Seit Anfang des Jahres liefert das neue Wasserkraftwerk am Muldestausee im ostdeutschen Bundesland Sachsen-Anhalt Ökostrom. Zur Stromgewinnung nutzt die Anlage zwei horizontalachsige Kaplan-Turbinen in Pit-Ausführung von der Small Hydro Divison von Voith Hydro mit einer Engpassleistung von 1.471 kW. Als Sub-Auftragnehmer von Voith Hydro war die niederösterreichische Schubert Elektroanlagen GmbH für die Ausführung der Kraftwerks-Leittechnik zuständig. Die Automatisierungsspezialisten sorgten für die Steuerung der gesamten Kraftwerksanlage inklusive der Anbindungen an den Netzbetreiber, den Direktvermarkter und die zentrale Leitwarte der Betreibergesellschaft Talsperren-Wasserkraft-Sachsen-Anhalt GmbH (TSW). Im Regeljahr wird das Kraftwerk Muldestausee den Strombedarf von rund 4.000 durchschnittlichen Haushalten mit nachhaltig erzeugter Energie abdecken.
Mit der Flutung eines ehemaligen Braunkohletagebaus im Landkreis Anhalt-Bitterfeld in Sachsen-Anhalt entstand zwischen 1975 und 1976 der insgesamt 135,5 Millionen m³ fassende Muldestausee. Rund 20 Jahre später wurden erste Konzepte zum Bau eines Wasserkraftwerks an der Stauanlage erstellt. Das Bauvorhaben entwickelte sich aus einer Potentialanalyse des Bundeslandes in den 1990er-Jahren, bei der geeignete Standorte zur Erzeugung von grünem Strom geprüft wurden. 2001 folge die nächste Potentialstudie von der Energieagentur Sachsen Anhalt, bei der insgesamt acht geeignete Standorte identifiziert wurden. Nach einer Aktualisierung der Studie und einer Kosten-Nutzen-Analyse verblieben fünf Standorte, wobei der Muldestausee mit einer nutzbaren Fallhöhe von rund 5 m den vielversprechendsten Stromertrag in Aussicht stellte. In Auftrag gegeben wurde die Errichtung des Kraftwerks schließlich von der Talsperren Wasserkraft-Sachsen-Anhalt GmbH (TSW), die für den Bau, den Betrieb und die Nutzung von Wasserkraftpotentialen im Bundesland zuständig ist.
Niederösterreichische Automatisierungsexperten für Leittechnik zuständig
Ebenfalls im Voith-Leistungsumfang enthalten war die Umsetzung der Kraftwerks-Steuerung. Realisiert wurde die gesamte Leittechnik durch den Sub-Auftragnehmer Schubert Elektroanlagen GmbH aus Niederösterreich. Den Automatisierungsspezialisten eilt branchenweit ein hervorragender Ruf voraus, den sich das Unternehmen mit Sitz in Ober-Grafendorf durch eine Vielzahl erfolgreicher Projekte im In- und Ausland erarbeitet hat. „Der Auftrag umfasste prinzipiell das leittechnische Equipment der Anlage. Dazu zählten die Steuerung und Überwachung der kompletten Kraftwerksanlage inklusive SMS-Alarmierung. Die allgemeine Steuerung beinhaltet die Gruppenregelung und die Anbindungen an den Stahlwasserbau, den Netzbetreiber, den Direktvermarkter und die kundeneigene Leittechnik. Weiters waren wir für die Steuerung der Maschinensätze zuständig. Dazu gehören die Anfahr- und Stillsetzautomatik der Turbinen, die Drehzahlregelung, die Wasserweitergabe im Stillstand, die Hilfsbetriebesteuerung, der Generatorschutz und die Synchronisierung sowie die Überwachungs- und Störungsauswertung“, erklärt Schubert-Projektleiter Markus König. Komplettiert wurde der Schubert-Lieferumfang durch zwei Generator-Ausleitungszellen mit 690 V, vier zoom- und schwenkbare Videokameras inklusive Netzwerkvideo-Recordersystem und die Voice over IP-Anlage zum Zutritt auf das Kraftwerksgelände.
Umfangreiche Steuerungsmöglichkeiten
Die Überwachung und Steuerung des Kraftwerks aus der Ferne erfolgt in der Leitwarte der TSW im rund 120 km westlich gelegenen Unternehmenssitz in Blankenburg. Dazu wurde die Kraftwerks-Steuerung von Schubert an das übergeordnete TSW-Leitsystem angeschlossen. Darüber hinaus kommuniziert das Leitsystem über das digitale IEC 104-Protokoll mit dem Direktvermarkter und dem Netzbetreiber, erklärt Markus König: „Die Anschlussregelung VDE 4110 verpflichtet Betreiber von Erzeugungsanlagen, die Strom in Mittelspannungsnetze einspeisen, dass ihre Anlagen bestimmte Anforderungen erfüllen müssen. Beispielsweise muss der Netzbetreiber in der Lage sein, die Leistung eines Kraftwerks eigenmächtig zu regeln bzw. zu drosseln, wenn im Stromnetz Überspannungen oder zu hohe Frequenzen auftreten. Der Direktvermarkter des erzeugten Stroms hat ebenfalls Zugriff auf die Anlagensteuerung und kann die Leistung des Kraftwerks an die jeweiligen Marktpreise anpassen, um somit möglichst lukrative Erträge zu erzielen.“
Investition in die Zukunft
Der Ausbruch der Corona-Pandemie im Frühjahr 2020 sollte sich, wie eingangs erwähnt, auch auf die Fertigstellung des Kraftwerks am Muldestausee auswirken. Aufgrund der Aufenthaltsbeschränkungen während des landesweiten „Lockdowns“ durften die Inbetriebnahmetechniker von Voith und Schubert nur jeweils fünf Tage am Stück in Deutschland bleiben. Danach mussten sie wieder zurück nach Österreich und sich einem Corona-Test unterziehen, um wieder zurück nach Deutschland reisen zu dürfen. Dieses zeitraubende Prozedere, das die Inbetriebnahmephase der Anlage in die Länge zog, sollte sich mehrere Male wiederholen. Trotz dieser schwierigen Begleitumstände zieht Markus König ein durchwegs positives Fazit über das Projekt: „Dank des Onlinezugangs konnten die finalen leittechnischen Optimierungen und Einstellungen über die Fernwartung durchgeführt werden. Es war ein spannendes Projekt mit relativ vielen Schnittstellen, bei dem wir wieder einiges dazu gelernt haben.“ Die erste Netzzuschaltung des Kraftwerks Muldestausee erfolgte am 22. Jänner 2021, die endgültige Fertigstellung ist für das dritte Quartal 2021 geplant. Der Nachweis zur Funktionalität der Fischauf- und -abstiegsanlage wird im kommenden Jahr erbracht. Im Regeljahr rechnen die Betreiber mit einer Erzeugungskapazität von ca. 13,6 GWh Ökostrom. Umgerechnet wird damit der Jahresstrom bedarf von rund 4.000 durchschnittlichen Haushalten mit nachhaltig erzeugter Energie abgedeckt. „Nach einem halben Jahr Betriebserfahrung lässt sich sagen, dass das Kraftwerk grundsätzlich stabil läuft. Wenn die Kinderkrankheiten alle beseitigt sind, haben wir eine wirklich schöne Anlage. Ich bin überzeugt, dass das Projekt eine gute Investition in die Zukunft darstellt“, so TSW Geschäftsführer Mario Gödicke.
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