In St. Martin in Thurn, im Herzen des Gadertals, liefert die knapp 60 Jahre alte Kraftwerksanlage Frena seit Januar 2021 wieder zuverlässig Ökostrom.

In gerade einmal vier Monaten ist es dem Südtiroler Energieversorgungsunternehmen Alperia Greenpower gelungen, das Kleinkraftwerk am Rio Mongraven umfassend zu erneuern und zu modernisieren. Zu diesem Zweck wurde eine leistungsstarke, zwei-düsige Peltonturbine aus dem Hause Tschurtschenthaler mit 213 kW Leistung installiert. Auch die gesamte Steuerungs- und Leittechnik wurde ausgetauscht und vom Branchenspezialisten Electro Clara auf den modernsten Stand der Wasserkrafttechnik gebracht. Für ALPERIA nimmt die Ertüchtigung bestehender Kraftwerksanlagen eine zentrale Rolle in der Unternehmensstrategie ein.

Südtirol und die Wasserkraft gehören zusammen wie Maroni und Törggelen. Knapp 1.040 Wasserkraftwerke erzeugen heute rund 88 Prozent des in Südtirol erzeugten Stroms. Die Wasserkraft ist seit       langem unverzichtbar. Dank ihres Wasserreichtums und dank der Berge mit hohen Gefälllstufen weist die autonome Provinz Bozen zweifellos hervorragende Bedingungen für die Wasserkraftnutzung auf. Das gilt natürlich auch für das malerische Gadertal, das auch als das „Herz der Dolomiten“ bezeichnet wird. Es erstreckt sich über ca. 35 Kilometer in Süd-Nord-Richtung durch die nördlichen Dolomiten und schließt bei St. Lorenzen ans Pustertal an, wo auch der namensgebende Fluss – die Gader – in die Rienz einmündet. Das Gadertal ist neben seinen landschaftlichen Reizen auch dafür bekannt, dass es zum ladinischen Sprachgebiet gehört. Dank einer gewissen Abgeschiedenheit hat sich das Tal seine Urtümlichkeit und die uralte Sprache der Ladiner erhalten. Als lebendiges Zentrum der Ladiner gilt St. Martin in Thurn, das häufig auch als „Wiege der ladinischen Kultur“ bezeichnet wird. Hier befindet sich auch das Kraftwerk Frena, das seit Januar dieses Jahres wieder rundumerneuert seinen Dienst versieht.

Modernisierung für Kraftwerk aus 1962
„Das alte Kraftwerk Frena, das das Wasser aus dem Mongravenbach nutzt, stammt aus dem Jahr 1962. Es wurde 1982 und 2015 steuerungstechnisch modernisiert und sogar mit einer Fernsteuerung versehen“, erläutert    Daniele Pilotto, ein Mitarbeiter des Elektromechanik-Bereichs Alperia Greenpower, der zusammen mit dem ganzen Elektromechanik-Bereich und dem Bereich Operation das Projekt vom Anfang bis zum Ende betreut hat. 2019 hatte das Energieversorgungsunternehmen, das heute 41 Wasserkraftwerke betreibt, mit den Planungen begonnen. Verschiedene Abteilungen von Alperia und Alperia Greenpower waren bei Planung und Umsetzung mit beteiligt. Eine produktive und gut abgestimmte Kooperation, die sich bereits Anfang 2020 über die behördliche Genehmigung für den Umbau der Anlage freuen konnte. Nach weiteren Vorarbeiten, Detailplanungen und Ausschreibungen konnten die Arbeiten im Oktober letzten Jahres beginnen. „Der enge Zeitrahmen, das Projekt innerhalb von nur vier Monaten zu realisieren, war ohne Zweifel die größte Herausforderung im Rahmen dieses Projekts. Trotz des schneereichen Winters und trotz der Corona-bedingten Restriktionen konnten die gesamten Arbeiten in der Wintersaison 2020/2021 erfolgreich abgewickelt werden. Um eine möglichst hohe Sicherheit auf der Baustelle zu gewährleisten, haben wir mit einem spezialisierten Sicherheitsexperten zusammengearbeitet. Das hat sich bewährt“, erzählt Daniele Pilotto und ergänzt: „Dass wir den Zeitplan so perfekt einhalten konnten, liegt natürlich auch an unseren Partnern, auf die wir uns voll verlassen konnten.“

Turbinenkonzept wird beibehalten
Von seinem Grundkonzept her handelt es sich beim Kraftwerk Frena um ein Hochdruck-Kraftwerk, das über eine Wasserfassung am Mongravenbach auf ca. 1.575 m Seehöhe verfügt. Die Fassung besteht aus einem kleinen Speicher mit einem Fassungsvermögen von rund 255 m3. Von diesem Becken aus gelangt das Triebwasser über eine unterirdisch verlegte Druckrohrleitung aus Stahl bis zum Krafthaus. Dabei überwindet das Wasser eine natürliche Gefällsstufe von etwa 78 Meter. Nachdem das Wasser von der Turbine abgearbeitet wurde, wird es über einen Unterwasserkanal zurück in den Mongravenbach geleitet. Im Krafthaus selbst befand sich schon vor dem Umbau eine 2-düsige Peltonturbine. Dieses Konzept sollte auch für den Umbau beibehalten werden, wie Daniele Pilotto näher ausführt: „Um den Charakter der Anlage nicht zu verändern und nicht zuletzt auch aus hydraulischen Gründen wurde eine ähnliche Lösung wie im Altbestand gewählt. Aus zeitlichen Gründen haben wir uns dann auch für das Konzept mit einer Flender-Kupplung und der 2-Lager-Anordnung entschieden.“ Außerdem wurde im Krafthaus ein neues Bypasssystem mit Energievernichter installiert.

20 Prozent mehr Leistung
Konkret setzten die erfahrenen Wasserkraftbetreiber von Alperia Greenpower auf das Know-how eines bekannten Südtiroler Wasserkraftspezialisten – auf die Firma Tschurtschenthaler aus Sexten, die sich mittlerweile seit über 43 Jahren am Markt behauptet. Von ganz kleinen Trinkwasserturbinen bis hin zu großen Maschinen mit mehreren Megawatt Leistung reicht die Referenzliste und das Leistungsportfolio der renommierten Wasserkraftspezialisten. Im Fall des Kraftwerks Frena wurde die Firma Tschurtschenthaler mit der gesamten elektromechanischen Ausrüstung des Kraftwerks betraut. Das Turbinenbauunternehmen lieferte dafür eine maßgeschneiderte Peltonturbine, die perfekt auf die Rahmenbedingungen – eine Fallhöhe von 78,5 m und einen Ausbaudurchfluss von 310 l/s – ausgelegt wurde. Dabei war ein wichtiges Kriterium, dass die Turbine exakt den Maßen, Radien und Profilen des Altbestands entsprechen musste, um die Montage möglichst einfach und damit die Stillstandszeiten für den Umbau möglichst kurz zu halten. Bei der Turbine handelt es sich um eine horizontalachsige, 2-düsige Peltonturbine mit einem 700 mm großen Laufrad, das mit 18 Peltonbechern ausgestattet ist. Sie treibt mit 500 Upm einen gekoppelten Synchrongenerator vom deutschen Hersteller AEM an, der ebenfalls im Lieferumfang des Südtiroler Branchenspezialisten inkludiert war. Die nach modernsten Kriterien hergestellte Turbine erreicht dabei eine Nominalleistung von 213 kW, was die Betreiber absolut zufrieden stimmt. Daniele Pilotto: „Wir haben zwar noch keine Wirkungsgradtests durchgeführt, konnten aber schon jetzt unter Volllast ein Leistungsplus von 20 Prozent feststellen. Das ist beachtlich. Generell sind wir mit der Zusammenarbeit mit der Firma Tschurtschenthaler sehr zufrieden, nicht zuletzt, weil wir uns in jeder Situation auf diesen Partner voll verlassen konnten.“

Leitsystem am neuesten Stand
Für die Implementierung der neuen Steuerungs- und Leittechnik sorgte im Auftrag der Firma Tschurtschenthaler der in der Branche ebenfalls bestens bekannte Automatisierungsspezialist Electro Clara. Der Auftrag war für Electro Clara insofern speziell, als sich der Anlagenstandort im Bergsteigerdorf Kampill innerhalb der Gemeinde St. Martin in Thurn befindet. Das bekannte Bergsteigerdorf auf 1.400 m Seehöhe ist zugleich die ursprüngliche Heimat des Unternehmens, das hier 1979 gegründet wurde und erst 2008 nach Enneberg übersiedelte.  „Daher war dieses Projekt für uns ein echtes Heimspiel – und somit wirklich etwas Besonderes“, sagt Firmenchef Janpaul Clara. Das Team von Electro Clara ersetzte das alte Steuerungssystem aus den 1980ern durch ein modernes Leitsystem, in dessen Mittelpunkt das normierte IO-Link steht. Dabei handelt es sich um ein Kommunikationssystem zur Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren an ein Automatisierungssystem. Sowohl die elektrischen Anschlussdaten als auch ein digitales Kommunikationsprotokoll, über das die Sensoren und Aktoren mit dem Automatisierungssystem in Datenaustausch treten, sind dabei standardisiert. Über den so genannten IO-Master als Schnittstelle erfolgt die Verbindung zur übergeordneten Steuerung. „Fast die gesamte Instrumentierung ist nun mit IO-Link ausgerüstet, was uns letztlich wesentlich mehr Optionen in der Steuerung der Anlage erlaubt. Die Datenübertragung an die Fernleitzentrale in Kardaun wurde von Electro Clara gemäß ALPERIA-Standards umgesetzt“, erklärt Pilotto. Darüber hinaus integrierte der Automatisierungsprofi aus Enneberg auch noch die Steuerung für das gesamte neue Bypasssystem inklusive Energievernichter. Dies ist insofern von Bedeutung, da auf diese Weise der Betrieb der Unterlieger­anlage im Falle eines ungeplanten Stillstands nicht beeinflusst wird.

Baustein in der Unternehmensstrategie
Von Anfang Oktober letzten Jahres bis Ende Januar, also in rekordverdächtigen vier Monaten, gelang Alperia Greenpower mit ihren Partnern die Modernisierung des knapp 60 Jahre alten Kraftwerks am Mongravenbach. Daniele Pilotto, der das Projekt von Anfang bis Ende betreute, rechnet damit, dass das Kleinkraftwerk im Jahr für circa drei Monate unter Volllastbedingungen betrieben werden kann. Mit Blick auf den Leistungs-Boost von immerhin 20 Prozent – ohne Veränderung der hydraulischen Voraussetzungen – können die Bauherren absolut positiv bilanzieren. „Das Kraftwerk ist nun seit 3. Februar dieses Jahres wieder in Betrieb – und läuft seitdem einwandfrei. Wir sind sehr zufrieden“, sagt Daniele Pilotto. Er verweist abschließend darauf, dass das Kleinkraftwerk Frena trotz seiner nicht allzu großen Leistungsdimension eine wichtige Bedeutung in der Unternehmensstrategie von ALPERIA zukommt. Schließlich, so der Projektleiter, spiegle sich die Rolle von ALPERIA bei der Energiewende und dem Streben nach Nachhaltigkeit auch in den Investitionen für Erneuerungen alter Anlagen sowie Effizienzverbesserungen wider. So gesehen ist das rundumerneuerte Kraftwerk Frena im Gadertal ein echtes Vorzeigeprojekt.