Vor den Toren der Stadt Salzburg hat der oberösterreichische Kleinwasserkraftallrounder Jank GmbH im Vorjahr gleich zwei neue Wasserkraftwerke an der Fischach in Betrieb genommen.

Sowohl beim Eigenkraftwerk Grabenmühle als auch bei der Unterliegeranlage Miedering war die Herstellung der Fischdurchgängigkeit der ausschlaggebende Grund für die Ersatzneubauten. Beide Standorte wurden durch die Auflassung der vormaligen Ausleitungsstrecken ökologisch erheblich aufgewertet. Darüber hinaus konnten an den nach dem bewährten System Jank mit horizontalem Einlaufrechen und vertikaler Kaplan Turbine realisierten Anlagen erhebliche betriebliche und leistungssteigernde Optimierungen erzielt werden.

Ein im Jahr 2012 zugestellter Brief vom Land Salzburg brachte Ludwig Schuster, den damaligen Betreiber des Eugendorfer Kraftwerks Grabenmühle, unerfreuliche Nachrichten. Mit dem Schreiben wurde Schuster darüber informiert, dass das seit Generationen in Familienbesitz stehende Kraftwerk bis Ende 2015 mit einer Fischaufstiegsanlage ausgestattet werden musste. Weil aus finanziellen Gründen weder die Errichtung eines Fischaufstiegs noch der komplette Rückbau der Anlage in Frage kam, befand sich der Betreiber in einer schwierigen Lage. Eine Lösung für das Dilemma konnte gemeinsam mit der Innviertler Jank GmbH aus dem rund 20 Kilometer entfernten Jeging gefunden werden. Der Kleinwasserkraftspezialist erwarb die Altanlage vom Vorbesitzer, um im Zuge eines Ersatzneubaus inklusive Fischaufstieg eine neue Referenzanlage in der Nähe des Firmensitzes zu errichten. Entstehen sollte das neue Kraftwerk am Standort der alten Wehranlage, der nicht mehr benötigte offene Ausleitungskanal sollte im Zuge der Bauarbeiten zugeschüttet werden.

Anspruchsvolle Baustelle
Konstruktionsleiter Siegi Jank weist darauf hin, dass die Projektumsetzung in mehrerlei Hinsicht keine leichte Herausforderung darstellte: „Die rund 130 m vom ehemaligen Standort errichtete Anlage liegt direkt neben der ÖBB-Westbahnstrecke, weswegen der anliegende Bahndamm gegen Abrutschungen gesichert werden musste. Weiters befindet sich in unmittelbarer Nähe eine öffentliche Brücke, die im Zuge der Bauarbeiten keinesfalls beschädigt werden durfte. Darüber hinaus wurden bei den geologischen Vorunter­suchungen des Projektgebiets sehr an­­­­­­­­-i spruchs­­volle Bodenbedingungen festgestellt. Dies machte eine intensive Beschäftigung mit dem Untergrund unabdinglich, aufgrund der harten Felsen im Erdreich war der Einsatz von Spundwänden nicht möglich. Die Sicherung der Baugrube und der umliegende Infrastruktur erfolgte schließlich mit Bohrpfahlwänden, was zwar eines der besten, aber auch kostspieligsten Bauverfahren darstellt.“ Neben den generell beengten Platzverhältnissen hatten die ausführenden Unternehmen immer wieder mit Hoch­­­wasserereignissen zu kämpfen. So wurde die provisorische Brücke über die Fischach mehrfach bei Hochwasser in Mitleidenschaft gezogen. Die Herstellung der rund 200 m langen Energieableitung unterhalb des Bahndamms stellte ebenfalls kein leichtes Unterfangen dar. Aufgrund des komplexen Bodens musste die Spülbohrung durch die Bahntrasse verkürzt ausgeführt werden, die verbliebene Strecke zur nächstgelegenen Trafostation wurde in offener Grabungsweise hergestellt. Durchgeführt wurden die gesamten Hoch- und Tiefbauarbeiten von der Salzburger RHZ Bau GmbH, der Siegi Jank ein ausgezeichnetes Zeugnis ausstellt.

Anlage zum Herzeigen
Trotz aller Hürden schritten die Arbeiten zügig voran, vom Baustart im Herbst 2018 bis zur Maschinenmontage im Sommer 2019 verging knapp ein dreiviertel Jahr. Zur Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit setzte Jank auf einen technischen Vertical-Slot-Pass des Systems „enature“. Der im Unterwasserbereich in ein Teilstück des alten Ausleitungskanal integrierte Beckenpass wurde mit einer Schlitzweite von 25 cm an die Leitfischart Barbe angepasst und führt die aquatischen Lebewesen sicher ins Oberwasser. Der seitlich angeordnete Einlauf wurde mit einem horizontalen Schutzrechen inklusive dazugehörigem Rechenreiniger ausgestattet. Der pegelgeregelte Rechenreiniger entfernt von feinem Laub bis hin zu größeren Ästen jegliches Treibgut vom Einlaufbereich, über eine Spülklappe wird das Material in das Bachbett zurückgegeben. Zum Aufstauen der Fischach dient eine einseitig hydraulisch betriebene Wehrklappe, die wie die restlichen Stahlwasserbauelemente aus Jank-Eigenproduktion stammt.

Leittechnik erkennt Verschmutzungen
Im bewusst kompakt ausgeführten Krafthaus sorgt  eine vertikale Kaplan-Turbine mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator des Herstellers Hitzinger für eine ganzjährig effektive Stromgewinnung. Bei einer Ausbauwassermenge von 5 m³/s und einer Bruttofallhöhe von max. 2,9 m kommt die mit 214 U/min drehende Maschine unter Volllast auf eine Engpassleistung von 117 kW. Darüber hinaus kann die Turbine auch bei verringerten Zuflüssen ihre konstruktionsbedingten Stärken voll ausspielen. Das Jank-Credo, technische Innovationen vor dem Einsatz bei Kundenanlagen zuerst bei den Eigenkraftwerken ausgiebig zu testen, kommt auch bei der neuen Referenzanlage zur Geltung. „Bei der Anlage Grabenmühle erproben wir eine leittechnische Verbesserung unserer eigenen Kraftwerkssteuerung JaPPOS, die den Verschmutzungsgrad der Turbine frühzeitig erkennt. Anhand der Analyse verschiedener Anlagenparameter ist die Steuerung in der Lage, Verschmutzungen am Laufrad früher als bei gängigen Systemen festzustellen und automatisch eine bedarfsgerechte Maschinenspülung einzuleiten. Die Turbine kann somit jederzeit mit einem Maximum an Effizienz produzieren, gleichzeitig werden nicht notwendige Spülvorgänge vermieden“, erklärt Siegi Jank.

Unterlieger ebenfalls erneuert
Auch beim wenige Flusskilometer abwärts gelegenen Kraftwerk Miedering in der Gemeinde Elixhausen war die Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit der Ausgangspunkt für den Ersatzneubau. Das Kraftwerk von Besitzer Josef Eder war Mitte der 1980er-Jahre als Ausleitungsanlage errichtet worden, das elektromaschinelle und stahlwasserbauliche Equipment hatte bereits damals Jank geliefert. „Über die Umsetzung einer Fischaufstiegshilfe hatten wir uns schon jahrelang Gedanken gemacht. Dabei hatte man unter anderem den Einbau einer Fischaufstiegsschnecke in Erwägung gezogen. Weil man damit aber in wirtschaftlicher Hinsicht auf keinen grünen Zweig kam, wurde dieses Konzept wieder verworfen“, sagt Bernhard Fraungruber, der bei der Firma Eder unter anderem für Wasserkraft zuständige Mitarbeiter. Im Zuge einer Besichtigung des Oberliegerkraftwerks Leist kam Fraungruber das erste Mal in Kontakt mit Siegi Jank. Dabei wurde die Idee geboren, die bestehende Ausleitungsstrecke aufzulassen und an der Wehranlage ein neues Krafthaus inklusive Fischaufstieg zu errichten. „Der damit einhergehende Fallhöhenverlust sollte durch eine Stauzielerhöhung in Kombination mit einer Unterwassereintiefung sowie einer gesteigerten Ausbauwassermenge kompensiert werden. Durch den Wegfall der rund 300 Laufmeter langen Druckrohrleitungsstrecke wurde diese Variante von der Behörde sehr gut akzeptiert“, erklärt Fraungruber.

Gleicher Einlauf/Neues Kraftwerk
Umgesetzt wurde der Neubau des Kraftwerks Miedering in etwa zeitgleich mit der Erneuerung des Kraftwerks Grabenmühle. Siegi Jank weist darauf hin, dass der neue Einlaufbereich ideal an das vorhandene Bauwerk der Wehranlage integriert werden konnte: „Es hat sich sehr gut angeboten, den neuen Horizontalrechen an gleicher Stelle wie den alten vertikalen Grobrechen zu positionieren. Am schon vorher seitlich angeordneten Einlauf hat sich dadurch nichts geändert, der Großteil der vorhanden Einlaufsubstanz blieb erhalten und das neue Krafthaus konnte direkt neben der Wehranlage hochgezogen werden.“ Die Wehrklappe wurde an das um 30 cm erhöhte Stauziel angepasst, außerdem wurde statt der vormaligen Antriebseinheit mit Gegengewichten ein Hydraulikantrieb installiert. Als Fischaufstiegsanlage wurde wie beim Kraftwerk Grabenmühle ein technischer Beckenpass des Systems „enature“ errichtet, der konstant mit 180 l/s bewässert wird. Durch den Umbau von einem Ausleitungs- zu einem Flusskraftwerk muss nun kein Restwasser mehr abgegeben werden, wodurch in weiterer Folge insgesamt mehr Wasser zur Stromproduktion genutzt werden kann. Nach Abschluss der finalen Installationsarbeiten konnte das Kraftwerk im Mai des Vorjahres den Probebetrieb aufnehmen, aus Rücksicht auf die Laichzeiten der Gewässerbewohner wurde die Unterwassereintiefung erst während der vergangenen Wintermonate durchgeführt.

Erhebliche Verbesserungen erzielt
Anstelle der einfach-regulierten Maschine im stillgelegten Altbestand kommt im neuen Krafthaus nun eine vertikale doppelt-regulierte Kaplan-Turbine zum Einsatz. Wie beim Kraftwerk Grabenmühle wurde die Turbine auf eine Ausbauwassermenge von 5 m³/s ausgelegt, die nutzbare Bruttofallhöhe liegt in Miedering mit 3,5 m noch etwas höher. Die vormals auf rund 115 kW limitierte Engpassleistung konnte durch den Neubau auf 145 kW erheblich gesteigert werden. Als Energiewandler dient wieder ein direkt gekoppelter Synchron-Generator von Hitzinger, der wie die Turbine mit exakt 273 U/min dreht. Geregelt wird die vollautomatische Stromproduktion von der Jank-eigenen Leittechniklösung JaPPOS. Dank gesicherter Onlineanbindung kann die Anlage wahlweise via PC, Smartphone oder Tablet rund um die Uhr aus der Ferne überwacht und geregelt werden. Bernhard Fraungruber zeigte sich im Gespräch mit zek HYDRO generell  sehr zufrieden mit der Funktionalität des neuen Kraftwerks Miedering: „Die Kombination aus Horizontalrechen und Spülklappe hat sich seit der Inbetriebnahme sehr gut bewährt. Generell läuft die Anlage sehr ruhig und verursacht im Betrieb ein geringes Ausmaß an Schwingungen. Im Vergleich zum Altbestand bleibt die Anlage nun auch bei geringer Wasserführung konstant am Netz, die Stromproduktion ist somit nun auch im Winter möglich. Dies wirkt sich in weiterer Folge natürlich positiv auf die Jahresproduktion der Anlage aus.“