Ökologischer Umbau der Illerkraftwerke

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Ökologischer Umbau der Illerkraftwerke
Illerstufe 6, Legau, Einbau einer Dotationsturbine
Dipl. Ing. Patrick Menk
Dipl. Ing. Christian Bammel
Bayerische Elektrizitätswerke GmbH
Seite 1
Bayerische Elektrizitätswerke
> 36 Laufwasserkraftwerke an
Donau, Günz, Iller, Lech, Wertach
> Ausbauleistung 200 MW
> Regelerzeugung ca. 1.100 GWh / a
(ausreichend für ca. 320.000 Privathaushalte)
Hochwasserschutz durch die BEW:
Umfang der HW-Schutzanlagen:
Wehranlagen
32 Stück
Damm- und Deichstrecken
190 km
Hinterlandentwässerungen
112 km
Flussunterhalt lt. Bescheiden:
Gesamtlänge
180 Fluss-km
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Umsetzungskonzepte spiegeln die Anforderungen
des deutschen und europäischen Gewässerschutzes
wider
Wasserkraftnutzung
Europäische Wasserrahmenrichtlinie
Biodiversitätsstrategien
nach WGH neu (§33 – 35)
§ §33 Mindestwasserführung
§ Durchgängigkeit
§ UN
§ §34 Durchgängigkeit
§ Mindestwasserführung
§ EU-Natura 2000 / FFH
§ §35 Wasserkraftnutzung - Schutz der
Fischpopulation
§ Gewässerstrukturverbesserungen
§ Bund
§ Durchgängigkeit für Geschiebe
§ Bayern
§ Donaueinzugsgebiet: keine
Langdistanz-Wanderfische (Aal,
Lachs): Aufstieg ja, Abstieg natürlich
(50-80 Tage Wehrüberlauf im
Sommerhalbjahr)
§ Keine generelle Minimierung der
Rechenstababstände bei
Bestandsanlagen (Statik,
substanzielle Erzeugungsminderung
§ Schutz der Fischpopulation
zusätzlich durch
Gewässerstrukturmaßnahmen
(Forschungsprojekte gemeinsam mit
Fischerei)
Umsetzung bis 2015
Verlängerung um 2 x 6 Jahre
maximal bis 2027
Seite 3
Kernbotenschaften: Das „Eckpunktepapier“ ist als
Baustein des Energiekonzeptes „Energie innovativ“
vom Mai 2011 konsequent anzuwenden.
Ziel:
> Erhalt und Ausbau der Wasserkraft, gleichzeitig Verbesserung von
Gewässerökologie und Hochwasserschutz
Herstellung gutes ökologisches Potential
Schritte und Aufgaben:
> Durchgängigkeitskonzept,
> Potentialstudie Wasserkraft
Status:
erledigt
erledigt
> Umsetzungskonzept,
in Arbeit
Kompensation durch Paketlösungen
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Ziele der Illerstrategie 2020 (Paketlösung)
> Der Schutz der Fischpopulation gem. § 35 WHG wird durch eine
Maßnahmenkombination an der Wasserkraftanlage erreicht.
> Die Fischaufstiegsanlage wird gemäß den Vorgaben des Praxishandbuch
Fischaufstiegsanlagen in Bayern hergestellt. Die Erfahrungen aus dem
Iller-Pilotprojekt in Altenstadt konnten eingebracht werden (Fertigstellung 2011).
> Der Gewässerlebensraum Iller wird durch die Erhöhung der
Mindestwasserführung bei Schwellbetrieb von 9,0 m³/s deutlich verbessert
> Durch die neuen Gewässerstrukturen in den Stauhaltungen und den
Fließstrecken, werden die Belastungen durch die Wasserkraftnutzung und den
Hochwasserschutz reduziert: Das „gute ökologische Potenzial“ als Ziel der WRRL
wird durch die vorgeschlagene Maßnahmenkombination mit hoher
Wahrscheinlichkeit erreicht und wird durch fachkundigen Gewässerunterhalt
langfristig sichergestellt.
Best-Practice-Modell für die Paketlösung
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Illerstrategie zur Umsetzung WHG
§ 34 Durchgängigkeit (Fischaufstiegsanlage mit dyn. Dotationswassermenge)
Auenentwicklung durch ein neues Parallelgewässer (Laichhabitat) Dotationswassermenge bis 500 bis 1200 l/s
Ableitung für:
- Fischaufstiegsanlage 500 - 1000 l/s
(bis Ende 2015)
Weiterleitung für:
- Auendynamik 100 – 300 l/s
(bis Ende 2016)
Ausleitung 600 – 1200 l/s
Legende:
Auenentwicklung
Gewässerstrukturen
Staustufe Legau
Fl.Km 71+779
Geschiebemanagement/
Uferaufweitung
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Geschiebemanagement am Beispiel Illerstufe 6, Legau
Quelle: BEW
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Zählbecken Illerstufe 6, Legau
Quelle: BEW
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Dotationsturbine zur Restwasserabgabe
Umbau M4 (Strafloturbine)
Doppeltregulierte Kegelradrohrturbine
Ø Verpflichtung aus Vereinbarung mit dem Freistaat Bayern,
Restwasserabgabe 9 m³/s – mit energetischer Nutzung
Ø Teilweise Aufgabe bzw. stark reduzierter Schwellbetrieb
Ø Bestehende Strafloturbinen können in einem relativ schmalen Bereich um
ca. 20 m³/s mit ausreichendem Wirkungsgrad betrieben werden
(einfach reguliert)
Ø Neue, doppelt regulierbare Turbinen nötig
Ø Möglichst geringer baulicher Eingriff (Beibehaltung der Drosselklappe)
ist Bedingung
Fa. Andritz liefert 3 KRT (1.600)
Umbau an 3 Illerstufen (Legau, Fluhmühle und Maria Steinbach)
Kosten pro Illerstufe: ca. 3 mio. €
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Beispiel Straflo Turbine
Seite 10
Beispiel KRT
Quelle: Andritz Hydro
Seite 11
Schwellbetrieb in der Vergangenheit – Technische Gründe
Illerstufe 6 (Legau)
Illerstufe 7 - Mariaund
Steinbach
Betrachtung Wirkungsgradverläufe
nutzbare Wassermenge
mit 4 Strafloturbinen
bei Schwellbetriebsaufgabe
4 Strafloturbinen
D1=2050 mm
110,0
105,0
100,0
Schwellbetriebsfahrweise zwecks
„spitzen“ Wirkungsgradverläufen
der Straflomaschinen
95,0
90,0
85,0
80,0
M2+M3
75,0
70,0
Q [m³/s] + etaTurbine
M3
M1+M2
+M3+M4
65,0
M2+
M3+M4
60,0
Untersuchung verschiedener
Lösungsansätze:
- KRT
- BULB
- drehzahlregulierte Straflo
- Dotationskraftwerk
55,0
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
MNQ=9,3
10,0
NQ=4,06
5,0
Abschätzung der Verlustecken an
den Kraftwerken bei Laufwasserbetrieb
0,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360
Tage
Seite 12
Schwellbetrieb => Laufwasserbetrieb – Lösung mit KRT
Illerstufe 6 (Legau)
Betrachtung Wirkungsgradverläufe
nutzbare Wassermenge
Illerstufe 7 - Maria und
Steinbach
mit 3 Strafloturbinen
+ 1 KRT
3 Strafloturbinen
mit einer regulierten Turbine
+ Verlustfreier Laufwasserbetrieb ist
mit einer KRT möglich
110,0
105,0
100,0
95,0
KRT+M1+M2+M3
KRT+M1+M3
KRT
KRT+M3
90,0
85,0
80,0
KRT
m³/s
%
7,0 86,5
8,0 88,0
9,1 89,0
10,8 90,0
13,8 90,6
16,9 90,0
19,7 89,0
21,6 88,0
24,7 86,0
+
Einbau in die bestehenden KW
Iller 5, 6 und 7 trotz beengter
Platzverhältnisse möglich
75,0
Q [m³/s] + etaTurbine
M3
M1+M3
70,0
M1+
M2+M3
65,0
M3
m³/s
%
20,6 70,0
26,0 88,4
27,2 85,6
60,0
55,0
50,0
+ der bauliche Eingriff ist
vergleichsweise gering
+ Drosselklappen können gehalten
45,0
werden
40,0
35,0
30,0
25,0
+ Wartungsaufwand ca. 1/3 einer
20,0
Straflomaschine
15,0
MNQ=9,3
10,0
NQ=4,06
5,0
+ erprobte, kalkulierbare Technik
0,0
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360
Tage
Getriebeproblematik in der
- Vergangenheit
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Einbau einer Dotationsturbine zur Restwasserabgabe
Quelle: Andritz Hydro
Seite 14
Anpassung Saugschlauch ist nötig
Neue Kontur
Alte Kontur
Seite 15
Ausgangssituation Legau M1-M3 überholt, M4 Altbestand
Seite 16
Februar 2016
Ausbau der Maschine 4
Seite 17
Februar 2016
Nach dem
Hochdruckwasserstrahlen
Seite 18
März 2016
Abnahme der Holzschalung für die neue
Saugschlauchkontur bei Firma Mitterfelner
Seite 19
März 2016
Herrichten der Fundamente für die neue Turbine
Abbrucharbeiten
UW-Mauerring
einpassen der Hilfsschalung Saugschlauch
Seite 20
April 2016
Fertigstellung Hilffsschalung, Einbringen der
Bewehrung, Betonieren der Fundamente
Seite 21
April 2016
Betonierversuch 15.04.2016
Seite 22
April 2016
Seite 23
April 2016
Seite 24
April 2016
Festlegung Betoniergeschwindigkeit (max. 0,5 m/h)
Seite 25
April 2016
Tagesablaufplan Betonage Saugschlauch am 10.05.2016
Seite 26
April 2016
Einbau Schalung v. 18.04. – 22.04.2016
Seite 27
Mai 2016
Rettungsübung 03.05.2016
Seite 28
Mai 2016
Betonieren des Saugschlauches am 10.05.2016
Seite 29
Mai 2016
Saugschlauch nach dem Ausschalen
Seite 30
Juni 2016
Werksabnahme und Anlieferung Turbine
Seite 31
Juni 2016
Einheben der Turbine
Seite 32
Juli 2016
Einbau Turbine, Einschalen und Betonieren UWMauerring
Seite 33
Juli 2016
Nach Ausschalen des Unterwassermauerrings
Seite 34
Seite 35
Terminplan
Stand 21.07.2016
Seite 36
Unsere Kontaktdaten:
Unser Internetauftritt:
Schaezlerstraße 3
86150 Augsburg
Telefon:
Telefax:
E-Mail:
+49 821 328 4440
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Umweltmanagementsystem
ISO 14001
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OHSAS 18001
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