Trifft gebündeltes Triebwasser mit mehr als 520 km/h auf ein Turbinenlaufrad, wird jedes Detail der Wasserkraftmaschine zur Frage hoher Ingenieurskunst. Genau das ist bei Las Peñas 1 im Süden von Ecuador der Fall. Mit einer Nettofallhöhe von 1.120 Metern zählt das Kraftwerk zu den technisch anspruchsvollsten Projekten, die der Südtiroler Wasserkraftspezialist TROYER bislang realisiert hat – und markiert einen echten Meilenstein in der Geschichte des Unternehmens. Für die Provinz Zamora Chinchipe ist das Projekt ebenfalls hoch relevant: Mit Las Peñas 1 und Las Peñas 2 entstehen in der Anden-Region zwei Laufwasserkraftwerke mit TROYER -Technologie, die Ecuadors Stromversorgung weiter stärken und zugleich neue Maßstäbe in Sachen Hochdruck-Wasserkraftwerke setzen. Die Inbetriebnahme beider Kraftwerke ist für Herbst 2027 avisiert.
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Pelton-Turbinen für extreme Fallhöhen in Ecuador
Die Wasserkraft gilt als das Rückgrat der ecuadorianischen Stromversorgung. Rund vier Fünftel des landesweit erzeugten Stroms stammen aus Wasserkraftwerken, die vorrangig das enorme Gefälle der Anden und die wasserreichen Zuflüsse des Amazonas nutzen. Aktuell liegt die gesamte installierte Wasserkraftleistung in Ecuador bei rund 5,4 GW – Tendenz steigend. Überregionale Bekanntheit erlangte etwa Coca Codo Sinclair, das größte Wasserkraftwerk des Landes mit 1.500 MW installierter Leistung, das 2016 ans Netz gegangen ist.
Vor dem Hintergrund eines hoch aktiven lateinamerikanischen Wasserkraftmarkts wird in der südlichen Andenprovinz Zamora Chinchipe gerade an den beiden Laufwasserkraftwerken Las Peñas 1 und Las Peñas 2 am Fluss Yacuchingari gearbeitet. Ihr Anlagenkonzept folgt jeweils einem klassischen Schema: Über flussnahe Wasserfassungen wird das Wasser zunächst einem Zuleitungskanal und anschließend einer Druckrohrleitung zugeführt, bevor es im Krafthaus mittels Pelton-Turbinen zur Stromerzeugung genutzt wird. Doch hinter diesem vertrauten Prinzip verbirgt sich eine technische Besonderheit, die selbst erfahrene Wasserkraftingenieure aufhorchen lässt: Eine Netto-Gefällstufe von 1.120 m, die beim Kraftwerk Las Peñas 1 hydroelektrisch genutzt wird.
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Spezial-Stähle für extreme Drücke im Einsatz
„Wir haben in der über 90-jährigen Geschichte der Firma TROYER bereits Anlagen mit Betriebsdrücken über 100 bar realisiert“, erzählt der Technische Leiter und Verwaltungsratsmitglied Dr.-Ing. Stefan Troyer. „Dieser extreme Hochdruck-Bereich ist somit für uns kein Neuland. Las Peñas 1 ist aber doch eine besondere Herausforderung, da es neben der außergewöhnlich großen Fallhöhe auch eine sehr beachtliche Maschinenleistung aufweist. Es ist das leistungsstärkste Höchstdruckkraftwerk, das wir bisher produzieren durften.“ Der Fachmann verweist darauf, dass immerhin jede der vier 2-düsigen Peltonturbinen im Kraftwerk Las Peñas 1 auf eine Leistung von jeweils 26,4 MW ausgelegt ist.
„Das mechanische Profil der Laufradbecher wird speziell ausgelegt, damit das Laufrad den durch den Wasserstrahl verursachten Kräften standhalten kann.“
Dr.-Ing. Stefan Troyer, Technischer Leiter TROYER
Die technischen Anforderungen bei einem Projekt dieser Größenordnung sind erheblich: Speziell die hohen Drücke, in Kombination mit relativ großen Rohrdurchmessern, stellen enorme Anforderungen an die Konstruktion und die Auswahl der Werkstoffe. Zum Einsatz kommen ausschließlich besonders widerstandsfähige Stähle, die von den üblicherweise in der Kleinwasserkraft verwendeten Werkstoffen abweichen. Die Rohrleitungen weisen Wandstärken von etwa 30 bis 40 Millimeter auf. Sämtliche Berechnungen, Konstruktionen und technische Zeichnungen müssen dementsprechend angepasst werden, damit die Komponenten den hohen Belastungen und Leistungsanforderungen dauerhaft standhalten.
Wasserstrahl trifft mit 523 km/h auf Laufradbecher
In welche Bereiche die Physik in diesem Fall vorstößt, zeigt alleine die Strahlgeschwindigkeit: Sie beträgt bei den Maschinen für Las Peñas 1 rund 145 m/s, was etwa 523 km/h entspricht. Dazu Stefan Troyer: „Dadurch rücken die mechanischen Eigenschaften und die Belastbarkeit der einzelnen Komponenten besonders stark in den Fokus. Das mechanische Profil der Becher wird speziell ausgelegt, damit das Laufrad den durch den Wasserstrahl verursachten Kräften standhalten kann. Gleichzeitig wird der Lebensdauer der Komponenten besondere Aufmerksamkeit gewidmet, da bei diesen Betriebsbedingungen mit einer erhöhten Beanspruchung und einem potenziell stärkeren Verschleiß gerechnet werden muss.“
Bei Ultra-Hochdruck-Peltonanlagen ist demnach das Laufrad weit mehr als ein besonders massiv ausgeführtes Standardbauteil. Jeder Becher wird beim Eintritt in den Hochgeschwindigkeitsstrahl schlagartig belastet und unmittelbar danach wieder entlastet – millionenfach über die Lebensdauer der Maschine. Entscheidend sind daher aus Sicht des Konstrukteurs spannungsarme Übergänge zwischen Becher und Laufradscheibe, eine hochpräzise und symmetrische Strahlteilung am Mittelschneider sowie ein auf die periodischen Anregungen abgestimmtes Schwingungsverhalten. Hydraulische Effizienz, Ermüdungsfestigkeit und Laufradmasse müssen dabei gemeinsam optimiert werden: Zusätzliche Materialstärke erhöht zwar lokal die Steifigkeit, zugleich aber auch Fliehkräfte und dynamische Belastungen. Vor diesem Hintergrund bringt TROYER seine langjährige Erfahrung und umfassende Engineering-Kompetenz gezielt in die Auslegung der Maschinen ein.
TROYER liefert sechs Pelton-Turbinen für Las Peñas
Die Turbinen für die beiden Kraftwerke weisen dabei durchaus erhebliche Unterschiede auf, auch wenn sie leistungsmäßig eng beisammen liegen. Bei Las Peñas 1 kommen vier vertikalachsige 2-düsige Peltonturbinen mit einem Schluckvermögen von jeweils 2.650 l/s zum Einsatz. Las Peñas 2 wird mit zwei ebenfalls vertikalachsigen 4-düsigen Peltonturbinen ausgestattet.“ Das Maschinenduo ist für eine Netto-Fallhöhe von 475,4 m und die doch erheblich größere Ausbauwassermenge von je 6.150 l/s konzipiert. Damit erreicht jede der Maschinen eine Nennleistung von 26,1 MW.
Eine frühzeitige Abstimmung zwischen TROYER und dem Kunden ist wesentlich, um die Auslegung der Kraftwerke und der elektromechanischen Ausrüstung optimal aufeinander abzustimmen. Nachdem die Projektentwicklung 2024 gestartet war, konnte der verbindliche Vertrag mit TROYER im September 2025 unterzeichnet werden. Seitdem wird mit Hochdruck an den Maschinen im Werk in Sterzing gearbeitet. Neben den insgesamt sechs Turbinen gehören zum Lieferumfang der Südtiroler auch Anschlussrohrleitungen, Hauptabsperrorgane, Hydraulikaggregate, Generatoren, Steuerungs- und Schutzschränke, das SCADA-System, Mittelspannungsschaltanlagen sowie Hilfsdieselgeneratoren.
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Automatisierung für Las Peñas 1 und Las Peñas 2
Auch logistisch ist das Projekt durchaus eine Herausforderung. Nach der Fertigung in Südtirol gelangen die Turbinenkomponenten zunächst innerhalb von etwa einer Woche zum europäischen Verschiffungshafen, einschließlich der erforderlichen Verladeformalitäten. Es folgt eine voraussichtlich fünf- bis sechswöchige Seereise nach Guayaquil an der Pazifikküste Ecuadors. Den anschließenden Transport zur Baustelle in der Andenprovinz Zamora Chinchipe organisiert der Auftraggeber. Mit der Auslieferung endet die Verantwortung von TROYER jedoch keineswegs. Das Unternehmen begleitet die Anlagen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg und bietet als Systempartner Leistungen in den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Automation und Service an. Ein rund um die Uhr verfügbarer Remote-Support ermöglicht die Analyse von Betriebszuständen, die gezielte Eingrenzung von Störungen und die schnelle Bearbeitung technischer Fragestellungen aus der Ferne. Gleichzeitig sorgt das umfassende Automatisierungskonzept dafür, dass Las Peñas 1 und Las Peñas 2 künftig weitgehend ohne dauerhaft vor Ort anwesendes Betriebspersonal betrieben werden können – und ermöglicht damit einen hohen Automatisierungsgrad für beide Wasserkraftanlagen.
Jahresproduktion entspricht 25–30 % des Strombedarfs von Quito
Für Ecuador kommt den beiden Kraftwerken eine Bedeutung zu, die weit über die Region Zamora Chinchipe hinausreicht. Nachdem das Land in den vergangenen Jahren wiederholt von Stromengpässen und staatlich geregelten Lastabschaltungen betroffen war, gilt der Ausbau der Erzeugungskapazitäten als zentrales Element zur Stabilisierung der Stromversorgung. Mit ihrer für Herbst 2027 geplanten Inbetriebnahme werden Las Peñas 1 und Las Peñas 2 zusammen über eine installierte Leistung von knapp 158 MW verfügen. Ihre jährliche Stromproduktion entspricht voraussichtlich rund einem Viertel bis knapp einem Drittel des Strombedarfs der Hauptstadt Quito. Für TROYER markiert das Projekt zugleich einen Meilenstein: Las Peñas 1 wird das bislang größte Wasserkraftwerk der Unternehmensgeschichte und unterstreicht die strategische Ausrichtung auf den lateinamerikanischen Markt. Gerade Ecuador gilt aufgrund seiner reichen Wasserkraftressourcen und des weiterhin hohen Ausbaubedarfs als Zukunftsmarkt mit großem Potenzial. Und die Wasserkrafttechnik aus den Alpen scheint dafür bestens geeignet zu sein.
Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 4/2026