Vom Legacy-System zur vollautomatisierten Anlage: Geppert Electric revitalisiert Rognsfossen

Mehr als 35 Jahre nach seiner Inbetriebnahme wurde das norwegische Wasserkraftwerk Rognsfossen einer umfassenden elektro- und steuerungstechnischen Modernisierung unterzogen. Innerhalb von lediglich sieben Monaten realisierte das ­kroatische Unternehmen Geppert Electric die vollständige Erneuerung der Leittechnik, Schutz- und Steuerungssysteme sowie der Eigenbedarfsversorgung und integrierte dabei die bestehende elektromechanische Ausrüstung in eine moderne digitale Anlagenarchitektur. Die Revitalisierung sollte somit zu weit mehr werden als zu einem reinen Komponententausch – und stellte das Engineering-Team von Geppert Electric vor erhebliche Herausforderungen: Unvollständige Bestandsunterlagen, zahlreiche im Laufe der Jahrzehnte vorgenommene Änderungen und ein extrem enges Zeitfenster bis zum Frühjahrshochwasser machten das Projekt zu einer anspruchsvollen Engineering-Aufgabe mit Vorzeigecharakter.

Modernisierung des Wasserkraftwerks Rognsfossen

Inmitten der von Bergen, Seen und Fjorden geprägten Landschaft Westnorwegens liegt in der Kommune Voss das Wasserkraftwerk Rognsfossen, benannt nach dem gleichnamigen Wasserfall in nächster Umgebung. Die Ende der 1980er-Jahre in Betrieb genommene Anlage nutzt das natürliche Wasserkraftpotenzial der niederschlagsreichen Region und übernimmt seither eine wichtige Funktion für die lokale Stromerzeugung und Wasserregulierung. Zugleich steht Rognsfossen mit seinem charakteristischen, in Ziegelbauweise errichteten Krafthaus beispielhaft für jene sachlich-funktionale Kraftwerksarchitektur, die sich harmonisch in das norwegische Landschaftsbild einfügt und die im Grunde typisch für norwegische Wasserkraftwerke ist. Für den Betreiber Voss Energi bildet das Kraftwerk seit mehr als drei Jahrzehnten einen verlässlichen Bestandteil des regionalen Erzeugungsportfolios, das wie in den meisten Regionen Norwegens von der Wasserkraft geprägt ist.

Modernisierung war unumgänglich

Das Kraftwerk Rognsfossen verfügt über zwei unterschiedlich dimensionierte Maschinensätze: Als Hauptaggregat dient eine vertikale Kaplan-Turbine mit einer Leistung von 5,4 MW und einem Schluckvermögen von rund 40 m³/s, ergänzt durch eine horizontale Francis-Turbine mit 700 kW und einer Ausbauwassermenge von rund 4,15 m³/s. Beide Einheiten sind in die Wasserstandsregelung eingebunden und speisen ihre Energie über Transformatoren und eine 12-kV-Schaltanlage in das öffentliche Netz ein. Während die maschinelle Ausrüstung über Jahrzehnte zuverlässig ihren Dienst verrichtete, war die elektro- und leittechnische Infrastruktur zunehmend an ihre Grenzen gestoßen. Die Steuerungs- und Schutztechnik stammte in wesentlichen Teilen noch aus der Inbetriebnahmezeit Ende der 1980er-Jahre und war im Laufe der Jahrzehnte mehrfach erweitert, umverdrahtet und punktuell angepasst worden. Hinzu kamen unvollständige oder nicht mehr dem tatsächlichen Anlagenzustand entsprechende Bestandsunterlagen, sodass Wartung, Fehlersuche und künftige Erweiterungen immer aufwendiger wurden. Besonders betroffen waren dabei etwa der Schaltschrank des automatischen Generatorspannungsreglers (AVR), der zentrale Steuerschrank mit einer zuvor installierten Siemens-S7-300-SPS für die ökologische Abflussregelung und die Wasserstandsregelung sowie die Steuerung der Wehrklappen an der Wasserfassung, die bereits mehrfach Gegenstand von Modernisierungsmaßnahmen gewesen war. „Zwar führten einzelne Eingriffe jeweils zu kurzfristigen Verbesserungen, die grundlegenden Ursachen konnten jedoch nicht nachhaltig beseitigt werden. Diese punktuellen Modernisierungen waren zwar gut gemeint, erhöhten jedoch die Komplexität der Anlage und erschwerten spätere Erweiterungen. Letztlich machten sie eine umfassende und systematisch geplante Modernisierung der Steuerungs- und Elektrotechnik erforderlich“, erklärt Branimir Vrdoljak, Technischer Direktor bei Geppert Electric.

Bestandsaufnahme als Basis für die Modernisierung

Am Beginn der Modernisierung stand daher eine umfassende Bestandsaufnahme der tatsächlich vorhandenen Anlage. Das Projektteam von Geppert Electric sichtete zunächst die verfügbaren, überwiegend norwegischsprachigen Bestandsunterlagen aus der Inbetriebnahmezeit und glich diese systematisch mit dem realen Anlagenzustand ab. Dabei zeigte sich rasch, dass zahlreiche Änderungen der vergangenen Jahrzehnte – von Umverdrahtungen in den Schaltschränken über ausgetauschte Sensorik bis hin zu Anpassungen an der Turbinenregelung – nur unvollständig oder gar nicht dokumentiert worden waren. Um dennoch eine verlässliche Grundlage für das weitere Engineering zu schaffen, wurden gezielte Vor-Ort-Inspektionen und Funktionsprüfungen durchgeführt. Dazu zählten unter anderem die detaillierte Diagnose der Turbinenregelung, Messungen an der Kaplan-Turbine sowie die Überprüfung der vorhandenen Spannungs- und Betriebsebenen. Erst auf Basis dieser Erhebung ließ sich eindeutig festlegen, welche Systeme weiterverwendet, welche Schnittstellen neu aufgebaut und welche Komponenten vollständig ersetzt werden mussten.

Geppert Electric erneuert die Kraftwerksautomatisierung

Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse erfolgte anschließend die schrittweise Erneuerung der zentralen Steuerungs- und Schutztechnik des Kraftwerks. Verantwortlich für Planung und Umsetzung war Geppert Electric d.o.o., ein in Split in Kroatien ansässiges Engineering- und Systemintegrationsunternehmen. Die Mitglieder des Projektteams verfügen jeweils über 10 bis 15 Jahre Erfahrung in der elektrischen Ausrüstung, Automatisierung, Schutztechnik und Inbetriebnahme kleiner und mittelgroßer Wasserkraftwerke. Für die umfangreichen Montage-, Inbetriebnahme- und Serviceleistungen gründete das Unternehmen die registrierte norwegische Zweigniederlassung Geppert Electric d.o.o. NUF (Org.-Nr. 934 430 387). Sie ermöglichte die regelkonforme Projektabwicklung vor Ort und bildet zugleich die Grundlage für das langfristige Engagement von Geppert Electric im norwegischen Wasserkraftmarkt.

Geppert Electric entwickelt die Systemarchitektur

Die neue Turbinen- und Anlagenregelung wurde als Teil des von Geppert Electric entwickelten AnyH Control Systems realisiert. Die eingesetzten Komponenten von Siemens dienen dabei als Technologieplattform. Die funktionale Auslegung, die Applikationssoftware sowie die Schutz- und Synchronisierungskonzepte, Systemintegration, Prüfung und Inbetriebnahme lagen bei Geppert Electric. Das System umfasst unter anderem die Leitapparat-, Drehzahl- und Wirkleistungsregelung sowie die Wasserstands- und Wehrklappenregelung. Für beide Maschinensätze installierte Geppert Electric vollständig neue Steuerungs- und Schutzschränke, die mit modernen Siemens-SPSen der Baureihe S7-1500 sowie digitalen SIPROTEC-Schutzrelais ausgestattet wurden. Die neue Architektur vereint Maschinensteuerung, Generator- und Transformatorschutz sowie Synchronisierung in einem durchgängigen Automatisierungskonzept und ersetzt die über Jahrzehnte gewachsene, heterogene Leittechnik. Ergänzt wird das System durch lokale Bedien- und Visualisierungseinheiten (HMI), die eine intuitive Anlagenführung ermöglichen und den Betrieb ebenso wie Wartungs- und Diagnosearbeiten deutlich vereinfachen. Gleichzeitig wurde ein neuer zentraler Leitschrank installiert, der die übergeordneten Anlagenfunktionen, die Hilfssysteme sowie die Anbindung an die Mittelspannungsebene koordiniert und damit das Herzstück der modernisierten Kraftwerksautomatisierung bildet.

Intelligente Restwasserregelung

Ein technischer Schwerpunkt des Projekts war die neue Restwasser- und Wasserstandsregelung. Zwei PID-Regler koordinieren die Leistung beider Turbinen mit der Stellung der Wehrklappe. Solange der Flusszufluss unterhalb der verfügbaren Kraftwerkskapazität liegt, hält der Anlagenregler den saisonalen Sollwasserstand allein über die Turbinen, während die Wehrklappe geschlossen bleibt. Erst wenn die volle Turbinenkapazität ausgeschöpft ist, übernimmt der zweite PID-Regler die Klappenregelung. Die saisonalen Sollwerte von 70,71 m im Winter und 70,99 m im Sommer gewährleisten zugleich den ökologischen Mindestabfluss von 2 m³/s. Bei einem Messwertausfall oder Turbinenstillstand öffnet die Klappe automatisch zum Schutz der Oberwasserinfrastruktur.

Neues SCADA-System für Rognsfossen

Ein weiterer Schwerpunkt der Revitalisierung lag auf der vollständigen Erneuerung der Kraftwerksleittechnik. Als zentrales Bedien- und Überwachungssystem implementierte Geppert Electric eine moderne SCADA-Lösung auf Basis von Siemens WinCC Unified, über die sämtliche Anlagenzustände, Betriebsdaten und Meldungen grafisch visualisiert und zentral verwaltet werden. Zu den erweiterten Funktionen zählen unter anderem Berichte und Trenddarstellungen, SMS-Benachrichtigungen, Leistungsfahrpläne sowie der mobile Bedienzugriff über ein Tablet. Die neue Leitwarte verschafft dem Betreiber eine deutlich verbesserte Prozessüberwachung, unterstützt die schnelle Analyse von Störungen und vereinfacht Diagnose- sowie Wartungsarbeiten. Gleichzeitig wurde das Kraftwerk über eine SICAM A8000-Remote-Terminal-Unit an die zentrale Leitstelle von Voss Energi angebunden. Die sichere Datenkommunikation in Echtzeit sowie ein VPN-gestützter Fernzugriff schaffen die Voraussetzungen für eine effiziente Fernüberwachung und -bedienung der Anlage und heben den Automatisierungsgrad des Kraftwerks auf ein zeitgemäßes Niveau.

Modernisierung für wartungsfreundlichen Betrieb

Parallel zur Erneuerung der Leittechnik wurde auch die gesamte Eigenbedarfsversorgung des Kraftwerks auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Geppert Electric ersetzte die AC-/DC-Verteilungen ebenso wie die 220-Volt-Gleichstromversorgung einschließlich Batterieladeeinrichtung und installierte eine neue Batterieanlage mit einer Kapazität von 152 Ah, welche die Versorgung sicherheitsrelevanter Systeme auch bei einem Ausfall der externen Stromversorgung gewährleistet. Ergänzt wurden diese Maßnahmen durch die im Projektumfang erforderliche Niederspannungsverkabelung mit halogenfreien und flammwidrigen Energie- und Signalkabeln. Darüber hinaus erhielt auch die Wasserfassung einen neuen Steuerschrank mit eigener SPS, über den Rechenreinigungsautomatik, Wehrklappensteuerung und weitere Einlaufbauwerke zuverlässig geregelt werden. Die Modernisierung sämtlicher Hilfs- und Versorgungssysteme schafft damit die Grundlage für einen dauerhaft sicheren, wartungsfreundlichen und hochverfügbaren Anlagenbetrieb.

Projektumsetzung innerhalb von sieben Monaten

Eine besondere Herausforderung bestand schließlich darin, die neue Automatisierungs- und Elektrotechnik nahtlos in die bestehende Kraftwerksinfrastruktur einzubinden. So wurden die vorhandenen Generatoren, Transformatoren, die Mittelspannungsschaltanlage, die Erregersysteme sowie verschiedene hydraulische Einrichtungen erfolgreich in das neue Leitsystem integriert, ohne deren bewährte Funktionalität zu beeinträchtigen. Umfangreiche Werksprüfungen, die Parametrierung sämtlicher Komponenten sowie eine sorgfältig vorbereitete Inbetriebnahme stellten sicher, dass sämtliche Schnittstellen zuverlässig zusammenarbeiteten. Trotz des engen Zeitrahmens von lediglich sieben Monaten – vom Auftrag im Oktober 2024 bis zur Wiederinbetriebnahme vor Beginn des Frühjahrshochwassers 2025 – konnte das Projekt termingerecht abgeschlossen werden. Zum Lieferumfang gehörten darüber hinaus Betriebshandbücher, Elektropläne, funktionale und technische Dokumentationen sowie SCADA- und HMI-Texte in englischer und norwegischer Sprache.

Erste Norwegen-Referenz für Geppert Electric

„Für uns bedeutet das Projekt weit mehr als eine klassische Modernisierung der Elektro- und Leittechnik“, erklärt Teo Krtalić, Executive Director von Geppert Electric. Das Engineering-Team, das über 10 bis 15 Jahre Erfahrung im Klein- und Mittelwasserkraftwerkssektor – zwischen 100 kW und 35 MVA – verfügt, war laut Angaben des Ingenieurs dabei in vielerlei Hinsicht gefordert. Als erste Referenz des kroatischen Spezialisten in Norwegen galt es zunächst, die organisatorischen und regulatorischen Voraussetzungen für die Projektabwicklung zu schaffen. Dazu zählte auch die Gründung der registrierten norwegischen Zweigniederlassung Geppert Electric d.o.o. NUF (Org.-Nr. 934 430 387), über die Montage und Inbetriebnahme entsprechend den nationalen Vorgaben abgewickelt werden konnten. Gleichzeitig verlangten die unvollständige Bestandsdokumentation, zahlreiche über Jahrzehnte vorgenommene Änderungen sowie der ambitionierte Zeitplan ein hohes Maß an Engineering-Kompetenz und Flexibilität. Umso wichtiger war die enge Zusammenarbeit mit dem Betreiber Voss Energi, dessen Mitarbeiter das Projektteam sowohl bei der Sichtung historischer Unterlagen als auch bei der Klärung zahlreicher Detailfragen vor Ort unterstützten. Erst dieses partnerschaftliche Zusammenwirken schuf die Grundlage für eine zielgerichtete Planung und die termingerechte Umsetzung der umfassenden Modernisierung. Dass die Partnerschaft hervorragend funktionierte, bestätigt Dag Arild Jensen von TendraNett AS, einem Unternehmen der Voss Energi Group: „Rognsfossen ist nun fertiggestellt und mit Nennleistung am Netz. Es war für uns eine Freude, bei diesem Projekt mit Branimir und Bruno zusammenzuarbeiten.“ Auch Yngve Tranøy, Project and Development Manager bei Voss Energi Produksjon AS, hebt den Einsatz, die Fachkompetenz und die gute Zusammenarbeit zwischen den internen und externen Projektbeteiligten hervor.

In der Revitalisierung liegt enormes Potenzial

In einem Land wie Norwegen, dessen Stromversorgung nahezu vollständig auf Wasserkraft basiert, kommt der langfristigen Modernisierung bestehender Kraftwerksanlagen eine zentrale Bedeutung zu. Ein Großteil der Anlagen wurde bereits vor mehreren Jahrzehnten errichtet und verfügt nach wie vor über eine leistungsfähige wasserbauliche und maschinentechnische Infrastruktur. Umso größer ist das Potenzial, diese Bestandskraftwerke durch die Erneuerung ihrer Elektro-, Steuerungs- und Leittechnik fit für die Zukunft zu machen. Moderne Automatisierungslösungen erhöhen nicht nur die Anlagenverfügbarkeit und Betriebssicherheit, sondern ermöglichen auch eine präzisere Prozessführung, eine effizientere Fernüberwachung sowie eine deutlich vereinfachte Wartung und Fehlerdiagnose. Die erfolgreiche Revitalisierung des Kraftwerks Rognsfossen zeigt, welchen Beitrag intelligente Steuerungs- und Leittechnik dazu leisten kann, bewährte Wasserkraftanlagen wirtschaftlich und technisch für die kommenden Jahrzehnte auszurichten. Für Geppert Electric markiert das Projekt zugleich die erste wichtige Referenz in Norwegen. Mit der Zweigniederlassung Geppert Electric d.o.o. NUF verfügt das Unternehmen zudem über eine dauerhaft angelegte lokale Grundlage für weitere Modernisierungs-, Automatisierungs- und Serviceprojekte im norwegischen Wasserkraftsektor.

Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 4/2026