Erneuertes Kraftwerk im Glarnerland

Autor: Roland Gruber , 03.02.2013

Seit dem 19. Jahrhundert wurde in der damaligen Gemeinde Engi (heute Gemeinde Glarus Süd) in der Schweiz im Kanton Glarus die Kraft des Wassers am Sernf genutzt.

Zuerst durch die  Rechtsvorgängerin der Weseta Kraftwerke AG für die eigene textile Produktion, später auch für die Verteilung im firmeneigenen örtlichen Stromnetz, das die Gemeinde gegen Mitte des letzten Jahrhunderts zu Eigentum erwarb. Nach einer elektromaschinellen Erneuerung im Jahre 1945 und einer zwischenzeitlichen Anlagenertüchtigung in den 1990er Jahren, fasste die Eigentümerin Weseta Kraftwerke AG 2010 den Entschluss zur Komplettsanierung der in die Jahre gekommenen Wasserkraftanlage Hinterdorf.

Insbesondere der alte Generator war in einem schlechten Zustand und hätte mit dem Aufwand eines sechsstelligen Frankenbetrages dringend saniert werden müssen. Nachdem alle erforderlichen Bewilligungen vorlagen, leitete die Weseta Kraftwerke AG die umfassende Modernisierung der Anlage in
die Wege und übertrug die Projektleitung an die SN Energie AG, welche das Wasserkraftwerk am Sernf künftig auch betreiben wird.

SIGNIFIKANTE ERHÖHUNG DER AUSBAUWASSERMENGE
Am Beginn der Planungen, mit welchen das Büro IM Maggia beauftragt wurde, prüfte man die Möglichkeit zur Erhöhung der alten Ausbauwassermenge von 4,0 m3/s. Die zusätzliche Bewilligung dafür wurde innerhalbeines Jahres erteilt und die maximale Entnahmemenge aus dem Fluss zur Wasserkraftnutzung schließlich mit 7,0 m3/s festgesetzt. Gemäß dem neuen Schweizer Gewässerschutzgesetz wurde der vorher nicht restwasserpflichtigen Wasserkraftanlage Hinterdorf eine auf das hydrologische Regime des Sernf abgestimmte Mindestwasserdotation für die Ausleitungsstrecke unterhalb der Wehranlage verordnet. Nach Verhandlungen mit den Umweltverbänden konnte eine saisonal gestaffelte Restwassermenge von 550 – 650 Liter pro Sekunde festgesetzt werden, welche der in diesem Abschnitt maßgebenden Fischart Bachforelle das problemlose Durchschwimmen bis zur Wehranlage ermöglichen soll. Diese für die ökologische Funktionsfähigkeit des Gewässers wichtige Mindestdotation wird künftig zur Gänze über die neue Fischwanderhilfe abgegeben.

GROSSZÜGIGE LÖSUNG FÜR DEN FISCHAUFSTIEG
An der neu errichteten und mit einer Stauklappe und einem Spülschütz ausgerüsteten Wehranlage entfachte schließlich eine
intensive Diskussion über die bestmögliche Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit an dieser Stelle. Schließlich entschied man sich von behördlicher Seite für die von Weseta Kraftwerke AG vorgeschlagene Errichtung eines großzügigen Umgehungsgerinnes mit einbetonierten und auf Lücke gesetzten Steinriegeln, welches den Fischaufstieg ermöglichen soll. Diese Wanderhilfe wird mit einer Wassermenge von 400 Liter pro Sekunde dotiert, je nach saisonaler Staffelung werden weitere 150 – 250 Liter pro Sekunde über eine Bypassleitung direkt in das unterste Becken beim Einstieg der Anlage geleitet, um durch diese zusätzliche Lockströmung das Auffinden der Aufstiegshilfe für die Fischfauna zu erleichtern. Auch eine Einrichtung für den Fischabstieg wurde von den Kantonsbehörden für das ambitionierte Modernisierungsprojekt vorgeschrieben. Für diesen Zweck installierte man am Ende des Entsanders, direkt vor dem Feinrechen, eine seitliche Öffnung in der Betonwand, durch welche abstiegswillige Fische über eine mit ca. 50 – 80 Liter pro Sekunde dotierte Rohrleitung unbeschadet in den Unterwasserbereich der Wehranlage gelangen können.

GFK-ROHRLEITUNG STATT TRIEBWASSERKANAL ERHÖHT ANLAGENEFFIZIENZ
Im Umfeld der Wehranlage waren ebenfalls umfangreiche Sanierungsarbeiten notwendig, neben dem neuen Entnahmebauwerk mit anschließendem Entsander wurde auch ein Feinrechen mit Rechenreinigungsmaschine neu installiert. Der Auftrag für den Stahlwasserbau ging an die Inauen-Schätti AG, diein der Schweiz auf Kooperationsbasis mit ihrem österreichischen Partner, der Braun Maschinenfabrik, modernste Stahlwasserbaulösungen anbieten. Von Seiten der Projektleitung entschloss man sich auch zur Komplettsanierung des Triebwasserkanals von der Fassung bis zum neuen Krafthaus. Projekt- und Oberbauleiter Leo Meier von der SN Energie AG erläutert: „Der alte 550 Meter lange Freispiegelkanal für das Triebwasser wurde durch eine erdverlegte GFK-Druckrohrleitung DN2300 der Firma HOBAS ersetzt. Durch das neue Drucksystem bis zur Wasserfassung konnte mit dieser Variante noch ein halber Meter Fallhöhe dazugewonnen werden.“ Insgesamt beträgt die für die neue Turbine nutzbare Nettofallhöhe nun 8,20 Meter.

ALLES NEU IM TURBINENHAUS
Die neue Druckrohrleitung mündet schließlich in das neue Turbinenhaus. Das alte Krafthaus wurde bereits beim Baubeginn im Herbst 2011 komplett abgerissen und durch einen unauffälligen aber sehr zweckmäßigen Betonneubau ersetzt.
Als Herzstück des neuen Krafthauses wurde eine 5-flügelige Kaplan-Turbine mit vertikaler Welle aus dem Hause ANDRITZ Hydro montiert, die auf die neue Ausbauwassermenge von 7,0 m3/s ausgelegt wurde und Durchflüsse bis 1,5 m3/s effizient und kavitationsfrei abarbeiten kann. Laut Projektleiter Leo Meier konnten im laufenden Betrieb sogar noch geringere Wassermengen bis zu 1,2 m3/s turbiniert werden, ohne dass nennenswerte Schwingungen am Maschinensatz aufgetreten sind.
Durch das bekannt gute Teillastverhalten der doppeltregulierten Axialturbinen aus Ravensburg können die Abflüsse des Sernf trotz der teilweise extremen jährlichen Schwankungen optimal zur Energieproduktion genutzt werden. Von März bis August wird die Maschine unter Volllast gefahren werden können, dadurch würden auch etwaige kurzzeitige Betriebsausfälle in den abflussschwachen Wintermonaten kaum ins Gewicht fallen.
Bei der Wahl des Generators entschied sich die Projektleitung für einen direktgekoppelten Synchrongenerator der Firma Hitzinger
mit einer Drehzahl von 333,3 Umdrehungen pro Minute und einer Leistung von 630 kVA.

SCHLÜSSELFERTIGE ÜBERGABE DER GESAMTEN MASCHINENTECHNIK
Durch die Maschinenerneuerung und die Erhöhung der Ausbauwassermenge verfügt die neue Wasserkraftanlage in Engi nun über eine Nennleistung von 530 kW. Der alte Maschinensatz bot mit 230 kW weit weniger Leistungspotential für die Energieproduktion und musste zudem von einem  mittlerweile pensionierten Wärter noch von Hand angefahren werden. Die neue Anlage verfügt hingegen über eine hochmoderne Steuerung inklusive Fernüberwachung, welche Leo Meier vom Betreiber SN Energie AG problemlos per Handy bedienen kann. Gesamtabwicklung des maschinentechnischen Auftrages inklusive Lieferung und Montage der elektromaschinelle Ausrüstung sowie Steuerungsanlage und Transformator wurden in die Hände des Branchenspezialisten ANDRITZ Hydro gelegt, der diesen Kernbereich der modernisierten Wasserkraftanlage schlüsselfertig und termingerecht an den Betreiber übergeben konnten.

AUF WARTELISTE FÜR KOSTENDECKENDE EINSPEISEVERGÜTUNG
Die Gesamtdauer dieses gelungenen Modernisierungsprojekts inklusive Planung und Einholung aller erforderlichen Genehmigungen und Bescheide betrug 2 Jahre. Trotz einer kurzen Bauunterbrechung im vergangenen Winter wegen nahezu arktischer Temperaturen um die minus 25 Grad Celsius stand für das Projekt eine reine Bauzeit von nur 11 Monaten zu Buche, vom Baubeginn im Oktober 2011 mit den Abbrucharbeiten des alten Krafthauses bis September 2012, als die erste von der neuen Anlage produzierte Kilowattstunde ans Netz ging. Der Strom des sanierten Wasserkraftwerks Hinterdorf wird ins örtliche Netz des lokalen Betreibers Technische Betriebe Glarus Süd eingespeist. Seitens der Kraftwerksbetreiber wurde beim Bund um die Förderung der kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV) angesucht, doch befindet man sich zur Zeit noch auf der Warteliste

LETZTE ARBEITEN IM FRÜHJAHR
Momentan wird noch zu Marktpreisen ins lokale Netz eingespeist, bei der gegenwärtigen Preisentwicklung am Strommarkt verständlicherweise wenig lukrativ für die Betreiber. Deshalb erhofft man sich seitens der Weseta Kraftwerke AG, dass man den Übertritt von der Warteliste in den Kreis der Vergütungsberechtigten bald schafft. Im Verlaufe des kommenden Frühjahrs sind mit den Geländeanpassungen bei der Druckrohrleitung sowie mit der Fertigstellung des Umgehungsgerinnes noch letzte Arbeiten im Umfeld der Anlage auszuführen. Somit können die Projektverantwortlichen nach erfolgreicher Beendigung der Bauarbeiten ihre Investition von 6 Millionen Franken in dieses sowohl in ökologischer als auch ökonomischer Hinsicht mustergültiges Modernisierungsprojekt gut angelegt wissen.

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