Komplettmodernisierung macht Alpkraftwerk im Großen Walsertal zukunftsfit

Im Großwalsertal hat die Agrargenossenschaft der Alpe Ober Überlut die Leistungskapazität ihres bislang rein inselbetriebsfähigen Kleinkraftwerks deutlich erhöht. Möglich wurde dies durch die Verlegung des Maschinengebäudes, wodurch die nutzbare Fallhöhe enorm zugenommen hat. Als neue Wasserfassung kommt das Coanda-System „Grizzly“ von der Südtiroler Wild Metal GmbH zum Einsatz, das seine Stärken im anspruchsvollen Terrain voll unter Beweis stellen kann. Bei der Neuausführung des Kraftabstiegs im teilweise äußerst steilen Gelände setzten die Betreiber auf duktile Gussrohre vom Branchenspezialisten Tiroler Rohre GmbH (TRM). Im Krafthaus sorgt eine 1-düsige Pelton-Turbine mit 35 kW Engpassleistung für ein Maximum an Effizienz. Ein wesentlicher Vorteil des Modernisierungsprojekts: Den erzeugten Ökostrom können die Betreiber nun auch ins öffentliche Netz einspeisen.

Inselkraftwerk im Großen Walsertal: Traditionelle Alpwirtschaft setzt auf moderne Wasserkraft

Die Besiedlung des Großen Walsertals geht zurück bis ins 13. Jahrhundert. Seit jeher herrschten harsche Bedingungen, unter denen die Bewohnerinnen und Bewohner in der rund 25 Kilometer langen Talschaft gelebt haben. Zumal die Alpen und Bergbauernhöfe, die sich bis auf höchste Lagen hinauf erstrecken, oftmals das ganze Jahr über auch bei widrigsten Witterungsbedingungen bewohnt und bewirtschaftet waren. Viele Jahrhunderte später sieht die Sache in der Gegenwart anders aus. „Auf der Alpe Ober Überlut, die auf dem Gebiet der schönen Gemeinde Sonntag-Buchboden liegt, hat sich seit mehreren Jahrzehnten ein überwiegender Sommerbetrieb etabliert“, sagt Stefan Martin, der die Alpe gemeinsam mit drei anderen Weideberechtigten in Form einer Agrargenossenschaft organisiert. Eingebettet in eine idyllische Landschaft finden rund 60 Kühe und 40 Jungrinder beste Bedingungen vor, um Milch für die Sennerei der Alpe zu liefern, aus der Obmann Günter Nigsch Butter und Käse produziert.

Steigender Strombedarf führt zu neuem Wasserkraftkonzept auf der Alpe

„Eine große Erleichterung für die Arbeiten im Stall und der Sennerei waren elektrische Geräte und Maschinen, die bereits in den 1960er Jahren Einzug gefunden haben. Mit Energie versorgt wurden diese durch ein kleines Wasserkraftwerk im Tal, wobei die Stromleitungen oberirdisch durch das Gelände verliefen. Weil diese Freileitungen durch Umwelteinflüsse oder Baumstürze aber immer wieder beschädigt wurden, entschloss man sich in den 1980er Jahren für den Bau eines neuen Kraftwerks direkt auf der Alpe, das eine zuverlässige Stromversorgung sicherstellen sollte“, so Stefan Martin. Das inselbetriebsfähige Kraftwerk nutzte Wasser aus zwei verschiedenen Quellen und eine Fallhöhe von ca. 100 m. Mit einer 1-düsigen Pelton-Turbine, die im Sennereigebäude untergebracht war, konnten bei vollem Wasserdargebot 25 kW Engpassleistung erzielt werden. Im Laufe der Jahre und Jahrzehnte wurde die Infrastruktur auf der Alpe kontinuierlich modernisiert und erweitert, neue Geräte wurden angeschafft und zusätzliche Gebäude wie ein größerer Gemeinschaftsstall errichtet. Um den steigenden Energiebedarf zu decken, aber auch um Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen, wurde von der Agrargenossenschaft ein weiteres, viel leistungsstärkeres Kraftwerk am Überlutbach geplant und 2013 fertiggestellt. Dieses Projekt sollte auch das bestehende Inselkraftwerk betreffen. Denn die wasserrechtliche Genehmigung wurde an die Bedingung gekoppelt, dass mit dem Bau des neuen Kraftwerks die Nutzung einer der beiden Quellen für das Inselkraftwerk eingestellt wird. Damit war zwar die Erzeugungskapazität der bestehenden Anlage verringert, für das neue Kraftwerk sollte sich dieser Beschluss aber definitiv auszahlen. Denn damit durfte bei der Neuanlage – die bei einer Fallhöhe von 580 m durchaus als Hochdruckkraftwerk bezeichnet werden darf – mehr Wasser für die Stromproduktion genutzt werden. Die für 55 l/s Ausbauwassermenge konzipierte 2-düsige Pelton-Turbine erreicht knapp 250 kW Engpassleistung und produziert im Regeljahr rund 1,2 GWh saubere Energie.

Modernisierung des Inselkraftwerks Eggli für mehr Leistung und Netzanschluss

Etwa zehn Jahre nach der Fertigstellung des Kraftwerks Überlut wurde zwischen Frühjahr und Herbst 2024 das Inselkraftwerk grundlegend erneuert. Im Zuge der anstehenden Neukonzessionierung beschlossen die Alpbesitzer eine Erweiterung, die im Prinzip fast die komplette Infrastruktur der Anlage betraf. Dank der Erneuerung konnten gleich mehrere Benefits erzielt werden. So kann das neue Kraftwerk Eggli – die Namensgebung geht auf den Standort der Wasserfassung zurück – bei ähnlicher Ausbauwassermenge dank einem erheblichen Plus an Fallhöhe deutlich mehr Strom produzieren. „Der überschüssige Strom, der nicht für den Eigenbedarf genutzt wird, kann über die bestehende Energieableitung des Kraftwerks Überlut nun auch ins öffentliche Netz einspeist werden. Auch für die Verarbeitung der Milchprodukte bringt die Kraftwerkserneuerung einen Pluspunkt. Denn die zuvor in einem Nebengebäude der Sennerei installierte Turbine befindet sich nun in einem komplett neuen Krafthaus – in der Sennerei steht somit deutlich mehr Platz zur Verfügung. Zudem wurde im Zuge der neu verlegten Druckrohrleitung auch ein Hydrant auf der Alpe installiert, wodurch die Feuerwehr im Brandfall ausreichend Löschwasser vor Ort hat“, erklärt Stefan Martin.

Hoher Eigenleistungsanteil der Betreiber beim Kraftwerksneubau

Dass die Großwalsertaler neben der Käseherstellung auch das Bauhandwerk beherschen, hatten sie schon bei der Errichtung ihres Hochdruckkraftwerks unter Beweis gestellt. Die knapp 1,4 Kilometer lange Druckrohrleitung, deren Trasse über teilweise extrem steiles Gelände verläuft, wurde von den Vorarlbergern großteils in Eigenregie verlegt. Auch beim Neubau ihres Inselkraftwerks zeigten die Mitglieder der Agrargenossenschaft eine gehörige Portion Eigeninitiative – die fachgerechte Verlegung des Kraftabstiegs sowie der Einbau und die Montage der neuen Wasserfassung wurde zu weiten Teilen selbst erledigt. Darüber hinaus setzte man bei der Konzeption und der technischen Ausstattung auf die Kompetenz bewährter Branchenunternehmen. Lobende Worte findet Stefan Martin beispielsweise für Alexander Bickel, der mit seinem in Blons ansässigen Ingenieurbüro als Generalplaner zuständig war. „Alexander Bickel hat uns stets gut beraten und war eine große Unterstützung. Auch das Team von Erdbau Bickel aus Fontanella – mit dem Planer besteht kein Verwandtschaftsverhältnis – hat bei der Rohrverlegung sehr gute Arbeit geleistet.“

Lawinenfeste Coanda-Wasserfassung für alpine Extrembedingungen

An der Wasserfassung des Kraftwerks ist im Prinzip nur der Standort gleichgeblieben. Statt des alten Tiroler Wehrs kommt nun das Coanda-System „Grizzly“ vom Südtiroler Stahlwasserbauexperten Wild Metal GmbH zum Einsatz. Das patentierte System sorgt durch das namensgebende Coanda-Prinzip und dem konstruktionsbedingten Abscher-Effekt für den Einzug des Triebwassers. Das mit nur 0,6 mm Spaltweite ausgeführte Feinsieb verhindert das Eindringen von grobkörnigen Sedimenten, Geschwemmsel wird durch den Wasserstrom automatisch in die Restwasserstrecke gespült. Auf der Oberseite der Konstruktion sorgen grobe Stahlstäbe, die sogenannten „Vibro Bars“, für zuverlässigen Schutz vor größerem Treibgut wie Felsen oder Steinen. Die Wasserfassung wurde bei Wild Metal inklusive sämtlicher Anschlüsse und Flansche maßgenau gefertigt und als kompakte Einheit ausgeliefert. Auch die Einrichtung für die vorgeschriebene Restwasserdotation wurde in die Konstruktion integriert. Stefan Martin betont zudem die Montagefreundlichkeit des Systems: „Am abgelegenen Standort der Wasserfassung waren keine großen Betonierarbeiten notwendig. Der eigentliche Einbau ging wirklich schnell, die Einheit wurde mittels Transporthelikopt­er eingeflogen und innerhalb kurzer Zeit fix fertig montiert.“ Dass der Südtiroler Grizzly auch mit extremen Belastungen zurechtkommt, zeigt sich vor allem in der kalten Jahreszeit, so Stefan Martin: „Im Winter gehen immer wieder Lawinen über die Wasserfassung hinweg – der Konstruktion macht das aber nicht das Geringste aus. Eigentlich ist es sogar von Vorteil, denn durch den liegengebliebenen Lawinenschnee auf der Fassung wird der Schutzrechen eisfrei gehalten.“

Robuste Druckrohrleitung aus Guss für steiles Hochgebirgsgelände

Wie beim Kraftwerk Überlut verläuft auch die Druckrohrtrasse des Inselkraftwerks über herausforderndes Gelände mit äußerst steilen Geländeabschnitten. Bei der Ausführung des neuen Kraftabstiegs setzten die Betreiber auf Gussrohre von der Tiroler Rohre GmbH (TRM), die sich schon beim Bau des Kraftwerks Überlut bestens bewährt hatten. In diesem anspruchsvollen Terrain kann das robuste Rohrmaterial mit der Dimension DN150, das zu 100 Prozent aus Recyclingmaterial hergestellt wird, seine Stärken voll ausspielen. Selbst Setzungen oder Hangbewegungen werden durch das längskraftschlüssige Verbindungssystem VRS®-T problemlos aufgenommen. Die Einbaufreundlichkeit der Gussrohre mit anwenderfreundlichen Muffenverbindungen, die eine schnelle Verlegung ermöglichen, hatte sich schon beim Bau des Kraftwerks Überlut als sehr vorteilhaft erwiesen. Nicht zuletzt überzeugen die Rohre von TRM mit äußerst glatten Innenflächen, die für eine Minimierung der natürlichen Reibungsverluste sorgen. In Summe verläuft die gesamte Druckrohrleitung über mehr als 700 m Länge – neu verlegt wurden allerdings nur die unteren beiden Drittel des Kraftabstiegs, wobei insgesamt 340 Laufmeter Gussrohre von TRM zum Einsatz kamen. Der obere Abschnitt, der aus Poly­ethylen-Rohren besteht, hatte die Druckprüfung erfolgreich bestanden und konnte somit weiter in Verwendung bleiben.

Insel- und Netzparallelbetrieb erhöht Versorgungssicherheit der Alpe

Das neue Maschinengebäude des Inselkraftwerks schließt durch einen Zubau an das Kraftwerk Überlut an. Damit kann das abgearbeitete Triebwasser nach der Turbinierung auf kürzestem Weg in das Ausgleichsbecken der Unterstufe eingeleitet werden. Die elektromechanische Ausstattung des Kraftwerks erfolgte durch zwei bewährte Südtiroler Unternehmen, die in der Kleinwasserkraftbranche einen hervorragenden Ruf genießen und eine langjährige Unternehmenspartnerschaft pflegen. So stammt das Maschinengespann, bestehend aus einer 1-düsigen Pelton-Turbine in horizontalachsiger Bauweise mit direkt gekoppeltem Synchron-Generator, von der Sora GmbH. Das elektrotechnische Equipment sowie die Leittechnik lieferten die Automatisierungsspezialisten von EN-CO, zudem sorgten diese auch für die Inselbetriebsfähigkeit der Anlage. Stefan Martin betont den entscheidenden Vorteil des neuen Kleinwasserkraftwerks der Agrargenossenschaft: „Sollte die elektrische Anbindung des Kraftwerks Überlut durch höhere Gewalt – wie z.B. einen Erdrutsch – beschädigt werden, kann die Alpe mit dem inselbetriebsfähigen Kraftwerk Eggli weiterhin mit ausreichend Strom versorgt werden. Außerdem können wir mit der neuen Anlage nun auch ins Netz einspeisen und gleichzeitig die Netzstabilität auf der abgelegenen Alpe erhöhen.“

Modernisierung des Kleinwasserkraftwerks zahlt sich langfristig aus

Nach einer zügig verlaufenen Bauphase hat das rundum erneuerte Kleinwasserkraftwerk im November 2023 erstmals Strom erzeugt. Ihre Praxistauglichkeit habe die Anlage seither definitiv unter Beweis stellen können, so Stefan Martin in seinem Resümee: „Grundsätzlich war es ein erfolgreiches Erneuerungsprojekt, das sich in mehrerlei Hinsicht bezahlt gemacht hat – etwa in der gesteigerten Leistungsfähigkeit, aber auch im Hinblick auf die Versorgungssicherheit. Seit der Inbetriebnahme haben wir rund 180.000 kWh Strom erzeugt – damit können wir sehr zufrieden sein. Möglich sind solche Projekte aber nur dann, wenn in einer Gemeinschaft Zusammenhalt und Vertrauen herrschen – und das ist in unserer Agrargenossenschaft der Fall.“ Abschließend lässt Stefan Martin einen Punkt nicht unerwähnt: Der Maschinensatz des alten Inselkraftwerks, bestehend aus einer 1-düsigen Pelton-Turbine mit horizontaler Achse (Ausbauwassermenge 22 l/s, Fallhöhe ca. 120 m, 1.500 U/min) vom Hersteller Geppert und ein mittels Riemenübersetzung angetriebener Synchron-Generator, hat sein technisches Lebensende noch lange nicht erreicht und wartet auf einen neuen Einsatzzweck. Interessenten können sich gerne bei der Redaktion von zek HYDRO melden, wir stellen den Kontakt zu Stefan Martin unverbindlich her.

Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 5/2025