DOPPELKRAFTWERK ERSETZT DIESELAGGREGATE

Autor: Roland Gruber , 20.02.2014

Naturidyll und Dieselgestank - das lässt sich auf keinen gemeinsamen Nenner bringen. Umso erfreulicher, dass das Gebiet der steirischen Sölkalmen nun auf Basis regenerativer Quellen elektrifiziert werden konnte.

Zwei Kraftwerke, vereint nur durch die Tatsache, dass sie unter einem Dach untergebracht wurden und dass sie dieselbe Energieableitung nutzen, liefern heute den Strom für die Gasthöfe, Hütten und Ferienhäuser und ersetzen somit eine Vielzahl an bislang hier betriebenen Dieselaggregaten. Ausgerüstet mit modernster Wasserkrafttechnik erzeugen die beiden Hochdruckkraftwerke zusammen im Regeljahr rund 6 Millionen kWh - sauber und höchst umweltverträglich.

"Nicht nur das Brummen der Aggregate, auch die Einlagerung des Dieselkraftstoffs, der Gestank und natürlich die     Belastung für die Umwelt - all das war zweifellos ein Missstand hier auf den Sölkalmen“, erinnert sich Josef Gusterer, der mit seiner Familie selbst Landund Forstwirtschaft unterhalb des Sölkpasses betreibt. Freude hatte man zwar nie mit den Dieselaggregaten, die in jeder Hütte, in jedem Hof und in jedem Ferienhaus installiert waren. Aber ohne Anbindung an ein Stromnetz war dies für die Anwohner lange Zeit die einzige Form funktioneller Energieversorgung. „Man konnte das Gebiet hier tatsächlich als einen der letzten weißen Flecken auf der Landkarte der österreichischen
Stromversorgung bezeichnen“, sagt DI Helmut Mitterfellner vom Planungsbüro PI Mitterfellner GmbH, der die Situation und auch die Menschen der Sölkalmen seit Jahren bestens kennt. Als Planungsingenieur, der sich in den letzten Jahren mit der Planung von Wasserkraftwerken in Österreich einen ausgezeichneten Ruf erarbeitet hatte, freute es ihn besonders festzustellen, dass die Idee einer Wasserkraftnutzung mit unterschiedlichen Synergieeffekten auf den Sölkalmen immer weitere Kreise zog - und langsam zu einem konkreten Vorhaben heranwuchs.

SCHWARZE LISTE DER KLIMASÜNDER
Zwei Parteien, zum einen die Familie Gusterer und zum anderen die Familie Simbürger, die die bekannte  Kreuzer-Hütte unterhalb des Sölkpasses betreibt, hatten schließlich beschlossen, jeweils unabhängig voneinander ein  Wasserkraftwerk zu errichten - eines am Gastlbach, das andere am Katschbach. Das Ziel lautete, den erzeugten Strom zu den bisherigen Selbstversorgern zu bringen. „Als wir mit dem Vorhaben an die Anrainer hier oben  herantraten, waren sie alle sofort von dem Projekt überzeugt und standen hinter uns“, erzählt Gusterer. Konkret sah  der Plan der beiden Betreiber bereits jenen Synergieeffekt vor, dass die Maschinen der beiden Anlagen am selben Ort  untergebracht werden sollten - also in einem gemeinsam genutzten Maschinenhaus. Es sollte nicht der letzte  Synergieeffekt bleiben. Im September 2008 reichte das Planungsbüro Mitterfellner im Namen der beiden Projektwerber die Unterlagen über die geplanten Bauvorhaben bei den zuständigen Behörden ein. „Die Genehmigung  von Seiten der Naturschutzbehörde ließ ein wenig auf sich warten. Daraufhin haben wir uns die Mühe gemacht, einmal  alle Dieselaggregate in dem Areal aufzulisten und deren CO2-Emissionen zu subsumieren. Dies dürfte letztlich kein  schlechtes Argument zugunsten der Wasserkraftwerke gewesen sein, denn danach lag uns in absehbarer Zeit auch  die naturschutzrechtliche Genehmigung für beide Anlagen vor“, sagt Mitterfellner. Im Juni 2010 konnte mit den  Bauarbeiten begonnen werden.

FISCHPASS ALS NATURIDYLL
Dank ähnlicher hydrologischer und topographischer Bedingungen unterscheiden sich die beiden Anlagen in ihrem  Konzept nur marginal. Beide Wasserfassungen wurden als einfaches Tirolerwehr angelegt. Das eingezogene Triebwasser wird durch einen Querkanal in den unterirdischen Ein-Kammer-Entsander geführt. Von dort gelangt es  durch den Feinrechen, wo jeweils eine Rechenreinigungsmaschine installiert ist, und über den anschließenden Einlauf  weiter in die Druckrohrleitung. Als Rohrbruchsicherung dienen die hydraulisch angetriebenen Entsanderschütze. Sie  öffnen sich, sobald die vorgegebene Fließgeschwindigkeit in der Druckrohrleitung überschritten wird. Dadurch kann  kein weiteres Triebwasser in die Leitung gelangen. Besonders auffällig sind die naturnah angelegten Fischaufstiegshilfen, die nicht nur optisch besonders schön gelungen sind, sondern auch von den Fischen bestens  angenommen werden. Einer der Fischpässe wurde als naturnaher Tümpelpass, der andere als natürliches Umgehungsgerinne ausgeführt. Über die Fischpässe wird jeweils der konstante Anteil des Restwassers, und über  spezielle Dotier-Auslässe an der Wehranlage der dynamische Anteil abgegeben.

SYNERGIEN IM ROHRLEITUNGSBAU
Auch die beiden Druckrohrleitungen unterscheiden sich nur im Durchmesser und in ihrer Länge. Beide wurden aus  Rohren aus duktilem Guss, Fabrikat Duktus, in zugsicherer Ausführung ausgeführt. Es wurden Rohre gewählt, die  innen mit einer Zementmörtelauskleidung versehen sind und außen zwecks Korrosionsschutz verzinkt sind. Da das  Kraftwerk Kreuzer im Vergleich zum Kraftwerk Kreuzer mit 700 l/s eine mehr als doppelt so hohe Ausbauwassermenge aufweist, kam dafür auch eine deutlich durchmessergrößere Rohrleitung zum Einsatz - und zwar DN 800. Die  Gesamtlänge dieser Druckrohrleitung beträgt 1.831 m. Für das Kraftwerk Rössler wurde vom Planungsbüro PI Mitterfellner GmbH als optimale Dimensionierung eine Rohrleitung DN 500 konzipiert. Diese Leitung erstreckt sich  über eine Gesamtlänge von 2.397 m. „Es ist uns gelungen den Krafthausstandort und die Rohrleitungstrasse beider  Anlagen so zu optimieren, dass beide Druckrohrleitungen die letzten 1.000 Meter vor dem Krafthaus in einer Künette  emeinsam verlegt werden konnten“, so Mitterfellner. Eine weitere Synergie also. Beide Rohrleitungen wurden über ihre gesamte Länge erdverlegt, wobei parallel dazu ein Lichtwellenleiterkabel für die Steuerung sowie ein Stromkabel für  die Wasserfassungen mitverlegt wurden. Die Druckrohrleitungen sind auf einen maximalen Druckstoß von 15 Prozent  ausgelegt. Die gesamten Baumeisterarbeiten inkl. Grabung und Verlegung wurden zur vollsten Zufriedenheit von der  Teerag-Asdag AG (Niederlassung Scheifling), und die Stahlwasserbauarbeiten wurden vom Stahlwasserbauer Josef Neuper ausgeführt.

BETRIEB MIT 5 % BEAUFSCHLAGUNG
Beim äußeren Erscheinungsbild des Krafthauses war es dem steirischen Planer besonders wichtig, dass es sich  harmonisch in die schöne Landschaft der Sölkalmen einfügt. Aus diesem Grund wurde das Stahlbeton- Stromproduktion aus zwei verschiedenen Bächen für zwei verschiedene Betreiber: die Turbine „Rössler“ ist 4-düsig ausgeführt, Turbine „Kreuzer“ 5- düsig. Beide Turbinen stammen von Andritz Hydro. gebäude rundum mit einer  Rauschalung aus Lärchenholz verkleidet und mit einem ziegelgedeckten Satteldach versehen. Eingebettet zwischen  frei stehenden Nadelhölzern einerseits und einer alten Scheune anderseits deutet heute kaum etwas darauf hin, dass  sich in dem Gebäude eines der modernsten Kleinwasserkraftwerke der Obersteiermark der jüngsten Zeit  befindet. Oder - besser gesagt: zwei. Schließlich sind unter dem Dach des Gemeinschaftsgebäudes der beiden  Familien Simbürger und Gusterer die zwei Maschinensätze mit den vorgeschalteten Absperrorganen untergebracht. Maschinell sind nun auch die größten Unterschiede zwischen den beiden Kraftwerken festzustellen. Während die etwas  leistungsstärkere Rössler-Maschine (797 kW) 4-düsig ausgeführt wurde, kam beim Kreuzer-Maschinensatz  (646 kW) eine 5-düsige Peltonturbine zum Einsatz. Doch auch in diesem Punkt überwiegen die Gemeinsamkeiten die Unterschiede. Beide Turbinen stammen aus dem Hause Andritz Hydro. Beide wurden speziell unter dem  Gesichtspunkt konzipiert und optimiert, dass sie bis zu einer minimalen Teillast-Wassermenge von bis zu 5 Prozent  mit akzeptablem Wirkungsgrad betrieben werden können. Mitterfellner: „Das war eine wichtige Vorgabe, die von Andritz Hydro in überzeugender Manier umgesetzt wurde. Man muss wissen, dass die Winter in diesem Gebiet und vor  allem auf dieser Seehöhe immer mit Frostgefahr verbunden sind. Wenn man also die Maschinen aufgrund zu  geringer Wassermengen abstellen müsste, hätte man alternativ das Krafthaus- Innere zu beheizen. Daher ist es für  die Betreiber von enormer Bedeutung, dass die Maschinen auch bei ganz geringen Wasser - mengen im Winter am  Netz gehalten werden können.“

SYNERGIE - KANALANBINDUNG
Zum Lieferumfang von Andritz Hydro gehörte über die Turbinen hinaus auch die jeweilige Maschinensteuerung mit  Synchronisierung, Schutz- und SCADA-System, je einem synchronisierfähigen 400V-SF6 Leistungsschalter sowie die  jeweiligen Transformatoren. Gemeinsam genutzt kann die 30 kV-Sammelschiene mit dem nachgeschalteten Lasttrenner werden, über welche schließlich die Verbindung zum Stromnetz des örtlichen Elektrizitätsversorgers, der  E-Werk Schöder GmbH, erfolgt. „Dabei beschränkt sich die Synergie aus der Errichtung dieses 5,5 km langen  Erdkabels nicht alleine darauf, dass beide Kraftwerke dieselbe Energieableitung verwenden können. Darüber hinaus  gelang es, parallel dazu eine Kanalleitung mitzuverlegen“, erklärt Helmut Mitterfellner. Damit wurde das von Wanderern so beliebte Ausflugsgebiet nun nicht nur mit dem Stromnetz, sondern auch mit dem örtlichen Kanalnetz  verbunden. Ebenfalls eine wichtige Aufwertung, die sich durch das Kraftwerk am Ende ergab, wenn man bedenkt, dass  alleine die Kreuzer-Hütte über 120 Sitzplätze verfügt - und der Betrieb einer Sickergrube in alpinen Bereichen auf knapp 1.500 Meter Seehöhe alles andere als einfach ist.

REDUKTION AUF „DAS BESTE“
Eine wichtige Überlegung stellte für die Betreiber die vollautomatisierte Regelungstechnik ihrer Anlagen dar. Der  Auftrag darüber ging an die Firma MGX Automation GmbH aus Leibnitz, deren Team sich seit zwei Jahrzehnten mit der  elektrischen Ausrüstung und Automation von Kleinwasserkraftwerken beschäftigt. „In dieser Zeit haben wir  unzählige Anlagen in Betrieb gesetzt und diese, aber auch fremde Anlagen, über viele Jahre betreut. Dabei konnten  wir umfangreiche Erfahrungen darüber sammeln, wo die Schwachstellen und Fehlerquellen liegen“, sagt  GXGeschäftsführer Ing. Martin Grübler. In die Entwicklung des eigenen Steuerungsund Automatisierungskonzeptes  flossen in der Folge diese Überlegungen mit ein. So setzt man bei MGX etwa auf ein unabhängiges, offenes  Automatisierungskonzept auf Basis hochwertiger und weltweit frei verfügbarer Komponenten. Darüber hinaus wurden konsequent mögliche Fehlerquellen eliminiert. Grübler: „Unser Konzept zielt darauf ab, unter Nutzung hochwertiger  Komponenten und einem sinnvollen Funktionsumfang einen langfristig preiswerten Betrieb des Kraftwerks  sicherzustellen. Die Reduktion von Fehlerquellen ist uns durch die ‚Reduktion auf das Beste' gelungen.“ Konkret  bedeutet das für den Kraftwerksbetreiber eine höhere Regelerzeugung im Jahr durch weniger Stillstände, die nicht nur Zeit und Geld, sondern auch Nerven kosten. Ein weiterer, wichtiger Vorteil der Auto-mationslösung aus dem Hause MGX ist, dass man kein Produkt „von der Stange“ anbietet. Vielmehr werden die Lösungen an die individuellen Anforderungen des Kraftwerksbetriebs und des jeweiligen Kunden angepasst. Grübler: „Jedes Wasserkraftwerk hat  seine ganz eigenen Charakteristika. Unsere Automationslösungen tragen dem Rechnung und werden auf die Anlage  und die Bedürfnisse des Betreibers zugeschnitten. Das hat sich sehr gut bewährt.“ Hinzu kommt eine verbesserte und  übersichtlichere Überwachung und Bedienung der Anlage durch ein optimiertes Bedienkonzept und praktische  usatzfunktionen wie etwa Videoüberwachung, Datenarchivierung etc. Last-but-not least setzt man bei MGX auf einen  neu entwickelten, auf die Anforderungen von Kleinkraftwerken optimierten Turbinenregler, der sowohl beim  Maschinensatz Rössler, als auch beim Maschinensatz Kreuzer Anwendung fand.

INNOVATION FÜR NOTENERGIEABLEITUNG
Nicht zuletzt weil das Kraftwerksduett unweit des Sölkpasses doch recht abgeschieden situiert ist, kam einer höchst  verlässlichen elektro- und steuerungstechnischen Lösung natürlich große Bedeutung zu. In enger Zusammenarbeit  mit der MGX Automation GmbH wurde diese von den Murauer Stadtwerken konzipiert und implementiert. Neben der  e-technischen Ausrüstung aus Nieder- und Mittelspannungsebene waren die Murauer Stadtwerke mit ihrem Knowhow auch an der Elektrifizierung der Gebäude auf der Alm verantwortlich. Was die Lösung des Unternehmens aber wirklich innovativ machte, war der installierte niederspannungsseitige Kuppelschalter, der eine Notenergieableitung -  zumindest im Teil-lastbereich - ermöglicht. Sollte es beispielsweise zu einem Fehler am Trafo, der SF6-Anlage, am  Kabelkopf oder bei der Ableitung bei einer der beiden Anlagen kommen, so kann über den niederspannungsseitigen  Kuppelschalter von der einen 400 V-Schiene auf die andere, noch intakte aufgeschaltet werden. Dies funktioniert zwar  nur im Teillastbereich, doch schließlich arbeiten beide Kraftwerke den allergrößten Teil des Jahres über auf Teillast. Damit ist es den Murauer Stadt - werken gelungen, noch einen weiteren, wichtigen Synergieeffekt für die  beiden Kraft - werke zu schaffen.

ENDE DER DIESEL-ÄRA
Im Dezember letzten Jahres konnten die beiden Anlagen nach einer Bauzeit von nicht einmal einem halben Jahr den  etrieb aufnehmen. Im Regeljahr wird das Kraftwerk Kreuzer rund 2,6 GWh erzeugen, während das Kraftwerk Rössler  auf circa 3,4 GWh kommen wird. Insgesamt also rund 6 GWh sauberer Strom aus Gewässern der Sölkalmen, was die  einst so negative CO2-Bilanz mittlerweile ins Positive gewandelt hat. Dass beide Kraftwerke natürlich deutlich mehr  trom erzeugen, als von den wenigen Bewohnern auf der Murtaler Passseite verbraucht werden, liegt auf der Hand. Nichtsdestotrotz geht es den Betreibern vor allem darum, die Energieversorgung auf  saubere Beine zu stellen - und das Ende der Ära der Dieselaggregate hier einzuläuten. Und dass es an weiteren  deen auch nicht mangelt, beweist Betreiber Gusterer, wenn er vorschlägt: „Wenn sich die Elektroautos weiter durchsetzen, können wir im Tal ja eine Ladestation anbieten, die sauberen Strom aus unseren neuen Kraftwerken  anbietet.“ Es würde nicht überraschen, würde sein Weitblick ein weiteres Mal belohnt werden. 

Bericht aus zek HYDRO - Oktober 2011

Tags: , , , , , , , , , , , , ,

Wasserfassung samt Fischaufstieg

Roessler3

 

Wasserfassung „Kreuzer“ am Katschbach - mit einer Fischaufstiegshilfe, die als Tümpelpass ausgeführt wurde.