Kraftwerk Fleiß 1: Modernisierung eines alpinen Wasserkraftwerks in Kärnten

Zwischen den steilen Bergflanken der Hohen Tauern, wo der Großglockner sein Relief über das Tal spannt und der Groß- sowie der Kleinfleißbach ihr Wasser aus hochalpinen Quellen führen, liegt das Wasserkraftwerk Fleiß 1. Seit seiner Inbetriebnahme im Jahr 1948 versorgt es die Region um Heiligenblut in Kärnten zuverlässig mit elektrischer Energie. Mehr als sieben Jahrzehnte nach der Errichtung wurde die Anlage umfassend modernisiert – ein Projekt, das in enger Partnerschaft zwischen der KELAG als Betreiberin und Voith Hydro als Technologiepartner realisiert wurde. Im Mittelpunkt der Modernisierung standen die Weiterentwicklung der Maschinentechnik, eine optimierte hydraulische Nutzung sowie eine zukunftsorientierte, nachhaltige Betriebsführung. Die Planungen dafür begannen im Jahr 2022.

Wasserkraftwerk Fleiß 1: Alpiner Standort als stabiler Eckpfeiler der Energieversorgung

Der Standort Fleiß 1 profitiert von den natürlichen Gefällen und den hydrologischen Eigenschaften des Groß- und des Kleinfleißbachs, deren saisonale Dynamik – geprägt von Schneeschmelze, Niederschlagsereignissen und dem hochalpinen Einzugsgebiet – den Kraftwerksbetrieb gleichermaßen herausfordert wie ermöglicht. Trotz dieser variierenden Zuflussmengen arbeitet die Anlage im Netzparallelbetrieb mit hoher Kontinuität und bildet einen verlässlichen Eckpfeiler der regionalen Energieversorgung. Die konstante Bereitstellung des Triebwassers schafft die Grundlage für einen stabilen Laufkraftwerksbetrieb, der langfristig planbare Einspeiseleistung sicherstellt. Gerade im alpinen Kontext, in dem Hydrologie und Technik in besonderer Weise ineinandergreifen, erfordert die Modernisierung der maschinentechnischen Ausstattung ein hohes Maß an Präzision und systemspezifischem Know-how.
Die im November 2022 veröffentlichte Ausschreibung der KELAG markierte den Startpunkt für die Modernisierung der maschinentechnischen Ausstattung von Fleiß 1. Im Mittelpunkt standen dabei die Erneuerung des Maschinensatzes, die hydraulische Feinanpassung der relevanten Schnittstellen sowie eine nachhaltige Verbesserung des Betriebsverhaltens.

Modernisierung der Maschinentechnik als Antwort auf alpine Hydrologie

Die Modernisierung umfasste den vollständigen Austausch des elektromechanischen Maschinensatzes. Voith lieferte und montierte eine vertikale, vierdüsige Peltonturbine, einen wassergekühlten Synchrongenerator, einen Kugelhahn, ein Ringkolbenventil zur Wasserweitergabe sowie sämtliche Nebenaggregate einschließlich der Hydraulik- und Kühlsysteme. Ergänzend wurden das Anschlussrohr an die bestehende Druckrohrleitung sowie die Nebenauslassleitung erneuert und mit einem passenden Absperrorgan ausgestattet.
Die neue Peltonturbine des Typs PV4i-970/210 ersetzt zwei ältere, zweidüsige Maschinen. Ausgelegt für hohe Fallhöhen und variable Zuflüsse erzielt sie trotz kompakter Bauweise deutlich verbesserte Wirkungsgrade. Die hydraulische Energie des Groß- und des Kleinfleißbachs wird mit einer Bruttofallhöhe von 356,35 m und einer Nettofallhöhe von 316,05 m bei einem Nenndurchfluss von 1 m³/s in elektrische Leistung umgesetzt. Die Generatorleistung beträgt 2.851 kW bei 750 U/min.
Der direkt gekuppelte, wassergekühlte Synchrongenerator ist auf minimale Wartungsanforderungen hin konstruiert. Der Einbau des neuen Maschinensatzes erforderte die vollständige Entkernung der Maschinenhalle, den Umbau des Unterwasser-Kanals sowie die Errichtung eines neuen Maschinenfundaments.

„Die neue Peltonturbine ist präzise auf das bestehende hydraulische System abgestimmt. Ihr Design erlaubt einen stabilen Betrieb, selbst bei variablen Zuflüssen und sorgt gleichzeitig für einen optimalen Wirkungsgrad über den gesamten Lastbereich“, betont Manuel Schmalzl, Lead Ingenieur bei Voith.

Montage und Logistik unter hochalpinen Bedingungen

Die Umsetzung der Modernisierung im hochalpinen Gelände erforderte eine detaillierte logistische Planung. Aufgrund der topografischen Einschränkungen konnten die Großkomponenten ausschließlich mit kleinvolumigen Lkws und Spezialtransportern angeliefert werden. Der Generator wurde mithilfe eines externen Kranarms über eine schmale Öffnung in das Maschinenhaus eingebracht – ein Vorgang, der eine exakte Abstimmung zwischen Transportleitung, Kranpersonal und Montageingenieur:innen erforderte.
Da der Hallenkran erst rund zwei Meter innerhalb der Halle einsetzbar war, musste der Übergang vom externen auf den internen Hebezug exakt im Gleichgewichtspunkt erfolgen. Diese Übergabe erforderte eine Kombination aus Erfahrung, Feingefühl und millimetergenauer Synchronisation.
Während der Montage machten sich typische alpine Einflüsse bemerkbar – wechselhaftes Wetter, Schneefall, Temperaturschwankungen und die schwankende Wasserführung der Flleißbäche. Dennoch konnte durch die enge und präzise Zusammenarbeit zwischen KELAG, Voith und den beteiligten Fachbereichen die Installation der Turbine, des Generators sowie der hydraulischen Nebenaggregate erfolgreich umgesetzt werden. Seit der Inbetriebnahme im Herbst 2025 läuft die modernisierte Maschinentechnik zuverlässig und stabil.

„Es war uns wichtig, Bewährtes zu erhalten und gleichzeitig Zukunftsfähigkeit zu schaffen. Diese Balance aus technischer Innovation und sorgfältiger Berücksichtigung der Standortbedingungen hat dieses Projekt geprägt“, sagt Simone Sommergruber, Project Manager bei Voith.

Hydraulische Optimierung der Turbinenanbindung

Ein wesentlicher Bestandteil des Projekts war die hydraulische Feinabstimmung der zur Maschinentechnik gehörenden Schnittstellen, insbesondere der bestehenden Druckrohrleitung im Bereich der Turbinenanbindung. Durch ein hydraulisch optimiertes Turbineneinlaufrohr konnten Strömungsverluste reduziert und die Energieübertragung zur Turbine verbessert werden.
Die neu ausgelegte Turbine wurde präzise an die aktuellen Betriebsbedingungen angepasst. Das optimierte Steuerverhalten der Düsen ermöglicht eine feinfühlige und zugleich schnelle Regelung des Durchflusses und erhöht damit die Betriebssicherheit des Maschinensatzes erheblich. Die Düsenstöcke sind für hohe Schaltfrequenzen ausgelegt und gewährleisten eine konstante, reproduzierbare Regelcharakteristik über den gesamten Lastbereich.
Ergänzend zur Hauptausrüstung wurde zur geregelten Wasserweitergabe ein neues hydraulisch betätigtes Bypass-System in das Turbineneinlaufrohr integriert. Das präzise Ansprechverhalten des zu diesem Zweck installierten Ringkolbenventils DN 200 PN 40 trägt zusätzlich zur Betriebssicherheit bei. So entsteht ein hydraulisch und mechanisch fein abgestimmtes Gesamtsystem, das Effizienz, Betriebssicherheit und Nachhaltigkeit unter alpinen Bedingungen gleichermaßen stärkt.

Technische Weiterentwicklung ohne zusätzliche Eingriffe in die Alpenlandschaft

Von der Vertragsklärung 2022 über die Fertigung und Montage bis zur Inbetriebnahme im Herbst 2025 wurde das Projekt durch eine präzise abgestimmte Zusammenarbeit zwischen KELAG und Voith getragen. Klare Kommunikationsstrukturen, regelmäßige Fortschrittsabstimmungen und ein sorgfältig geführtes Dokumentationsmanagement stellten die qualitätsgerechte Umsetzung sicher.
Die Erneuerung des Maschinensatzes unterstützt zudem die langfristige Nachhaltigkeitsstrategie der KELAG in Form des ausgewogenen Ausbaus der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen. Durch die Nutzung vorhandener Strukturen sowie den Einsatz moderner Technik konnten potenzielle Umweltbelastungen reduziert und der Wartungsaufwand verringert werden. Ein Großteil der Fertigung, Montage und Qualitätsprüfung der Komponenten erfolgte in Österreich – insbesondere am Voith-Standort St. Pölten und stärkt damit die regionale Wertschöpfungskette.
Mit der modernisierten Peltonturbine, der hydraulisch optimierten Einbindung und einer präzisen Systemintegration wurde der Maschinensatz an diesem alpinen Standort technisch auf ein neues Effizienzniveau gehoben. Das Zusammenspiel aus ingenieurtechnischer Präzision, ressourcenschonender Umsetzung und standortgerechter Planung zeigt, wie ein bestehender Kraftwerksstandort unter anspruchsvollen topografischen Bedingungen weiterentwickelt werden kann, ohne neue Eingriffe in die sensible Gebirgslandschaft vorzunehmen.

Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 6/2025