Luftaufnahme des gesamten Kraftwerks. ©Bild: AÜW

Visualisierung des neuen Kraftwerks. ©Bild: AÜW

In diesem Projekt kommt die Technologie der VLH-Turbine erstmals in einem alpinen Gebirgsfluss mit hohem Geschiebe- und Treibholzanteil zum Einsatz. ©Bild: AÜW

Der Plan des Fischaufstiegs: Die VLH Turbine eignet sich besonders für den Einsatz in Flüssen mit niedriger Fallhöhe und zeichnet sich durch ihre hohe Fischverträglichkeit aus. ©Bild: AÜW

Die VLH Turbine eignet sich besonders für den Einsatz in Flüssen mit niedriger Fallhöhe und zeichnet sich durch ihre hohe Fischverträglichkeit aus. ©Bild: AÜW

Neue Technologie: Einweihung von Deutschlands erstem VLH Wasserkraftwerk

(PM) Nach nur gut einem Jahr Bauzeit entstand in Sulzberg/Au im Allgäu das erste VLH Wasserkraftwerk Deutschlands. Die erstmals in Deutschland eingesetzte Technologie der „Very Low Head“-Turbine (VLH) stellt in Kombination mit der variablen Stauzielregelung durch ein wassergefülltes Schlauchwehr eine Weltneuheit dar.


Mit dem Ziel, eine bestehende Staustufe mit niedriger Fallhöhe wirtschaftlich für die Erzeugung von Strom aus Wasserkraft zu nutzen und gleichzeitig eines der fischverträglichsten Wasserkraftwerke zu bauen, gründeten die Allgäuer Überlandwerk GmbH (AÜW) und die Bayer. Landeskraftwerke GmbH (LaKW) die gemeinsame Gesellschaft Illerkraftwerk Au GmbH.

Historischer Standort
„Das spannende an dem Standort ist der geschichtliche Hintergrund - bereits 1907 wurde von unserem Firmengründer Karl Böhm und seinem Vater an dieser Stelle ein Wasserkraftwerk betrieben. Auf Grund der niedrigen Fallhöhe galt dieser Standort lange Zeit als unwirtschaftlich. Der Einsatz der VLH Technologie ermöglicht an dieser Wehranlage nun wieder eine effiziente Erzeugung Erneuerbarer Energie aus Wasserkraft.“, erläutert Michael Lucke, Geschäftsführer AÜW.

Die Very Low Head-Turbine“
Dieses Wasserkraftprojekt ist weltweit einmalig und hat Vorbildcharakter für eine gesicherte Energieerzeugung im Einklang mit Natur und Umwelt. Das Besondere an dem Wasserkraftwerk ist die erstmals in Deutschland eingesetzte Technologie der „Very Low Head-Turbine“, in Kombination mit einer variablen Stauzielregelung durch ein wassergefülltes Schlauchwehr sowie einer Geschiebe- und Treibholzschleuse. Die VLH Turbine eignet sich besonders für den Einsatz in Flüssen mit niedriger Fallhöhe und zeichnet sich durch ihre hohe Fischverträglichkeit aus. Durch ein unabhängiges, staatlich finanziertes Monitoring, durchgeführt von der Technischen Universität München (TUM), werden die Fischverträglichkeit der VLH-Turbine sowie die ökologischen Auswirkungen der Wasserkraftanlage auf die angrenzenden Habitate untersucht. Bereits Ende 2015 ist die Wasserkraftanlage ans Netz gegangen, das Investitionsvolumen beläuft sich auf insgesamt 8.7 Mio. Euro.

Das Allgäuer Überlandwerk (AÜW) und die Bayerische Landeskraftwerke GmbH (eine Eigengesellschaft des Freistaates Bayern) bilden gleichberechtigt die Illerkraftwerk Au GmbH. Finanziell unterstützt wurde das Projekt mit 1,4 Millionen Euro aus Mitteln des Förderprogramms „BayInvent“ vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie.

Technische Spezifikationen
des neuen VLH-Wasserkraftwerks

Turbinentyp

VLH (Very Low Head)

Turbinenleistung

je 450 kW

Nenndurchfluss

je 27 m³/s

Laufraddurchmesser

5000 mm

Nettofallhöhe maximal

2.32 m (minimal 1.40 m)

Turbinendrehzahl

15-20 Umdrehungen/min

Generatortyp

Permanentmagnet-Generator

Spannung

500 V

Kühlung

Wasserkühlung

Erzeugte Jahresarbeit

3.9 Mio. kWh = 3900 MWh (gesamt)

Fischaufstiegshilfe

 

Bauart

Vertical-Slot-Pass

Nenndurchfluss

0.5 m³/s

Wehranlage

zweifeldrige Schlauchwehranlage

Länge / Höhe

15 m / 4 m sowie 62.4 m / 2.55 m


Wirtschaftlichkeit und Ökologie
In der Nachkriegszeit wurden Wasserkraftanlagen meist an Wehren mit geringer Fallhöhe aufgelassen, da diese bei den extrem niedrigen Strompreisen zur damaligen Zeit nicht mehr rentabel waren. Auch bei der heute gesicherten Einspeisevergütung nach EEG bleibt an solchen Standorten die Wirtschaftlichkeit grenzwertig, weshalb neue Wege in der Technik der Nutzung der Wasserkraft gesucht werden. Trotz ungünstiger Standortbedingungen soll eine wirtschaftliche Nutzung ermöglicht werden.

Ein naheliegender Gedanke zur Verbesserung der energiewirtschaftlichen Nutzung einer bestehenden Staustufe ist die Vergrösserung der Fallhöhe durch Anstau des Oberwassers. Dem entgegen steht der ökologische Nachteil der Verlangsamung der Fliessgeschwindigkeit im Oberwasser mit den negativen Auswirkungen auf die Wasserqualität bei Niedrigwasser sowie die damit in Verbindung stehenden ungünstigsten Einflüsse auf die Lebensbedingungen der Gewässerorganismen.

Es war deshalb notwendig nach Lösungen zu suchen, die bei kritischen Abflussbedingungen die ökologischen Rahmenbedingungen im Gewässer nicht negativ verändern und nur bei ausreichenden Abflüssen eine Stauzielerhöhung vorsehen. Entscheidend bei dieser Überlegung ist die Tatsache, dass der grösste Teil der Jahresarbeit einer Laufwasserkraftanlage in Zeiten guter Wasserführung erzielt wird und die Zeiten niedriger Abflüsse für die Energieerzeugung eher untergeordnet sind. Zudem wird mit der konstanten Einspeisevergütung nach EEG kein besonderer Erzeugungszeitraum mehr bevorzugt. Für die Wirtschaftlichkeit der Stromerzeugung ist somit nur die Summe der Jahreserzeugung massgebend, nicht jedoch der Zeitpunkt der Erzeugung.

Ökologisches Fischmonitoring
Durch ein umfangreiches Monitoringverfahren des Lehrstuhls für Aquatische Systembiologie der TU München, das auch diesen Standort mit einbezieht, werden bayernweit die ökologischen Auswirkungen innovativer Wasserkraftanlagen im Vergleich zu herkömmlicher Technologie untersucht. Hierbei werden sowohl direkte anlagenbedingte Auswirkungen auf die Fischpopulation, z.B. Verletzungen durch die Turbinen, als auch Veränderungen des Lebensraums, z.B. durch den Aufstau, betrachtet.

  • Im Rahmen des Forschungsmoduls A „Anlagenbedingte Wirkungen“ wurden z.B. abwandernde Fische nach der Turbinenpassage mittels spezieller Fangnetze, sogenannter „Hamen“ gefangen und auf Rechen- und Turbinenschäden hin untersucht.
  • Im Forschungsmodul B „Ökologische Auswirkungen“ erheben die Forscher der TU München das Fischartenspektrum, am Gewässergrund lebende Kleintiere, Wasserpflanzen, Aufwuchsalgen und verschiedene Umweltparameter. Sie erfassen diese Komponenten im Ober- und Unterwasser, sowie vor und nach dem Bau der Wasserkraftanlagen an vorab festgelegten Gewässerquerschnitten. Im Anschluss werden die Veränderungen bezüglich des Artenspektrums und der vorliegenden Lebensräume dokumentiert und ausgewertet.

Neben den im Gewässer natürlich vorkommenden Fischen werden für den Versuch rund 30‘000 Fische folgender Arten am Standort Au eingesetzt: Bachforelle, Huchen, Äsche, Barbe, Aal, Nase, Rotauge, Flussbarsch.

Tests in Frankreich mit der VLH-Turbine haben bei Forellen, Karpfen und Schleien eine Überlebensrate von fast 100 Prozent ergeben. Bestätigen sich diese Tests auch in Sulzberg/Au bedeutet das einen „kräftigen Schub“ für die ökologische Verträglichkeit der innovativen Wasserkrafttechnik und für deren Marktreife.

Intensive Modellversuche im Vorfeld der Projektrealisierung
In diesem Projekt kommt die Technologie der VLH-Turbine erstmals in einem alpinen Gebirgsfluss mit hohem Geschiebe- und Treibholzanteil zum Einsatz. In Verbindung mit dem dynamischen Schlauchwehr ist es weltweit die erste Umsetzung einer solchen Wasserkraftanlage. So wurde in umfangreichen Tests und Simulationen, über einen Zeitraum von knapp acht Monaten, zusammen mit dem Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft der TU München in einem Modell mit einem Massstab von 1:20 das Kraftwerk nachgebaut. In den Versuchen wurden die Kraftwerksanströmung, die Geschiebespülung, die Schwemmholzabfuhr sowie die Überprüfung der Abflussleistung im Hochwasserfall so weit optimiert, dass die Kombination aus VLH-Turbine mit einem Schlauchwehr für alpine Flüsse geeignet ist. Diese Ergebnisse gaben den Startschuss für die Projektrealisierung.

Text: Allgäuer Überlandwerk GmbH (AÜW)

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1 Kommentare

Eric Hoyer

Ich bin Erfinder schon 32 Jahre und 76 Jahre alt.
Ich habe alle Zutaten für die Energiewende, aber es wird wieder was gemacht was nicht gut ist ! Wärmepumpen die man sch nach ca. 15 Jahren auswechseln muss, mach im Leben eines Bürgers ca. 60 -80.000 € . Was daran soll nachhaltig sein !!
Kugelheizung-Hoyer - bis 1.250 °C - mit Feststoffspeicher an dezentralen Orten und Städten etc., natürliche-Energiezentren;
Speicherung von Nullstrom und Umverteilung von 1 Milliarde m³ Feststoffspeicher und ein neuer Typ Hausheizung, als Wärmezentrum-Hoyer.
Die Fließstärke der Flüsse 12.000 km in der BRD, stärkste natürliche Energie ! Erfindungen-Verfahren.de

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