Das Kraftwerk Dardha 1 am gleichnamigen Fluss im Norden Albaniens war weder in technisch einwandfreiem Zustand noch wirtschaftlich in seinem Betrieb. Im Jahr 2012 errichtet, war es ursprünglich mit einer zwei-düsigen, horizontalen Peltonturbine ausgestattet worden, mit der bis zuletzt nur ein suboptimaler Kraftwerksbetrieb möglich war. Von Beginn an waren starke Vibrationen aufgetreten, die der Lieferant der Erstausrüstung nicht beheben konnte. Dem Betreiber Wenerg SH.A. waren daraus in der Folge hohe Betriebs- und Wartungskosten entstanden.

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Weltweit gibt es nur vier Länder, deren erzeugte Energie zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien stammt –­­ eines davon ist Albanien. Der CO2-Ausstoß pro Kopf ist ebenfalls einer der geringsten weltweit. Albanien weist ein enormes Wasserkraftpotenzial auf, das derzeit nur zu rund einem Drittel genutzt wird. Eine dieser albanischen Kleinwasserkraftanlagen ist das Kraftwerk Dardha 1 in Nordalbanien, das seit seiner Inbetriebnahme vor 10 Jahren allerdings nur suboptimal betrieben werden konnte. Die bis dato aufgetretenen Vibrationen verursachten nicht nur Produktionsausfälle, auch die Lager hatten ihre Konstruktionslebensdauer bereits überschritten. Experten von Voith Hydro, die schließlich beigezogen wurden, führten zu Beginn des Projekts auch Messungen vor Ort durch, um sicherzustellen, dass die Schnittstellen intakt sind, um jegliche Störungen auszuschließen.

Verbesserung des Betriebsverhaltens
Vor der endgültigen Entscheidung für ein neues Konzept wurden mehrere Varianten von Wenerg SH.A. in Betracht gezogen. Voith Hydro konnte aufgrund detaillierter Bewertungen der Schwingungen an der zwei-düsigen Peltonturbine das Problem in einer ungeeigneten Dimensionierung der Förderleistung bei einer Fallhöhe von 574 Metern und einem Durchfluss von 1,3 m³/s mit der Generatordrehzahl feststellen. Die vorhandenen Wasserbedingungen mussten ebenso berücksichtigt werden, wodurch letztendlich eine drei-düsige Peltonturbine empfohlen wurde. Durch die falsche Auslegung der ursprünglichen Turbine war ein vollständiger Austausch unumgänglich. Doch es war die Mühe wert: Mit der zusätzlichen Düse wurde das optimale Verhältnis von Fallhöhe und Drehzahl zu den Laufraddimensionen gefunden. Dadurch ließ sich das Betriebsverhalten verbessern und der Wirkungsgrad maximieren. Der Generator, welcher noch in einem guten Zustand war, konnte auf diese Weise ebenfalls erhalten werden. Wenerg SH.A. vertraute auf die Expertise und beauftragte Voith Hydro mit der Lieferung einer neuen drei-düsigen Einheit mit separaten Turbinenlagern und einer flexiblen Kupplung an den Generator. Das ­Wasserkraft-Unternehmen überzeugte durch das umfassende Know-how im Bereich der Turbinenentwicklung und Referenzen aus aller Welt.

Technische Speziallösungen
Das Gehäuse musste aufgrund der separaten Turbinenlager für das Ein- und Ausheben des Laufrades teilbar sein. Im Regelfall wird die obere Hälfte der Turbine komplett abgebaut. Voith Hydro konnte eine technische Lösung entwickeln, die es ermöglicht, das Laufrad samt Welle durch eine Öffnung am hinteren Ende der Turbine zu heben, wodurch der Aufwand für das Ausheben des Laufrads, beispielsweise für Wartungszwecke, Laufradtausch, etc. verringert wurde. Die neue Turbine ist auf eine Wassermenge von 1,30 m3/s und eine effektive Fallhöhe von 541 Metern ausgelegt, wobei die Maschine nun auf eine Ausbauleistung von 6,22 MW kommt. Damit ist das Kleinwasserkraftwerk in der Lage, im Regeljahr rund 18,4 GWh sauberen Strom zu erzeugen. Das reicht aus, um rund 1.000 Durchschnittshaushalte mit Ökostrom zu versorgen.

Erfolgreiche Testphase
Nach der Inbetriebnahme vor Ort begann eine umfangreiche Testphase, in der sämtliche Betriebszustände der Anlage simuliert wurden. Dabei hat sich die Maschineneinheit in den ersten Betriebsmonaten durchaus bewährt – und dies nicht nur im Hinblick auf die Erzeugung. Wichtig war vor allem auch, dass die Anlage störungsfrei läuft. Der Kunde offenbarte danach seine Zufriedenheit: „Ich bin wirklich glücklich, dass wir uns für Voith Hydro entschieden haben”, so Klodian Malo, Project Engineer, Wenerg SH.A.
Seit Ende 2022 liefert die Turbine nun mit voller Leistung Strom an das albanische Netz. Bislang war eine Leistung von 5,6 MW möglich, welche nun um über 10 Prozent gesteigert wurde. Auch die regelmäßige Überwindung der knapp 200 km langen Strecke (von der Hauptstadt Tirana), zur Behebung auftretender Fehler, gehört nun der Vergangenheit an.

Weitere Referenzen in Albanien
Dardha 1 war keineswegs das erste Projekt in Albanien, das Voith Hydro realisiert hat. Die Kraftwerke Ceremi und Dragobia – beide am Fluss Valbona in Bajram Curri gelegen – sind zwei weitere Referenzanlagen. Im Kleinwasserkraftwerk Ceremi sind zwei vertikale Pelton­einheiten mit einer Kapazatität von jeweils 4,5 MW installiert. Im Kraftwerk Dragobia produzieren drei Francisturbinen mit jeweils 4,7 MW Leistung sauberen Strom.
Text: Voith Hydro