Seit Frühling 2020 ist das nagelneue Kraftwerk Skra in der nordgriechischen Provinz Kilkis am Netz. Zur Stromgewinnung nutzt das erste Wasserkraftwerk der Betreibergesellschaft Karpi Energeiaki A.E. …

…. das hydroenergetische Potenzial des Gewässers Kotza Ntere unweit der berühmten Skra Wasserfälle. Als elektromechanisches Herzstück der Anlage kommt eine moderne Durchströmturbine des süddeutschen Marktführers Ossberger GmbH zum Einsatz, die auf eine Ausbauleistung von 1.320 kW ausgelegt ist. Das Kraftpaket hat in seinem ersten Betriebsjahr bereits mehr als 2 Mio. kWh Strom erzeugt – und dies trotz ausgesprochen trockener Witterungsverhältnisse.

Die Inbetriebnahme des neuen Kraftwerks Skra markierte den letzten Meilenstein einer langen Projekthistorie, die bereits vor 15 Jahren ihren Anfang genommen hatte. „Das Projekt wurde ursprünglich im Jahr 2006 von der Firma Nigel O.E. entwickelt, die 2008 dafür auch die Produktionslizenz erwirkte. Diese wurde in weiterer Folge 2012 von einem Spezialisten für erneuerbare Energien, vom Investor   Karpi Energeiaki A.E. erworben, der das Projekt letztlich zur Umsetzung brachte“, erzählt Ioannis Garatziotis vom Planungsbüro Marsa Services. Dass das Genehmigungsprozedere rund ein Jahrzehnt in Anspruch genommen hat, bezeichnet der Ingenieur als eine der zentralen Herausforderungen eines derartigen Projekts. „Grundsätzlich besteht die Genehmigung aus drei Teilen: der Produktionslizenz, der Installationslizenz und der Betriebslizenz. Zusätzlich untergliedern sich diese Lizenzen noch in diverse Sublizenzen – rund 30 bis 40 an der Zahl. Das macht eine Genehmigung langwierig und aufwändig.“ Doch die Geduld der Bauherren sollte sich auszahlen. 2016 lagen die Genehmigungen vor – der Bau konnte starten.

Tolerant gegen Wasserschwankungen
Zuerst standen die Wasserfassung und die Druckrohrleitung auf dem Bauplan, wobei die Bauarbeiten im Allgemeinen sehr reibungslos abliefen, wie Ioannis Garatziotis bestätigt: „Nur das Krafthaus ließ ein wenig auf sich warten, da die Baugenehmigung dafür etwas später eingelangt war. Es wurde dann 2019 fertiggestellt.“ Grundsätzlich handelt es sich beim Kraftwerk Skra um ein Ausleitungskraftwerk, das eine natürliche Gefällestufe von knapp 80 Metern nutzt. An der Wasserfassung können für den Betrieb der Anlage bis zu 2.200 l/s entnommen werden. Das Triebwasser wird in der Folge über eine 4,2 Kilometer lange Druckrohrleitung DN1300/DN1200 aus Stahl zum Krafthaus geführt. Dabei kann die verfügbare Wassermenge im Jahresgang durchaus auf bis zu 200 l/s sinken. Für die Betreiber bedeutete dies, dass nur eine Turbine in Frage kommt, die flexibel und tolerant gegenüber Wasserschwankungen und dabei zugleich effizient und robust ist. Gründe genug, warum die Wahl auf eine Durchströmturbine des bekannten Branchenspezialisten Ossberger fiel. Von Seiten des deutschen Wasserkraftunternehmens wurde in der Folge eine maßgeschneiderte Lösung entwickelt, die optimal auf die Bedingungen vor Ort angepasst wurde. Konkret handelt es sich um eine Crossflow-Turbine mit der klassischen Aufteilung der Zellen im Verhältnis 1:2. Beide Zellen können unabhängig voneinander arbeiten. Die Maschine dreht im Regelbetrieb mit 415 Upm und ist im Maximum auf 1.320 kW ausgelegt. Sie präsentiert sich sowohl im Spitzen- als auch im Teillastbereich effizient und souverän.

Transiente Bedingungen im Blick
Gerade die Überlegungen im Hinblick auf die Druckstoßproblematik sollten auch eine zentrale Rolle spielen, wie Dipl.-Ing. (FH) Holger Franke, der das Kraftwerk von Deutschland aus für die Firma Ossberger betreute, näher ausführt: „Um unzulässige Druckstöße zu vermeiden, die unter Umständen in einer ungewöhnlich langen Druckrohrleitung – immerhin 4,2 Kilometer – auftreten könnten, brauchte es ein paar Sonderlösungen: Zum einen wurde die Turbine so ausgelegt, dass sie mit niedrigen Regelgeschwindigkeiten arbeitet. Zum anderen wurde die Schließzeit bei einem Notschluss mit circa 120 Sekunden besonders lange eingestellt. Bei der Auslegung der Turbine wurde zudem auf eine geringe Durchflussänderung bei Übergang von der Nenndrehzahl auf die Durchgangsdrehzahl geachtet.“ Die ersten Erfahrungen des Betreibers waren dementsprechend positiv, wie Ioannis Garatziotis bekräftigt: „Die ersten Betriebserfahrungen waren wirklich toll. Die Betreiber waren begeistert.“ Und dies, obwohl die ersten Monate seit der Inbetriebnahme im April noch nicht von Wasserreichtum geprägt waren. „Obwohl es außergewöhnlich trocken war, hat die neue Anlage im ersten Betriebsjahr immerhin rund 2,1 Millionen kWh Strom erzeugt“, so der Planer.

Inbetriebnahme aus der Ferne
Die Montage der neuen elektromechanischen Ausrüstung ging im September und Oktober 2019 vonstatten, wobei selbige durch einen Ossberger-Techniker vor Ort und regionales Hilfspersonal durchgeführt wurde. Etwas schwieriger gestaltete sich die Inbetriebnahme der Anlage im März und April letzten Jahres. „Aufgrund der Corona-Situation war eine Anreise nach Kilkis zu diesem Zeitpunkt nicht möglich. Daher musste die Inbetriebnahme zusammen mit unserem Partner in Griechenland vor Ort via remote durchgeführt werden. Das war zwar aufwändiger, klappte aber letztlich auch sehr gut“, resümiert Holger Franke. Das neue Kraftwerk Skra, benannt nach den berühmten Wasserfällen in der näheren Umgebung, produzierte den ersten Strom am 6. April 2020. Der erzeugte Strom wird über eine Mittelspannungsanlage in das öffentliche 20/24-kV Netz eingespeist. Die wirtschaftliche Basis garantiert ein geförderter Einspeisetarif: 9 Cent erhält der Betreiber für die kWh gesichert über die nächsten 20 Jahre. Damit kann auch der Betreiber, Karpi Energeiaki A.E., der bislang nur Photovoltaik-Projekte realisiert hatte, ein höchst positives Fazit unter sein erstes Wasserkraftprojekt ziehen. Und der Turbinenspezialist Ossberger darf sich über ein weiteres Referenzkraftwerk freuen. Ossberger-Durchströmturbinen sind heute mittlerweile auf jedem Kontinent der Welt zu finden.