Im Tiroler Unterland hat Ende des Vorjahres bei dem von den Stadtwerken Schwaz betriebenen Wasserkraftwerk Pillbach eine elektrotechnische Modernisierung stattgefunden. Dabei wurde die knapp 40 Jahre alte Generator-Ausleitungszelle vom Elektrotechnik- und Automatisierungsspezialisten Schubert CleanTech GmbH durch ein anlagenspezifisch konfiguriertes System ersetzt. Die bereits 2019 beim Kraftwerk Vomperbach-Unterstufe eingesetzte Generator-Ausleitungszelle vereint Mittel- und Niederspannungskomponenten in einem kompakten Gehäuse der Schubert Mittelspannungsschaltanlage. Installiert wurde das Equipment innerhalb von nur zwei Wochen im November 2022, wodurch der Erzeugungsverlust des Kraftwerks auf ein Minimum begrenzt werden konnte. Mit der modernen Generator-Ausleitungszelle ist die Anlage in elektrotechnischer Hinsicht wieder fit für die kommenden Jahrzehnte.

Die Stadtwerke Schwaz im Tiroler Unterland, die von Strom über Wärme, Wasser & Abwasser, Internet & TV bis hin zu Elektroinstallationen das breite Portfolio eines modernen Energiedienstleisters abdecken, setzen bei der Eigenproduktion zur Gänze auf erneuerbare Quellen. Neben Photovoltaik und Biomasse stammt der weitaus größte Teil des erzeugten Stroms aus drei zu 100 Prozent im Unternehmensbesitz stehenden Wasserkraftwerken. Darüber hinaus wird auch der von anderen Erzeugern zugekaufte Strom zur Gänze aus nachhaltigen Quellen gewonnen. Mit der leistungsstärksten Anlage der Stadtwerke Schwaz, dem Kraftwerk Vomperbach-Oberstufe, werden im Regeljahr rund 33 GWh Ökostrom erzeugt, das Kraftwerk Vomperbach-Unterstufe liefert ca. 8,5 GWh und die Anlage Pillbach rund 11 GWh. Zusätzlich betreiben die Stadtwerke vier Trinkwasserkraftwerke, die im Regeljahr gemeinsam ca. 1,7 GWh Ökostrom produzieren. Nachdem das Kraftwerk Vomperbach-Unterstufe zwischen 2018 und 2021 einer schrittweisen Generalsanierung unterzogen wurde, war im Spätherbst 2022 das Kraftwerk Pillbach für ein elektrotechnisches Update an der Reihe. Die nach dem klassischen Ausleitungsprinzip realisierte Anlage mit zwei Wasserfassungen, einer 2-düsigen Pelton-Turbine in horizontalachsiger Ausführung und einem direkt gekoppelten Synchron-Generator ging 1983 erstmals in Betrieb. Bei einer Ausbauwassermenge von 1,03 m³/s und 307,25 m Bruttofallhöhe schafft die zuletzt im Jahr 2000 umfassend revitalisierte Anlage 2.530 kW Engpassleistung. Im Spätherbst des Vorjahres war es für das Kraftwerk an der Zeit für eine elektrotechnische Modernisierung.

Folgeauftrag für Schubert CleanTech
Im Wesentlichen fokussierte sich das Projekt auf die Erneuerung der Generator-Ausleitungszelle, die nach knapp 40 Jahren Betriebsdauer ihr technisches Lebensende erreicht hatte. Mit der Lieferung der neuen Zelle wurde der Elektrotechnik- und Automatisierungsspezialist Schubert CleanTech GmbH beauftragt, der seine Kompetenz schon in der Vergangenheit bei unterschiedlichen Projekten für die Tiroler unter Beweis stellen konnte, sagt Schubert-Projektleiter Markus Kerschner: „Vor dem Auftrag für das Kraftwerk Pillbach haben wir bereits 2020 zwei neue, speziell konstruierte Ausleitungszellen für die beiden Maschinensätze mit Francis-Turbinen der Anlage Vomperbach-Unterstufe gefertigt. Beim Kraftwerk Pillbach handelte es sich im Prinzip um ein sehr ähnliches Projekt, allerdings galt es dort nur eine Ausleitungszelle für einen einzelnen, leistungsstärkeren Maschinensatz mit einer Pelton-Turbine zu erneuern. Zudem gab es Unterschiede bei der Anbindung an die Steuerung.“ Markus Kerschner ergänzt, dass die Betreiber Schubert ein sehr gutes Zeugnis für das Projekt Vomperbach-Unterstufe ausgestellt haben. Vor allem die platzsparende Kombination von Nieder- und Mittelspannungskomponenten fand hohen Anklang. Der Folgeauftrag für das Kraftwerk Pillbach, der Schubert noch 2020 erteilt wurde, war somit die logische Konsequenz.

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Mittel- und Niederspannungskomponenten kompakt vereint
Die Besonderheit der Generator-Ausleitungszelle für das Kraftwerk Pillbach liegt in der Kombination von Mittel- und Niederspannungskomponenten in einer äußerst platzsparenden Ausführung, erklärt der Schubert-Projektleiter: „Die Zelle vereint Sternpunkt- und Ausleitungszelle (Strom- und Spannungswandler), Sternpunktbrücke, Erregertrafo, Spannungsregler, Generator- und Trafoschutz sowie die Synchronisierung. Üblicherweise werden die 6 kV-Sternpunktzelle und auch die 6 kV-Ausleitungszelle jeweils separat ausgeführt. Die Komponenten für Synchronisierung, Schutz und Generatorerregung werden in der Regel in der Niederspannungsschaltanlage bzw. in den Steuerungsschränken untergebracht. Bei unserem System befinden sich sämtliche Mittel- und Niederspannungskomponenten in einem Gehäuse der „Schubert Medium Voltage“-Mittelspannungsschaltanlage.“ Für den Anlagenbetrieb bringt die neue Generator-Ausleitungszelle eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich, so Markus Kerschner: „Beispielsweise erfolgt die Anbindung der Schutzgeräte an die Kraftwerkssteuerung und Leittechnik über ein Bussystem – somit werden alle relevanten Messwerte sowie sämtliche Auslösungen für die Anzeige bzw. Steuerung und Alarmierung zur Verfügung gestellt. Durch die digitalen Schutzgeräte und den ebenso digitalen Spannungsregler ist zudem die Aufzeichnung von Störfällen gesichert.“

Installiert in kürzester Zeit
Der Projektleiter betont, dass die Generator-Ausleitungszelle für flexible Anwendungsmöglichkeiten konzipiert wurde und individuell für die jeweiligen Anforderungen mit unterschiedlichen Komponenten bestückt werden kann: „Die Zelle wurde in erster Linie für den Revitalisierungsbereich entwickelt, wofür sowohl in hard- als auch in softwaretechnischer Hinsicht beträchtlicher Aufwand erforderlich war.“ Bei der Modernisierung des Kraftwerks Pillbach konnte Schubert auf die gesammelte Erfahrung des Vorgängerprojekts Vomperbach-Unterstufe zurückgreifen. Die Montage und Verkabelung des neuen Equipments wurden von den Stadtwerken Schwaz in Eigenregie durchgeführt. Die Inbetriebnahme erfolgte wiederum kooperativ gemeinsam mit Schubert-Technikern. Markus Kerschner lässt nicht unerwähnt, dass die Montage und Inbetriebsetzung der Ausleitungszelle in bemerkenswert kurzer Zeit erfolgreich über die Bühne gebracht wurden: „Bereits fünf Monate nach der Auftragserteilung im Jahr 2020 wurde die neue Zelle nach Tirol geliefert. Die eigentliche Montage und Inbetriebnahme erfolgte schließlich ca. 1,5 Jahre später im November 2022 innerhalb von nur zwei Wochen.“

Modernisierung zum 40. Jubiläum
Seitens der Stadtwerke Schwaz wurde bewusst die saisonale Niederwasserperiode gewählt, um den Erzeugungsverlust während des obligatorischen Anlagenstillstands möglichst gering zu halten. Die Modernisierung der Generator-Ausleitung nutzten die Betreiber zudem für die Erneuerung des Netzwerkschranks, der Brandmeldeanlage und der Notbeleuchtung sowie für die Erweiterung des Funknetzes. Die Projektverantwortlichen bei den Stadtwerken Schwaz zeigen sich sehr zufrieden mit der elektrotechnischen Modernisierung des Kraftwerks, das 2023 sein 40. Jubiläum begeht. Besonders zu schätzen wissen die Betreiber die zuverlässigen Komponenten und die nun einheitliche Bedienung der Kraftwerke Pillbach und Vomperbach-Unterstufe. Bei Schubert zieht man ebenfalls ein positives Fazit und ist zuversichtlich, dass die individuell konfigurierbare Ausleitungszelle schon bald bei weiteren Revitalisierungsprojekten zum Einsatz kommen wird.