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Oberstdorfer Kraftwerk Illerursprung vervierfacht Produktion des Altbestands

Fast genau ein Jahr nach Beginn der Bauarbeiten hat das Wasserkraftwerk Illerursprung in der Gemeinde Oberstdorf Ende ­Februar den provisorischen Betrieb aufgenommen.

Dank der Erhöhung von Fallhöhe und Ausbauwassermenge kann das als Ersatzneubau der Anlage Trettach II realisierte Kraftwerk jährlich rund vier Mal mehr Strom erzeugen als die Altanlage. Darüber hinaus wurde mit der nun mit einem luftgefüllten Schlauchwehr ausgestatteten Wehranlage der Hochwasserschutz gewährleistet. Anstelle der vormals offenen Ausleitung wird das Triebwasser durch eine 2,35 km lange erdverlegte Druckleitung aus GFK-Rohren DN1800 zur Turbinierung geleitet. Zur Stromgewinnung kommen zwei Francis-Turbinen zum Einsatz, die von der Südtiroler Troyer AG im Rahmen eines elektromechanischen Komplettpakets geliefert wurden. Gemeinsam erreichen die nach der bewährten 1/3 – 2/3 Lösung konzipierten Maschinen eine Engpassleistung von knapp 1,7 MW.

In der bekannten Wintersportgemeinde Oberstdorf im Oberallgäu nimmt die Stromgewinnung aus erneuerbaren lokalen Ressourcen seit geraumer Zeit eine wichtige Rolle ein. Die Energieversorgung Oberstdorf GmbH (EVO), die im Vorjahr ihr 100-jähriges Bestehen gefeiert hat, betreibt zwei eigene Wasserkraftwerke und ist mit dem Kraftwerk Faltenbach bei einer weiteren Anlage beteiligt. Zusätzlich speisen neben mehreren Photovoltaikanlagen unterschiedlicher Leistungsklassen und einem Blockheizkraftwerk insgesamt sieben private Wasserkraftbetreiber ihre erzeugte Energie in das lokale Netz ein. Für die älteste Anlage der EVO, dem 1929 erstmals in Betrieb genommenen Kraftwerk Trettach II, war im Vorjahr die Zeit für eine umfangreiche Erneuerung gekommen. Die Entscheidung für den seit 2012 geplanten Ersatzneubau ist eng mit dem Hochwasserschutz der Gemeinde Oberstdorf verbunden. Weil die Wehranlage der Anlage Trettach II nicht mehr die aktuellen Anforderungen zur sicheren Hochwasserabfuhr erfüllte, wäre eine Erneuerung des Querbauwerks in absehbarer Zeit ohnehin erforderlich gewesen. In energietechnischer Hinsicht sollte der Ersatzneubau der 90 Jahre in Betrieb stehenden Anlage zu einer erheblichen Effizienzsteigerung und betrieblichen Verbesserungen führen. Darüber hinaus sollte der vormals offene und ebenfalls sanierungsbedürftige Ausleitungskanal, der von der Wehranlage weg durch verbautes Siedlungsgebiet verlief, durch eine komplett unterirdisch verlegte Druckrohrleitung ersetzt werden.

Geiger übernimmt Führungsrolle
Bastian Morell, der als Assistent der technischen Geschäftsleitung der EVO das Projekt von Beginn an begleitet hat, weist darauf hin, dass die Projektrealisierung stark mit dem Engagement der in Oberstdorf ansässigen Unternehmensgruppe Geiger in Verbindung steht: „Die Unternehmensgruppe Geiger hat für den Bau des Kraftwerks ein preislich sehr interessantes Angebot vorgelegt, wodurch das Projekt in wirtschaftlicher Hinsicht verwirklich werden konnte.“ Dies bestätigt Vanessa Baumgärtner, die als Projektleiterin der Geiger Schlüsselfertigbau GmbH & Co. KG die Koordination des gesamten Bauvorhabens inklusive aller externen Sub-Unternehmen übernommen hat: „Der Familie Geiger ist die Nutzung lokaler Ressourcen zur Energieproduktion ein wichtiges Anliegen, weswegen große Bemühungen zur Umsetzung des Projekts angestellt wurden.“ Für den rechtlichen Rahmen wurde schließlich die Kraftwerk Illerursprung GmbH & Co. KG gegründet, an der die EVO mit 45 Prozent und die Kraftwerke Oberstdorf GmbH & Co. KG (KWO) mit 55 Prozent beteiligt sind. Die KWO steht zur Hälfte im Besitz der Unternehmensgruppe Geiger, die übrigen Anteile hält als größter Grundbesitzer im Projektgebiet der Verein der Oberstdorfer Rechtler. Als treibende Kraft hinter dem Projekt übernahm die Unternehmensgruppe Geiger auch die Ausschreibung und Vergabe aller elektromechanischen und stahlwasserbaulichen Gewerke. „Die Umsetzung der gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten erledigte die Unternehmensgruppe mit ihren eigenen Firmen. Der Rohbau des Krafthauses wurde von der Wilhelm Geiger Baugesellschaft m.b.H. hochgezogen. Die Abteilung Tiefbau der Geiger Hoch- & Tiefbau GmbH & Co. KG übernahm die Verlegung der Druckrohrleitung. Mit ihrem Schwerpunkt auf Brücken-, Ingenieur-, Hoch- und Tiefbau war die Oberall Bau GmbH & Co. KG für die Errichtung des Fassungsbauwerks prädestiniert“, erklärt Vanessa Baumgärtner und weist darauf hin, dass die Bauarbeiten von den Anrainern trotz anfänglicher Skepsis grundsätzlich gut angenommen wurden: „Die Poliere der Geiger-Unternehmen waren tagtäglich vor Ort und hatten als Ansprechpersonen jederzeit ein offenes Ohr für die Anliegen und Fragen der Anwohner.“

Bauarbeiten schritten zügig vor
Nach dem Abstellen des Kraftwerks Trettach II und der Ausfischung des alten Wehrkanals konnte das Projekt im März 2019 schließlich in die Umsetzungsphase übergehen. Zu Beginn der Bauarbeiten konzentrierten sich die Arbeiten auf den Abbruch der alten Wehranlage und die Einrichtung der Baustelle, bereits im April konnte mit der Rohrverlegung begonnen werden. Als Generalplaner wurde das im Wasserkraftbereich vielfach bewährte Ingenieurbüro Dr. Koch aus Kempten engagiert. Dessen Geschäftsführer Michael Schuchert weist darauf hin, dass sich die Wirtschaftlichkeitsaspekte der Anlage wie ein roter Faden durch das Projekt zogen. Hinsichtlich der Ausführung der Druckrohrleitung, die ursprünglich tiefer verlegt werden sollte, wurde die Tiefenlage unter Berücksichtigung der vielen Spartenkreuzungen im Innerortsbereich optimiert. Außerhalb des Ortskerns sowie bei der Trettach-Unterquerung mittels Betondüker wurden die möglichen Grundwasserstände berücksichtigt, um auf zusätzliche Auftriebssicherungen verzichten zu können. Die Verlegung der insgesamt 2,35 km langen Druckleitung DN1800 wurde von zwei Baukolonnen ausgeführt, die sich vom Fassungsbauwerk sowie der Mitte der Rohrtrasse aufeinander zubewegten. Nach dem Zusammenschluss des ersten Leitungsabschnitts erfolgte die Verlegung der Rohrstrecke Richtung Krafthaus, bereits Anfang August war die gesamte Druckleitung fertig verlegt. Bei der Materialauswahl hatten sich die Betreiber für die hochwertigen GFK-Rohre der Marke Amiblu entschieden. Zum Einsatz kam das System Flowtite Grey, dass neben seiner verstärkten Ausführung und der hochglatten Innenfläche eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich bringt. So ermöglicht das anwenderfreundliche Muffensystem eine gleichermaßen hohe Flexibilität und Verlegeleistung. Geringfügige Richtungsänderungen der Trassenführung konnten durch der Abwinkelbarkeit der Rohrstöße innerhalb der Verbindungsmuffen ohne zusätzliche Krümmer hergestellt werden.

Schlauchwehr sichert Hochwasserschutz
An der neuen Wehranlage kommt anstelle der vormals stählernen Wehrklappe ein mit Luft gefülltes Schlauchwehr vom deutschen Hersteller Floecksmühle zum Einsatz. Bastian Morell weist darauf hin, dass gemäß der Vorschreibungen des Hochwasserschutzes auch ohne den Neubau des Kraftwerks ein Schlauchwehr eingebaut worden wäre. Im Anlassfall kann die Luft aus der aus einem gewebebewehrtem Kautschuk gefertigten Membran innerhalb von nur 20 Minuten abgelassen und freier Durchfluss an der Wehranlage hergestellt werden. Die mittels Kompressor durchgeführte Wiederbefüllung des Schlauchwehrs mit einem Innendruck von 215 Millibar nimmt etwa 30 Minuten in Anspruch. Zusätzlich zur Absicherung der Hochwasserthematik ist mit dem Schlauchwehr auch die bislang nicht optimale Sedimentabfuhr an der Wehranlage sichergestellt. Der gesamte Stahlwasserbau der Wehranlage wurde von der bayerischen Lukas Anlagenbau GmbH ausgeführt. Zum Lieferumfang zählten unter anderem sämtliche Schützen und Absperreinrichtungen, die von einem im Wehrhaus untergebrachten Hydraulikaggregat angetrieben werden. Für den am linken Ufer errichteten Seiteneinlauf wurde zum Schutz vor größerem Treibgut ein horizontaler Grobrechen montiert. Vor dem Beginn der Druckrohrleitung halten ein vertikaler Feinrechen sowie ein dazugehöriger massiver Rechenreiniger in Schwenkausführung Geschwemmsel wie Äste oder Laub vom Eintritt in die Triebwasserstrecke ab. In Sachen Restwasserabgabe konnten mehrere Fliegen mit einer Klappe geschlagen werden. Während über den als naturnahen Beckenpass ausgeführten Fischaufstieg konstant 240 l/s abgegeben werden, wird die jahreszeitlich bedingte Restwassermenge zwischen 600, 1.060 oder 1.560 l/s über eine Wasserkraftschnecke geleitet. Bei vollem Durchfluss erreicht die vom Hersteller Rehart Group gefertigte Restwasserschnecke, die einen direkt gekoppelten Asynchron-Generator antreibt, eine Engpassleistung von 64 kW. In ökologischer Hinsicht konnte mit der Schneckenturbine die Fischdurchgängigkeit an der Wehranlage in beide Richtungen hergestellt werden. Die mit 28,3 U/min langsam drehende Schnecke bietet den Gewässerlebewesen eine sichere Passage ins Unterwasser. Darüber hinaus wird das von der Rechenreinigungsmaschine entfernte Geschwemmsel ebenfalls über die Wasserkraftschnecke direkt ins Bachbett abgegeben, wodurch sich die Betreiber den ansonsten notwendigen Entsorgungsaufwand ersparen.

Südtiroler liefern Komplettpaket
Das neue Krafthaus entstand an neuer Stelle rund 400 m unterhalb der Vereinigung von Trettach, Breitach und Stillach, wodurch ein erheblicher Fallhöhengewinn von vormals 10 auf rund 38 m erzielt wurde. Rund ein halbes Jahr nach Baubeginn konnte der Südtiroler Wasserkraftallrounder Troyer AG Ende September das stählerne Hosenrohr für den Übergang ins Krafthaus installieren. Die Gehäuse der Maschinen wurden bereits zwei Monate später montiert. „Wir waren froh, dass sich Geiger im Rahmen der Ausschreibung für die Firma Troyer entschieden hat. Schließlich hatten wir schon beim Neubau des Kraftwerks Faltenbach 2009 und bei der leittechnischen Modernisierung des Kraftwerks Warmatsgund 2016 gute Erfahrungen mit dem Unternehmen gemacht“, sagt Bastian Morell. Um das jahreszeitlich bedingt schwankende Wasserdargebot der Trettach optimal verwerten zu können, entschieden sich die Betreiber für zwei unterschiedlich groß dimensionierte Maschinen mit der Aufteilung 1/3 – 2/3. Zur Stromgewinnung steht bei optimalen Zuflussbedingungen eine gesamte Ausbauwassermenge von 5,5 m³/s zur Verfügung. Die größere der beiden horizontalachsigen Francis-Turbinen wurde auf eine Ausbauwassermenge von 3.850 l/s ausgelegt, bei vollem Wasserdargebot erreicht diese eine Engpassleistung von 1.156 kW. Bei verminderten Zuflüssen kommt die kleinere Maschine zum Einsatz, diese schafft bei einer Ausbauwassermenge von 1.650 l/s eine Engpassleistung von 527 kW. Als Energiewandler dienen zwei jeweils direkt mit den Turbinenwellen gekoppelte dreiphasige Synchron-Generatoren des italienischen Herstellers Marelli. Der größere Generator dreht wie die Turbine mit exakt 500 U/min und hat eine Nennscheinleistung von 1.450 kVA, das kleinere Gegenstück dreht mit 750 U/min und wurde auf eine Nennscheinleistung von 650 kVA ausgelegt. Beide Generatoren sind zur Minimierung der Schallemissionen mit einer Wasserkühlung ausgestattet. Um ein Einfrieren während der kalten Jahreszeit zu verhindern, wurde das Krafthaus mit einer zusätzlichen Wärmedämmung verkleidet. Troyer-Projektleiter Thomas Fiechter beschreibt vor allem die Baustellenlogistik und das Einbringen der Maschinenkomponenten ins Krafthaus als größte Projektherausforderung für die Turbinenbauer: „Weil die Zufahrt zum Krafthaus während der Bauarbeiten durch den Rückgabekanal unterbrochen war, mussten sämtliche Teile per Autokran auf eine Plattform vor dem Eingangstor gehoben werden. Erst danach konnten die einzelnen Komponenten in das Gebäude eingebracht werden.“ Neben den Maschinensätzen wurde auch die gesamte Automatisierung und Leittechnik von Troyer ausgeführt. Zur digitalen Kommunikation zwischen Krafthaus und Wehranlage dient ein Lichtwellenleiterkabel, das gemeinsam mit der Druckrohrleitung verlegt wurde. Mittels gesicherter Onlineverbindung kann die Anlage von den für die Betriebsführung zuständigen Mitarbeitern der EVO aus der Ferne überwacht und geregelt werden.

6,3 GWh Ökostrom im Regeljahr
„Ursprünglich hätte das neue Kraftwerk Illerursprung noch vor dem vergangenen Jahreswechsel in den provisorischen Betrieb gehen sollen. Dank des tatkräftigen Einsatzes der ausführenden Unternehmen wäre dies prinzipiell auch möglich gewesen. Allerdings wurde bei der genaueren Betrachtung der festgesetzten geförderten EEG-Vergütung für die kommenden 20 Jahre festgestellt, dass es aus wirtschaftlichen Gründen mehr Sinn macht, erst 2020 mit dem regulären Kraftwerksbetrieb zu starten“, führt Bastian Morell aus. Ende Februar konnten mit der Aufnahme des Probetriebs im Krafthaus schließlich die ersten Kilowattstunden Strom produziert werden. Am Fassungsbauwerk war die Inbetriebnahme der Restwasserschnecke für Mitte März geplant. Wegen der Corona-Krise musste dies allerdings auf einen späteren Zeitpunkt verschoben werden. Der länderübergreifende Ausbruch des Coronavirus brachte auch den Zeitplan für die Fertigstellung des neuen Kraftwerks durcheinander. Trotz der Unwägbarkeiten hoffen die Betreiber, dass die Anlage dennoch im heurigen Frühjahr in den Regelbetrieb übergehen kann. Im Regeljahr wird das neue Kraftwerk rund 6,3 GWh Ökostrom für das regionale Versorgungsnetz der EVO beisteuern.


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