittelfranken eine optimal auf die hydrologischen Gegebenheiten des Gewässers ausgelegte Durchströmturbine. Das trommelförmige Laufrad besteht aus zwei separaten Zellen, welche unabhängig voneinander arbeiten und dadurch auch bei stark verringertem Zufluss die Stromproduktion zuverlässig aufrechterhalten. Bei vollem Wasserdargebot erreicht die für eine Ausbauwassermenge

von 990 l/s sowie ein Bruttogefälle von 59,5 m konzipierte Maschine eine Engpassleistung von 445 kW. Als Energiewandler dient ein direkt in horizontaler Richtung mit der Turbinenwelle gekoppelter Synchron-Generator. Der mit einer Wasserkühlung ausgestattete Generator dreht wie die Turbine mit exakt 600 U/min und schafft eine Nennscheinleistung von 489 kVA. Die elektround leittechnische Ausstattung der Anlage lieferte und installierte der Südtiroler E-Technikspezialist En-Co. Via Onlineverbindung kann die vollautomatische Stromproduktion des Kraftwerks rund um die Uhr aus der Ferne überwacht werden, allfällige Störungen werden via SMS an die Betreiber übermittelt. Der frischgebackene Wasserkraftbetreiber Oswald Hochfilzer zeigt sich nach der im September durchgeführten Erstinbetriebnahme rundum zufrieden: „Trotz der trockenen Herbstmonate haben wir seit der Inbetriebnahme innerhalb weniger Wochen bereits rund 180.000 kWh Strom erzeugt. Dass wir das Kraftwerk nach der langwierigen Vorlaufzeit schließlich in einem Zug ohne größere Verzögerungen erfolgreich fertigstellen konnten, freut uns umso mehr.“

Ausführung der Baumeisterund Rohrverlegearbeiten

Dezember 2018

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Im Oktober wurde das von der Oberösterreichische Versicherung AG für rund 3,5 Millionen Euro finanzierte Kleinkraftwerk am Wölzerbach feierlich eröffnet. Bei der baulichen und technischen Umsetzung konnte das Partnernetzwerk Murauer Energiezentrum seine Kompetenz unter Beweis stellen.

OBERÖSTERREICHISCHE VERSICHERUNG UND MURAUER ENERGIEZENTRUM REALISIEREN KRAFTWERKSPROJEKT Etwas mehr als ein Jahr nach dem offiziellen Spatenstich konnte Mitte Oktober ein modernes Kleinwasserkraftwerk im steirischen Oberwölz feierlich eröffnet werden. Umgesetzt wurde das Projekt primär von den Unternehmen des „Murauer EnergieZentrum“, einem hochprofessionellen Partnernetzwerk aus der Obersteiermark. Neben interessierten Bürgern hatten sich auch zahlreiche Vertreter der an der Umsetzung beteiligten Unternehmen sowie hochrangiger Besuch aus Politik und Wirtschaft zum feierlichen Anlass beim Krafthaus eingefunden. Viele lobende Worte und Dank gab es dabei unter anderem für die Gemeinde für die geleistete Pionierarbeit, die Kooperationsbereitschaft der in den Kraftwerksbau involvierten Grundstücksbesitzer und natürlich für die mustergültige Arbeit der ausführenden Unternehmen. Small Hydro-Weltmarktführer ANDRITZ Hydro lieferte als Herzstück des Kraftwerks eine hydraulisch bis ins Detail optimierte Kaplan-Turbine mit einer Nennleistung von 536 kW. Mit der neuen Ausleitungsanlage, in deren Realisierung die Eigentümerin Oberösterreichische Versicherung AG etwa 3,5 Millionen Euro gesteckt hat, kann der Jahresstrombedarf von rund 500 Haushalten im Wölzertal gedeckt werden.

ass der Wettergott für die offizielle Eröffnung des neuen Wasserkraftwerks am Wölzerbach am 16. Oktober angenehmes Kaiserwetter spendiert hatte, wurde von den Anwesenden als gutes Omen gedeutet. Bürgermeister Hannes Schmidhofer wies in seinen Begrüßungsworten darauf hin, dass die Idee ein Kraftwerk im Ortsteil Raiming zu errichten ursprünglich von der Gemeinde stammte: „Da wir als Gemeinde in erster Linie unsere Kernaufgaben wie den Bau eines Seniorenheims oder des Feuerwehrgebäudes erfüllen mussten, haben wir uns schließlich gegen das Wasserkraftprojekt entschieden. Mit der Übernahme und Finanzierung durch die Oberösterreichische Versicherung, die ja auch ein verlässlicher Partner bei uns in der Region ist, ist es schließlich doch noch etwas geworden. Mein größter Dank geht auch an die Grundbesitzer für deren Verständnis und ihre Bereitschaft, Grund und Boden zur Verfügung zu stellen.“ Kurt Woitischek, als Ge-

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schäftsführer der Stadtwerke und des Murauer Energiezentrums war er federführend an der Projektentwicklung und der Realisierung beteiligt, bestätigte das seit Jahren ausgezeichnete Verhältnis mit den Oberösterreichern und bedankte sich für das Vertrauen der In-

vestoren in das rund 3,5 Millionen teure Projekt. Anschließend wurden Funktionen und Zusammenspiel der verschiedenen Anlagenbestandteile und Gewerke erläutert und die Herausforderungen der Umsetzungsphase bis zur endgültigen Fertigstellung beschrieben.

Mit dem Durchschneiden eines roten Bandes durch Ehrengäste und Projektverantwortliche ging die neue Vorzeigeanlage des Murauer Energiezentrums offiziell in Betrieb.

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Die für eine ganzjährig hohe Leistung hydraulisch bis ins Detail optimierte Kaplan-Turbine lieferte ANDRITZ Hydro. Im Idealfall kann die doppelt-regulierte Maschine 6 m³/s an Ausbauwassermenge nutzen, dabei erreicht sie eine Engpassleistung von 536 kW.

Gäste inspizieren die leistungsstarke Technik im Krafthaus.

Als hochrangiger Eigentümervertreter teilte Josef Stockinger, Generaldirektor der Oberösterreichische Versicherung AG, seine Begeisterung für das Projekt mit: „Für uns ist heute ein Tag der Freude – wir können uns nun das erste Mal als Besitzer eines Wasserkraftwerks in der Öffentlichkeit präsentieren. Wir wussten, wenn wir in dieses Projekt investieren, ist das ein Schritt in die richtige Richtung. Es ist ein gutes Signal, dass wir als Versicherung uns auch in einer Region, aus der viele unserer Kunden stammen, engagieren, um ein Stück Energiezukunft hier in Oberwölz zu realisieren.“ In diesen Kanon stimmte als abschließende Rednerin Manuela Khom, Zweite Präsidentin des steirischen Landtags, ein. Sie verwies auf die Vorreiterrolle des Bezirks Murau im Bereich der nachhaltigen Energiegewinnung und die Leistungen des regionalen Partnernetzwerks Murauer Energiezentrum. TURBINE FÜR HÖCHSTLEISTUNGEN KONZIPIERT Nach den einleitenden Worten durchschnitten die Ehrengäste gemeinsam ein symbolisches rotes Band, und die Pforten des Krafthauses öffneten sich zur Demonstration der modernen Technik. Die anwesenden Vertreter der beteiligten Unternehmen erläuterten den Gästen Funktion und Besonderheiten des Kraftwerks und der spezifischen Gewerke. So gab der in der Branche allseits geschätzte Edwin Walch – der „echte Andritzer“ (Zitat Woitischek) hat bereits im Vorjahr seine Pension angetreten – bereitwillig Auskunft über das Herzstück der Anlage, einer axial verbauten Kaplan-Rohrturbine: „Die hydraulische Auslegung der Maschine wurde derart optimiert, dass für den Standort die größtmögliche Energieeffizienz erreicht wird. Mit unserem Design haben wir sichergestellt, dass sowohl bei Niedrigwasser als auch im Volllastbetrieb effizient Strom erzeugt wird.“ In Summe stehen der mittels Leitapparat und Laufradverstellung doppelt-regulierten Turbine eine Ausbauwassermenge von 6 m³/s sowie eine Bruttofallhöhe von 12 m für die

Stromgewinnung zur Verfügung. Bei ausreichend Wasserdargebot kann die Maschine somit eine Engpassleistung von 536 kW erreichen. Die potentielle Energie der Anlage wird mittels direkt gekuppeltem horizontalen Synchron-Generator des Linzer Traditionsherstellers Hitzinger in elektrische Energie umgewandelt. Der luftgekühlte Generator läuft mit einer Drehzahl von 500 U/min. „Um eine optimale Energieübertragung zwischen Turbine und Generatoren zu gewährleisten, wurde auf ein Getriebe verzichtet. Abrasive Kleinstteile des Betriebswassers werden von der Wellendichtung ferngehalten, wobei dies an der speziellen Dichtung mittels kontinuierlich beaufschlagtem Reinwasser (Sperrwasser) umgesetzt wird“, erklärt Walch.“ Woitischek ergänzt, dass bei der neuen Anlage wie bei Kleinwasserkraftwerken im alpinen Raum üblich an durchschnittlich 60 Tagen pro Jahr ein Volllastbetrieb möglich sein sollte: „Die Erfahrung sagt uns aber, dass es aufgrund des ergiebigen Einzugsgebietes sehr wahrscheinlich ist, dass wir im Durchschnitt sogar an 80 Tagen unter Volllast produzieren können – da darf man natürlich nicht an der Qualität der Turbine sparen“. VOLLAUTOMATISIERTE ÖKOSTROMPRODUKTION Zur Lieferung der gesamten elektround leittechnischen Anlagenausstattung wurde mit der MGX Automation GmbH aus Leibnitz ein weiteres im Kleinwasserkraftsektor vielfach bewährtes Unternehmen

Die MGX-Automation GmbH stellte die elektround leittechnische Ausstattung bereit. Im Bild ein Screenshot der anwenderorientierten Steuerungs-Visualisierung.

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Blick vom Oberwasser auf den Einlaufbereich der Wasserfassung. Die S.K.M. GmbH lieferte und montierte den gesamten Stahlwasserbau in gewohnt hoher Qualität.

An der Stirnseite des Entsanders in offener Ausführung sorgt ein vertikaler Feinrechen inklusive hydraulischem Rechenreiniger für freien Durchfluss vor dem Beginn der Druckleitung.

aus der Steiermark beauftragt. Der technische Projektleiter von MGX Automation Hannes Hölzl merkt im Gespräch mit zek Hydro bei der Eröffnung an, dass neben einer möglichst effektiven Stromproduktion auch dem Aspekt der Hochwassersicherheit hohe Bedeutung beigemessen wurde. Zur digitalen Kommunikation zwischen der Wehranlage und dem Steuerungspanel im Krafthaus dient ein gemeinsam mit der Druckleitung verlegter Lichtwellenleiter. Die gesamte steuerungstechnische Ausrüstung mit Turbinenregler im Krafthaus sowie an der Wehranlage wurde – wie von MGX Automation gewohnt – in nachhaltig hoher Qualität ausgeführt. Für die eigentliche Anlagensteuerung setzten die Steirer auf ihre vielfach bewährte Leittechnik aus eigener Hand. Via Onlineverbindung können die für die Betriebsführung zuständigen Mitarbeiter der Murauer Stadtwerke jederzeit auf die Steuerung zugreifen und dabei umfangreiche Informationen über den aktuellen Anlagenstatus abrufen. Geschäftsführer Grübler-Haselsteiner ergänzt im Hinblick auf die Visualisierung der Steuerung, dass bei MGX-Automatisierungslösungen stets der Fokus auf Funktionalität und Qualität liegt,

um den Anwendern eine klare und einfache Bedienbarkeit zu ermöglichen. Die gesamte Ausführung der Elektro-Verkabelungsarbeiten und Anbindung an das 30 kV-Netz samt Errichtung einer eigenen Umspannstation erfolgte wiederum durch die Murauer Stadtwerke GmbH. DRUCKLEITUNG AUS GFK Mit dem offiziellen Spatenstich Mitte Juli 2017 ging das vom Ingenieurbüro PITTINO ZT GmbH aus Graz geplante Projekt im Vorjahr in die Bauphase über. Im Bereich Tiefbau stellte sich laut DDI Maximilian Rumpf, Projektleiter der für die Rohrverlegung zuständigen Rumpf Bau GmbH, vor allem die Grundwasserthematik als große Herausforderung dar. „Trotz unserer jahrzehntelangen Erfahrung im Kraftwerksbau verlegen auch wir nicht alle Tage Rohre mit den großvolumigen Dimensionen DN2100 und DN1900. Elemente mit solch großen Abmessungen verlangen eine entsprechende Einbautiefe, wobei der hohe Grundwasserspiegel im Projektgebiet alles andere als hilfreich war.“ Aufgrund des anhaltenden Wassereintritts mussten während der gesamten

Bauphase leistungsstarke Pumpen zur Wasserabfuhr eingesetzt werden. An diesen schwierigen Gegebenheiten sollte sich auch während der kalten Herbst- und Wintermonaten nichts ändern – keine leichten Bedingungen für die mit der Rohrverlegung betrauten Monteure. Beim Rohrmaterial setzten die Betreiber auf hochwertige GFK-Rohre der Marke SUPERLIT, die vom oberösterreichischen Vertriebsprofi Geotrade geliefert wurden. Die Rohre zeichnen sich unter anderem mit hochglatten Innenflächen und gleichzeitiger Beständigkeit gegen Abrieb aus, und sorgen somit für die Minimierung hydraulischer Verluste im Druckleitungssystem. Obwohl sich die gewählte Rohrtrasse von der Wasserfassung zum Krafthaus in einem weiten Bogen entlang des Wölzerbachs orientiert, konnte die gesamte Leitung ohne den Einbau von Bogenstücken hergestellt werden. Dies wurde durch die anwenderfreundliche Abwinkelbarkeit des GFK-Muffensystems ermöglicht, wobei die Rohrenden – jeweils in Abhängigkeit vom Durchmesser – innerhalb der Muffen um wenige Grad abgewinkelt werden können.

Technische Daten

Dezember 2018

• Typ: Ausleitungskraftwerk

• Spannung: 400 V

• Ausbauwassermenge: 6 m³/s

• Frequenz: 50 Hz

• Bruttofallhöhe: 12 m

• Phasenzahl: 3

• Turbine: Kaplan

• Nennscheinleistung: 560 kVA

• Drehzahl: 500 U/min

• Hersteller: Hitzinger

• Laufrad: 4 Flügel

• Druckleitung: ca. 1.300 m GFK

• Engpassleistung: 536 kW

• Durchmesser: DN2100/1900

• Hersteller: ANDRITZ Hydro

• Marke/Vertrieb: SUPERLIT/Geotrade

• Generator: Synchron

• Fischaufstieg: Techn. Beckenpass

• Drehzahl: 500 U/min

• Dotierung: 150 l/s

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Die ökologische Durchgängigkeit an der Wehranlage wurde durch die Errichtung eines ganzjährig mit 150 l/s dotierten Beckenpasses in technischer Variante sichergestellt.

HOCHWASSERSICHERHEIT GEWÄHRLEISTET Die Betonarbeiten zur Errichtung von Krafthaus und Wehranlage erledigte mit der Petauschnig Bau GmbH ebenfalls ein Partner des Murauer Energiezentrums. Speziell beim Bau des Krafthauses machte der hohe Grundwasserspiegel erneut hohen Zusatzaufwand erforderlich, merkt der für die Ausführungsplanung zuständige DI Thomas Reicher vom Ingenieurbüro PITTINO ZT GmbH an. Wie bei der Verlegung der Druckleitung spielte auch bei der Herstellung der massiven Bodenplatte des Krafthauses das Thema Auftriebssicherheit eine wichtige Rolle. Die rund sechs Meter tiefe Baugrube erforderte eine Spezialgründung und den Einsatz von Spundwänden gegen den Wassereintritt. Bei der baulichen Ausführung der Wehranlage hingegen lag die höchste Priorität bei der Hochwassersicherheit. Eine robuste Stauklappe der S.K.M. GmbH gewährleistet am Querbauwerk auch bei akuten Hochwasserbedingungen jederzeit freien Durchfluss. Bewegt wird das 12 m breite tonnenschwere Bauteil von einem einzelnen Hydraulikzylinder. Nach der Ausleitung gelangt das Triebwasser zuerst in ein offen ausgeführtes Entsanderbecken, in welchem sich die feinen Sedimente am Boden absetzen. An der Stirnseite des Entsanders hält ein vertikaler Feinrechen Treibgut und Geschwemmsel vom Beginn der Druckrohrleitung fern. Ein ebenfalls vertikal arbeitender Teleskoprechenreiniger mit Pegelregelung sorgt für freien Durchfluss. Geliefert wurde der komplette Stahlwasserbau vom steirischen Stahlwasserbau-Allrounder S.K.M. GmbH, deren Geschäftsführer Sepp Köhl als aktiver Kleinkraftwerksbetreiber stets eine Menge an Erfahrung in seine Projekte einfließen lässt. KRAFTWERK MACHT REKORDSOMMER NICHTS AUS Naturgemäß musste beim Anlagenbau auch auf die Fisch-Passierbarkeit des Gewässers Rücksicht genommen werden. Durch einen mittels Betonelementen ausgeführten Beckenpasses auf der orographisch rechten Seite der Wasserfassung wird die ökologische Durchgängigkeit des neuen Kraftwerks am Wölzerbach sichergestellt. 150 l/s werden als Teil der verpflichtenden Dotationsabgabe ganzjährig über den Fischaufstieg geleitet, die übrige Restwassermenge fließt separat in das Gewässer zurück. Geschäftsführer Woitischek zeigte sich bei der Kraftwerkseröffnung überaus zufrieden mit dem neuen Vorzeigeprojekt des Murauer Energiezentrums: „Dass die ausführenden Unternehmen sehr gute Arbeit geleistet haben, wurde heute ja zu Recht schon mehrfach erwähnt. Man sollte aber durchaus auch erwähnen, dass das Kraftwerk seit der Inbetriebnahme während der äußerst trockenen Bedingungen im heurigen Rekordsommer kein einziges Mal stillgestanden hat. Wenn im kommenden Frühjahr der Schnee schmilzt werden die Oberösterreichische Versicherung als frischgebackene Kraftwerksbesitzer viel Freude mit der Effizienz ihrer Anlage haben.“

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Foto: TRM

Über eine Länge von rund 1 Kilometer tauschte das E-Werk St. Martin die bestehende Gussrohrleitung DN400 gegen eine schub- und zuggesicherte Gussrohrleitung DN600 aus dem Hause TRM.

PASSEIRER VERTEILERBETRIEB VERTRAUT AUF MODERNE TIROLER GUSSROHRTECHNOLOGIE Gussrohr ist eben doch nicht Gussrohr. Diese Erfahrung musste auch das E-Werk St. Martin im Passeiertal machen, deren veraltete Gussleitung nicht mehr den Anforderungen moderner Wasserkraftnutzung entsprach. Der anstehenden zehnjährlichen Druckprobenkontrolle hätte diese nach Ansicht der Betreiber nicht mehr standgehalten. Darüber hinaus war sie auch etwas zu klein ausgelegt. Aus diesem Grund wurde nun dieser Bereich der alten Druckrohrleitung DN400 aus Guss, der ungesichert war, durch eine moderne, schub- und zuggesicherte Druckrohrleitung DN600 aus dem Hause TRM ersetzt. Dadurch hat sich nicht nur die Betriebssicherheit der Anlage erhöht, sondern dank geringerer Reibungsverluste auch die Effizienz. Heute produziert das Kraftwerk St. Martin um etwa 5 bis 8 Prozent mehr Strom als zuvor.

ie Stromversorgung des zentralen Passeiertals ist untrennbar mit dem Namen Schwarz verbunden. Seit 1927 versorgt die Familie Schwarz als kleines E-Werk die Gemeinde St. Martin und später

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auch Teile des angrenzenden St. Leonhard mit Strom aus dem eigenen Wasserkraftwerk. Dieses wurde 1927 von Johann Schwarz, damals bekannt als der Mitterwirt in St. Martin, an einem Waalweg errichtet.

Er galt als echter Pionier in Sachen Elektrizität, sein erstes Kraftwerk kam immerhin auf eine Leistung von 45 kW. Nach dem Zweiten Weltkrieg stieg der Strombedarf rasant an. Um diesem Anstieg nachzukommen, baute sein Sohn, Simon Schwarz, ein neues Kraftwerk, wobei er die Wasserfassung weiter nach oben verlegte. Das neue Kraftwerk in der Gilf verfügte über 120 kW Leistung. Der nächste Ausbau ließ nicht lange auf sich warten. Gemeinsam mit seinem Neffen Johann Schwarz baute Simon Schwarz 1965 noch einmal das Kraftwerk in der Gilf aus. Mit einer neuen Druckrohrleitung und neuen Maschinen erreichte dieses Kraftwerk bereits ca. 300 kW Leistung. 1974 wurde das heute noch bestehende Speicherbecken gebaut, um den Bedarf an Spitzenstrom abzudecken.

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Im steilen Gelände der Gilf im Passeiertal bewährten sich die Qualitäten des Schreitbaggers für eine zügige Verlegung der neuen Druckrohrleitung.

ERHÖHUNG DER KONZESSIONSWASSERMENGE Wesentliche Meilensteine in der Firmengeschichte wurden 2003 gesetzt. Zum einen wurde mit der Firma Moosmair GmbH erstmalig ein Miteigentümer in die Gesellschaft aufgenommen, der nicht Teil der Familie Schwarz ist. Zum anderen wurden im selben Jahr Wasserfassung, Entsander und ein ca. 1.030 m langes Teilstück der Druckrohrleitung in Gussausführung DN400 neu errichtet. Darüber hinaus wurde das Beruhigungsbecken saniert. Dabei handelt es sich um einen kleinen Speicher mit einem Fassungsvermögen von ca. 900 m3, der großteils unterirdisch angelegt wurde.

STROM FÜR 1.000 ABNEHMER Beim Kraftwerk St. Martin handelt es sich um ein Hochdruckkraftwerk, das den Fartleisbach über eine natürliche Gefällestufe von rd. 500 m nutzt. Die Wasserfassung befindet sich auf rund 1.153 m Seehöhe, und das kleine Speicherbecken ist rund 30 m tiefer situiert, während das Kraftwerk mit den beiden baugleichen 2-düsigen Peltonturbinen aus dem Hause Troyer AG auf etwa 622 m NN liegt. Die elektromaschinelle Ausrüstung besteht aus zwei 2-düsigen Peltonturbinen aus dem Hause Troyer AG, die jeweils auf ein Schluckvermögen von 150 l/s ausgelegt sind, sowie den beiden direkt gekoppelten Synchrongeneratoren mit je 1.000 kVA Nennscheinleistung. Beide Maschinen drehen mit einer Nenndrehzahl von 1.500 Upm und kommen im Betrieb unter Volllast auf eine singuläre Nennleistung von 767 kW. In SumGussrohre von TRM benötigen kein spezielles Bettungsmaterial – gesiebter Mutterboden reicht aus.

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Dank eines niederschlagsarmen Winters konnte die Firma Moosmair bereits im Februar an der Druckrohrverlegung weiterarbeiten.

me erzeugt die Anlage rund 5,7 bis 6 Mio. kWh im Regeljahr. „Wir versorgen mit diesem Strom circa 1.000 Abnehmer in unserem Netzbereich“, sagt Christian Ladurner und verweist darauf, dass die Verfügbarkeit der Anlage in Hinblick auf die Versorgung der Abnehmer an erster Stelle steht. Doch nicht alle Komponenten der Anlage entsprachen zuletzt den hohen Ansprüchen. ALTES ROHRSYSTEM WURDE ANGEPASST Grundsätzlich sind wir dazu angehalten, alle zehn Jahre eine Druckprüfung durchzuführen. Das ist uns behördlich vorgeschrieben. Leider stellte sich heraus, dass unsere besteDie Druckrohrleitung des Kraftwerks besteht aus Guss und Stahl – für den Übergang brauchte es ein Sonderformteil.

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Durch die Abwinkelbarkeit in den Muffen lassen sich einfach Radien erstellen – ganz ohne Rohrbögen.

Das Ansuchen, eine Erhöhung der konzessionierten Wassermenge von bisher maximal 50 l/s auf 300 l/s aus dem Fartleisbach zu erwirken, wurde behördlich genehmigt. Im Anschluss daran ging man daran, das Kraftwerk in seinen wesentlichen Bestandteilen zu sanieren und zu modernisieren. Die Planungsarbeiten und die Bauaufsicht vergaben die Betreiber an das Sterzinger Unternehmen Ernst Troyer Engineering. Zum einen wurde der untere Teil der Druckrohrleitung getauscht, indem eine 870 m lange Stahlleitung DN600 verlegt wurde. Zum anderen wurde das Maschinenhaus und dessen elektromaschinelle Ausrüstung vollständig erneuert. Im Herbst 2008 nahm das EVU sein modernisiertes Kraftwerk am Fartleisbach in Betrieb. Im Wesentlichen entspricht es von seiner Ausführung dem heutigen Zustand der Anlage.

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Einbau eines Sonderformteils. Dank des Umstiegs in der Rohrdimension von DN400 auf DN600 konnten die Reibungsverluste minimiert werden.

Technische Daten • Kraftwerkstyp: Hochdruck • Nennfallhöhe: 503,6 m • Ausbauwassermenge: 300 l/s • 2 Turbinen: 2-düsige Pelton • Fabrikat: Troyer AG • Konzessionsleistung: 767,25 kW • Drehzahl: 1.500 Upm • Generator: Synchron • Fabrikat: Uljanik • Nennscheinleistung: 1.000 kVA • Druckrohrleitung Teil 1: duktile Gussrohre • Fabrikat: TRM

Länge: 1.030 m DN600

• Wandstärke: K9

Druckklasse: PN 32

• Druckrohrleitung Teil 2: Stahl - Länge: 870 m • Verlegeart: erdverlegt • Planung: EUT Engineering • Inbetriebnahme: Herbst 2008 • Regelarbeitsvermögen: 5,7 - 6 GWh

Christian Ladurner führt das E-Werk St. Martin heute mit viel Umsicht.

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hende Druckrohrleitung hohen Druckbelastungen nicht mehr gewachsen war – sie war definitiv nicht mehr drucksicher“, so der erfahrene Betreiber. „Daher beschlossen wir, die bestehende Gussleitung aus dem Jahr 2003 komplett heraus zu reißen und durch eine moderne, neue Leitung zu ersetzen.“ Das Kraftwerk verfügt seit 2003 über eine Art „Hybrid-Leitung", die aus einer rund 870 m langen Stahlleitung im unteren Abschnitt und über eine 1.030 m lange Gussrohrleitung im oberen Trassenbereich bestand – und heute noch besteht. „Im Hinblick auf den Tausch der Gussrohrleitung haben wir uns ganz bewusst für Rohre von TRM entschieden. Es ging uns vor allen Dingen um eine Lösung, auf die wir langfristig bauen können. Aufgrund der Qualität dieser Rohre ist eine hohe Langlebigkeit garantiert“, ist Christian Ladurner überzeugt. Ein ganz wesentlicher Unterschied besteht darin, dass das alte Leitungssystem mit keinerlei zug- bzw. schubgesicherten Verbindungen ausgeführt war – und nun ein Rohrsystem mit den be-

währten längskraftschlüssigen VRS-T-Verbindungen realisiert wurde. Auf diese Weise ist die Rohrleitung in statischer Hinsicht sowohl in Längs- als auch in Querrichtung höchst stabil. Auch in Sachen Betriebsdrücke sind TRM-Rohrsystemen in dieser Ausführung hoch belastbar, Drücke von weit über 100 bar stellen kein Problem dar. Christoph Obkircher, Vertriebsleiter bei TRM für Südtirol geht noch weiter ins Detail: „Es gibt mehrere gewichtige Argumente, warum man bei einer Verlegung im Steilhang VRS-T-Verbindungen einsetzen sollte. Abgesehen vom Druck im Rohr muss man auch das Eigengewicht des Rohres berücksichtigen. Denn durch die Hangabtriebskraft zieht der Rohrstrang am oberen Ende der Steilhangleitung nach unten. Hier können erhebliche Zugkräfte auftreten, die durch die längskraftschlüssigen Verbindungen gehalten werden.“ EIGENES KNOW-HOW FÜR ROHRVERLEGUNG Nicht zuletzt dank der ausgezeichneten Reputation des Brixner Planungsbüros EUT Engineering setzten die Betreiber im Fall dieser Teilsanierung der Anlage auf die Kompetenzen des erfahrenen Wasserkraftplaners. Was die Verlegung der neuen Druckrohrleitung angeht, so wurde diese vom Miteigentümer, von der Firma Moosmair GmbH aus St. Martin im Passeiertal, in höchst professioneller Weise umgesetzt. Die Firma Moosmair gilt als absoluter Spezialist für heikle Aufträge bei alpinen Bauprojekten, angefangen von diversen Materialseilbahnen, über Brückenbau, Hoch- und Tiefbauprojekten bis hin zu Montagen und der Errichtung von Druckrohrleitungen. Zum allgemeinen Leistungsspektrum zählt auch die Instandhaltung von Kraftwerken. „Mit unseren Materialseilbahnen bewerkstelligen wir das Heben, Transportieren, Absenken und Verlegen von Druckrohrleitungen. Hierbei können wir auf eine jahrelange Erfahrung verweisen, die durch die enge Zusammenarbeit mit den Energiekonzernen und lokalen Stromanbietern entstanden ist“, heißt es dazu auf der Firmen-Homepage von Moosmair. Unter der Führung von EUT Engineering errichtete das Team von Moosmair den Gussteil der Druckrohrleitung für das E-Werk St. Martin neu. Dabei kam eine weitere positive Eigenschaft der TRM-Gussrohre zum Tragen: die schnelle Verlegbarkeit. Dank der außergewöhnlichen Kombination aus Robustheit und Elastizität kann bei der Verlegung auf den Einsatz von Bettungsmaterial verzichtet werden. Unter normalen Umständen können die Rohre im Mutterboden verlegt werden. Für die Verlegung an sich ist nur ein schmaler Grabenaushub erforderlich, zudem können die Rohre auch problemlos bei Schlecht-

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Im Herbst 2008 nahm das neu gebaute Kraftwerk St. Martin mit zwei baugleichen 2-düsigen Peltonturbinen aus dem Hause Troyer AG mit einer Leistung von je 630 kW seinen Regelbetrieb auf. Sie sind auf jeweils 150 l/s Durchfluss ausgelegt.

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Das E-Werk St. Martin im Passeiertal liefert Strom für rund 1.000 Abnehmer.

wetter verlegt werden. Am Ende stellt eine schnelle Verlegung der Druckrohrleitung auch einen entscheidenden wirtschaftlichen Aspekt eines Umbauprojektes dar – und spielt natürlich bei Arbeiten im Steilhang eine doppelt wichtige Rolle. LEITUNGSVERLUSTE MINIMIERT Ein Schwachpunkt des alten Rohrsystems war – wie beschrieben – die mangelhafte Dichtigkeit des Systems. Unter Volllast stellten sich

die Leitungsverluste gravierend dar. Ein weiterer Schwachpunkt bestand zudem in einer relativ hohen Rohrreibung, die nicht unerhebliche Leitungsverluste nach sich zog. „Aus diesem Grund haben wir beschlossen, auf eine größere Rohrdimension zu wechseln“, erklärt Christian Ladurner. Während die alten Gussrohre noch eine Dimension von DN400 aufwiesen, kamen nun duktile Gussrohre der Dimension DN600 zum Einsatz. Dies sollte sich als kluge Entscheidung erweisen. Nach

Wiederinbetriebnahme des Kraftwerks im Frühling dieses Jahres stiegen die Leistungsdaten an der Maschine höher an als erwartet. Der Betreiber spricht von einer Steigerung von 5 bis 8 Prozent, die sich durch die Minimierung der Rohrreibungsverluste erzielen ließ. Damit hat sich für die Betreiber des E-Werk St. Martin die unliebsame Sanierung der Rohrleitung am Ende doch noch bezahlt gemacht. Nun ist das Kraftwerk wieder leistungsfit für viele Jahre.

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ÖSTERREICHISCHE TECHNIK ÜBERZEUGT KRAFTWERKSBETREIBER IN GUATEMALA

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steht im Besitz des Unternehmens. Für die Oberösterreicher bedeutete die Auftragserteilung den Gewinn eines neuen Kundens. Laut Hartl kam der Kundenkontakt unter anderem auch über die Empfehlung eines einheimischen Betreibers zustande, der

GUGLER von dessem eigenem Kraftwerksbau in bester Erinnerung behalten hatte. TECHNISCHE ULTIMA RATIO Hartl ergänzt, dass die Stromgewinnung des Kraftwerks Poza Verde laut Betreiber von Be-

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nternationale Projekte bilden für den renommierten österreichischen Wasserkraft-Experten GUGLER Water Turbines GmbH seit jeher den Kern seiner wirtschaftlichen Tätigkeit und des Unternehmenserfolgs. Neben zahlreichen Anlagen in ganz Europa, dem mittleren Osten und Asien wurden auch im süd- und mittelamerikanischen Raum in den vergangenen Jahren eine ganze Reihe von Kraftwerken unterschiedlichster Ausführung und Leistungsklassen mit bekannt effektiv-zuverlässiger Technik ausgerüstet. Der gute Ruf der Oberösterreicher hat sich in den vergangenen Jahren bis nach Mittelamerika durchgesprochen, bis dato wurden bereits sechs Wasserkraftprojekte in Guatemala umgesetzt. Seinen jüngsten Auftrag hat GUGLER 2017 für den Betreiber Papeles Elborados S.A. im südlichen Hochland im Departamento Guatemala abgeschlossen, erklärt Projektleiter Stefan Hartl. Dabei wurde das erst vor fünf Jahren gebaute Kraftwerk „Poza Verde“ (Grüne Pfütze) am Río Aguacapa grundlegend mit neuer Technik ausgestattet. Neben der Energieproduktion aus Wasserkraft ist Papeles Elborados S.A. vorwiegend im Lebensmittelsektor tätig, die größte Brauerei des Landes

Nur fünf Jahre nach der Erstinbetriebnahme war es im Krafthaus der Anlage „Poza Verde“ bereits Zeit für einen grundlegenden elektromechanischen Umbau geworden.

Foto: GUGLER

Der vor allem international aktive österreichische Turbinenbauer GUGLER Water Turbines GmbH hat im Vorjahr im zentralamerikanischen Guatemala ein Projekt mit nicht alltäglichen Rahmenbedingungen erfolgreich abgeschlossen. Für die erst fünf Jahre alte Ausleitungsanlage „Poza Verde“, rund 50 km südlich der Hauptstadt Guatemala-Stadt am Río Aguacapa gelegen, war es bereits Zeit für eine Fast-Komplett erneuerung der Krafthaustechnik geworden. Aufgrund von häufigen Problemen und Gebrechen der fehleranfälligen Kaplan-Turbine seit der Inbetriebnahme entschloss sich die Betreibergesellschaft Papeles Elborados S.A. für eine Neuausführung von Maschinensatz, Elektrotechnik und Steuerung. Den Zuschlag für die Lieferung des elektromechanischen und leittechnischen Gesamtpakets ging an die österreichischen Wasserkraft-Allrounder GUGLER. Diese fertigten als neues Herzstück der Anlage eine optimal auf die hydrologischen Gegebenheiten am Anlagenstandort abgestimmte Kaplan Spiral-Turbine mit horizontaler Welle. Die nun in allen Betriebszuständen wunschgemäß arbeitende Maschine ist wie ihre Vorgängerin auf eine Ausbauwassermenge von 9 m³/s und eine Bruttofallhöhe von 22 m ausgelegt, dabei schafft sie eine Engpassleistung von über 1,8 MW. Seit der Wiederinbetriebnahme im Frühjahr 2017 kann die Anlage nun endlich – ein halbes Jahrzehnt nach der eigentlichen Fertigstellung – vollautomatisch und effizient Strom erzeugen.

GUGLER-Projektleiter Stefan Hartl bei der Auslieferung des neuen Herzstücks der Anlage „Poza Verde“

HYDRO

Foto: GUGLER

Projekte

Ein hydroenergetisches Kraftpaket geht auf die Reise nach Mittelamerika.

Außenbereich der Kraftwerkszentrale

ginn an unter keinem guten Stern stand: „Wenn die ursprüngliche Kaplan-Turbine bei rund 60 Prozent lief, begann die Maschine in der Regel stark zu vibrieren, was sich in weiterer Folge negativ auf den gesamten Maschinensatz und die generelle Funktionalität des Kraftwerks auswirkte.“ Nachdem die Betreiber in fünf Jahren vergeblich unterschiedliche Varianten zur Lösung der anhaltenden Probleme erprobt hatten, entschloss man sich mit dem weitreichenden Tausch der verbauten Technik zur Ultima Ratio. Für GUGLER stellte der Fertigungsauftrag im Prinzip dieselben Anforderungen wie bei einem kompletten Neubau, sagt Hartl: „Wir haben bei der Konzeption der Turbine ganz von vorne begonnen, es lagen uns auch keine technischen Unterlagen der alten Maschine vor. Beim Design der wieder in Kaplan-Spiralausführung gefertigten Maschine hatten wir allerdings nicht komplett freie Hand, vorgegebene Parameter wie die Dimension des Saugrohr-Endquerschnitts und dessen Einbauposition mussten unverändert bleiben. Nichtsdestotrotz haben wir die Turbine natürlich nach unserem bewährt hohen Qualitätsstandard für eine möglichst effektive Stromproduktion ausgelegt und gefertigt.“ PARTNER IN NIEDERÖSTERREICH UND MITTELAMERIKA Nachdem GUGLER den Auftrag im Dezember 2015 erhalten hatte folgten darauf gleich die ersten Planungsschritte. Im Zuge des Maschinenwechsels musste auch der größte Teil der verbauten Elektrotechnik – mit Ausnahme der Mittelspannungsschaltanlage – neu ausgeführt werden. Als Subunternehmer zur Bereitstellung der elektround leittechnischen Komponenten beauftragte GUGLER die

H&W Control GmbH aus Ober Grafendorf in Niederösterreich, mit der man schon in der Vergangenheit mehrfach gut zusammenarbeiten konnte. Hartl lässt nicht unerwähnt, dass auch die Kooperation und Koordination mit der Betreibergesellschaft optimal verlaufen sind. „Die Projektbeteiligten in Guatemala sind auf einem technisch sehr guten Stand und verfügen über breites Know-how, was die Materie Wasserkraft angeht. Während der Vorkonstruktion stattete uns der Projektleiter des Betreibers in Österreich einen Besuch ab und machte sich einen Eindruck von unseren Fertigungskapazitäten. Dieses frühe Kennenlernen hat sich für die gesamte Projektumsetzung definitv positiv ausgewirkt.“

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 9 m3/s • Bruttofallhöhe: 22 m • Turbine: Kaplan-Spiral • Drehzahl: 514 U/min • Laufrad: Ø 1160 mm, 5 Flügel • Engpassleistung: 1.801 kW • Hersteller: GUGLER Water Turbines GmbH • Generator: Synchron • Nennscheinleistung: 2.100 kVA • Hersteller: TES • Jahresarbeit/Regeljahr: ca. 4,7 MWh

Bei vollem Wasserdargebot erreicht die Turbine eine maximale Leistung von über 1,8 MW. Eingespeist wird der erzeugte Strom zur Gänze ins öffentliche Energienetz.

Dezember 2018

Foto: GUGLER

• Drehzahl: 514 U/min

HYDRO

Projekte

Foto: H&W Control

Die elektrotechnische Ausstattung wurde im Rahmen der Endmontage installiert.

5-flügelige Kaplan-Laufrad mit einem Durchmesser von 1160 mm aus einer hochbeständigen speziellen Edelstahllegierung. Ein direkt mit der Turbinenwelle gekoppelter Synchron-Generator mit Wasserkühlung kommt in der Neuausführung als wirkungsgradstarker Energiewandler zum Einsatz. Dieser schafft eine Nennscheinleistung von 2.100 kVA und dreht wie die Turbine mit exakt 514 U/min. Hartl betont, dass der Maschinensatz nun ganzjährig effektiv Strom produzieren kann, sei es unter Volllast in der niederschlagsstarken Regenzeit zwischen März und Oktober oder im Teillastbetrieb während der trockenen Spätherbstund Wintermonate. ANLAGE WECKT LANDESWEIT INTERESSE Im Anschluss an die elektromechanischen Montagearbeiten folgten im Februar und März der Einbau der übrigen Komponenten wie Hydraulikaggregat, Hydraulikverrohrung und die Verkabelung und Installation der Elektrotechnik. Bestehende zentrale Kraftwerksinfrastruktur wie Wasserfassung, Druckrohrleitung und Energieableitung via Mittelspannungsschaltanlage und Transformator waren von den Umbauten nicht betroffen und blieben unverändert. Sehr wohl erneuert und modernisiert wurde hingegen die von der H&W Control ausgeführte Elektro- und

Leittechnik. Dazu erklärt der für die Projekt umsetzung zuständige Geschäftsführer Rainer Huber: „Nachdem die H&W Control GmbH gemeinsam mit GUGLER den Projektzuschlag erhalten hat, wurde, um den geforderten kurzen Liefertermin von fünf Monaten bis zur Auslieferung einhalten zu können, sehr zeitnah mit dem Detailengineering der elektrischen Ausrüstung begonnen. Zuerst wurde vom Endkunden ausschließlich eine neue Turbinensteuerung mit Synchronisierung, Generatorschutz und SCADA in Auftrag gegeben.“ Jedoch stellte sich nach detaillierter Berechnung und Prüfung der Bestandsanlage heraus, dass auch die bestehende Niederspannungsschaltanlage nicht dem Stand der Technik entspricht, und im Falle eines elektrischen Kurzschlusses Gefahr für die Anlage und auch das Betriebspersonal bestand. Somit wurde dem Kunden eine neue 480VAC Niederspannungsschaltanlage mit einer 3200A Sammelschiene und 2 Leistungsschalterabgängen gemäß den letztgültigen IEC-Normen angeboten. „Ein Kundenwunsch bestand darüber hinaus darin, die vorhandenen neuwertigen 3200A Leistungsschalter weiter zu verwenden, was eine sehr spezielle Anforderung an das H&W-Team mit sich brachte. Denn das gesamte Kupfersystem wurde in Österreich entworfen und gefertigt und musste an die bestehenden Leis-

Foto: H&W Control

VIBRATIONEN SIND GESCHICHTE Im Anschluss an die Werksfertigung wurde die Maschine mit bereits montiertem Leit apparat im Oktober 2016 seefest verpackt und auf dem Wasserweg von Hamburg nach Mittelamerika verschifft. Die Turbinenmontage startete im darauf folgenden Jänner und wurde unter der Anleitung eines GUGLER- Supervisors von lokalen Fachkräften erledigt. Für die millimetergenaue Positionierung der tonnenschweren Anlagenteile konnte auf einen ebenfalls neu montierten Hallenkran zurückgegriffen werden. Obwohl die grundlegende Ausführung als doppelt-regulierte Kaplan-Spiralturbine mit horizontaler Welle beibehalten wurde, wurde bei der Neukonstruktion spezieller Wert auf technische Optimierungen gelegt, damit die Anlage über das gesamte Betriebsband einen möglichst hohen Wirkungsgrad erreicht. So wurde das Konzept von Turbinen- und Generatorenlager völlig überarbeitet und die Hauptlagerungen nun beim Generator verbaut. Bei idealen Zuflussbedingungen erreicht die unverändert auf eine Ausbau wassermenge von 9 m³/s sowie eine Bruttofallhöhe von 22 m ausgelegte Maschine eine Engpassleistung von 1.801 kW – „ohne nennenswerte Vibrationen versteht sich“, ergänzt Hartl. Zum Schutz vor abrasiven Verschleißerscheinungen besteht das

Screenshot der anwenderfreundlichen Steuerung mit intuitiver Bedienung.

Innenansicht der von der H&W Control ausgeführten Elektronik-Schaltschränke.

Dezember 2018

HYDRO

Projekte

Foto: GUGLER

Im Frühjahr 2017 ging die rundum erneuerte Anlage wieder ans Netz.

tungsschalter angepasst werden. Die Leistungsschalter selbst konnten erst Vor-Ort in das Kupfersystem eingebaut werden“, sagt Huber und führt noch weiter aus, dass der Generator- und Trafoschutz ebenfalls durch ein hochmodernes 7UM85 Siemens Schutzgerät ersetzt wurden. Alle aktuellen Messwerte und auftretenden Meldungen werden auf dem SCADA System übersichtlich zur Anzeige gebracht und protokolliert. Als Visualisierungssystem (SCADA / Supervisory Control and Data Acqusition) setzte man auf Siemens Win-

Visualisierung der Kraftwerkssteuerung. Betreiber und Anlagenwärter können mittels Onlineanbindung jederzeit aus der Ferne umfangreiche Informationen über den aktuellen Status der Stromproduktion abrufen.

CC Professional. Mit diesem ist es möglich, die gesamte Anlage lokal, aber auch von der Ferne zu bedienen. Alle Analog- und Messwerte werden angezeigt, auf Plausibilität überwacht und hochauflösend in einem Kurzzeitarchiv protokolliert, für die Langzeitarchivierung werden die Daten verdichtet. Auf zwei Bildschirmen können die Anlagen-Bediener je nach Wunsch ein Bedienbild und gleichzeitig ein Analysebild auswählen und bedienen. Ein Archivexport von Protokollen und Daten zur weiteren Auswertung in einer externen Daten-

bank wurde dem Kunden ebenfalls eingerichtet. Stefan Hartl kann bestätigen, dass sich die Betreibergesellschaft mit den durchgeführten Leistungen der österreichischen Turbinenbauer und E-Techniker mehr als zufrieden zeigt. „Seit der Inbetriebnahme vor rund 1,5 Jahren läuft das Kraftwerk praktisch störungsfrei durch und konnte dabei stets effektiv Strom erzeugen. Gleich mehrere Wasserkraftbetreiber aus ganz Guatemala haben nach der Wiederinbetriebnahme das nach nur fünf Jahren schon komplett erneuerte Kraftwerk begutachtet.“

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Dezember 2018

HYDRO

Energiewirtschaft

STRENGE RESTWASSERVORGABEN BEDEUTEN MASSIVE PRODUKTIONSEINBUSSEN

ufgrund ihrer Zuverlässigkeit und des hohen Ausbaugrades könnte man die Wasserkraft als das Rückgrat der eidgenössischen Elektrizitätswirtschaft bezeichnen. Doch parallel zum nationalen Interesse am Erhalt der Wasserkraft steht auch das nationale Interesse an der Gewährleistung der natürlichen Integrität der Fließgewässer. Und diese beiden Ziele auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen, scheint äußerst schwierig zu sein. Eine zentrale Frage dabei lautet: Wie groß fällt die Energieeinbuße aufgrund der gesetzlichen Bestimmungen bei Ausleitungskraftwerken aus? Die Autoren der Studie weisen

Werden die Umsetzung rigider Restwasservorgaben realisiert, drohen der schweizerischen Wasserkraft massive Erzeugungseinbußen. Symbolbild: Kraftwerk Hagendorn im Kanton Zug.

darauf hin, dass in den nächsten Jahrzehnten zahlreiche Konzessionserneuerungen mit weitreichenden Produktionseinbußen bevorstehen. Fraglich ist, ob sich diese Produktionseinbußen durch den Zubau von neuen Produktionskapazitäten kompensieren lassen werden. Derzeit besteht also ein Spannungsfeld, das sich aus einer Verschärfung der Auslegung gemäß ökologischen Anforderungen und einer gleichzeitigen Aufwertung der Wasserkraft, wie sie in der Energiestrategie 2050 festgeschrieben ist, ergibt. Hinzu kommt, dass die Prognosen über das Ausmaß der Energieverluste von Seiten des Bundes, so die

Gemäß Energiestrategie 2050 ist die Wasserkraftproduktion im nationalen Interesse. Zubauten von neuen Erzeugungskapazitäten könnten nach derzeitigem Ermessen allerdings die drohenden Einbußen durch rigorose Auslegung ökologischer Anforderungen kaum kompensieren.

Dezember 2018

Fotos: zek

Für erhebliches Aufsehen sorgte unlängst die Veröffentlichung einer gesamtschweizerischen Studie zu den Auswirkungen der Restwasserbestimmungen auf die eidgenössische Wasserkraftproduktion. Verfasst wurde die Publikation dazu von Roger Pfammater, dem Geschäftsführer des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes und Nadia Semadeni Wicki, der Leiterin Ressort Gewässerschutzgesetz bei der Axpo Power AG, im Fachmagazin „Wasser Energie Luft“ Heft 4-2018. Im Kern geht aus dieser umfassenden Untersuchung hervor, dass die zu erwartenden Produktionseinbußen durch die Umsetzung der Restwasserbestimmungen deutlich höher ausfallen, als dies in der Energiestrategie 2050 angenommen wurde. Die Autoren sprechen von einem jährlichen Erzeugungsrückgang von rund 2.280 GWh bis zum Jahr 2050 – und dabei handelt es sich noch um das günstigste der darin aufgezeigten Szenarien.

Autoren, in den letzten Jahren massiv nach unten korrigiert worden waren. AUGENMASS GEFORDERT Auf Basis einer umfassenden Datenanalyse konnten die Studienautoren die zu erwartenden Stromeinbußen in der Wasserkraft erheben. Die Resultate belegen nachdrücklich, dass eine strenge Auslegung ökologischer Vorgaben nicht mit der Energiestrategie 2050 korrespondiert. Schon das „Mindestszenario“, ausgehend von „Anforderungen-wie-bisher“, bedeutet bis 2050 eine jährliche Produktionsminderung von 2.280 GWh pro Jahr. Diese Zahl entspricht in etwa 6 % der heutigen Wasserkrafterzeugung und doppelt so viel, wie der Wert, von dem man in der Energiestrategie 2050 ausgegangen war. Da das Strategiepapier darüber hinaus auch eine Steigerung der Wasserkraftproduktion vorsieht, wäre bis 2050 ein effektiver Zubau von Neukapazitäten mit 4.850 GWh/a erforderlich – ein unrealistisches Szenario. Das Fazit von Roger Pfammater und Nadia Semadeni Wicki: „Soll das mit der Energiestrategie angestrebte Produktionsziel Wasserkraft nicht massiv verfehlt und somit auch die Strategie an sich in Frage gestellt werden, braucht es eine maßvolle Auslegung der ökologischen Anforderungen im Rahmen der gesetzlichen Mindestrestwassermengen ohne zusätzliche Erhöhung.“ Sie fordern eine stärkere Gewichtung der Wasserkraftnutzung in der Interessensabwägung als bisher.

HYDRO

Foto: Bilfinger VAM

Technik

Probezusammenbau der Verteilrohrleitung im Bilfinger VAM-Werk in Oberösterreich.

PILOTPROJEKT „WASSERBATTERIE“ SETZT AUF DIE KOMPETENZ ÖSTERREICHISCHER UNTERNEHMEN

as Konzept der aktuell auf dem Gebiet der rund 12.000 Einwohner zählenden Stadt Gaildorf in Baden-Württemberg entstehenden „Wasserbatterie“ ist im Grunde relativ simpel: Die Oberbecken des Pumpspeicherkraftwerks werden in die Fundamente der Windenergieanlagen integriert. Die dadurch zusätzlich gewonnene Nabenhöhe trägt gleichzeitig zu einer größeren Windausbeute bei. Eine unterirdische Druckrohrleitung aus Polyethylen (PE), die ins Tal führt, verbindet die Becken mit drei jeweils auf 5,3 MW ausgelegten reversiblen Francis Turbinen. Das Pumpspeicherkrafthaus ist wiederum mit einem Unterbecken verbunden. Bei

Foto: Naturspeicher GmbH

Die in den vergangenen Jahren immer stärkere Nutzung erneuerbarer Energieträger wie Wind- und Sonnenenergie verlangt von Stromerzeugern und Netzbetreibern gleichermaßen neue Strategien. Um die schwankende Verfügbarkeit von Wind- und Photovoltaikanlagen und deren Auswirkungen auf die öffentlichen Stromnetze auszugleichen, hat die Firmengruppe Max Bögl ein richtungsweisendes Konzept entwickelt: die sogenannte „Wasserbatterie“. Im Prinzip handelt es sich dabei um die direkte Kombination von Windkraftanlagen mit einem Pumpspeicherkraftwerk, womit die Betreiber neue Maßstäbe im Bereich der erneuerbaren Energieproduktion setzen. Das erste Pilotprojekt des innovativen Konzepts entsteht aktuell im baden-württembergischen Gaildorf und soll im kommenden Jahr in Vollbetrieb gehen. Vier Windräder mit einer Nabenhöhe von bis zu 178 m – „onshore“-Weltrekord – und einer Leistung von je 3,4 MW wurden dabei bereits im Vorjahr auf einer Anhöhe errichtet. Die Fundamente der Windräder fungieren dabei gleichzeitig als Oberbecken für das Pumpspeicherkraftwerk mit einer Leistung von 16 MW. Über eine rund 3 km lange PE-Druckrohrleitung, welche einen Höhenunterschied von knapp 200 m überwindet, sind die Oberbecken der Windräder und das Wasserkraftwerk miteinander verbunden. Die österreichische Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH konnte sich den Auftrag zur Fertigung der stählernen Verteilrohrleitung beim Übergang der Druckleitung zu den drei Pumpturbinen sichern. Um die hydraulischen Verluste möglichst gering zu halten, optimierten die Stahlbauspezialisten den „Trifurkator“ mittels computergestützter Strömungssimulation. Nach der Fertigung im Sommer wurde das tonnenschwere Bauteil zum Herbstbeginn innerhalb weniger Wochen erfolgreich an die Wasserbatterie angeschlossen.

Luftansicht auf die „Wasserbatterie“ im baden-württembergischen Gaildorf.

Dezember 2018

HYDRO

Stromüberschuss wird das Wasser im Pumpbetrieb in die Oberbecken befördert, wo es in Form von Lageenergie gespeichert wird. Wenn wiederum Energiebedarf besteht, wird das Wasser aus den oberen Speicherbecken nach unten geleitet und zur Stromerzeugung verwendet. Dieses Betriebskonzept eignet sich im Speziellen zur Bereitstellung von Regelenergie, mit welcher die volatile Verfügbarkeit erneuerbarer Energieträger wie Wind- und Sonnenenergie ausgeglichen wird.

Grafik: Bilfinger VAM

BEWÄHRTE UNTERNEHMEN AM ZUG Die bauliche Umsetzung des innovativen Projekts liegt bei der Max Bögl Wind AG und ihrer Beteiligung Naturspeicher GmbH. Mit rund 6.500 Mitarbeitern, 35 Standorten weltweit und einem Jahresumsatz von über 1,7 Milliarden Euro zählt die 1929 gegründete Firmengruppe Max Bögl zu den größten deutschen Unternehmen in der Bauindustrie. Die Pumpspeichertechnologie wird unter der Führung der Naturspeicher GmbH umgesetzt. Dabei wird auf die Kompetenz bewährter Unternehmen aus der Wasserkraftbranche gesetzt. So werden etwa die drei Francis-Pumpturbinen in der Kraftwerkszentrale

Strömungsverhalten anhand der CFD-Auswertung.

Dezember 2018

Foto: Bilfinger VAM

Verteilrohrleitung bei der Endmontage.

Technik

von Voith Hydro geliefert. Für die Herstellung der hoch beanspruchten Verteilrohrleitungskonstruktion am Ende des Kraftabstiegs wurde die Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH mit Sitz im oberösterreichischen Wels beauftragt. Die Stahlbauer zählen zu den führenden europäischen Unternehmen im industriellen Anlagen-, Rohrleitungs-, Apparate-/ Behälter- und Tankbau sowie in den Bereichen Druckrohrleitungs- und Stahlwasserbau. Bilfinger-Projektleiter Christian Freymüller beschreibt im Gespräch mit zek Hydro die generellen Herausforderungen des Auftrags: „Obwohl wir in der Vergangenheit eine ganze Reihe von anspruchsvolle Projekten im Bereich Druckschachtbau umgesetzt haben, stellte das Projekt Wasserbatterie in technischer Hinsicht auch für uns ein Novum dar. Da sich die Druckrohrleitung beim Übergang ins Krafthaus auf drei Stränge aufteilt, erforderte dies den Einbau eines ‚Trifurkators‘, sprich ein Hosenrohr mit insgesamt drei Abgängen. Ein derartiges Bauteil ist generell nicht üblich.“ HYDRAULISCH OPTIMIERTES SYSTEM Im Anschluss an die Auftragserteilung starteten die Welser direkt mit den konkreten Planungstätigkeiten. Bei den Berechnungen musste eine ganze Reihe von wichtigen Parametern beachtet werden. Beispielsweise die jeweils maximalen Durchflussmengen im Turbinen- und Pumpbetrieb, die unterschiedlichen Lastzyklen unter Voll- und Teillast sowie bei der Fahrweise im hydraulischen Kurzschluss. Auch die verschiedenen Aus legungsdrücke und -normen flossen in die Konzeption ein. „Eine große Herausforder ung stellte die Bemessung der Rohrwandstärken unter Berücksichtigung der Betriebsfestigkeit dar, da hierfür aufgrund der sehr dynamischen Betriebsweise besondere Beanspruchungen auftreten“, sagt Freymüller. Zur

Prüfung des Strömungsverhaltens sowie der Druckverluste spielte zudem die Anwendung der computergestützten „CFD-Analyse“ (Computational Fluid Dynamics) eine ganz wesentliche Rolle, erklärt Freymüller weiter: „Die CFD-Analyse ermöglicht eine detaillierte Darstellung des Strömungsverhaltens und in weiterer Folge die Auswertung von Druckverlusten bei unterschiedlichen Szenarien. Das ist bei einer Druckleitung, die sich auf drei Stränge aufteilt umso wichtiger, da vor dem Übergang auf die Turbinen Druckverluste weitgehend vermieden sowie eine bestmögliche Strömungssituation erreicht werden sollen. Durch einen Annäherungsprozess mit zahlreichen Iterationen haben wir in Absprache mit dem Auftraggeber schließlich eine optimale technisch-hydraulische Lösung gefunden.“ TRIFURKATOR VON HAND GESCHWEISST Die Herstellung der Verteilrohrleitung inklusive der in einem 90 Grad Winkel abgehenden Stichleitungen im Bilfinger-Werk in Wels nahm rund drei Monate in Anspruch. Das mit Wandstärken bis zu 45 mm ausgeführte Bauteil musste aufgrund seiner außergewöhnlichen Geometrie großteils mittels MAG-Verfahren von Hand geschweißt werden. Um bei zukünftigen Wartungseinsätzen die Zugänglichkeit und Demontagefähigkeit zu ermöglichen, wurde der Trifurkator an seinen drei Abgängen mit Flanschanschlüssen ausgestattet. Zur Abdichtung zwischen den Flanschen kommen hochpräzise gefertigte O-Ring-Dichtungen und M48-Schrauben zum Einsatz. Freymüller merkt an, dass im Rahmen der Fertigung auch ein Probezusammenbau inklusive Werksvermessung durchgeführt wurde. Somit stellte man sicher, dass beim Einbau auf der Baustelle eine optimale Passgenauigkeit beim Anschluss an die gegebenen Fixpunkte gewährleistet wird. Im An

Technische Daten • Ausbauwassermenge: 9,5 m ³/s • Bruttofallhöhe: ca. 200 m • Druckleitung DN1800/1600: ca. 3,2 km • Material: Polyethylen • Turbinen: 3 x reversible Francis • Engpassleistung: 3 x 5,3 MW • Hersteller: Voith Hydro • Elektr. Speicherkapazität PSKW: ca. 70 GWh • DN Rotor Windräder: 4 x 137 m • Nabenhöhe über Grund: 155 - 178 m • Jahresarbeit Windräder: ca. 42 GWh

HYDRO

Technik

PLANMÄSSIG VERLAUFENE MONTAGE Damit das tonnenschwere Stahlteil an seinem Bestimmungsort fachgerecht verbaut und verschweißt werden konnte, wurden auf der Baustelle entsprechende Montageplattformen erstellt. Beim Einbau sollte zuerst das obere, ebenfalls mit Flanschverbindung ausgeführte Übergangsstück zur PE-Druckrohrleitung montiert werden. Mit dem Einsatz eines mobilen Schwerlastkrans wurden die Verbindungsrohre und der Trifurkator unter beengten räumlichen Verhältnissen eingehoben, die Bilfinger-Fachkräfte arbeiteten sich dabei sukzessive von oben nach unten. Die drei Stichleitungen, die das Triebwasser nach der Aufteilung beim Trifurkator zu den Pumpturbinen leiten, sollten schließlich als letztes verschweißt werden. Die Anschlüsse zu den Absperrorganen der einzelnen Maschinengruppen wurden ebenfalls wieder mit Flanschen ausgeführt. Im Anschluss an die Schweißund Montagearbeiten ging es ans Herstellen des Baustellen-Korrosionsschutzes an den Montage-Rundnähten. Insgesamt besteht der zum Großteil bereits bei der Werksfertigung

Foto: Naturspeicher GmbH

schluss an die sorgfältig durchgeführten Schweißnahtprüfungen ging es für den Trifurkator via Sondertransport zur Wasserbatterie nach Baden-Württemberg.

Die vier Windkraftanlagen mit einer Nabenhöhe von bis zu 178 m konnten bereits im Vorjahr den Betrieb aufnehmen, das Pumpspeicherkraftwerk mit einer Leistung von 16 MW geht 2019 ans Netz.

aufgetragene Korrosionsschutz aus vier einzelnen Schichten. Dank optimaler Vorbereitungen und der guten Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber vor Ort konnte die anspruchsvolle Montage des Verteilrohrleitung innerhalb weniger Wochen noch im Herbst vollendet werden, führt der Projektleiter aus. WASSERBATTERIE GEHT 2019 ANS NETZ Christian Freymüller kann nach Abschluss des Bilfinger-Projektanteils ein durchwegs positives Fazit ziehen: „Im Wesentlichen hat die Umsetzung dank der genauen Vorplanung sehr gut funktioniert, der Auftrag konnte sowohl termingerecht als auch quali-

tativ hochwertig umgesetzt werden. Darüber hinaus haben wir viel Erfahrung und wertvolles Know-how gewonnen, wodurch wir für Folgeprojekte mit vergleichbaren Anforderungen bestens gerüstet sind.“ Die endgültige Fertigstellung des Pilotprojekts steht mittlerweile kurz bevor. Nachdem bereits im Vorjahr die Windräder ihren Betrieb aufgenommen haben, soll das Pumpspeicherkraftwerk in der zweiten Jahreshälfte 2019 die Stromproduktion aufnehmen. Die Vertreter der Firmengruppe Max Bögl sind überzeugt, dass die innovative Wasserbatterie bald auch an anderen geeigneten Standorten umgesetzt wird.

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Dezember 2018

HYDRO

Schwerpunkt

Foto: Karin Schmidt/pixelio.de

Für die Messung von Durchflüssen steht heute eine breite Palette an Technologien und Geräten zur Verfügung. Der gegenständliche Artikel soll einen groben Überblick über die gängigsten und wichtigsten Messverfahren liefern.

DURCHFLUSSMESSSYSTEME – UNVERZICHTBARE KOMPONENTEN IN DER WASSERKRAFT Wasserkraftnutzung am Stand der Technik wäre heute ohne moderne Durchflussmesssysteme undenkbar. Egal, ob in der Planungsphase, oder später im Einsatz für ökologische, optimierungsrelevante, steuerungs- oder sicherheitstechnische Belange: ohne hydrometrische Instrumente geht es in der Wasserkraft nicht mehr. Dabei haben diese Messsysteme gerade in den letzten 15 bis 20 Jahren noch einmal eine dynamische Weiterentwicklung erfahren. Dem Anwender steht heute eine breite Palette an Messverfahren und -technologien zur Verfügung.

ie Information über den aktuellen Abfluss eines flüssigen Mediums wird durch das durchflossene Volumen pro Zeiteinheit dargestellt. Rechnerisch ergibt sich diese Größe, indem die gemessene Fließgeschwindigkeit mit der Querschnittsfläche des fließenden Wassers multipliziert wird. An sich also eine nicht allzu komplizierte Sache – in der Theorie zumindest. In der Praxis kann Durchfluss- oder Abflussmessung allerdings durchaus komplex werden, vor allem wenn man präzise Daten erhalten möchte. Wollte man früher den Abfluss von kleinen Quellen in Erfahrung bringen, genügte ein größeres, geeichtes Gefäß und eine Uhr. Auf diese Weise konnte mitunter sehr genau auf direkte Art und Weise der Abfluss festgestellt werden. Doch diese Methode hat den gravierenden Haken, dass sie bei etwas größeren Abflüssen nicht mehr funktioniert. Das be-

Dezember 2018

deutet, dass in diesem Fall der Durchfluss indirekt – und zwar über die Wassertiefe gemessen wird, da der Abfluss schließlich eine Funktion der Wassertiefe ist. Eine bewährte, althergebrachte Methode ist die indirekte Messung über standardisierte Profile, die an einem Messwehr quer zum Gewässer installiert werden. Ein Beispiel dafür ist das Thomsonwehr mit dem charakteristischen dreieckigen Einschnitt, das sich durch einen konstanten und natürlich bekannten Öffnungswinkel auszeichnet. Das Wasser fließt als Überfall über den dreieckigen Einschnitt, der üblicherweise aus Metall hergestellt wird. Dank der dreieckigen Form können auch noch sehr kleine Wassermengen einigermaßen akkurat gemessen werden, wobei im besten Fall mit einer Fehlerabweichung von plus-minus 5 Prozent zu rechnen ist. Neben dem bekanntesten dreieckigen Thomsonwehr

gibt es noch andere Messwehre mit anderen Formen, wie etwa das Ponceletwehr oder das Rehbockwehr. Ihnen allen ist zu eigen, dass über die Höhe des aufgestauten Wasserspiegels rechnerisch auf die Durchflussmenge geschlossen werden kann. FORTSCHRITT DANK MESSFLÜGEL Bei der Ermittlung von Abflüssen in großen, unregelmäßigen Gewässerquerschnitten in Entwicklungs- und Schwellenländern, wo moderne Messtechnik noch nicht so stark vertreten ist, sind aufwändige Messungen immer noch gang und gäbe. Man setzt auf Wasserstandmessungen, etwa an Lattenpegeln, die täglich abgelesen werden. Allerdings ist für diese Berechnung auch eine Vermessung der Geometrie des Querprofils senkrecht zur Fließrichtung unerlässlich. Erst aus diesen Daten lässt sich der Abfluss schließlich über

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Schwerpunkt

Foto: Wikimedia

Das Thompsonwehr mit der charakteristischen Dreiecksöffnung stellt eine bewährte, alte Methode der Durchflussmessung dar.

Foto: EFG

Für ein aussagekräftiges Messergebnis ist auch eine Vermessung der Geometrie des Gewässer-Querprofils erforderlich.

die Manning-Strickler Formel errechnen: Q = v × A in m³/s - wobei:

A = Profilquerschnitt senkrecht zur Fließrichtung in m²

spunkt lässt den Rückschluss auf die punktuelle Fließgeschwindigkeit zu, wobei je nach Art der Messung Einzelpunkte oder ganze dynamische Profile an der Messlotrechten erstellbar sind. Die Vorteile in der Praxis sind bekannt. Die Messflügel-Methode entlang der Messlotrechten gilt als universell und auch als sehr gut mobil verwendbar, da die Messinstrumente üblicherweise kompakt sind. Sie werden heute noch immer bei kleineren bis mittelgroßen Fließgewässern eingesetzt.

Obwohl die Durchflussmessung zu den ältesten hydrometrischen Techniken zählt, entbehrt sie nicht einer gewissen Komplexität. Als Ende des 18. Jahrhunderts die mechanischen Flügel erfunden wurden, setzte sich schnell das Lotrechtenverfahren zur Ermittlung des Gewässerdurchflusses durch. Es handelt sich dabei um ein indirektes Messverfahren, in dem der Durchflussquerschnitt und die mittlere Fließgeschwindigkeit an den präzise vorpositionierten Messlotrechten in Beziehung gesetzt werden. Konkret werden dabei Strömungsmessgeräte eingesetzt, die an der Messlotrechten die Fließgeschwindigkeit des Fließgewässers aufnehmen. Als Standardmessgerät dient der Messflügel. Die Zahl der Schaufelumdrehungen pro Zeiteinheit an einem Mes-

VIELZAHL AN MESSVERFAHREN ZUR AUSWAHL Welches Verfahren und welches Durchflussmessgerät für den Anwender nun zum Mittel der Wahl wird, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Zunächst stellt sich die Frage nach dem Standort und den Rahmenbedingungen an der Messstelle, aber natürlich sind auch Qualitätseigenschaften des flüssigen Mediums oder Parameter, wie Druck, Temperatur bzw. Verschmutzungsgrad relevant. Auch die gewünschte Exaktheit der Messung stellt ein weiteres Auswahlkriterium dar. „Im Hinblick auf die Durchflussmessung gibt es keine andere Messgröße in der Wasserkraft, die durch so viele Verfahren bestimmbar ist“, schreiben etwa DI Mark Guggenberger und Ing. Florian Senn unter Ägide

v = kst × rhy2/3 × I0.5 in m/s kst = Rauigkeitsbeiwert in m1/3/s rhy = hydraulischer Radius in m2/3 I = Wasserspiegelgefälle (i. d. R. parallel dem Sohlgefälle) in m/1000 m bzw. ‰

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Schwerpunkt

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der elektromagnetischen Induktion, dem Coriolis-Effekt oder der Wirbelfrequenz. Prüfstände ohne freie Oberflächen setzen üblicherweise auf Venturi-Rohre oder induktive Durchflussmessgeräte.

Gerade an schwer zugänglichen Stellen, wenn eine solide mobile Messmethode gefragt ist, setzt man heute noch auf die Messflügel-Methode entlang der Lotrechten.

von Prof. DI Dr. Helmut Jaberg in ihrem 2013 in der zek HYDRO erschienen Artikel „Messtechnik in der Wasserkraft“. „Für konkrete Anwendungen haben sich spezielle Messverfahren etabliert, so dass eine Vielzahl an Möglichkeiten zur Durchflussmessung angeboten wird.“ Die Wissenschaftler verweisen darauf, dass grundsätzlich zwischen primären und sekundären Methoden unterschieden wird. Die direkten Messmethoden werden aufgrund ihrer hohen Genauigkeit zur Eichung und Kalibrierung von Durchflussmessgeräten im Labor verwendet. Der zeitlich gemittelte Durchfluss wird dabei über die in einem definierten Zeitraum zugeflossene Masse, welche sich als Differenz aus den Wägungen vor und nach dem Zufluss ergibt, bestimmt. Mithilfe der gemessenen Temperatur lassen sich die Dichte und damit der Volumenstrom ermitteln. Sekundärmethoden zur Messung des Durchflusses beruhen beispielsweise auf dem Wirkdruck, der Geschwindigkeit,

DURCHFLUSSMESSUNG IM ROHR Gerade im Bereich der Wasserkraft kommt auch der Durchflussmessung in geschlossenen Systemen, wie einer Rohrleitung, große Bedeutung zu. Eine sehr bewährte und dabei flexible Messmethode stellt die akustische Durchflussmessung auf Basis des Laufzeitdifferenzprinzips dar. Der Ansatz ist verblüffend einfach. Das Prinzip beruht auf der Tatsache, dass sich ein Schallsignal in einem ruhenden Medium nach allen Richtungen mit der Geschwindigkeit a ausbreitet, dass sich allerdings die Relativgeschwindigkeit des Schallsignals mit der Geschwindigkeit des umgebenden Fluidums w ändert. Das heißt konkret, dass bei Nulldurchfluss oder Stillstand in der Rohrleitung die Laufzeiten der emittierten Ultraschallsignale identisch sind. Sobald sich jedoch das Medium zu bewegen beginnt, ändert sich die Geschwindigkeit der Ultraschallsignale. In Strömungsrichtung überlagern sich die beiden Geschwindigkeiten, es kommt zu einer Beschleunigung des Signals im Ausmaß a + w. Der umgekehrte Effekt tritt bei der Bewegung gegen die Fließrichtung auf, die resultierende verminderte Signalgeschwindigkeit ergibt sich aus a – w. Das Signal braucht also länger, wenn es gegen die Fließrichtung eines fließenden Mediums geschickt wird. Aus diesem Prinzip ergibt sich für die Messanordnung, dass die ausgesendeten Signale unterschiedliche Laufzeiten zeigen. Konkret befinden sich an der Rohrleitung Messsensoren, die sowohl aussenden als auch detektieren können. Diese sind in der Lage, die Laufzeitdifferenz zu detektieren, zu der die Fließgeschwindigkeit in der Rohrleitung direkt proportional ist. Durch die bekannte Querschnittsfläche A lässt sich daraus einfach der Durchfluss Q bestimmen. Gerade bei großen Rohr-

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großen Rohren, Kanälen und

Flüssen

Wasserkraft

Hydrologie

Abwasser

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Dezember 2018

Wasserversorgung

Industrie

HYDRO

durchmessern gilt die akustische Durchflussmessung auf Basis der Laufzeitdifferenzmethode als eine der exaktesten Messmethoden. Wie die Forscher der TU Graz berichten, wurden mit dieser Methode mithilfe von innenliegenden Sensoren Messgenauigkeiten von unter fünf Promille nachgewiesen. State-of-the-Art sind heute dabei Clamp-On-Sensoren, die an der Außenwand der Rohrleitung angebracht werden – im Fall eines Stahlrohrs magnetisch, bei GFK-Rohren mittels Klebstoff. Die Entwicklung dieser außenliegenden Messsensoren stellen durchaus einen Quantensprung in der Hydrometrie dar, zumal sie den Vorteil bieten, dass keine Modifikationen an der Rohrleitung vorgenommen werden müssen, dass der laufende Betrieb dadurch nicht gestört wird und dennoch hoch präzise Messergebnisse erzielt werden. Es gibt heute zahlreiche Anbieter, die diese Messsysteme in hochwertiger Ausführung vertreiben.

Foto: Rittmeyer

WICHTIG FÜR DIE TURBINENOPTIMIERUNG Auch im Hinblick auf die Optimierung von Turbinen kann die Durchflussmessung eine wichtige Rolle spielen. Während man heute bei Abnahmeversuchen und Nachweisen von Turbinenwirkungsgraden vorwiegend auf die thermodynamische Wirkungsgradmessung baut, welche per se keine Durchflussmessung darstellt, nutzen die Wasserkrafttechniker bei Turbinenoptimierungen häufig die relative Durchflussmessung mittels Differenzdruckverfahren, bekannt auch unter der Bezeichnung „Winter-Kennedy-Methode“. Eine fundierte Beschreibung dieser Messmethode publizierte DI Siegfried Jank 2015 in zek

2015 installierten die Messtechnik-Spezialisten der Firma Rittmeyer eine komplexe innenliegende Wassermessung, aufgeteilt auf je vier Phasen, im Rohrsystem des Pumpspeicherkraftwerks Reißeck II.

Foto: Rittmeyer

Schematische Darstellung des Messprinzips einer akustischen Durchflussmessung.

Grafik: TU Graz HFM

Schwerpunkt

HYDRO. Er verweist in seinem Fachartikel auf den Umstand, dass für eine Optimierung von Turbinen eine genau relative Messung, wie sie die „Winter-Kennedy-Methode“ darstellt, völlig ausreichend ist – und zudem schnell und kostengünstig erfolgen kann. Für eine Differenzdruckmessung benötigt man zwei Messpunkte am Turbinengehäuse, die einen ausreichend hohen Geschwindigkeitsunterschied und somit auch Druckdifferenz aufweisen. Betrachtet man die Geschwindigkeits-

Zwei außenliegende Messpunkte. Gemessen wird mit Ultraschallsignalen.

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HYDRO

Foto: Rittmeyer

Schwerpunkt

Für die außenliegende Durchflussmessung werden Sensoren in die Druckwand eingeschraubt. Diese müssen großen Belastungen standhalten und absolut wasserdicht sein. Die Firma Rittmeyer AG beschäftigt sich seit mittlerweile mehr als 100 Jahren mit dem Thema Hydrometrie und Messtechnik in der Wasserkraft und hat mittlerweile weltweit knapp 3.000 Ultraschall-Durchflussmessungen installiert.

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Grafik: Jank

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verteilung in der Spirale, so liegt an der Außenseite ein statisch höherer Druck vor als an der Innenseite. Daraus ergibt sich das einfach Verhältnis: Δp ≈ Q2 Wo wird diese Methode vorrangig eingesetzt? Siegfried Jank schreibt, dass sie ihre hauptsächliche Anwendung bei der Optimierung der Zusammenhangskurve von Leitrad- und Laufradöffnung bei Kaplan-Turbinen hat. Speziell wenn die originären Zusammenhangskurven nicht mehr vorliegen, oder sich die Betriebsparameter oder die Rahmenbedingungen geändert haben, können auf diese Weise Turbinen wieder ins Optimum gebracht werden. Jank nennt als weitere Einsatzmöglichkeiten noch die Optimierung von Umschaltpunkten mehrerer Turbinen, oder etwa eine Dauermessung von Turbinendurchflüssen, falls diese ursprünglich mit einer absoluten Messung kalibriert wurden. Das Messprinzip ist etabliert, sodass viele namhafte Turbinenhersteller an ihren

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Die Grafik oben zeigt die optimale Anordnung der Druckmesspunkte bei Turbinenspiralen, um eine ausreichende Druckdifferenz zu erzielen. Die Grafik unten zeigt die Ermittlung des optimalen Zusammenhangs von Leitradund Laufradöffnung einer Kaplan-Turbine durch das Fahren von Propellerkurven.

HYDRO

Schwerpunkt

RADARSYSTEME NUTZEN DOPPLER-EFFEKT Doch nicht nur in geschlossenen Systemen wie Rohrleitungen hat sich in den letzten Jahren die „nicht-invasive“, also berührungslose Messmethode durchgesetzt. Auch an natürlichen Gewässern und offenen Gerinnen ziehen viele Betreiber heute derartige Messsysteme den althergebrachten Methoden, wie eben der Flügelmessung, vor. Eine relativ neue Messmethode stellt die Radartechnik dar, wie sie von manchen Branchenunternehmen in den letzten Jahren angeboten wird. Gerade für die Wasserkraft respektive Kleinwasserkraft erfordern Betriebsvorgaben, wie etwa die Restwasserdotation, präzise und dabei kontinuierliche Messmethoden, wie sie die moderne Radartechnik heute bieten kann. Das Messprinzip dafür beruht auf dem bekannten Doppler-Effekt. Grund-

4-Quadranten-Hauptprüfstand zur Untersuchung von skalierten Modellen oder von Prototypen am HFM-Institut der TU Graz.

Foto: TU Graz HFM

Strömungsvisualisierung eines Kavitations-Überlastzopfs einer Francis Turbine an der Technischen Universität Graz.

sätzlich wird hierbei die Doppler-Frequenzverschiebung der Fließgeschwindigkeit an der Wasseroberfläche und zugleich über eine Laufzeitmessung der jeweiligen Pegel bestimmt. Der Wasserstand wird üblicherweise berührungslos nach dem Grundprinzip der Laufzeiterfassung eines reflektierten Signals gemessen. Zu diesem Zweck wird ein Radarsignal mit konstanter Frequenz auf die Wasseroberfläche gesendet. Hier wird das Signal teilweise reflektiert und – bedingt durch die Bewegung der Wasseroberfläche – entsprechend dem Doppler-Effekt in der Frequenz verschoben. Das dabei reflektierte und detektierte Signal wird daraufhin einer Spektralanalyse unterzogen, woraus sich letztlich die Fließgeschwindigkeit ermitteln lässt. Wie bei anderen bereits angesprochenen Methoden ergibt sich der Durchfluss dann aus der Kenntnis des Gewässerquerschnitts und der Fließgeschwindigkeit – entsprechend der Formel: Q= v x A Ergänzend muss zu dieser Methode festgehalten werden, dass für eine fundierte Aussage die Kenntnis der mittleren Fließgeschwindigkeit erforderlich ist, tatsächlich aber lediglich die Oberflächengeschwindigkeit gemessen wurde. Man benötigt somit einen Umrechnungsfaktor für die mittlere Geschwindigkeit, der von den Rahmenbedingungen an der Messstelle abhängt und bei modernen Messsystemen von der Software bereits vorgegeben wird. Was die Durchflussmessung auf Basis der Radartechnologie für die Wasserkraft interessant macht, ist zum einen, dass kaum oder nur minimaler Bauaufwand entsteht – und zum anderen, dass die Messmethode berührungslos erfolgt. Das bedeutet, dass die Sensorik sowohl sicher vor Hochwasser ist, als auch dass sie nicht durch etwaige Verschmutzungen oder Veralgungen beeinträchtigt werden kann. Limi-

Foto: TU Graz HFM

HIGH-END-DARSTELLUNG IM LABOR Will man heute auf qualitativ wie quantitativ hohem Niveau Strömungen darstellen, so bleibt dies vor allem Forschungseinrichtungen vorbehalten, die in ihren Labors dabei vor allem auf „PIV“ – „Particle Image Velocity“ setzen. Wie Guggenberger, Senn und Jaberg näher erläutern, handelt es sich dabei um ein laseroptisches Messverfahren, mit dessen Hilfe Geschwindigkeitsverteilungen in kompletten Strömungsfeldern gemessen werden – und dies mit hoher zeitlicher wie räumlicher Auflösung. Dabei wird mit einem Hochleistungslaser ein gepulster Lichtabschnitt für wenige Nanosekunden in die zu untersuchende Strömung geschickt. Eine hochauflösende Hochgeschwindigkeitskamera fotografiert in der Folge die der Flüssigkeit beigemengten, mikroskopisch kleinen Schwebeteilchen. Durch den Weg, den ein Partikel zwischen den einzelnen Aufnahmen zurücklegt, und den vorgegebenen Zeitintervall für den Laserpuls lässt sich daraus die Geschwindigkeit berechnen. Das „PIV“ wird unter anderem auch für die Verifizierung von numerischen Strömungsberechnungen herangezogen. Eine wesentliche Voraussetzung für die immer besseren Ergebnisse des „PIV“ waren die Entwicklung von zusehends leistungsfähigeren Kamera-, Speicher- und Computersysteme.

Die relative Durchflussmessung mittels Differenzdruckverfahren stellt eine wichtige Option dar, um die Zusammenhangskurve von Leitrad- und Laufradöffnung bei einer Kaplan-Turbine zu optimieren. Im Bild: Versuchs-Kaplanturbine bei der Fa. Jank.

Foto: zek

Turbinengehäusen Druckmesspunkte vorinstalliert haben, auf die problemlos zugegriffen werden kann. Als Tipp eines Praktikers rät Siegfried Jank dazu, die Messpunkte vor dem geplanten Messvorgang zu kontrollieren, da sich diese – je nach Gewässer – auch verlegen können. Spülen oder mit Druckluft ausblasen hilft in den allermeisten Fällen. Auch eine Nachrüstung mit Druckmesspunkten ist möglich. Wie der Messvorgang genau abläuft und auf welche Weise die Auswertung erfolgt, lässt sich im Fachartikel von Siegfried Jank nachlesen. Als Alternativen zu dieser Messmethode führt er einerseits auch die Messung von Druckverlusten an längeren Druckrohrleitungen, oder anderseits die temporäre Durchflussmessung auf magnetisch-induktiver Basis an. Letztere wird häufig als Service von etablierten Branchenunternehmen angeboten.

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Foto: Sommer

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tiert ist diese Technik vor allem dann, wenn die Wasseroberfläche unruhig wird – etwa durch Windeinfluss, oder durch komplexe Gewässertopographien, oder auch bei sehr geringen Fließgeschwindigkeiten. BEWÄHRTE MESSTECHNIK - ULTRASCHALLLAUFZEITVERFAHREN Die Messung über den Doppler-Effekt wurde allerdings nicht erst mit der Radartechnologie in die Hydrometrie eingeführt. Zuvor kamen bereits Ultraschallmesssysteme auf den Markt, die ebenfalls über Doppler-Strömungssensoren verfügen. Sie wurden als alternative Messtechnik auf Basis des Ultraschalllaufzeitverfahrens Anfang der 1990er Jahre entwickelt. Wie Stefan Siedschlag von OTT Hydromet GmbH in seinem 2011 in den „Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen“ erschienenen Fachartikel mit dem Titel „Kontinuierliche Durchflussmessung in offenen Gerinnen mit horizontalen Doppler-Strömungssensoren“ schreibt, liegen die Vorteile dieser Messtechnik für die Fließgeschwindigkeitsmessung in Flüssen und Kanälen in der sehr einfachen und kostengünstig zu installierenden Sensorik, die dabei sehr gute Messergebnisse liefert. Ihre kontinuierliche Verbesserung im Hinblick auf Verfügbarkeit und Signalverarbeitungstechnik hat die Technologie mittlerweile in den Rang eines Standardverfahrens erhoben. Das Messprinzip stellt sich folgendermaßen dar: An einem Ufer werden die Horizontalen Ultraschall-Dopplergeräte montiert. Diese emittieren in einem vorgegebenen Abstrahlwinkel gegen und mit der Fließrichtung im Strahl gebündelte Ultraschallsignale. Nach dem Senden schalten, gemäß der Beschreibung von Stefan Siedschlag, die Geräte auf Empfang. Die kleinen Partikel im Wasser, wie Schwebstoffe, Organismen oder größere Luftblasen, reflektieren einen Teil der UltraEndress+Hauser unterstützt Sie dabei, Ihre Prozesse zu verbessern:

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ENDE

Akustische Durchflussmessung nach dem Doppler-Prinzip mithilfe eines kleinen Bootes. Von hier aus werden die Ultraschallsignale nach unten ausgesendet – und die reflektierten Signale wieder detektiert und der Auswertung zugeführt, während das Boot quer über das Gewässer geleitet wird.

Grafik: Wikimedia

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HYDRO

Schwerpunkt

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Änderung der Wellenlänge durch den Doppler-Effekt

Der Doppler-Effekt ergibt sich aus der zeitlichen Stauchung bzw. Dehnung eines Signals bei Veränderungen des Abstands zwischen Sender und Empfänger während der Dauer des Signals. Ursache ist die Veränderung der Laufzeit.

Foto: zek

schallenergie. Das reflektierte Signal wird mit der gemessenen Frequenzverschiebung nach Doppler von den Sensoren detektiert. Die Elektronik wertet daraufhin die Signale aus, wobei aus der Frequenzverschiebung die Partikelgeschwindigkeit berechnet wird. Siedschlag: „Geht man davon aus, dass sich die Partikel mit derselben Geschwindigkeit wie das sie umgebende Medium Wasser bewegen, so kann letztlich die Fließgeschwindigkeit festgestellt werden.“ Entsprechend den zuvor beschriebenen Messmethoden wird auch bei dieser Methode der Durchfluss über die Querschnittsfläche und die mittlere Fließgeschwindigkeit kalkuliert. Dieses Messverfahren eignet sich hervorragend für Messstellen mit einer uferparallelen Strömung und relativ homogener Geschwindigkeitsverteilung. Ein limitierender Faktor ist der Schwebstoffgehalt, der nicht zu groß sein darf.

Die magnetisch-induktive Messung nutzt das Faraday'sche Gesetz. Die in der leitfähigen Flüssigkeit vorhandenen Ladungsträger werden durch das Magnetfeld abgelenkt, wodurch eine messbare Spannung entsteht.

ANWENDUNG DES FARADAY’SCHEN GESETZES Gerade bei Gewässerbedingungen, an denen turbulente Abschnitte, oder Verkrautung, oder erhöhter Schwebstoffanteil vorliegen, wird vielfach auf die magnetisch-induktive Messtechnik zurückgegriffen. Sie beruht auf dem Messprinzip nach Faraday. Dessen berühmtes Gesetz besagt, dass eine Spannung induziert wird, wenn sich ein elektrischer Leiter durch ein Magnetfeld bewegt. Die elektrischen Ladungsträger im Wasser sind die Ionen. Die Spannung, die durch deren Bewegung induziert wird, ist proportional der Fließgeschwindigkeit. Das Magnetfeld wird von einer magnetischen Spule im Messgerät erzeugt, das zudem über vier Elektroden verfügt. Diese nehmen die durch die Ionen induzierte Spannung auf und verstärken sie. Im Anschluss werden die Messsignale verarbeitet und letztlich an ein Ausgabe-Interfacegerät geleitet. An diesem Bediengerät können sowohl die Fließgeschwindigkeit als auch der berechnete Durchfluss abgelesen werden. Gerade für mobiles Arbeiten bietet sich die Messmethode mit dem magnetisch-induktiven Sensor an. Die Geräte sind durch die Bank kompakt, leicht zu bedienen und wartungsarm. DIE RICHTIGE TECHNIK FÜR DEN JEWEILIGEN ZWECK Ob an den Lotrechten, ob am Ufer, oder gar in der Sohle installiert, ob akustisch, per Radar oder magnetisch-induktiv: Die modernen Durchflussmessverfahren bieten heute mannigfache Optionen. Sie sind bequemer und einfacher zu bedienen geworden und liefern dabei bessere und schnellere Messergebnisse als die Hochleistungsmessgeräte von vor 50 Jahren. Wesentlich dabei ist vor allen Dingen, das richtige Verfahren für das gegenständliche System, die gegenständlichen Anforderungen und Rahmenbedingungen zu finden. Für diese entscheidende Frage zahlt es sich aus, den fachmännischen Rat eines Branchenexperten einzuholen. Quellen - Literatur: [1] Mark Guggenberger, Florian Senn, Helmut Jaberg, "Messtechnik in der Wasserkraft", zek HYDRO 3-2013 [2] Stefan Siedschlag, "Kontinuierliche Durchflussmessung in offenen Gerinnen mit horizontalen Doppler-Strömungssensoren", Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, 34. Dresdner Wasserbaukolloquium 2011 [3] Siegfried Jank, "Relative Durchflussmessung bei Turbinen mittels Differenzdruckverfahren zur Turbinenoptimierung", zek HYDRO 2-2015 [4] Stefan Siedschlag, "Innovative Sensorik für kontiniuierliche und mobile Durchflussmessung in offenen Gerinnen", Tagungsband 17.Internationales Anwenderforum Kleinwasserkaftwerke, Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut, 2014

Für die Kleinwasserkraft sind moderne Durchflussmesssysteme unerlässlich geworden.

[5] Bernhard Tschann, "Berührungslos messen - Durchflussmessung im Kraftwerkszulauf mittels Radartechnologie", Tagungsband 18. Internationales Anwenderforum Kleinwasserkaftwerke, Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut, 2015

Dezember 2018

HYDRO

Veranstaltung

VIENNAHYDRO SETZT DIE MASSSTÄBE IN SACHEN WASSERKRAFT-KNOW-HOW Einmal mehr bildete Schloss Laxenburg den malerischen Rahmen für die mittlerweile 20. Auflage des „Internationalen Seminars Wasserkraftanlagen“, kurz Viennahydro, die von 14. bis 16. November über die Bühne ging. Die im zweijährlichen Rhythmus stattfindende Veranstaltung, die vom Institut für Energiestechnik und Thermodynamik der TU Wien organisiert wird, stellte auch diesmal wieder eindrücklich unter Beweis, warum sie im Ruf steht, in technisch-wissenschaftlicher Hinsicht das hochkarätigste Programm weltweit aufzubieten. Aus 21 Ländern waren die rund 250 Teilnehmer angereist – und sie wurden nicht enttäuscht.

it einem Blick zurück in die eigene Vergangenheit startete die diesjährige Viennahydro in ihr Programm. Nachdem Gastgeber Prof. Dr. Christian Bauer, Bereichsleiter Strömungsmaschinen am Institut für Energietechnik und Thermodynamik, seine Grußworte an die zahlreich erschienenen Teilnehmer gerichtet hatte, war es am langjährigen Mitorganisator Dr. Eduard Doujak, die Entwicklung der Viennahydro in den vergangenen 40 Jahren nachzuzeichnen. Dabei wurde an das Engagement von em. Prof. Dr. Heinz-Bernd Matthias erinnert, dem langjährigen Vorstand des damaligen Instituts für Wasserkraftmaschinen und Pumpen. Ge-

Foto: TU Wien

meinsam mit Prof. Dr. Thomas Varga von TÜV Austria TVFA hatte dieser die Viennahydro ins Leben gerufen. 1980 ging die erste Auflage über die Bühne. In der Folge waren die ersten drei Veranstaltungen von 1980 bis 1986 geprägt von Materialfragen, mathematischen Darstellungen sowie vorrangig von der Qualitätssicherung der Wasserkraftkomponenten – ein Themenbereich, der natürlich von der TVFA bestens abgedeckt werden konnte. Ab der dritten Veranstaltung entwickelte sich ein Netzwerk aus Teilnehmern von Universitäten, der Industrie und Betreibern, das bis zum heutigen Tag Bestand hat und mit jeder Veranstaltung weiter ausgebaut wurde.

DIE 1990ER UND DIE DIGITALISIERUNG Nachdem in den Tagungen der 1980er Jahre gerade transientes Verhalten mit all seinen Implikationen großen Raum eingenommen hatte und langsam Umweltfragen in den Vordergrund getreten waren, folgten in den 1990er Jahren die brennenden Fragestellungen, welche Chancen, Möglichkeiten und Folgen die zunehmende Digitalisierung für die Wasserkraft mit sich brachten. Gerade für Forscher taten sich nun auch neue Designoptionen für Komponenten auf, die mit „Finite-Elemente-Simulationen“ berechnet und dargestellt wurden. Dabei wurde in der Folge aber in der wissenschaftlichen Community

Mitorganisator Dr. Eduard Doujak, Gastgeber Prof. Dr. Christian Bauer, Gründungsmitglied em. Prof. Dr. HeinzBernd Matthias, Prof. Dr. Andreas Rauber und Moderator Mag. Stefan Gehrer.

Fotos: TU Wien

Gastgeber Prof. Dr. Christian Bauer, Bereichlseiter Strömungsmaschinen am IET, eröffnete die Viennahydro.

Rund 250 registrierte Teilnehmer hatten sich an der 20. Auflage der Viennahydro im Conference Center von Schloss Laxenburg eingefunden.

Dezember 2018

HYDRO

Veranstaltung

Dr. Eduard Doujak ließ in seinem Vortrag die Geschichte der Viennahydro Revue passieren.

Ehem. Prof. Dr. Heinz-Bernd Matthias kehrte an die alte Wirkstätte zurück.

Dipl.-Ing. Stefan Leitner von der Kelag referierte gleich zu zwei Themen.

schnell klar, dass diese neuen digitalen Techniken auch zu falschen Schlüssen führen können – und somit profunde Mess- und Prüftechnik keineswegs obsolet gemacht hatten. Zwei Highlights aus dieser Zeit waren die Präsentation des Pumpspeicherwerks Goldisthal und der damals von Andritz Hydro vorgestellten neuartigen Matrix-Turbine. VIENNAHYDRO WECHSELT NACH LAXENBURG Mit dem Wechsel ins neue Millennium bekam die Viennahydro einen zunehmend internationalen Charakter. Die offizielle Sprache der Veranstaltung wurde englisch, Teilnehmer reichten ihre Papers auf Englisch ein, Vorträge wurden simultan übersetzt. Von diesem Zeitpunkt an kamen Teilnehmer aus der ganzen Welt nach Wien. Thematisch richtete sich der Fokus zu dieser Zeit auf neue Formen der numerischen Kalkulation sowie auf die Frage der Komponentenforschung. Ein echter Meilenstein folgte im Jahr 2004, als an der Viennahydro der 100. Geburtstag des Instituts für Wasserkraftmaschinen und Pumpen gefeiert wurde. Nicht zuletzt aufgrund der großen Zahl an ausländischen Gästen, die aus der ganzen Welt angereist waren, wurde als Veranstaltungsort das Conference Center in Schloss Laxenburg vor den Toren Wiens gewählt. Eine Entscheidung mit Folgen: Schließlich sollte man auch in Hinkunft an dem gediegenen Rahmen dieses altehrwürdigen Gesamtensembles festhalten, der mittlerweile zu einem Markenzeichen der Viennahydro geworden ist. Mittlerweile war die internationale Prägung der Veranstaltung noch stärker geworden, sodass fortan auch die Rolle der Wasserkraft aus globaler Perspektive erörtert und diskutiert werden konnte. PUMPSPEICHERUNG ALS THEMA Mit der Veranstaltung entwickelten sich auch die Themenschwerpunkte weiter. Als Beispiel wäre etwa die immer stärkere Verbreitung der so genannten neuen erneuerbaren Energiefor-

men zu nennen, die 2007 eine regelrechte Revolution der Energiesysteme nach sich zog. Aufgrund der hohen Volatilität von Energieformen wie Wind- und Solarenergie stieg der Bedarf an Speicherformen und Netzstabilisatoren. Pumpspeicherkraftwerken kam eine zunehmend größere Bedeutung zu, was sich auch in der thematischen Ausrichtung der folgenden Auflagen der Viennahydro widerspiegeln sollte. Nachdem die Spotmarktpreise ab 2015 in den Keller fielen, drängten mehr und mehr Wasserkraftbetreiber auf den Regelenergiemarkt. Dies bedeutete in der Folge, dass sowohl deren Betrieb als auch deren Maschinen eine höhere Flexibilität mitbringen mussten. Ein Thema, das gerade an der letzten Veranstaltung breiten Raum eingenommen hatte. Einen wichtigen Punkt in der Veranstaltung stellt die Präsentationsmöglichkeit für Doktoranden dar. Seit 2014 können die Doktoranden in einer eigenen Session ihre Arbeiten einem qualifizierten Auditorium vorstellen. Auch hier ist der Grad der Internationalisierung mittlerweile sehr hoch, die Qualität der Arbeiten beachtlich. HÖHEPUNKT – BESUCH IM STRÖMUNGSMASCHINENLABOR Die diesjährige Auflage der Viennahydro bot einmal mehr eine breite Palette an technischen Fragestellungen, die von Fragen der „Big Data Nutzung“, über Materialfragen, unterschiedliche Aspekte des Kraftwerksbetriebs, die Forschung an unterschiedlichen Komponenten, Technologien der Zukunft, Problemstellungen in Sachen Schall und Vibration, Nachhaltigkeitsaspekte bis hin zu Fragen des RiskManagements, oder auch die zunehmend bedeutenden Aspekte des Zusammenspiels von Wind- und Wasserkraft reichten. Einen absoluten Höhepunkt der diesjährigen Viennahydro bildete die geführte Tour durch das neue Strömungsmaschinenlabor im Science Center im Arsenal am ersten Veran-

Prof. Dr. C. Bauer erkärte im Rahmen der Führung durch das Strömungsmaschinenlabor den Versuchsprüfstand. gleich zu zwei Themen.

Fotos: TU Wien

Das neue Strömungsmaschinenlabor im Science Center im Arsenal.

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HYDRO

Ein guter Platz für Networking: Das gemütliche Ambiente des Heurigenwirts Fuhrgassl-Huber.

Entspannte Gespräche im Heeresgeschichtlichen Museum.

staltungstag. Die Teilnehmer konnten dabei vor allem den Universalprüfstand für die Untersuchung von Pumpen und Turbinen in Augenschein nehmen, wo Modelluntersuchungen im 4-Quadranten-Betrieb möglich sind. Dank einem hydrostatischen Pendellager ist die Berücksichtigung von Lagerreibung bei der Wirkungsgradmessung möglich. Der geschlossene Versuchskreislauf erlaubt Kavitationsuntersuchungen. Am Pelton-Versuchsstand können Untersuchungen an Peltonturbinenlaufrädern bis zu einem Strahlkreisdurchmesser von 500 mm angestellt werden. Das Laufrad wird dabei über einen Gleichstrom-Motorgenerator gebremst. Auch hier ist eine Pendellagerung eingebaut. Außerdem sind Versuche mit verschiedenen Düsen-Nadelkombinationen, sowie Gehäuse- und Strahlablenkern sowohl im eindüsigen, als auch im zweidüsigen Betrieb möglich. Das internationale Veranstaltungspublikum zeigte sich von der technischen Ausrüstung des neuen Strömungslabors sichtlich angetan.

Foto: TU Wien

ABENDGESTALTUNG ABSEITS VON WASSERKRAFTTHEMEN Für besonders zufriedene Gesichter sorgte auch in diesem Jahr wieder der traditionelle Abend im Heeresgeschichtlichen Museum, wo

man nicht nur kulinarischen Genüssen frönen konnte, sondern auch mit interessanten historischen Informationen versorgt wurde. Im Rahmen einer Spezialführung durch das Heeresgeschichtliche Museum, das zu den ältesten Gebäuden Wiens zählt, wurde die Geschichte der Habsburger Monarchie vom Ende des 16. Jahrhunderts bis zum Ende des Ersten Weltkriegs beleuchtet. Der perfekte Ausklang für den ersten Veranstaltungstag abseits aller Wasserkrafttechnik. Bei Veranstaltungen wie der Viennahydro kommt selbstredend auch den Sponsoren große Bedeutung zu. Als großzügiger Hauptsponsor begleitet etwa Voith Hydro seit vielen Jahren die Veranstaltung. Das traditionelle gemeinsame Abendessen am zweiten Tag im bekannten Heurigen Fuhrgassl-Huber in Neustift am Walde wird, wie schon in den Jahren zuvor, von Voith Hydro gesponsort. Nicht nur die österreichischen, sondern vor allem auch die internationalen Gäste zeigen sich von der außergewöhnlichen, rustikal-gemütlichen Atmosphäre des renommierten Weinlokals, das zwischen Weinbergen und dem Wienerwald gelegen ist, in der Regel sehr angetan. Im heurigentypischen Ambiente ist eben Ungezwungenheit Trumpf, eine Qualität, die auch dem Networking der „wasserkraftbewegten“ Gäste zuträglich ist.

Prof. Dr. Bauer und Dr. Thomas Drabek von Voith Hydro, dem Sponsor des Heurigenabends, begrüßten gemeinsam die Gäste.

Dezember 2018

Fotos: TU Wien

Veranstaltung

ALLE VORTRÄGE AUF EINEM USB-STICK Rund 10.000 Seiten umfassen mittlerweile sämtliche Tagungsbände, die von den Veranstaltern der TU Wien seit 1980 publiziert und an die Teilnehmer der Viennahydro verteilt wurden. Zum ersten Mal sind diese Daten nun alle archivarisch sortiert und digital verfügbar – und zwar auf einem USB-Stick, den alle Teilnehmer mit ihrem Willkommenspaket nach Hause nehmen durften. Nicht nur eine interessante Rückschau und ein Nachschlagewerk für alle Wasserkraft-Interessierten, sondern auch ein eindrücklicher Beleg für die hohe Qualität der Arbeiten, die bislang an der Veranstaltung präsentiert und diskutiert wurden. Die Basis für diese hohe Qualität liegt natürlich in der Vorbereitung: Von einem mittlerweile 35-köpfigen hochkarätigen Veranstaltungskomitee werden nur Arbeiten von hohem Innovationsgrad, akademischer Reife und professioneller Aufbereitung zugelassen. In minutiöser Kleinarbeit werden sämtliche Details der Tagung von Prof. Dr. Christian Bauer, Dr. Eduard Doujak und ihrem Team vorbereitet. WIEDERSEHEN IN ZWEI JAHREN Zahlreiche Branchenunternehmen nutzten auch in diesem Jahr das hoch professionelle Umfeld, um den „Key Playern“ der Wasserkraft ihre Produkte und Dienstleistungen näherzubringen. Zudem bietet das angenehme Ambiente in Schloss Laxenburg hervorragende Voraussetzungen, um neue Kontakte zu knüpfen. Die 20. Auflage der Viennahydro wartete einmal mehr mit jenen Themen auf, die im Fokus der technisch-wissenschaftlichen Community stehen – und die zudem breiten Raum für Diskussionen und wissenschaftliche Gespräche bieten. Damit wurde die Veranstaltung einmal mehr ihrem ausgezeichneten Ruf gerecht. Die Teilnehmer der Viennahydro 2018 konnten in jedem Fall viele neue Informationen und Eindrücke mit nach Hause nehmen – und haben sich wohl auch schon den Termin für die nächste Auflage in zwei Jahren notiert: 11. bis 13. November 2020

Wie kann erneuerbare Energie noch nachhaltiger werden?

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Fachmagazin für Wasserkraft

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Schwerpunktthema Durchflussmessung Trifurkator für Wasserbatterie Gaildorf montiert Pumpspeicherkraftwerk Dießbach nimmt Betrieb auf Kompakter 6-Flügler für neues Kraftwerk in Emilia-Romagna

News & Abo www.zek.at

ANDRITZ HYDRO GmbH ⁄ www.andritz.com/hydro