Kleinwasserkraftwerk Sursee: Modernisierung mit horizontaler Rechenreinigung und Fischschutz

Das Kleinwasserkraftwerk Sursee an der Suhre im Kanton Luzern steht seit 2001 als Musterbeispiel für die gelungene Verbindung von effizienter Energiegewinnung, ökologischer Nachhaltigkeit und moderner Ingenieurskunst. Nun wurde das Kraftwerk, das von der Genossenschaft Windenergieanlage Diegenstal betrieben wird, modernisiert. Neben der Sanierung der Fischwanderhilfe und der Erneuerung der bestehenden Schlauchwehr wurde auch der bestehende Lochrechen durch einen horizontalen Feinrechen mit modernster Horizontalrechenreinigungsmaschine ersetzt. Das stahlwasserbauliche Equipment wurde dabei vom renommierten Südtiroler Branchenspezialisten Wild Metal geliefert, der international für seine maßgeschneiderten Stahlwasserbau-Lösungen bekannt ist. Seit kurzem ist die Anlage wieder in Vollbetrieb.

Wasserkraft in Sursee – lange Tradition an der Suhre

In der Zentralschweizer Kleinstadt Sursee, idyllisch gelegen am Ausfluss der Suhre aus dem Sempachersee, blickt man auf eine lange Geschichte der Wasserkraftnutzung zurück. Schon seit Jahrhunderten wurde das Gefälle der Suhre genutzt, um Mühlen und andere traditionelle Gewerke anzutreiben – Spuren dieser frühen Wasserbauten sind bis heute im Stadtbild sichtbar. Die moderne Stromgewinnung begann jedoch erst richtig mit der Inbetriebnahme des Kleinwasserkraftwerks Sursee im Herbst 2001, mit dessen baulicher Umsetzung im November 2000 begonnen wurde. Das durchaus Spezielle an der Ökostromanlage: Es handelt sich um das erste Kleinwasserkraftwerk im Kanton Luzern der Neuzeit, das an einem neuen Standort ohne bestehendes Wasserrecht gebaut wurde.
Von seinem Konzept her ist das Kraftwerk Sursee ein Laufkraftwerk, das rund 3,5 km unterhalb des Sempachersees situiert ist und die Suhre mit seinem rund 8 m breiten Schlauchwehr (Fabrikat Hydro-Construct) aufstaut. Im Turbinenhaus ist eine horizontalachsige, doppeltregulierte Kaplan-S-Rohrturbine eingebaut, die über einen Flachriemen einen 55 kW Asynchrongenerator antreibt. Die S-Rohrturbine ist bei einem Bruttogefälle von 3 m auf Ausbauwassermengen zwischen 0,3 und 2,0 m³/s ausgelegt. Mit diesem Equipment produziert das Ökostromkraftwerk seit 2001 zuverlässig sauberen Strom, im Regeljahr rund 200.000 kWh – genug, um damit etwa 50 bis 60 durchschnittliche Haushalte zu versorgen.

Sanierung für fischökologische Durchgängigkeit

Während die elektromechanische Ausrüstung sich zuletzt noch immer in Top-Zustand präsentierte, wies die rechtsufrig angelegte Fischaufstiegshilfe erhebliche Mängel auf. Für die Betreiber von der Genossenschaft Windenergieanlage Diegenstal war klar, dass es diese Mängel zu beheben galt. Außerdem bemühte man sich um die Integration einer Fischabstiegshilfe, die bislang nicht vorhanden war. Es lag Handlungsbedarf vor, um die Anlage nicht nur technisch, sondern auch ökologisch fit für die Zukunft zu machen. Im Zuge der Sanierungsmaßnahmen wurde daher ein neuer Mäanderfischpass (MFP) am rechten Ufer gebaut, der die fischökologische Durchgängigkeit verbessert. Um die Platzverhältnisse optimal zu nutzen, besteht der MFP im unteren Bereich aus gestreckten Becken und im oberen Bereich aus runden Becken. Für den Fischschutz und den sicheren Fischabstieg wurde der bisherige Lochrechen durch einen modernen Feinrechen mit horizontalen Stäben und einem lichten Stababstand von 15 mm ersetzt. Am unteren Ende des Rechens schließt der Bypasskanal an, der über einen Wehrhöcker und eine Stahlklappe reguliert wird und mit einer permanenten Dotation von 190 l/s beschickt wird. Die neue Rechenanlage wurde dabei vom Südtiroler Stahlwasserbauexperten Wild Metal geliefert.

Innovatives Schlauchwehrsystem für sicheren Fischabstieg

Ein spannendes und sehr innovatives Beispiel für die enge Verbindung von Technik und Ökologie stellt die Erneuerung des bestehenden Schlauchwehrs dar. Als fischabstiegstaugliche Schlauchwehranlage wurde sie am Kraftwerk Sursee erstmalig in Zusammenarbeit von Hydro-Construct mit der IUB Engineering AG aus Bern realisiert. Für den verletzungsfreien Fischabstieg bei Überwasser wurde das alte Schlauchwehr durch ein neues Schlauchwehr mit Konturmembran ersetzt. Dank der ausreichenden Spannkraft der Membrane wird ein harmonischer Überfall ins Tosbecken gewährleistet. Mit dieser speziellen Bauweise wird beim Wehrübergang ein hartes Aufprallen der absteigenden Fische auf der Wehrplatte verhindert. Positive Nebeneffekte liegen einerseits in einer Minderung der Lärmentwicklung und andererseits im Erosionsschutz für die betonierte Wehrplatte. Um die biologische Wirkungskontrolle sicherzustellen, wird eine Kombination aus Videomonitoring und PIT-Tag-Kampagne eingesetzt. Am oberen Ende der Fischaufstiegshilfe entsteht dazu ein spezieller Videoraum mit Glasscheibe zur Fischbeobachtung.

Horizontale Rechenreinigungstechnik als Kernstück der Modernisierung

Neben den ökologischen Maßnahmen lag ein Hauptaugenmerk der Modernisierung auf der Installation einer neuen, modernen horizontalen Rechenreinigungsanlage samt zusätzlichem Stahlwasserbauequipment – geliefert und installiert von der Südtiroler Wild Metal GmbH, einem international gefragten Spezialisten für maßgeschneiderte Stahlwasserbaulösungen.
Am Einlaufbereich eines Wasserkraftwerks entscheidet sich oft, wie effizient die gesamte Anlage arbeitet. Der Rechen, der Schwemmgut zurückhält und gleichzeitig auf die Fischwanderung Rücksicht nimmt, ist der einzige Zugang, durch den alles Triebwasser strömt. Hier spielen die horizontalen Rechenreinigungssysteme, wie jenes aus dem Hause Wild Metal, ihre Stärken aus: Sie bieten eine gleichmäßigere Anströmung, reduzieren die Sogwirkung und verhindern, dass Fische in gefährliche Bereiche gelangen. Für Sursee lieferte Wild Metal einen Horizontalrechen mit einer Breite von 7,8 m und einer Höhe von 1,2 m, der durch das strömungsoptimierte Fischschonprofil und die feine lichte Spaltweite von 15 mm besticht.

Vollautomatische Reinigung für maximale Effizienz

Die zentrale Rolle spielt dabei die horizontale Rechenreinigungsmaschine (RRM) – ein hydraulisch betriebenes Hightech-System, das mit einem Holzbagger und einem Schwemmgutgreifer samt Steuersitz ausgestattet ist. Auf einem Laufwagen montiert, kann der Greifer an jeder Position des Verfahrweges eingesetzt werden und entfernt effizient alles – vom feinen Laub bis hin zu schweren Baumstämmen. Unterstützt wird das System von einem leistungsfähigen Hydraulikaggregat, einer hydraulischen Fischabstiegs- und Spülklappe (400 x 850 mm) sowie einem elektromechanischen Grundablassschieber (1000 x 800 mm), die gezielt das Rechengut ins Unterwasser leiten. Ein manuell über ein Handrad zu bedienender Fischeinlaufschieber ergänzt das umfassende Paket.
Gesteuert wird die gesamte Anlage vollautomatisch. Wasserstandssensoren überwachen kontinuierlich den Druckunterschied vor und nach dem Rechen, und dank der Fernanbindung kann der Betrieb effizient auch aus der Ferne überwacht und gesteuert werden – ein großer Vorteil gerade für kleinere Betreiberteams.

Vorteile der horizontalen Rechenreinigungstechnik

Warum setzen immer mehr Kraftwerksbetreiber auf horizontale Rechenreinigungssysteme? Die Vorteile sind vielfältig. Zum einen erfüllen sie die geforderte Fischfreundlichkeit und verbinden diese mit einer hohen hydraulischen Effizienz. Horizontalrechen reduzieren nicht nur die Strömungsgeschwindigkeit am Rechen selbst, sondern verringern auch den Energieverlust der Anlage. Durch die gleichmäßigere Anströmung werden Turbinen besser ausgelastet, und die Gefahr eines Laub- oder Eisstaus wird erheblich gesenkt. Ein weiteres Plus, die gerade Anlagen von Wild Metal mitbringen: Sie zeichnen sich durch extreme Robustheit und Langlebigkeit aus. Selbst unter widrigsten Bedingungen – etwa bei Hochwasser, Eisbildung oder starkem Geschwemmsel – bleiben sie zuverlässig in Betrieb. Nicht zuletzt sorgt die durchdachte Wartungs- und Ersatzteilstrategie dafür, dass die Betriebskosten langfristig niedrig bleiben. Dank der hochwertigen Ausführung und der robusten Bauweise lassen sich sowohl Ausfallzeiten als auch Wartungsaufwand minimieren.

Wild Metal liefert maßgeschneiderte Lösungen für nachhaltige Wasserkraft

Mit der Modernisierung des Kraftwerks Sursee unterstreicht Wild Metal einmal mehr seine führende Rolle im internationalen Stahlwasserbau. Geschäftsführer Markus Wild betont: „Wir verstehen die individuellen Herausforderungen unserer Kunden und liefern Lösungen, die genau auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Unsere Maschinen sind nicht nur technisch ausgefeilt, sondern auch ein Versprechen an Qualität, Nachhaltigkeit und Zukunftssicherheit.“
Das Kraftwerk Sursee ist damit bestens gerüstet, um auch in den kommenden Jahrzehnten zuverlässig saubere Energie zu liefern – und das auf eine Weise, die Technik und Natur harmonisch miteinander verbindet.

Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 3/2025