Flims komponiert Symphonie aus Wasser

Autor: Roland Gruber , 12.12.2013

Unter der rätoromanischen Bezeichnung „Sinfonia d’aua“ hat die Bündner Gemeinde Flims in den letzten zehn Jahren ein extrem breit gefasstes Wassernutzungskonzept realisiert.

Der Bogen spannt sich dabei von Grund- und Trinkwasserprojekten über Beschneiung und  Wasserkraftwerke bis hin zum Wasserhaushalt der lokalen Seen. Dies alles eingebettet in ein Gesamtkonzept, das höchste Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit vereint. Als Partner in Sachen Wasserkraft-Nutzung setzten die Bündner auf die Kompetenzen der Churer Ingenieurunternehmung Straub AG und des Südtiroler Turbinenbauunternehmens Troyer AG, die zusammen nicht weniger als sechs Hochdruckturbinen realisierten. Insgesamt wurden rund 40 Millionen Franken in das „technische Kulturprojekt“ investiert. Es gilt mittlerweile in der ganzen Schweiz als wegweisende Umsetzung einer Vision der Nachhaltigkeit.

Rund 2.000 Interessierte hatten sich am 14. September dieses Jahres auf den Weg zum Festplatz Punt Gronda in Flims gemacht, um der Eröffnungsfeier der „Sinfonia d’aua“ beizuwohnen – dem feierlichen Abschluss des Gesamtprojektes Wasserwelten Flims. Kinder bauten und probierten selbst hölzerne Windräder, man verblüffte durch Wasserspiele mit 25 Meter hohen Fontänen, einer Fahnenallee und schuf ein faszinierendes Ambiente, das ein wenig von dem Pioniercharakter widerspiegelte, der diesem Synergieprojekt innewohnt. Die Pionierleistung ist dabei nicht in den einzelnen technischen Lösungen – so modern und durchdacht diese auch sein mögen – zu sehen, sondern in der Ganzheitlichkeit der Betrachtung und vor allem der Umsetzung, die fern von purer Symbolik ist. Kaum ein anderes vergleichbares Projekt, in dem derart profund und nachhaltig auf den Schutz des Wassers als die wertvollste Grundlage des Lebens Bezug genommen wurde. „Die ‚Sinfonia d’aua‘ beschränkt sich nicht nur auf Flims, sondern erstreckt sich über die ganze Region. Vom tiefsten Punkt der Ruinalta auf 600 m Seehöhe bis zu den Gipfeln der ‚Tektonikarena Sardona‘ – dem  UNESCO Weltnatuerbe auf 3.000 m ü. M. – zeigt sich uns die Faszination des Wassers“, sagt der Hauptdenker hinter dem Projekt, Martin Maron, seines Zeichens Direktor der Flims Electric. Ihm ist es wichtig, dass der Fokus auf den Schutz gelegt wurde, dass man das Bewusstsein der Menschen für das unersetzliche Urelement Wasser schärfen möchte. „Darüber hinaus hat Wasser auch eine große Anziehungskraft auf uns, man darf nicht vergessen, dass es auch eine Art sinnliche Erfahrung auf uns Menschen ausübt. Und auch diesem Aspekt haben wir versucht Rechnung zu tragen.“ Es ist verständlich, dass die Umweltschutzverbände das Projekt Wasserwelten Flims als „Vorzeigelösung“ begrüßen.

VERBORGENE WEGE IM KARST
Die „vier Sätze der Symphonie“ finden ihre Entsprechung in den vier Hauptaspekten des Projektes, die letztlich miteinander synergetisch verbunden sind: die Trinkwasserversorgung, die indirekte Einspeisung des Caumasees, die Ökostromerzeugung in den sechs Wasserkraftwerken und die Beschneiung. Die Ortschaft Flims, heute Heimat von knapp 2.700 Bewohnern, hat ihren Namen von den zahlreichen Quellen und Bachläufen, die in früher Zeit das Ortsbild prägten. Aus dem lateinischen Wort „fluvius“ für „Fluss“ leitete sich der Name ab. Über die Jahrtausende hat sich das Wasser neue Wege gesucht und im Kalkgestein ein weit verzweigtes Karstsystem gebildet. Die beiden größten und bekanntesten Flimser Seen, der Caumasee und der Crestasee, werden unterirdisch gespeist. Der Zufluss zum Caumasee wurde allerdings beim Bau des Umfahrungstunnels im Herbst 2002 ungewollt angeschnitten und damit dauerhaft gestört. Umfangreiche wissenschaftliche Untersuchungen und die Erstellung eines komplexen Geländemodells belegten diesen Zusammenhang und bildeten zugleich die Basis für geeignete Gegenmaßnahmen. Als schonendste Möglichkeit, dem Caumasee die fehlende Wassermenge in optimaler Qualität zuzuführen, wurde von den Wissenschaftlern eine direkte Einspeisung aus dem Platt Alva Bach ermittelt – mit einer zusätzlichen Möglichkeit für eine Zumischung von Wasser aus dem Flem. Rund 300.000 m3 werden jährlich dafür benötigt. Heute werden diverse Parameter – Phosphatgehalt, Trübung, Temperatur und Leitfähigkeit – an verschiedenen Positionen überwacht, um die Wasserqualität und die typische Farbe des Caumasees zu gewährleisten. Er verdankt seine markante türkisblaue Farbe der Lichtstreuung an anorganischen
Schwebstoffen, wie etwa Calcitkristallen.

SAUBERE ENERGIE AUS TRINKWASSER
Wenig überraschend ist Flims auch reich an Trinkwasser. In der „Sinfonia d’aua“ kommt ihm daher auch tragende Bedeutung zu. Im Rahmen des Großprojektes wurden Quellfassungen saniert und ein neues 1’200 m3 fassendes Reservoir in Punt Gronda, der neuen Energie- und Wasserzentrale, errichtet. Die Versorgung mit Trinkwasser, das höchste Qualitätsansprüche erfüllt, wurde damit für die kommenden Jahrzehnte sichergestellt. Dank der neuen Druckrohrleitungen wurde in der Folge auch die Nutzung des Trink-wassers zur Stromerzeugung möglich. Die Trinkwasserturbine wurde in der Zentrale Punt Gronda installiert. Konkret handelt es sich dabei um eine eindüsige Peltonturbine aus dem Hause Troyer AG, deren wasserberührenden Teile zur Gänze aus Edelstahl gefertigt wurden. Um das Trinkwasser auch vor Verunreinigungen aus der Umgebungsluft der Zentrale bestmöglich zu schützen, ist die Turbine hermetisch abgeschirmt. Ausgelegt ist der Maschinensatz auf eine Ausbauwassermenge von 140 l/s und eine Bruttofallhöhe von 268,8 m. Die Ausbauleistung der Turbine liegt bei 296 kW. Neben der Trinkwasserturbine Tarschlims ist in Punt Gronda noch eine weitere Trinkwassermaschine installiert: das „Baby“ oder die „Waschmaschine“ – wie sie etwas weniger liebevoll genannt wird. Dabei handelt es sich um eine sehr kleine Trinkwasserturbine, die mit einem Triebwasserdargebot von 4 bis 20 l/s betrieben wird. Bei einer Fallhöhe von 115 m ist sie auf eine Leistung von 20 kW ausgelegt, ein echter Winzling im Vergleich zu den anderen Turbinen in Punt Gronda. „Die kleine Maschine besitzt ein Schauglas und ein Lichtstroboskop, sodass man die Peltonturbine beobachten kann. Sie eignet sich hervorragend als Schulungs- und Demonstrationsobjekt. Im Jahr steuert sie rund 80.000 kWh bei, damit können immerhin rund 20 Haushalte versorgt werden“, erklärt Martin Maron. Der erfahrene Turbinenhersteller aus Sterzing begab sich für die Realisierung dieser Mini-Lösung in Dimensionen, die man schon lange nicht mehr betreten hatte. Den Winzling gemäß der Qualitätskriterien der größeren Exemplare auszuführen, barg so manche Herausforderung in sich.

NACHHALTIGE LÖSUNG FÜR DIE BESCHNEIUNG
Integraler Baustein im harmonischen Zusammenklingen der „Symphonie“ ist die Schaffung einer ökologischen und nachhaltigen Beschneiungsinfrastruktur. Diese verläuft unter anderem von der Segnas Hütte auf 2104 m ü.M. bis hinunter nach Flims auf 1100 m ü.M. Im Sommer kann das Wasser ohne Fremdenergie über einen Siphon auf die andere Talseite in den Speichersee Nagens verlagert werden. Das Speichervolumen des künstlichen Sees beträgt 200.000 m3. Im Winter kann dieses Wasser in den gleichen Leitungen mit hohem natürlichen Druck und ohne Fremdenergie für die Beschneiung vieler Pisten und der Talabfahrten bis nach Flims genutzt werden. Eine Lösung, die umweltschonend und nachhaltig die Schneesicherheit und somit auch die Attraktivität des Skigebietes erhöht.

TRIEBWASSER AUS DEM UMFAHRUNGSTUNNEL
Den wesentlichen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit der Wasserwelten Flims leisten die neuen Kraftwerke, die im Zuge des Gesamtprojektes errichtet wurden. Darunter fallen etwa die beiden Maschinengruppen in der Zentrale Felsbach, die bereits seit Herbst 2011 in Betrieb sind. Die Maschinengruppe Karstwasser
nutzt die im Umfahrungstunnel Flims gefasste Karstquelle zur Stromerzeugung. Sollte der Maschinensatz aus technischen Gründen einmal nicht verfügbar sein, so wird der Wasserabfluss des Tunnels über einen Bypass mit einem Druckreduzierventil sichergestellt. Die zweite Maschinengruppe, genannt Bergwasser, wird von jenem Wasserdargebot gespeist, das entlang des Umfahrungstunnels
aus dem Tunnelgewölbe austritt. Es wird im Sammelschacht Vallorca aufgefangen und anschließend
über eine 730 m lange Druckrohrleitung der zweidüsigen Peltonturbine zugeführt. Auch wenn die Leistungsdimensionen differieren, Art und Fabrikat der Turbinen entsprechen sich dabei. Es handelt sich um zweidüsige Peltonturbinen, konstruiert, gefertigt im Werk der Troyer AG in Sterzing. Hochwertige Turbinen, deren Laufräder aus einem geschmiedeten Edelstahl-Monoblock gefräst wurden. Je nach Jahreszeit und Schneeschmelze beträgt die aus dem Umfahrungstunnel Flims austretende Wassermenge bis zu 1.200 l/s. Während der Maschinensatz Karstwasser im Regeljahr rund 4,2 GWh Strom erzeugt, liegt das Regelarbeitsvermögen bei der etwas kleiner dimensionierten Bergwasser- Maschine bei 1,4 GWh.

DAS LEISTUNGSSTARKE HERZ DER NEUEN ZENTRALE
Deutlich mehr Strom als in der Zentrale Felsbach wird allerdings in der Zentrale Punt Gronda erzeugt. Hier sind nicht nur die beiden Trinkwasserturbinen installiert, sondern zwei leistungsstarke Hochdruck-Maschinensätze, die einerseits das Wasser des Flem und anderseits jenes des Platt Alva Baches abarbeiten. Das Wasser des Platt Alva Baches, das sich so gut für die indirekte Speisung des
Caumasees eignet, ist jedoch nicht ganzjährig verfügbar. Es sprudelt seine Quelle mit einer
Maximalschüttung bis etwa 700 l/s von April bis in den Herbst hinein. Danach versiegt die Quelle zur Gänze. Die zweidüsige Peltonturbine in der Zentrale Punt Gronda ist bei einer Fallhöhe von 267,5 m auf einen Ausbaudurchfluss von 300 l/s ausgelegt und erreicht eine Leistung von 639 kW. Vom selben Bautyp ist auch die zweite Hochdruckturbine der Segnas-Maschinengruppe, die das Flem-Wasser zur Stromerzeugung nutzt. Allerdings ist deren Auslegungscharakteristik von Superlativen gekennzeichnet: „Mit einem Nutzgefälle von 780 m bewirtschaftet die Maschine Segnas die höchste Gefällstufe im Kanton Graubünden. Mit 2,6 MW ist sie auch die leistungsstärkste aller neu installierten Maschinen“, sagt Martin Maron. Auch diese beiden Peltonmaschinen wurden von der Troyer AG geliefert, die sich einmal mehr als kompetenter und verlässlicher Partner der Flims Electric bewährte. „Uns haben die Firmenphilosophie der Firma Troyer AG und natürlich die Maschinen selbst überzeugt. Die Turbinen sind einerseits sehr robust ausgeführt, anderseits sind sie auch hochpräzise gearbeitet, sodass man hohe Wirkungsgrade wurden aus Schmiedeblöcken gefräst, alle Lager wurden als Gleitlager ausgeführt – das Ergebnis kann sich sehen lassen“, freut sich der Leiter von Flims Electric.

STEINE AUS DEM AOSTATAL
Bemerkenswert ist allerdings nicht nur das Leistungsvermögen der Segnas-Maschinengruppe, sondern auch die bewusste umweltfreundliche Umsetzung dieser Anlage. Die Wasserfassung Segnas - knapp unterhalb der Segnas-Hütte auf 2078 m Seehöhe – wurde in Zusammenarbeit mit Umweltverbänden speziell für diesen Standort entwickelt. Die dynamische Restwasserregulierung wurde durch die versierten Wasserbau-Ingenieure der Straub AG so konzipiert, dass mit zuverlässiger Technologie immer zumindest ein Drittel des verfügbaren Wassers im Bachbett des Flem belassen wird. Maximal wird eine Triebwassermenge von 400 l/s eingezogen. In Anbetracht der großen Fallhöhe ist dennoch ein wirtschaftlicher Betrieb gesichert. Großer Wert wurde auch auf eine harmonische Integration in die
Gebirgslandschaft gelegt. Da das lokale Gestein sich als nicht allzu widerstandsfähig erwies, wurden farblich passende, abriebfeste Steine aus dem Aostatal eingebaut. Kein Detail blieb unberücksichtigt.
Und auch die Fassung Platt Alva wartet mit einer speziellen ökologischen Lösung auf: Sie wurde mit einer so genannten „Rutschbahn“ für das Makrozoobenthos ausgestattet. Diese hilft winzigen tierischen
Lebewesen sich im Flussbett weiterzubewegen.


BEWUSSTMACHEN UNSERER WICHTIGSTEN GRUNDLAGE
Es sind viele kleine Puzzle-Teile, die unter der Leitung von Flims Electric gemeinsam mit den Partnern Gemeinde Flims, Finanz Infra und SISKA, für das Entstehen der „Sinfonia d’aua“ zusammengesetzt
wurden. Jedes einzelne wurde unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit, der Umweltfreundlichkeit und auch der Wirtschaftlichkeit entwickelt, geprüft und letztlich umgesetzt. Federführend dabei wirkte die Firma Straub AG Chur mit, die als Projektverfasser und Bauleiter den Bauherrn von Anfang bis Ende mit großem Know-how und Handschlagqualität zur Seite stand. „Ich denke, dass es in unserer kurzlebigen Zeit heute zunehmend fremd wird, wenn man Dinge schaffen möchte, die 60 oder gar 80 Jahre überdauern und die dabei nachhaltig und ästhetisch hochwertig sind. Genau das haben wir hier versucht. Das erklärt unseren klaren Fokus auf höchste Qualität in der Ausführung“, so Martin Maron. Rund 40 Mio. Schweizer Franken wurden letztlich in das interdisziplinäre Großprojekt investiert, das mit der Eröffnungsfeier im September seinen würdigen Abschluss gefunden hat. Besonders angetan zeigten sich die Besucher dabei von den Räumlichkeiten der Zentrale Punt Gronda. Ganz speziell etwa das „Kreativ-Sitzungszimmer“, ein Besucherraum, dessen Atmosphäre vom Wechselspiel aus Licht und Wasser „lebt“. Ein Puzzle-Teil des Gesamtkonzeptes repräsentiert auch der kürzlich eröffnete, 13 km lange Wasserweg Trutg dil Flem, der von Flims über 1.260 Höhenmeter verläuft und herrliche Aussichten entlang des steilen Pfades bietet. Wie alle anderen Puzzle-Teile der Wasserwelten Flims nimmt auch diese Einrichtung Bezug zum Urelement Wasser. „Die ‚Sinfonia d’aua bringt den Menschen das Thema Wasser aus verschiedenen Perspektiven näher. Wir sehen unsere Natur als höchstes Gut
unserer Tourismusregion an. Wir wollen nicht nur aufzeigen, sondern selbst vorleben, wie der Umgang mit unseren wertvollen Ressourcen funktionieren soll. Und ich denke, dass uns dies mit der ‚Sinfonia
d’aua‘ gut gelungen ist“, resümiert Maron. Es scheint gut möglich, dass die Klänge dieser Symphonie auch andere Regionen in den Alpen zur Nachahmung anregen.

BREISGAUER GENERATOR-TECHNIK ÜBERZEUGT IN DEN WASSERWELTEN FLIMS
Mit einem Regelarbeitsvermögen von 10,0 GWh repräsentiert der große Maschinensatz Segnas rund drei Viertel der gesamten Erzeugungskapazität in der Zentrale Punt Gronda. Den hervorragenden
Wirkungsgrad garantiert neben der Turbinentechnologie aus dem Hause Troyer die Generatortechnik, die vom baden-württembergischen Wasserkraftspezialisten WKV stammt. Die Entscheidung der Betreiber zugunsten des Generators aus Breisgauer Provenienz hatte vielfältige Ursachen: Zum einen setzt man bei WKV auf hohe Robustheit: Massive Gehäuse und Lagerschilde mit lagernahen Aufstellungsund Befestigungspunkten bilden die Grundlage für einen vibrationsarmen Lauf. Zum anderen kommen eine exzellente Drehzahlfestigkeit und gute magnetische Charakteristika hinzu, die beide ihre Ursachen in den geblechten Rotoren in Komplettschnitt-Technik sowie im Überkopf-Wickeln der Rotorwicklungen haben. Und natürlich mit entscheidend: die ausgezeichneten Wirkungsgradeigenschaften. Um selbige zu garantieren, werden bei WKV ausschließlich hochwertige Statorblech-Segmente verwendet und in der Maschine für eine optimierte Belüftung gesorgt. Dadurch sind Wirkungsgrade, abhängig je nach Baugröße, bis über 98 Prozent möglich.

AUSGELEGT FÜR GRÖSSTE BELASTUNGEN
Konkret handelt es sich bei dem eingesetzten Generator für den Maschinensatz Segnas um einen Drehstrom-Synchrongenertor, der auf eine Nennscheinleistung von 3.300 kVA ausgelegt ist. In Anbetracht der Tatsache, dass dieser Maschinensatz rund drei Viertel des gesamten Regelarbeitsvermögens in der Zentrale Punt Gronda ausmacht, kommt ihm entsprechende Bedeutung zu. Er repräsentiert zudem jenen Maschinensatz, der die größte Fallhöhe im Kanton Graubünden bewirtschaftet. Naheliegend, dass die Ausführung höchsten Qualitätsanforderungen genügen musste. Der WKV-Generator ist wassergekühlt, mit Gleitlagern ausgeführt. Speziell die Wickelköpfe und die Spulenverbindungen sind mechanisch äußerst stabil und mittels geeigneter Bandagierung gegen Verformung durch Stromkräfte geschützt. Bereits im Vorfeld hatte sich der Betreiber im Werk in Gutach  von der Qualität und der Einhaltung aller ausgeschriebenen Eigenschaften überzeugt. Mit Erfolg: der Generator aus dem Hause Wasserkraft Volk hält, was man sich von ihm versprochen hat und und bewährt sich im Dauereinsatz in der Alpinregion von Flims.

 

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Die Fassade des neuen Gebäudes ist mit Natursteinen verkleidet

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Die neue Zentrale Punt Gronda gilt als das Herzstück der Sinfonia d’aua. Das Gebäude wurde behutsam ins natürliche Gelände integriert. (Foto: Mattias Nutt)

Technische Daten der Kraftwerke Wasserwelten Flims

Zahlreiche Gäste bei Feier

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Auf Punt Gronda fanden sich die Gäste am 14. September zu den Einweihungsfeierlichkeiten ein. (Foto: Mattias Nutt)

2 Turbinen bilden das Herzstück

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In der Zentrale Punt Gronda nutzen zwei leistungstarke Turbinen aus dem Hause Troyer AG das Wasser des Flem und des Platt Alva Baches. (Foto: zek)

Seit 2011 laufen die Turbinen

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Seit 2011 sind bereits die beiden Hochdruckturbinen in der Zentrale Felsbach auf ca. 850 m ü.M. im Einsatz. (Foto: zek)

Die Automatik-Präsentation

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Beim Betreten des „Kreativ-Raumes“ in der Zentrale Punt Gronda öffnet sich der perlschnurartige „Wasservorhang“. Martin Maron demonstriert dies. (Foto: Mattias Nutt)

LEISTUNGSDATENÜBERPRÜFUNG

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Martin Maron und Mitarbeiter Konrad Spreiter prüfen die Leistungsdaten der Maschinen. Das komplette Steuerungssystem realisierte die Firma stromundbit aus Graubünden.

GENERATOR mit 3.300 kVA

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Der große Generator des Maschinensatzes Segnas ist auf eine Nennscheinleistung von 3.300 kVA ausgelegt. (Foto: zek)

VERSCHÖNERTE WASSERFASSUNG

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Auf über 2.000 m ü.M. befindet sich die Wasserfassung Segnas. Diese wurde mit speziellen Steinen aus dem Aostatal befestigt und zugleich verschönert. (Foto: Flims Electric)

Schematische Projektübersicht

Flims Legende

 

Grafik: Flims Electric