Tiroler Wasserkraftallrounder Geppert Hydro revitalisiert Kraftwerk Gihira in Ruanda
Im Herbst 2024 hat der Tiroler Kleinwasserkraftspezialist Geppert Hydro GmbH bei der Modernisierung des Kraftwerks Gihira in Ruanda erneut seine Expertise in der Revitalisierung von Wasserkraftanlagen bewiesen. Der Auftrag umfasste die grundlegende Sanierung zweier Francis-Turbinen, die durch das sedimenthaltige Wasser aus dem Sebeya-Fluss stark abgenutzt waren.
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Revitalisierungskompetenz in Afrika unter Beweis gestellt
Das Refurbishment beinhaltete die Neuanfertigung zentraler Maschinenkomponenten wie Laufräder und Leitapparate sowie Bauteile für die kinematische Leitapparatverstellung, die auf ausdrücklichen Kundenwunsch erhalten blieb. Alle wasserberührten Teile erhielten eine Wolframcarbid-Beschichtung, um die Widerstandsfähigkeit gegen abrasiven Verschleiß zu erhöhen. Zusätzlich wurde das elektro- und leittechnische Equipment auf den neuesten Stand gebracht. Trotz fehlender Zeichnungen und Dokumentationen früherer Sanierungen gelang die Revision in kurzer Zeit.
Modernisierung im Westen Ruandas an der Grenze zur DR Kongo
Die Tiroler Wasserkraftallrounder der Geppert Hydro GmbH haben im Herbst des Vorjahres ihr jüngstes Revitalisierungsprojekt in Afrika erfolgreich abgeschlossen. Der Auftrag drehte sich um die maschinen- und regelungstechnische Modernisierung des Kraftwerks Gihira, das im Westen des Landes direkt an der Grenze zum Nachbarland Demokratische Republik Kongo Strom erzeugt. Der erste Kontakt zwischen Geppert Hydro und den Betreibern fand 2023 statt. Nach mehreren Abstimmungen und technischer Evaluierungen vor Ort erfolgte die Projektumsetzung schließlich im Herbst 2024.
Alte Technik am Ende
Beim Kraftwerk Gihira handelt es sich um ein klassisches Ausleitungskraftwerk, dessen Triebwasser aus dem Fluss Sebeya entnommen wird und durch eine stählerne, ca. 900 m lange Druckrohrleitung DN1200 zur Stromproduktion ins Maschinengebäude in der Nähe der Stadt Gisenyi gelangt. Die beiden Francis-Turbinen nutzen eine Nettofallhöhe von 63,5 m und wurden für jeweils 1.600 l/s Ausbauwassermenge konzipiert, womit diese unter Volllast 920 kW Engpassleistung erzielen. Über einen nahegelegenen Transformator wird der vom Kraftwerk erzeugte Strom hochgespannt und zur Gänze ins öffentliche Mittelspannungsnetz eingespeist. Der wesentliche Grund für den Sanierungsauftrag war laut Geppert Hydro-Projektleiter Jakob Kapeller der äußerst schlechte Zustand der beiden horizontalachsigen Francis-Turbinen, die seit 1984 für die Stromproduktion im Kraftwerk Gihira genutzt worden sind. Die Modernisierung der Anlage betraf neben der Revision der hydraulischen Maschinen auch die Erneuerung der elektro- und regelungstechnischen Ausrüstung. Dieser Projektabschnitt wurde von der Schwestergesellschaft Geppert Electric d.o.o., die im kroatischen Split ansässig ist, umgesetzt. Geppert Electric sorgte für die Anpassung der Turbinensteuerung, die Integration einer Fernwartungseinheit sowie allgemeine leittechnische Modernisierungen.
Komponenten von Grund auf neu gefertigt
Projektleiter Jakob Kapeller betont die herausfordernde Ausgangssituation, die sich bei der ersten Inspektion der Anlage darstellte: „Zentrale Teile der Maschinen, wie die Laufräder oder die Leitschaufeln, waren aufgrund von abrasivem Verschleiß, der auf das stark sandhaltige Wasser vor Ort rückzuführen ist, nur mehr rudimentär vorhanden. Was das Projekt zusätzlich erschwerte, waren nur unvollständige oder nicht mehr verlässliche Originaldokumente und Zeichnungen von den Maschinen. Zudem waren in der Vergangenheit von zwei verschiedenen Firmen Teilmodernisierungen durchgeführt worden, die ebenfalls nicht vollständig dokumentiert worden sind.“ Es galt also, ganz von vorne anzufangen. Um eine präzise Neukonstruktion zu ermöglichen, wurde von den Geppert Hydro-Fachkräften eine vollständige 3D-Vermessung aller relevanten Bauteile vor Ort durchgeführt. Dazu wurden die Maschinen vollständig demontiert, die innenliegenden Bauteile vermessen und im Anschluss wieder zusammengebaut. Diese aufwändig durchgeführten Maßaufnahmen bildeten schließlich das Grundgerüst für die exakte Rekonstruktion der Turbinenkomponenten durch die Tiroler.
Schutzbeschichtung für längere Lebensdauer
Die Neuanfertigungen und Sanierungen umfassten die Laufräder, die Turbinendeckel, die Leitapparate samt Verstelleinrichtungen, die Labyrinth-Dichtungen, die Saugbögen und die turbinenseitigen Gleitlager. Der Projektleiter weist darauf hin, dass die Revision nicht auf eine Leistungssteigerung abzielte, sondern die optimale Erneuerung der verschlissenen Bauteile im Visier hatte: „Um eine möglichst lange Laufzeit sowie die Betriebssicherheit der Anlage zu gewährleisten, wurden die wasserberührten Teile der Turbinen, wie Laufräder, Leitschaufeln und Turbinendeckel, mit einer zusätzlichen Wolframcarbidschicht überzogen. Obwohl Schutzbeschichtungen einen etwas geringeren Wirkungsgrad bewirken können, haben die Tests bei der Wiederinbetriebnahme gezeigt, dass die ursprüngliche Leistung der Maschinen erhalten geblieben ist.“
Kundenwunsch erfüllt
Eine weitere Herausforderung technischer Natur stellte Jakob Kapeller zufolge der spezifische Kundenwunsch dar, die bestehende Kinematik zur Verstellung des Leitapparats zu erhalten. Das erforderte eine individuelle Neukonstruktion aller zugehörigen Bauteile des Verstellmechanismus, um die Kompatibilität mit der vorhandenen Mechanik sicherzustellen. „Besonders anspruchsvoll war dabei die Tatsache, dass vor Ort keine Möglichkeiten für größere Anpassungsarbeiten bestanden. Unsere Konstrukteure entwickelten daher eine Lösung, bei der alle erforderlichen Einstellungen und Justierungen mithilfe einfacher Handwerkzeuge direkt am Einsatzort durchgeführt werden konnten – ohne aufwendiges Nacharbeiten oder Spezialausrüstung. Diese Herangehensweise ermöglichte eine reibungslose Montage und Inbetriebnahme trotz der infrastrukturellen Einschränkungen und hat wesentlich zum Projekterfolg beigetragen“, so Jakob Kapeller. Unberührt von den durchgeführten Maßnahmen blieben die Spiralenkörper der Turbinen, die im unteren Teil fix einbetoniert sind. Auch an den beiden direkt gekoppelten Synchron-Generatoren mit jeweils 1.125 kVA Nennscheinleistung, die von den Turbinen mit 750 U/min angetrieben werden, waren keine Revisionsarbeiten notwendig.
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Referenzprojekt erfolgreich beendet
Die umfassend revisionierten bzw. erneuerten Turbinenkomponenten wurden im Herbst des Vorjahres auf dem Wasserweg vom slowenischen Hafen in Koper über die Straße von Gibraltar, vorbei am Horn von Afrika, zum Hafen nach Mombasa in Kenia geschickt, die restliche Strecke nach Ruanda ging es mit dem Lkw. Vor Ort durchgeführt wurde die exakt vorbereitete und geplante Montage von den Geppert-Fachkräften innerhalb weniger Wochen im Oktober 2024. Jakob Kapeller zeigt sich mit dem Ergebnis des Erneuerungsprojekts sehr zufrieden: „Trotz der schwierigen Ausgangslage mit den fehlenden Dokumentationen, des veralteten Anlagenzustands und der technischen Komplexität konnte das Projekt erfolgreich und termingerecht abgeschlossen werden. Die modernisierte Anlage kann nun wieder über viele Jahre hinweg zuverlässig Strom erzeugen – ein sehr schönes Beispiel für nachhaltige Wasserkraftnutzung durch eine gezielte Revitalisierung von Geppert Hydro.“ Abschließend betont der Projektleiter, dass der afrikanische Markt weiterhin ein strategisch wichtiges Entwicklungsfeld für die Tiroler bleiben wird. Aktuell ist ein weiteres Kleinwasserkraftprojekt im Süden des Kontinents in Eswatini (vormals Swasiland) in der Umsetzung.
Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 4/2025