Eigentlich war das moderne Kleinkraftwerk Santa Maria II in der norditalienischen Gemeinde Gravellona Toce am Lago Maggiore im Wesentlichen schon 2017 fertiggestellt.

Die Turbinen waren bereit für das erste Andrehen. Was aber noch fehlte, war eine letzte bürokratische Hürde. Und die zog sich als eine 26 Monate währende Pattstellung zwischen den betroffenen Behörden hin. Erst im April letzten Jahres gab es grünes Licht für das Wasserkraftwerk, das nun seit Mai 2019 am Netz ist. Die beiden ungleichen doppeltregulierten Kaplanturbinen aus dem Hause Troyer AG erzeugen seitdem zuverlässig Strom – im Regeljahr rund 900.000 kWh.

Italiens zweitgrößte Region, das Piemont, spielt eine tragende Rolle in der italienischen Energiestrategie. Derzeit arbeitet man aktiv daran, den Stromanteil aus erneuerbaren Ressourcen bis 2030 gegenüber dem Stand von 2015 nahezu zu verdoppeln: von 13,3 Prozent auf 26,2 Prozent. Gerade die Wasserkraft nimmt dabei eine zentrale Stellung ein. Bereits jetzt zählt das Piemont, nach Südtirol und dem Aostatal, zu den drei stärksten Wasserkraftregionen in Italien – und hat durchaus noch Ausbaupotenzial. Gemäß einer eingehenden Studie der TU Wien liegt das Jahrespotenzial bei knapp 52 TWh.

Wasserkraft-Technik aus Südtirol
Um die hochgesteckten Energieziele zu erreichen, leisten natürlich auch kleine Wasserkraftwerke einen nicht zu unterschätzenden Beitrag. Anlagen, wie das Kleinkraftwerk Santa Maria II, das von der Firma Idroenergy srl aus Baveno in Gravellona Toce am Lago Maggiore realisiert werden sollte. Das Unternehmen hat sich auf Kleinwasserkraftwerke spezialisiert und hat in den letzten Jahren bereits einige Anlagen verwirklicht, wie etwa das Kraftwerk Carcoforo mit einer Peltonturbine, das Kraftwerk Ramello, wo zwei bestehende Peltonturbinen saniert wurden, oder das Kraftwerk Selvaspessa mit zwei neuen Peltonturbinen. Abgesehen vom KW Carcoforo wurden die Anlagen vom Südtiroler Wasserkraft-Allrounder Troyer AG ausgerüstet, der auch für die technische Umsetzung des Kraftwerks Santa Maria II den Zuschlag erhielt. Die Kooperation hatte schon bislang immer perfekt funktioniert. Das neue Kraftwerk Santa Maria II ist aufgrund verschiedener Umstände durchaus bemerkenswert. Da wäre einmal die Lage: Das Kraftwerk befindet sich in einem Naherholungsgebiet an den Ufern des Torrente Strona und in direkter Nachbarschaft zu einigen Wohnhäusern. Somit galt es, einerseits ökologisch höchste Standards zu erfüllen und anderseits auch möglichst geräuscharm Strom zu produzieren, um die Nachbarn nicht zu stören.

Triebwasser vom Oberlieger
Konkret handelt es sich bei dem Kraftwerk um eine Niederdruckanlage, die das Triebwasser direkt aus dem Auslauf des Oberlieger-Kraftwerks Santa Maria bezieht. Das bereits turbinierte und daher praktisch sedimentfreie Wasser wird direkt in den circa 520 m langen Kraftabstieg geführt. „Die Wasserfassung wurde in einem unterirdischen Schacht ausgeführt. Dazu wurde eine Schleuse im unterirdischen Auslaufkanal gebaut, von der aus das Wasser der Oberlieger-Anlage in die Druckleitung geführt wird“, erklärt der Projektleiter der Firma Troyer, Stefan Macrina. Der erste Teil der Leitung wurde über eine Länge von circa 220 m in Stahlbetonrohren DN2200 ausgeführt, ab der Druckhaltekammer wurden Stahlrohre der Dimension DN2000 über eine Länge von circa 300 m bis zum Hosenrohr verlegt. Die Bauarbeiten beschreibt der Projektleiter als durchwegs problemlos. Die Baustelle sei leicht erreichbar und die Logistik gut durchdacht gewesen. Somit gab es auch keinerlei Konflikte mit dem öffentlichen Verkehr.

Water-to-Wire als grosse Stärke
Auch Schnittstellenprobleme hatte man bereits im Vorhinein umschifft: Die Betreiber hatten die technische Umsetzung im Wesentlichen als Water-to-Wire-Projekt den Wasserkraftspezialisten aus Sterzing übertragen. Neben den beiden Kaplan-Turbinen mit den dazugehörigen Generatoren lieferte die Troyer AG auch das Hosenrohr mit der Abmessung DN2000, DN1200 und DN800, sowie die beiden Rohrbruchklappen mit Fallgewicht, die Hydraulikanlagen, die komplette Steuerung samt Schaltschränke, die Mittelspanungsanlagen sowie den 15 kVA-Trafo – um nur die wichtigsten Kraftwerkskomponenten zu nennen. Alles aus einer Hand, eine große Stärke der Troyer AG. Im Mittelpunkt der Überlegungen standen allerdings – wie so oft – die beiden Turbinen, die ursprünglich so nicht geplant waren. Stefan Macrina: „Grundsätzlich war gemäß der Erstgenehmigung für die Anlage nur eine Turbine vorgesehen. Angesichts jahreszeitlich bedingt stark schwankender Triebwassermengen gelangte der Kunde danach zur Überzeugung, dass eine zweite, kleinere Wintermaschine die optimale Ergänzung wäre. Um nicht erneut alle Genehmigungsverfahren durchlaufen zu müssen, gelang diese Erweiterung nur, indem die Kubatur des Maschinenhauses beibehalten wurde. Und das bedeutete für unsere Techniker, dass die Maschinen so konstruiert werden mussten, dass beide darin Platz finden. Das war nicht einfach.“

Technische Raffinessen inklusive
Auch wenn es sich eher um kleinere Maschinen handelt, wurde bei beiden Kaplan-Turbinen eine Doppeltregulierung realisiert. Das heißt: Sowohl Leitapparat als auch Laufrad werden vollautomatisch an die gegebenen Durchflussbedingungen angepasst. Dabei erfolgt die Laufradverstellung nicht über die Generatorhohlwelle, sondern über einen eigens von der Firma Troyer AG entwickelten hydraulischen Verstellmechanismus. Die zwei Maschinen wurden im klassischen 1-Drittel-zu-2-Drittel-Verhältnis konzipiert. Die größere der beiden vertikalen Kaplan-Turbinen ist auf einen Ausbaudurchfluss von 3.010 l/s bei einer Nettofallhöhe von 5,33 m ausgelegt und kommt dabei auf eine Turbinenleistung von 140 kW. Die kleinere weist ein Schluckvermögen von 1.500 l/s auf und erreicht bei derselben Nettofallhöhe eine Turbinenleistung von 71 kW. Beide Maschinen treiben jeweils einen Synchrongenerator von Marelli Motori an. Während der kleinere davon für eine Generatorleistung von 80 kW konzipiert ist, ist der größere auf die doppelte Kapazität ausgelegt.

Lärmschutz für die Nachbarn
Ein wichtiger Punkt bei der Ausführung der Maschinensätze betraf die Wasserkühlung der Generatoren. Diese stellte eine zentrale Maßnahme dar, um den Geräuschpegel der Anlage möglichst niedrig zu halten. Dank der Laufruhe der Maschinen, der Wasserkühlung des Generators, der tiefen Einbausituation der Maschinen und nicht zuletzt dank eines massiven Stahlbetonbaus für das Krafthaus wurde das neue Kraftwerk Santa Maria II ein ruhiger Nachbar inmitten des Wohn- und Naherholungsgebietes im Zentrum der Kleinstadt.

Baustopp für 26 Monate
Ende November 2016 waren die Arbeiten am Kraftwerk so weit gediehen, dass das Montageteam der Firma Troyer AG anrücken konnte. Die Montagearbeiten verliefen ohne Zwischenfälle, sodass bereits im Februar 2017 alles bereit war für die Inbetriebsetzung. Doch dann stand auf einmal alles still. Behördlich war ein Baustopp verhängt worden. Aufgrund bürokratischer Probleme, wie es hieß, war man zum Warten verurteilt. „Der Betreiber konnte eigentlich nur machtlos zuschauen und warten, bis die Bürokraten der beiden Behörden sich geeinigt hatten – und das war erst nach 26 Monaten der Fall“, erinnert sich Stefan Macrina. Ende April 2019 dann das große Aufatmen bei der Idroenergy srl. Endlich gab es grünes Licht, die Wiederaufnahme der Arbeiten wurde umgehend veranlasst.

Strom für 220 Haushalte
Am 22. Mai letzten Jahres konnte es mit dem ersten Parallelbetrieb losgehen. Das Kraftwerk war am Netz. In Summe erzeugt das moderne Kleinkraftwerk Santa Maria II rund 0,9 GWh im Regeljahr und liefert damit einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klima- und Energieziele im Piemont. In Summe können damit rund 220 Haushalte mit sauberem Strom aus lokalen Ressourcen versorgt werden. Der Strom wird ins öffentliche Netz eingespeist und nach den Richtlinien des Fördergesetzes für erneuerbare Energien vergütet.
Das Kraftwerk macht sich auch optisch sehr gut im Zentrum der Kleinstadt am Lago Maggiore. Bewusst hat man auf klare Linien und dank der Holzverkleidung auf eine nachhaltige Optik gesetzt. Auch die Farbgebung im Krafthaus ist durchaus gelungen. Schließlich darf ein Kleinkraftwerk ja nicht nur effizient und betriebssicher, sondern durchaus auch ästhetisch ansprechend sein.