Dotierturbinen: Die Kraftwerke in den Kraftwerken

Insgesamt drei Dotierturbinen erschließen in den Wasserkraftwerken Wyhlen und Ryburg-Schwörstadt bislang ungenutzte Potenziale energetisch. Seit einigen Monaten produzieren sie rund drei Millionen Kilowattstunden sauberen Strom für rechnerisch fast tausend Haushalte. Die drei neuen EEG-geförderten Kleinwasserkraftwerke arbeiten ganz im Sinne der Energiewende und gewinnen umweltfreundlich Strom aus der Energie des Wassers für die Fischaufstiegsanlagen.

Zwei Dotierturbinen für das Kraftwerk Wyhlen

„Arbeiten im Bestand bringen immer ganz besondere Herausforderungen mit sich“, weiß Philip Stauß, Projektleiter für die Modernisierung der Kleinwasserkraftwerke bei Energiedienst. Das sollte sich im Kraftwerk Wyhlen bestätigen. Als der Asphalt für die neuen Rohrleitungen und das Fassungsbauwerk aufgerissen wurde, kamen alte Eisenbahnschienen und Leitungen zum Vorschein, die in den aktuellen Plänen nicht verzeichnet waren. Langjährige Mitarbeiter hatten das schon vermutet.

Projektleiter Philip Stauß erklärt die Funktion der neuen Druckrohrleitungen.

Viel Mühe floss in die Wasserhaltung für den Durchbruch der Rheinwand. „Das war eine spannende Geschichte“, sagt Philip Stauss. Selten wird eine Wand im eingestauten Oberwasser abgebrochen. Drei erfahrene Taucher mussten eine acht Tonnen schwere Stahlwand montieren und abdichten. Dahinter entstand das Fassungsbauwerk von wo aus zwei neue Druckrohrleitungen das Rheinwasser der Turbinenkammer beim Fischpass am Maschinenhaus zuführen.

Zwei Druckrohrleitungen leiten das Rheinwasser zur Turbinenkammer beim Fischpass am Maschinenhaus.

Dort turbiniert eine 90-Kilowatt-Kaplan-Turbine das Wasser ins Auslaufbecken des Beckenpasses. Dabei wird ihm viel Energie entzogen, das Wasser also abgebremst, was zu einer relativ ruhigen Strömung am Auslauf führt und positiv für die Fische ist. Inzwischen ist die Stahlwand wieder entfernt. An ihrer Stelle verrichtet nun ein Feinrechen mit horizontalem Rechenreinigungssystem seine Arbeit.

Eine 90-Kilowatt-Kaplan-Turbine turbiniert das Rheinwasser ins Auslaufbecken des Beckenpasses.

Beim Fischlift gestalteten sich die Arbeiten etwas einfacher. Dort gab es bereits ein Fassungsbauwerk. Aber auch hier musste eine neue Rohrleitung verlegt und eine 60-Kilowatt-Kaplan-Turbine eingebaut werden.

Die neue Druckrohrleitung beim Fischlift

„Unsere Kraftwerksmitarbeiter haben insbesondere hier intensiv das Projekt vorangetrieben“, erzählt Philip Stauss. „Vor allem im Bereich Stahlbau wurden zahlreiche Konstruktionen vor Ort geplant, gefertigt und montiert.“

Für das Fassungsbauwerk beim Fischlift waren die Energiedienst-Mitarbeiter insbesondere im Bereich Stahlbau gefordert.

Eine Dotierturbine für das Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt

Auch das Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt erhielt in den vergangenen Jahren zwei Fischaufstiegsanlagen und ein naturnahes Umgehungsgewässer. „Die alte Fischtreppe im Trennpfeiler war nicht mehr zeitgemäß“, sagt Hubert Strittmatter vom Energiedienst Asset Management. Ein Raugerinnefischpass sowie ein Vertical-Slot-Fischpass ermöglichen den stromaufwärts schwimmenden Fischen seit 2014 den gefahrlosen Einstieg in das Umgehungsgewässer auf der deutschen Uferseite. Ebenso wie im Kraftwerk Wyhlen, dient den Fischen auch hier eine Leitströmung als Wegweiser.

Das Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt mit dem neuen Umgehungsgewässer von oben.

Beim Einlaufbauwerk rund 600 Meter oberhalb des Kraftwerks werden sechs Kubikmeter Rheinwasser pro Sekunde in das Umgehungsgewässer eingeleitet.
Da das Umgehungsgewässer zwischen der 220-Kilovolt-Schaltanlage des Übertragungsnetzbetreibers TransnetBW und der 110-Kilovolt-Schaltanlage des Kraftwerks Ryburg-Schwörstadt verläuft, wurden die Kabel zwischen den beiden Anlagen tiefer gelegt und zum Teil auch ersetzt.

Für den Bau des Umgehungsgewässers mussten unter anderem auch 110-kV-Kabel tiefer gelegt werden.

„Die TransnetBW speist mit zwei Transformatoren mit einer Leistung von jeweils 200 Megawatt in unsere Schaltanlage“, erklärt Hubert Strittmatter. „Das war viel Aufwand, denn wir mussten aufwändig spunden.“

Das Einlaufbauwerk besteht aus zwei Teilen, einer unregulierten Blocksteinrampe und einem Kanal mit Drehtor. Hinter dem Einlaufbauwerk werden die Pegelstände gemessen.

Das Einlaufbauwerk nimmt Gestalt an.

Das Einlaufbauwerk heute.

Ein Verteilbauwerk auf Höhe der Zufahrt zum Kraftwerk teilt das Wasser auf. Hier beginnt der Raugerinne-Beckenpass.

Das Verteilbauwerk mit Fisch-Zählbecken (rechts) wird errichtet.

Das Verteilbauwerk in Betrieb.

1,4 Kubikmeter Wasser fließen pro Sekunde in das Raugerinne. Mit 4,6 Kubikmetern Wasser pro Sekunde fließt der weitaus größere Teil jedoch in eine Druckleitung mit einem Durchmesser von 1,8 Metern. Diese führt das Wasser dem Fischeinstieg des Raugerinnes als Leitströmung zu.

Das neue GFK-Druckrohr wird verlegt.

Auf seinem Weg zum Fischeinstieg im Unterwasser passiert das Wasser eine Dotierturbine und erzeugt so rund 2,6 Millionen Kilowattstunden sauberen Strom pro Jahr.

Die Dotierturbine im Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt hat eine Leistung von 355 Kilowatt.

Auch hier wird dem Wasser Energie entzogen, so dass es nach der doppelt regulierten Kaplan-Rohrturbine sehr ruhig und gleichmäßig als Leitströmung für die Fische zur Verfügung steht.

Hubert Strittmatter kann in der Leitwarte alle Parameter des Dotierkraftwerks kontrollieren.

„4,6 Kubikmeter Wasser pro Sekunde über eine Fallhöhe von neun Metern ergeben ein ordentliches Potenzial“, sagt Hubert Strittmatter. „An gut 270 Tagen läuft die Maschine unter Volllast.“ Im Gegensatz zu den Kleinwasserkraftwerken im Schwarzwald, arbeiten die neuen Dotierkraftwerke nahezu das ganze Jahr zu relativ konstanten Bedingungen.

Ingo Fleuchaus

Diplom-Physiker Ingo Fleuchaus macht mit seiner PR-Agentur textdirekt seit mehr als zehn Jahren Presse- und Öffentlichkeitsarbeit für Kunden aus der Energiebranche. Die Schwerpunkte bilden Themen aus den Bereichen Energieversorgung, Erneuerbare Energien, Elektromobilität und Forschung.
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