Indonesisches Kraftwerk Lodagung produziert Strom mit österreichischen Siphon-Turbinen

Autor: Roland Gruber , 04.11.2020

Für den renommierten Branchenexperten GUGLER Water Turbines GmbH hat sich der südostasiatische Raum in den vergangenen Jahren zunehmend als wichtiger Markt etabliert.

Alleine im Inselstaat Indonesien wurden bis heute bereits zwölf Wasserkraftwerke mit den international bewährten Lösungen der Oberösterreicher ausgerüstet. Eines der jüngeren GUGLER-Projekte im Land wurde vor gut zwei Jahren im östlichen Teil der Insel Java in Betrieb genommen. Für das Kraftwerk Lodagung, dessen Triebwasser mittels Siphon aus einem bestehenden Bewässerungsreservoir gefördert wird, lieferte GUGLER zwei spezielle Kaplan-Turbinen mit einer Engpassleistung von jeweils 704 kW sowie das komplette elektromechanische und leittechnische Equipment. Mit dem Bau des neuen Wasserkraftwerks trägt die Betreibergesellschaft Jasa Tirta alljährlich rund 6,2 GWh Öko­energie für das öffentliche Stromnetz bei.

Obwohl in Indonesien aktuell rund 85 Prozent der elektrischen Energie aus fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl oder Gas gewonnen werden, zeigt sich ein zunehmender Trend zum Ausbau erneuerbarer Energien. Einem Branchenbericht von „Germany Trade & Invest“ aus 2018 zufolge sieht der nationale Energieplan vor, bis 2027 knapp 7.500 MW an zusätzlicher Wasserkraftleistung zu erschließen. Angesichts der bürokratischen Hürden erscheint dieses Vorhaben durchaus ambitioniert. Ende 2018 lag die installierte Leistung von Wasserkraftwerken im Land bei rund 4.000 MW. Zwar beträgt das theoretische Ausbaupotential laut indonesischem Energieministerium 75.000 MW, aber der Hauptteil dieser Kapazitäten in Form größerer Flüsse liegt auf den vergleichsweise gering besiedelten und infrastrukturell zu wenig erschlossenen Inseln Papua und Kalimantan. Dennoch wurden nicht zuletzt dank des ökonomischen Wachstums in den vergangenen Jahren – die indonesische Wirtschaft gehört zu den am stärksten expandierenden weltweit – vermehrt beträchtliche Investitionen in ökologisch nachhaltige Energieprojekte getätigt. Bestätigen kann diesen Trend der international renommierte Wasserkraftexperte GUGLER Water Turbines GmbH aus Österreich. Bis heute haben die Oberösterreicher bereits zwölf Wasserkraftprojekte unterschiedlicher Bauart und Leistungsklassen auf dem Archipel realisiert.

Folgeauftrag für GUGLER
Für das staatliche Unternehmen PT Barata Indonesia, dessen Tätigkeitsfelder sich grob in die Sektoren Lebensmittel, Bau, Fertigung und Infrastruktur einteilen lassen, hatte GUGLER bereits 2012 das Wasserkraftwerk Batu Hampar ausgestattet. Die Anlage auf der Insel Sumatra wurde mit einer Francis-Spiral-­Turbine sowie der kompletten elektromechanischen Ausrüstung beliefert. PT Barata hatte GUGLER in guter Erinnerung behalten, bereits wenige Jahre später wurden die Oberösterreicher im Rahmen einer Ausschreibung mit einem weiteren Auftrag auf der Insel Java betraut. Dabei handelte es sich um das Kraftwerk Lodagung, das im Regierungsbezirk Blitar für das ebenfalls im Staatsbesitz stehende Wasserversorgungsunternehmen Jasa Tirta errichtet werden sollte. Geplant wurde das Kraftwerk entlang der Ausleitungsstrecke des Nutzwasserspeichers Wlingi. Dieses Reservoir dient primär zur Bewässerung der landwirtschaftlichen Flächen in der Region, außerdem versorgt der Speicher ein bestehendes Großkraftwerk mit einer Engpassleistung von 54 MW.

Siphon-KW statt Dammdurchbruch
Jasa Tirta beschäftigte sich bereits seit dem Jahr 2013 mit dem Vorhaben, das Wlingi Reservoir für den Bau eines neuen Kleinwasserkraftwerks heranzuziehen. Als Basisparameter sollten eine maximale Ausbauwassermenge von 14 m³/s und eine Gefällestufe von 11 m  genutzt werden. In baulicher Hinsicht galt es allerdings eine im wahrsten Sinne des Wortes massive Hürde zu bewältigen. So wurde es den Bauherren von behördlicher Seite aus untersagt, die meterdicken Betonwände des Damms für die Errichtung der geplanten Kleinwasserkraftanlage anzubohren. Als alternative Lösung entwickelte das zuständige Planungsbüro das Konzept einer Siphon-Anlage, bei der das Wasser durch die Heberwirkung über den Damm gefördert wird. Das grundsätzliche Anlagenkonzept des Kraftwerks Lodagung besteht darin, dass das Wasser beim Einlaufbereich in zwei siphonförmige Trichter gesaugt wird. Nach den Siphons wird das Wasser zunächst über zwei separate Rohrstränge DN1500 geleitet. Durch ein Hosenrohr erfolgt schließlich die Vereinigung zu einer einzelnen Leitung DN2500, die das Triebwasser über eine Strecke von rund 400 m zum Krafthaus führt. DI Michael Schober, Leiter Technologie & Entwicklung bei GUGLER, zur speziellen hydraulischen Situation am Anlagenstandort: „Die Leitung wird zuerst mittels kleinerer Pumpen stromabwärts gefüllt. Dazu muss die Absperrklappe geschlossen werden, weil das Wasser sonst durch die nicht zu 100 Prozent dichten Turbinen auslaufen würde. Danach wird noch im Bereich über dem Damm durch die Vakuumpumpe die Luft herausgepumpt, wodurch das Wasser aus dem Speichersee und der nun befüllten Druckrohrleitung hochgesaugt wird, bis die Leitung bis zur Oberkante befüllt ist. Wird nun die Turbine geöffnet, so beginnt das Wasser von selbst über den Damm zu fließen - es ist kein weiterer Betrieb von irgendwelchen Pumpen mehr nötig.“

Zügige Fertigung und Auslieferung
Mit GUGLER wurde der ideale Projektpartner gefunden, schließlich können die Wasserkraftallrounder in ihrer Referenzliste auf eine ganze Reihe von Anlagen mit Siphon-Technik verweisen. Nach der Zuschlagserteilung im Herbst 2016 startete noch im selben Jahr das konkrete Engineering. Bereits im Sommer 2017 erfolgte in der Produktionsstätte im norditalienischen Friaul die Werksabnahme der nach höchsten Qualitätsstandards gefertigten Maschinen. Im Anschluss an den Probezusammenbau wurden die Maschinensätze teilweise wieder demontiert und für den Transport via Lkw und Schiff vorbereitet. Rund sechs Wochen dauerte die Seereise von Triest zum indonesischen Hafen in Surabaya, die abschließende Strecke wurde erneut via Lkw zurückgelegt. Die Montage der elektromechanischen Ausstattung vor Ort erfolgte durch lokale Fachkräfte unter der Anleitung und Aufsicht eines GUGLER-Supervisors zwischen September und November 2017. Noch im Dezember startete der Inbetriebnahmeprozess. GUGLER-Projektleiter Stefan Haderer weist darauf hin, dass die Inbetriebnahme mit zwei zentralen Herausforderungen verbunden war: „Mit dem Siphon beim Kraftwerkseinlauf handelt es sich doch um eine nicht alltägliche Ausführung. Zu Beginn gab es undichte Stellen im Bereich des Siphons, wodurch Luft angesaugt wurde. Die Turbinen konnten die volle Leistung erst erreichen, nachdem die Leckagen vom Betreiber gefunden und behoben wurden. Auch die Konfiguration der Ultraschallsensoren zur Durchflussmessung stellte eine gewisse Herausforderung dar. Um die vorrangige Versorgung des Bewässerungskanals auch bei laufendem Kraftwerksbetrieb zu gewährleisten, hatte die korrekte Funktion dieser Messinstrumente hohe Priorität.“

Breites Betriebsband abgedeckt
Wie die Kaplan-Laufräder DN1.120 mm wurden auch die Laufradmäntel der identisch konstruierten Turbinen aus korrosionsbeständigem Edelstahl gefertigt. Die Saugrohre und Turbinengehäuse erhielten eine spezielle ZINGA-Schutzbeschichtung, welche durch den hohen Zinkgehalt exzellenten Korrosionsschutz und in Kombination mit dem Deckanstrich eine hohe Beständigkeit gegen Abrieb bietet. Bei vollem Wasserdargebot schaffen die auf jeweils 7 m³/s Ausbauwassermenge sowie eine Nettofallhöhe von 11 m ausgelegten Maschinen eine Engpassleistung von je 704 kW. Stefan Haderer ergänzt, dass die Turbinen konstruktionsbedingt ein breites Betriebsband abdecken. Aufgrund der Bewässerungsthematik wurde hoher Wert darauf gelegt, dass die Maschinen auch bei verringertem Durchfluss effizient betrieben werden können. Die direkte Verbindung zwischen den Turbinen- und Generatorenwellen erfolgen mittels Flanschkupplungen, jeder Maschinensatz dreht mit exakt 428,6 U/min. Komplettiert wurde der GUGLER-Lieferumfang durch die automatische Fettschmier­einheit, die Hydraulik-Aggregate sowie die Komponenten zur Wasserstands- und Durchflussmessung. Die Ausführung der Kraftwerks-Leittechnik wurde von GUGLER an den langjährigen Partner und Automatisierungsspezialisten WASSITECH vergeben. Das rund um den Globus erprobte SCADA­-System regelt die Stromproduktion vollautomatisch, dank gesicherter Online-Anbindung kann die Anlage rund um die Uhr überwacht und aus der Ferne gewartet werden.

Investment macht sich bezahlt
Begleitet von großem Medieninteresse erfolgte Anfang Februar 2018 die feierliche Eröffnungszeremonie des Kraftwerks Lodagung. In den Eröffnungsreden betonten die Ehrengäste einstimmig den hohen Stellenwert erneuerbarer Energien für die indonesische Energiezukunft. Dank des durchdachten Systems am Wlingi-Reservoir kann das bislang ungenutzte Potential der lokalen Bewässerungsversorgung auch für die saubere Stromproduktion genutzt werden. Mehrfach wurde auf das innovative Konzept der Siphon-Turbinen hingewiesen, dessen Realisierung gleichzeitig eine technische Premiere im rund 264 Millionen Einwohner zählenden Land darstellte. Rund 38 Milliarden Rupien (umgerechnet ca. 2,5 Millionen Euro) investierte Betreiber Jasa Tirta in sein neuestes Vorzeigeprojekt im Raum Blitar. Mit der Inbetriebnahme konnte ein weiterer Schritt zu Verbesserung der lokalen Energieversorgung gesetzt werden. Im Regeljahr erzeugt das Kraftwerk Lodagung rund 6,2 GWh Strom, von dem vor allem die Bewohner und Betriebe der Region profitieren.

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Werkmontage der Kaplan-Siphon-Turbinen für das Kraftwerk Lodagung in Indonesien. GUGLER Water Turbines GmbH lieferte die komplette elektromechanische und leittechnische Ausstattung.

Foto: GUGLER

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Das Kraftwerk Lodagung stellte mit dem Einsatz von Kaplan-Siphon-Turbinen eine technische Premiere in Indonesien dar.

Foto: GUGLER

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Computergestütztes Rendering der beiden Maschinensätze. Die Turbinen decken konstruktionsbedingt ein breites Betriebsband ab, unter Volllast schafft jede Maschine eine Engpassleistung von 704 kW.

Foto: GUGLER

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Die Turbinen wurden auf eine Ausbauwassermenge von jeweils 7 m3/s und einen Nettofallhöhe von 11 m ausgelegt. Im Regeljahr speist das Kraftwerk rund 6,2 GWh Strom in das öffentliche Netz ein.

Foto: GUGLER

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Anfang Februar 2018 wurde die Anlage offiziell in Betrieb genommen.

Foto: Jasa Tirta

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Weil der Damm des Wlingi-Speichers nicht angebohrt werden durfte, wird das Triebwasser mittels Hebewirkung aus dem Reservoir befördert. 

Foto: GUGLER