Projekt 16891/01

Reaktivierung der Wasserkraftanlage am Brenzursprung

Projektträger

Gemeinde Königsbronn
Herwartstr. 2
89551 Königsbronn
Telefon: 07328/9625-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Wasserkraft als regenerative Energiequelle soll genutzt werden, um am Brenzursprung elektrische Energie zu gewinnen. Hierzu wurden die baulichen Anlagen aus dem Jahre 1890 renoviert sowie die vorhandene Kaplanturbine aus dem Jahre 1927 umgebaut und wieder instandgesetzt. Die seit Jahrhunderten bestehenden Gebäude der 1964 stillgelegten Wasserkraftanlage sowie der benachbarten ehemaligen Hammerschmiede, deren Geschichte sich bis ins 16. Jh. zurückverfolgen lässt, sollen als Zeugnis der langen Tradition der Nutzung der Wasserkraft am Brenzursprung erhalten werden. Die Nutzung der Wasserkraft soll an der Anlage dargestellt werden, früher als ökonomisch erforderlich, heute als ökologisch wertvolle Energiequelle.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenA) Baulicher Umfang
Auf Grund des guten baulichen Zustandes der bestehenden Wasserbauten waren nur wenige bauliche Maßnahmen erforderlich. Durch die Verkleinerung des Laufraddurchmessers wurde eine Innenverkleidung des Saugrohres erforderlich, die als Stahlschalung eingebaut wurde. Die Maßnahmen beschränkten sich im Wesentlichen auf die Erneuerung der Schütze im Zulaufkanal sowie den Einbau eines neuen Rechens.
B) Maschinen- und Elektrotechnischer Umfang
Das vorhandene Laufrad von 1927 wurde renoviert und wieder verwendet. Dabei ist der Laufraddurchmesser von 915 mm auf 803 mm reduziert worden, anschließend wurde die Turbine in den vorhandenen Tragring eingebaut. Direkt auf die Turbinenwelle wurde ein neuer Asynchrongenerator gesetzt, ein Getriebe konnte somit entfallen. Elektrische und elektronische Regelungen und Steuereinrichtungen befinden sich in einem Schaltschrank, der im Turbinenhaus aufgestellt ist. Die dort untergebrachten Schaltanlagen umfassen sowohl den Leistungsteil als auch den Steuerungsteil.


Ergebnisse und Diskussion

Bei der renovierten Turbine handelt es sich um eine doppeltregulierte Kaplanturbine mit einem reduzierten Laufraddurchmesser von 803 mm (vorher 915 mm). Die Regulierung erfolgt automatisch mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Die Turbine ist für ein maximales Schluckvermögen von 2100 l/s ausgelegt und leistet bei dieser Wassermenge ca. 64 kW bei einer Drehzahl von 428 U/min. Das nutzbare Gefälle wird mit 3,70 m angenommen. Für den Normalbetrieb ist die Turbine für 1500 l/s ausgelegt. Die Turbinenleistung beträgt bei dieser Wassermenge und einem nutzbaren Gefälle von 3,70 m 44 kW. Die Turbine kann bis zu einer minimalen Wassermenge von ca. 500 l/s betrieben werden, wobei die Anlage dann ca. 12 kW leistet. Die prognostizierte Jahresarbeit beträgt 240.000 kWh. Die Anlage ist mit einem Asynchrongenerator ausgerüstet. Dies bedeutet, dass nur Netzparallelbetrieb möglich ist. Die Erregung des Generators erfolgt aus dem Netz (50 Hz) und wird über eine Kompensationsanlage (cos j = 0,8) betrieben. Die Regelung der Anlage folgt dem zulässigen höchstmöglichen Pegel im Oberwasser (Brenztopf). Dies bedeutet, es wird innerhalb des Bereiches von 500 l/s bis 2.100 l/s (Schluckvermögen der Turbine) so viel Wasser von der Turbine verarbeitet, wie der Brenztopf spendet. Bei einer kleineren Wasserspende als 500 l/s kann die Turbine nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden und schaltet ab. Der Abfluss erfolgt über das vorhandene Wehr. Bei einer größeren Wasserspende als 2.100 l/s fließt das überschüssige Wasser über das vorhandene Wehr ab. Die Anlage ist mit allen erforderlichen mechanischen und elektrischen Sicherheitseinrichtungen ausgerüstet. Bei Störungen oder Netzausfall, z. B. Kurzunterbrechungen, wird die Anlage automatisch stillgelegt. Der gewonnene Strom wird in das öffentliche Netz der EnBW eingespeist.
Durch die Sanierung und Reaktivierung der Wasserkraftanlage am Brenzursprung können pro Jahr 240.000 KWh elektrische Energie gewonnen werden und zwar auf sehr umweltfreundliche Art und Weise. Diese Strommenge ist ausreichend um ca. 100 Haushalte mit Strom zu versorgen. Wirtschaftlichkeitsberechnungen haben ergeben, dass die Anlage durchaus kostendeckend betrieben werden kann; - es wurde sogar ein geringfügiger Gewinn prognostiziert. Darüber hinaus trägt der Betrieb der Anlage zur Reduzierung der C02-Emmissionen bei. Gleichzeitig wird ein Industriedenkmal mit sehr langer Tradition im Ortskern erhalten und die Tradition der Wasserkraftnutzung fortgeführt. Die interessierte Öffentlichkeit kann somit Einblick in die spezifische lokale Geschichte sowie in die Nutzung regenerativer Energiequellen erhalten.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vorgesehen ist, dass im Turbinenhaus Führungen für interessierte Gruppen stattfinden. Im Turbinenhaus sind Schaubilder und Tafeln angebracht. In der Gemeinde Königsbronn haben sich etliche Interessengruppen gebildet, die sich mit den Sanierungs- und Dokumentationsarbeiten beschäftigen. Unter anderem wurde hierbei von Herrn Prof. Jung, Universität Stuttgart, ein Videofilm über die Sanierung der Turbine gefertigt. Dieser Film steht ebenfalls als Information zur Verfügung. In Zusammenarbeit mit der Gemeindeverwaltung Königsbronn wurde eine Dokumentation über die Nutzung der Wasserkraft am Brenz-ursprung als Möglichkeit umweltfreundlicher Energiegewinnung erstellt, die in Form einer Broschüre veröffentlicht worden ist.
Am Turbinenhaus ist eine digitale Anzeigetafel angebracht, an der ständig Daten über Wasserdurchfluss, Stromerzeugung, Leistung und C02-Vermeidung abzulesen sind.


Fazit

Mit der geplanten Maßnahme soll die Möglichkeit zur Nutzung der potenziellen Energie des Wassers zur Stromerzeugung aufgezeigt werden. Dies einerseits unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes (Wasserkraft als regenerative Energiequelle) und andererseits unter dem Aspekt der Fortführung einer sehr langen Tradition der Nutzung der Wasserkraft am Brenzursprung. Ein Industriedenkmal soll mit Hilfe moderner Technologie erhalten und auch wirtschaftlich sowie ökologisch betrieben werden.