Vorausschauende energIepolItIK - Kopswerk II
Vorausschauende energIepolItIK - Kopswerk II
Vorausschauende energIepolItIK - Kopswerk II
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KopswerK <strong>II</strong><br />
Das größte Pumpspeicherkraftwerk<br />
der Vorarlberger Illwerke AG<br />
ein Unternehmen von
KopswerK <strong>II</strong> –<br />
<strong>Vorausschauende</strong> <strong>energIepolItIK</strong><br />
Das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> ist Teil einer konsequenten und<br />
nachhaltigen Energiepoltik des Landes Vorarlberg.<br />
Das Land Vorarlberg hat am Beginn der Strommarktliberalisierung<br />
gezielt auf die Wasserkraft gesetzt, obwohl<br />
namhafte Experten damals der Ansicht waren,<br />
dass die Wasserkraft nicht konkurrenzfähig sei. Heute<br />
zeigt sich, dass diese Strategie richtig war. Durch das<br />
<strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> sind zwei erneuerbare Energiequellen,<br />
nämlich die Wasserkraft und die Windenergie, durch ein<br />
aufeinander abgestimmtes Zusammenspiel optimiert.<br />
Die Illwerke können mit dem <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> ihre Stellung<br />
auf dem europäischen Markt für Spitzen- und Regelenergie,<br />
wo sie mit sämtlichen alpinen Speicherkraftwerken<br />
im Wettbewerb stehen, erfolgreich ausbauen.<br />
Dr. Ludwig Summer<br />
Vorstandsvorsitzender illwerke vkw<br />
Dr. Christof Germann<br />
Vorstandsdirektor illwerke vkw<br />
Kopssee<br />
Im März 2003 fassten die Organe der Illwerke den Grundsatzbeschluss<br />
zum Bau des <strong>Kopswerk</strong>es <strong>II</strong>. Im September 2004 wurde<br />
termingerecht mit dem Bau des technisch höchst anspruchsvollen<br />
Pumpspeicherkraftwerks begonnen. Seit September 2008 erzeugt<br />
das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> hochwertigen Spitzen- und Regelstrom aus erneuerbarer<br />
Wasserkraft.<br />
Am 16. November 2008 wurde auch die dritte Maschine für den uneingeschränkten<br />
Probebetrieb freigegeben. Die planmäßige Fertigstellung<br />
und erfolgreiche Inbetriebnahme ist ein Meilenstein für die<br />
Illwerke und in der Wasserkraftnutzung in Vorarlberg. Die Investitionssumme<br />
lag bei über 400 Millionen Euro.<br />
rahmenbedingungen<br />
Die Liberalisierung des Elektrizitätsmarktes und der rasante Ausbau<br />
der Windenergie haben zu einer steigenden Nachfrage nach Spitzen-<br />
und Regelenergie und der Möglichkeit der Pumpspeicherung in<br />
großen alpinen Stauseen geführt. Die Illwerke haben darauf mit der<br />
Entwicklung und dem Bau des Pumpspeicherkraftwerkes <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong><br />
reagiert.<br />
<strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> - Vorteile und Synergien:<br />
n Zusätzliche Turbinenleistung von 525 bzw. Pumpleistung von<br />
450 Megawatt zur flexiblen Bereitstellung von Spitzen- und<br />
Regelenergie für das europäische Stromnetz<br />
n Ausweitung des Zusammenwirkens mit anderen<br />
regenerativen Energiequellen, vor allem der Windenergie<br />
n Starke Positionierung im liberalisierten Strommarkt<br />
n Steigerung der Wirtschaftlichkeit der gesamten<br />
Kraftwerksgruppe Obere Ill – Lünersee<br />
n Wertschöpfung und wirtschaftliche Impulse für das Montafon
leIstungsstärKstes<br />
pumpspeIcherKraftwerK der IllwerKe<br />
Das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> wurde in Gaschurn-Partenen gebaut. Alle großen<br />
Anlagenteile liegen im Berginneren. Es ist das zehnte und<br />
größte Kraftwerk der Illwerke und wurde als Pumpspeicher-<br />
kraftwerk parallel zum bestehenden <strong>Kopswerk</strong> I errichtet.<br />
Das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> ist optimal in die Kraftwerksgruppe „Obere<br />
Ill – Lünersee“ integriert. Es nutzt das Wasser des bestehenden<br />
Kopssees auf 1.800 m; als Unterwasserbecken dient das<br />
Peltonturbine<br />
Pumpe und Wandler<br />
Becken Rifa im Tal (1.000 m). Die Krafthauskaverne in Rifa ist<br />
mit drei hochflexiblen und rasch regelbaren Maschinensätzen<br />
ausgestattet, die eine Regelung sowohl im Turbinen- als auch<br />
Pumpbetrieb erlauben. Die Kapazität der Illwerke erhöht sich<br />
im Pumpbetrieb um 85 Prozent und im Turbinenbetrieb um<br />
42 Prozent. Der Energietransport erfolgt über die bestehende<br />
220-kV-Kraftwerksdirektleitung Partenen-Bürs.<br />
<strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong>, Portalbauwerk
Wasserschloss<br />
Außertafamunt<br />
Druckstollen<br />
Versalstollen <strong>II</strong><br />
Fensterstollen<br />
Tafamunt<br />
Druckschacht<br />
Kavernenkrafthaus<br />
Unterwasserführung<br />
Gesamtanlage <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong><br />
Das Besondere am <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> ist die große<br />
Flexibilität, mit der dieses Pumpspeicherwerk<br />
auf die Bedürfnisse des Marktes<br />
reagieren kann. Es weist eine außergewöhnlich<br />
hohe Regelfähigkeit auf und ist mit<br />
verschiedenen technischen Besonderheiten<br />
ausgestattet, die in dieser Form das erste<br />
Mal gemeinsam zum Einsatz kommen. Auch<br />
international gesehen ist das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> ein<br />
absolutes Großprojekt – im Bereich der Pumpspeicherkraftwerke<br />
gehört es sicher zu den bedeutendsten.<br />
DI Dr. Ernst Pürer, Projektleiter <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong><br />
umweltverträglichkeitsprüfung<br />
Die Realisierung des <strong>Kopswerk</strong>es <strong>II</strong> war an eine<br />
Vielzahl von Bedingungen geknüpft. Nie zuvor wurden<br />
in Vorarlberg so hohe ökologische Anforderungen<br />
gestellt. Die Anlagenteile des <strong>Kopswerk</strong>es <strong>II</strong><br />
wie Druckstollen, Wasserschloss, Druckschacht,<br />
Maschinen- und Trafokaverne liegen im Berginnern.<br />
Weiters kommt das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> ohne zusätzlichen<br />
Wasserverbrauch aus, da es den bestehenden Speicher<br />
Kops auf 1.800 m Höhe gemeinsam mit dem<br />
<strong>Kopswerk</strong> I nutzt und das Ausgleichsbecken Rifa im<br />
Tal als Pumpwasservorratsbecken dient. Aufgrund<br />
dieser vorteilhaften Rahmenbedingungen konnte die<br />
Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) in Rekordzeit<br />
positiv abgeschlossen werden.<br />
Kraftwerk im Berginnern<br />
Für den Kraftwerksbau waren generell günstige geologische<br />
Verhältnisse gegeben, in Teilabschnitten wurden<br />
wie erwartet auch schwierigere Gebirgsverhältnisse<br />
angetroffen. Die Anlagen des <strong>Kopswerk</strong>es <strong>II</strong> liegen zur<br />
Gänze in den Gesteinsserien des Silvrettakristallins.<br />
Diese bestehen zum Großteil aus festen und harten<br />
Gesteinen, wie Amphibolit, Hornblendegneis, sowie<br />
anderen Gneisarten. Daneben kommen aber auch<br />
weniger feste Glimmerschiefer vor.<br />
Das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> ist als Pumpspeicherwerk konzipiert.<br />
Über einen Druckstollen und einen Druckschacht<br />
wird das Wasser des Kopssees dem Krafthaus zugeführt.<br />
Das Krafthaus ist als Kavernenkrafthaus,<br />
nahe dem Rifabecken in der Tourismusgemeinde<br />
Gaschurn-Partenen errichtet. Die Turbinen, Pumpen<br />
und die Generatoren sind in einer Maschinenkaverne,<br />
die Transformatoren in einer anschließenden<br />
Trafokaverne untergebracht.<br />
Das im Turbinenbetrieb im <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> genutzte<br />
Wasser fließt über einen Unterwasserstollen in das<br />
Rifabecken. Mit dem <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> kommt dem Rifabecken<br />
eine weitere energiewirtschaftliche Bedeutung<br />
zu. Es übernimmt zusätzlich die Funktion als<br />
Unterwasser- und Pumpwasservorratsbecken für<br />
das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong>.<br />
Die 245-kV-Schaltanalge für das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> ist in<br />
SF 6 -Technik platzsparend neben der Schaltanlage<br />
des Rifawerks situiert. Der Energieabtransport erfolgt<br />
zwischen dem <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> und der Umspannanlage<br />
Bürs über die 220-kV-Leitung Partenen-Bürs.
hydraulischer Kurzschluss<br />
Beispiel: Pumpleistung 150 MW, Leistung aus dem Netz 100 MW.<br />
Speicher Kops<br />
Q für 100 MW<br />
Pumpe und Wandler<br />
Q für 50 MW<br />
50 MW Q für 50 MW<br />
T<br />
G/M<br />
W<br />
P<br />
150 MW<br />
P Netz = 100 MW<br />
Q für 100 MW<br />
Ausgleichsbecken Rifa<br />
G/M Generator/Motor läuft mit 100 MW<br />
T Turbine bringt zusätzlich 50 MW<br />
P Pumpe “bekommt” 150 MW<br />
W Wandler<br />
Q Wasserdurchfluss<br />
technische Besonderheiten<br />
Erstmalig auf der Welt wurde eine Pumpspeicheranlage<br />
mit Peltonturbinen ausgerüstet, die permanent<br />
im Gegendruck ist.<br />
Neben der Erzeugung von Spitzenenergie ist die<br />
Bereitstellung von Regelenergie ein wesentliches<br />
Merkmal des <strong>Kopswerk</strong>es <strong>II</strong>. Die Bereitstellung eines<br />
Regelbandes zur Deckung der Abweichung des tatsächlichen<br />
Stromverbrauches bzw. Stromdargebotes<br />
vom prognostizierten erfordert die Regelfähigkeit<br />
zwischen 0 % und 100 % sowohl im Turbinen- als<br />
auch im Pumpbetrieb. Um dies bei durchgehend<br />
hohem Wirkungsgrad zu erreichen, werden Peltonturbinen<br />
eingesetzt. Der sich stets ändernde<br />
Leistungsüberschuss im Netz erfordert für die Anpassung<br />
an die Leistungsschwankungen eine regelfähige<br />
Pumpe.<br />
Diese Regelfähigkeit wird durch die Anwendung<br />
des Prinzipes des „Hydraulischen Kurzschlusses“<br />
erreicht: Dabei wird die Differenz zwischen der<br />
immer gleich bleibenden Leistungsaufnahme der<br />
Pumpe und der vom Netz zur Verfügung stehenden<br />
Leistung durch den gleichzeitigen Betrieb der<br />
Turbinen im erforderlichen Umfang ausgeglichen.<br />
In idealer Anpassung an die Markterfordernisse<br />
ist so mit dem <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> Wälzpumpspeicherung<br />
mit einer Regelfähigkeit im Turbinen- und im<br />
Pumpbetrieb von +/- 100 % der Leistung möglich.
Gefällstufe Kops – Rifa<br />
Kopssee<br />
1.809 m<br />
Sperrkammer<br />
Versalspitze<br />
Druckstollen Versalstollen <strong>II</strong><br />
Wasserschloss Außertafamunt<br />
Steigschacht<br />
Obere Kammer<br />
Drossel 3<br />
Untere Kammer<br />
Krafthausanlage<br />
Druckschacht<br />
Maschinenkaverne<br />
Druckluftkammern<br />
Wasserschloss<br />
Gufel<br />
Versalstollen <strong>II</strong><br />
Drossel 1<br />
Druckschacht<br />
Unterwasserstollen<br />
Auslaufbauwerk<br />
Trafokaverne<br />
Wasserschloss<br />
Außertafamunt<br />
Belüftungsschacht<br />
Schutterschacht<br />
(verplombt)<br />
Kavernenkrafthaus<br />
Zugangsstollen<br />
L 188<br />
Fensterstollen<br />
Kugelboden, Zugangsrohr<br />
Untere Kammer<br />
Drossel 2<br />
Schutterstollen<br />
Ausgleichsbecken<br />
Rifa 1.005 m<br />
Vormontagekaverne<br />
Druckschacht<br />
Hochdruckverteil-<br />
rohrleitung<br />
Zugangsstollen<br />
Kavernenkrafthaus<br />
Portal<br />
Portal<br />
Stahlbetonauskleidung<br />
Betonauskleidung<br />
Panzerung<br />
<strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong><br />
Enpassleistung im Turbinenbetrieb: 525 MW<br />
Aufgenommene Motorleistung im Pumpbetrieb: 450 MW<br />
Generatorenleistung: 600 MVA<br />
Max. Bruttofallhöhe: 818 m<br />
Kopssee<br />
Der Kopssee auf rund 1.800 m wird für das <strong>Kopswerk</strong> I aus den<br />
60er-Jahren und für das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> gemeinsam genutzt.<br />
Nutzinhalt: 42,9 Mio. m³, Energieinhalt: 127,45 Mio. kWh<br />
Einlaufbereich<br />
Einlaufbauwerk für 80 m³/s<br />
Sperrkammer Kops mit zwei Drosselklappen<br />
und Entlastungsschacht<br />
Oberwasserführung<br />
Die Oberwasserführung bezeichnet die Anlagen zwischen dem<br />
Kopssee (1.800 m) und der Krafthauskaverne in Rifa (1.000 m)<br />
Druckstollen – Versalstollen <strong>II</strong><br />
Der Druckstollen verläuft parallel zum bestehenden<br />
Druckstollen des <strong>Kopswerk</strong>es I.<br />
Länge 5.552 m<br />
Innendurchmesser 4,90 m<br />
Wasserschloss Außertafamunt<br />
Das Wasserschloss liegt am Übergang vom Druckstollen zum<br />
Druckschacht und besteht aus einer unteren Kammer mit zwei<br />
Verbindungen zum Druckstollen, einem schrägen Steigschacht,<br />
an dessen unterem Ende eine Drossel angeordnet ist, sowie<br />
einer oberen Kammer und einem Belüftungsschacht, der in den<br />
Fensterstollen Tafamunt mündet.<br />
Untere Kammer: Länge gesamt 270 m<br />
Innendurchmesser 7,00 m<br />
Steigschacht: Länge 192 m<br />
Innendurchmesser 5,10 m, Längsneigung 49°<br />
Obere Kammer: Länge 240 m, Innendurchmesser 6,10 m<br />
Druckschacht und Hochdruckverteilrohrleitung<br />
Der Druckschacht überwindet eine Höhe von ca. 700 m.<br />
Länge: 1.135 m, Innendurchmesser: 3,80 m<br />
Längsneigung: 38,7°<br />
Flachstrecke Länge 60 m, Innendurchmesser 3,80 m<br />
Hochdruckverteilrohrleitung zur Aufteilung des Triebwassers<br />
und Verjüngung auf 2,20 m mit anschließenden Trennkugelschiebern<br />
für jeden Maschinensatz mit Innendurchmesser 1,50 m<br />
Kavernenkrafthaus<br />
bestehend aus Maschinen- und Trafokaverne<br />
Maschinenkaverne<br />
Felsausbruch-Volumen etwa 113.000 m³ fest; Länge ca. 88 m,<br />
Breite ca. 30,5 m, Höhe ca. 60,5 m
Drei vertikalachsige Maschinensätze mit jeweils sechsdüsiger<br />
Peltonturbine, Synchronmotor/-generator, hydraulischem<br />
Synchronisierwandler samt Zahnkupplung und dreistufiger<br />
Speicherpumpe.<br />
Nenndrehzahl: 500 U/min<br />
Nennleistung je Generator: 200 MVA<br />
Durchfluss je Turbine: 25,3 m³/sec<br />
Max. Förderkapazität je Speicherpumpe: 19,3 m³/sec<br />
Die Gesamthöhe eines Maschinensatzes - Pumpe,<br />
hydraulischer Anfahrwandler, Haupt-Traglager, Motorgenerator<br />
und Peltonturbine - beträgt rd. 38 m<br />
Trafokaverne<br />
Felsausbruch-Volumen etwa 8.100 m³ fest; Länge ca. 35 m,<br />
Breite ca. 16 m, Höhe ca. 19 m<br />
Drei Drehstromtransformatoren, die über Stromschienen mit<br />
den Generatoren verbunden sind.<br />
Energieabtransport mittels 220-kV-Erdkabel zur SF -Schalt-<br />
6<br />
anlage außerhalb des Kraftwerkes<br />
Nennleistung je Transformator: 200 MVA<br />
Unterwasserführung<br />
Die Unterwasserführung des <strong>Kopswerk</strong>s <strong>II</strong> weist, beginnend ab<br />
dem Kavernenkrafthaus bis zur Einmündung in das Ausgleichbecken<br />
Rifa, folgende Anlagenteile auf:<br />
Druckluftkammern<br />
3 jeweils 45 m lange Kammern mit 52 m² Querschnitt ermöglichen<br />
den Einbau der Turbinenlaufräder unter dem tiefsten<br />
Wasserspiegel des Rifabeckens, anschließend Stichstollen und<br />
der 77 m lange Verbindungsstollen.<br />
Wasserschloss Gufel<br />
47 m lange Untere Kammer, Steigschacht mit Innendurchmesser<br />
von 12,0 m und 31,0 m Höhe und Obere Schwallkammer<br />
Unterwasserstollen, Auslaufbauwerk<br />
Unterdükerung der L 188 Silvrettastraße und der Ill sowie<br />
Unterfahrung des Dammes des Ausgleichsbeckens Rifa. Die<br />
Gesamtlänge beträgt 267 m. Der maximale Innendurchmesser<br />
beträgt im Bereich der im Fels liegenden Strecke 7,0 m;<br />
der Innendurchmesser im Bereich der Lockermaterialstrecke<br />
beträgt 5,8 m.<br />
Gemeinsames Turbinenauslauf- bzw. Pumpeneinlaufbauwerk<br />
im Ausgleichsbecken Rifa, welches einen Nutzinhalt von<br />
1,1 Mio. m³ Wasser aufweist.<br />
Im Pumpbetrieb wird das Wasser über das gemeinsame<br />
Turbinenauslauf- bzw. Pumpeneinlaufbauwerk und einen Teil<br />
des Unterwasserstollens folgenden Anlagenteilen zugeführt:<br />
im Fels liegender vom Unterwasserstollen abzweigender<br />
Pumpwasserstollen mit einer Länge von 68 m und einem<br />
maximalen Innendurchmesser von 5,8 m; Pumpenverteilrohrleitung<br />
mit 3 Stichleitungen zu den Hauptpumpen sowie<br />
3 Pumpenzulaufklappen, die einen Innendurchmesser von<br />
2,20 m aufweisen.<br />
Querschnitt Kavernenkrafthaus<br />
Turbinenzulaufleitung<br />
Pumpensteigleitung<br />
Pumpenkugelschieber<br />
Längenschnitt Unterwasserführung<br />
Druckluftkammern<br />
Maschinenkaverne<br />
Turbine<br />
Dom<br />
Druckluftkammer M2 Druckluftkammer M3<br />
Druckluftkammer M1<br />
Trafokaverne<br />
Maschinenkaverne<br />
Trafokaverne<br />
Unterwasserführung<br />
Anschluss<br />
Wasserschloss Gufel<br />
Pumpwasserstollen<br />
Stichstollen<br />
Pumpverteilrohrleitung<br />
Wasserschloss<br />
Gufel<br />
Turbinenauslaufschützen<br />
Düsenringleitung<br />
Druckluftkammer<br />
Generatorableitung<br />
Generator<br />
Wandler<br />
Pumpe<br />
Pumpenzulaufklappe<br />
Pumpenzulaufleitung<br />
Ausbaurohr<br />
Unterwasserstollen<br />
Pumpwasserstollen<br />
Ausgleichs-<br />
becken Rifa<br />
Kühl- und Löschwasserbehälter<br />
Unterwasserstollen<br />
Verbindungsstollen<br />
Auslaufbauwerk
VIer IntensIVe Baujahre für das<br />
hIghtech-KraftwerK Im Berg<br />
Im September 2004 war Baubeginn des <strong>Kopswerk</strong>es <strong>II</strong>. Wo kompakter Fels war, entstand im Berginnern<br />
eine gigantische Anlage: In speziellen Vortriebsverfahren wurden die riesige Krafthauskaverne,<br />
ein Großteil der Ober- und Unterwasserführung, Kammern, Stollen und Schächte in den Fels gesprengt,<br />
gebohrt und gefräst.<br />
Druckstollen mit Volltübbingauskleidung<br />
Der Druckstollen wurde mit einer Doppelschild-Tunnelbohrmaschine aufgefahren und die Auskleidung erfolgte unmittelbar hinter dem<br />
Bohrkopf mit hexagonalen Tübbingen (Betonfertigteilen). Es wurden 14.000 Tübbinge mit je 1,3 m³ Volumen, ca. 3,5 t Gewicht (Maße: 4 m<br />
lang, 1,4 m breit, 23 cm dick) versetzt. Anschließend erfolgte rund um die Tunnelröhre eine systematische Hochdruckinjektion des<br />
Gebirges. Das im Stollen fließende Wasser hat eine Masse von über 110.000 Tonnen; das sind 20 Tonnen Gewicht pro Laufmeter Stollen.<br />
Tunnelbohrmaschine in der Schachtfußkaverne<br />
Druckstollen Versalstollen <strong>II</strong>, Versetzen der Tübbinge<br />
Druckschacht<br />
Der Druckschacht von Rifa nach Tafmunt wurde mit einer Hartgestein-Tunnelbohrmaschine<br />
ausgebrochen. Anschließend wurde der<br />
Druckschacht mit Stahlrohren gepanzert. Die Panzerung des Druckschachtes<br />
hat eine Fläche von ca. 14.200 m², die Wanddicken der<br />
Rohrschüsse variieren von 18 bis 72 mm, wobei die größten Wanddicken<br />
am Ende des Druckschachtes vor der Hochdruckverteilrohrleitung<br />
in Rifa erforderlich sind. Im Betrieb ist der Druckschacht der<br />
dritthöchsten Druckbelastung in Europa und der vierthöchsten weltweit<br />
ausgesetzt.
Vollständig ausgebrochene Maschinenkaverne am Jahresende 2005<br />
Der Ausbruch der Krafthauskaverne<br />
erfolgte durch etagenweise Sprengungen<br />
von oben nach unten. Durch<br />
den Felsausbruch wurde in die örtlich<br />
herrschenden Gebirgsspannungsverhältnisse<br />
eingegriffen. Dies stellte<br />
eine große felsmechanische Herausforderung<br />
dar. Gesichert wurde der<br />
Felshohlraum durch eine Vielzahl<br />
von Felsankern und eine Spritzbetonschale.<br />
Nach Fertigstellung des<br />
Felshohlraumes wurden zum Einbau<br />
der Maschinensätze schwere Betonfundamente,<br />
-wände und -decken errichtet.<br />
Maschinenkaverne - Innenausbau, September 2006<br />
Das Kavernenkrafthaus ist mit zwei<br />
Brückenkränen (je 130 Tonnen, gekoppelt<br />
250 Tonnen) ausgerüstet: zum<br />
Einbau der drei Maschinensätze und<br />
für spätere Revisionen.<br />
Das Kernstück des Kraftwerkes ist das Kavernenkrafthaus, das in Gaschurn-Rifa ca. 200 m im Berg-<br />
inneren situiert ist. Es wird u. a. über den Zugangsstollen erreicht. Die ausgebrochene Maschinenkaverne<br />
imponierte durch ihre spektakulären Maße. Im Verhältnis Höhe zu Breite zählt sie zu den<br />
größten künstlichen Felshohlräumen der Welt.
Im Jahr 2006 begann der Stahl-Wasserbau für die Panzerung des Druckschachtes und für das Wasserschloss<br />
Außertafamunt und die Dichtung der drei Druckluftkammern im Unterwasser. In der Krafthauskaverne<br />
schritt der Betonausbau zügig voran.<br />
Wasserschloss Außertafamunt, Montage Drossel 3, Oktober 2007<br />
Zwischen Druckstollen und Druckschacht befindet sich das hochdruckseitige Wasserschloss Außertafamunt. Der Zugang erfolgt über<br />
den 750 Meter langen Fensterstollen Tafamunt. Beim Anfahren der Turbine ermöglicht das Wasserschloss ein rasches Beschleunigen<br />
des Triebwassers, das über 110.000 Tonnen wiegt und sich mit etwa 15-16 km/h Richtung Krafthaus bewegt. Beim Umstellen auf Pumpbetrieb<br />
wird diese Wassersäule innerhalb von 20 Sekunden gestoppt und in weiteren 40 Sekunden in die Gegenrichtung beschleunigt.<br />
Die dabei entstehenden Druckstöße und Massenschwingungen in der Oberwasserführung baut das Wasserschloss ab. Drei eingebaute<br />
stahlgepanzerte Verengungen (Drosseln) bremsen den Wasserfluss und dämpfen zusätzlich die Schwingungen beim Anfahren oder Abstellen<br />
der Maschinensätze.<br />
Wasserschloss Außertafamunt, Drossel 1, März 2007<br />
Wasserschloss Außertafamunt,<br />
Arbeiten an der Drossel 3, März 2007<br />
Rund 6.000 Tonnen Stahl wurden allein in Form von Rohren<br />
für den Druckschacht und die vielen Zu- und Ableitungen,<br />
Verteilrohre etc. eingebaut. Zum Schluss mussten diese<br />
Bereiche mit einem Korrosionsschutz versehen werden -<br />
gesamt eine Fläche von von ca. 35.000 m².
Aus nah und fern erfolgten unzählige Transporte von Material, Geräten, Maschinen und tonnenschweren<br />
Anlagenkomponenten.<br />
Oberwald, Transport Drosselklappe, Dezember 2005 Anlieferung Drehstromtransformator, Juli 2007<br />
Zur schier unüberschaubaren Frachtpalette gewichtiger Transporte gehörte Ende 2005 die aus Brasilien gelieferte Drosselklappe<br />
(92 Tonnen) – Absperrung zum Kopssee – die auf den letzten zwei Kilometern zum Fensterstollen Oberwald mit Unterstützung eines<br />
Bergepanzers befördert werden musste; der Transport der drei je 165 Tonnen schweren Transformatoren erfolgte 2007.<br />
Die Baujahre 2007 und 2008 waren von der Montage und Inbetriebsetzung der mechanischen und elektrischen<br />
Anlagen im und um das Kavernenkrafhaus sowie der Fertigstellung der Triebwasserführung<br />
geprägt. In der Krafthauskaverne wurden die drei je rd. 38 m hohen Maschinensätze montiert.<br />
Maschine 3, Einbau Turbinenlaufrad, September 2007<br />
Die Geschwindigkeit des<br />
Wassers bei den Düsen,<br />
das auf die Laufradschaufeln<br />
der Peltonturbine<br />
trifft, beträgt etwa 460<br />
km/h, fast das 30fache der<br />
Fließgeschwindigkeit in<br />
der Oberwasserführung.<br />
Pro Sekunde fließen im Betrieb<br />
etwa 76 Kubikmeter<br />
Wasser durch die Turbinen:<br />
Das entspricht sekündlich<br />
ungefähr der Wassermenge<br />
eines mittleren Schwimm-<br />
beckens.
Maschine 3, Einfahren Stator, März 2007 Maschine 3, Absenken Rotor, März 2007<br />
Der 225 Tonnen schwere Rotorkörper (des Generators) eines Maschinensatzes erreicht 500 Umdrehungen pro Minute bei Normalbetrieb.<br />
Dabei beträgt die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 280 km/h. Die Durchgangsdrehzahl beträgt 943 Umdrehungen. Dabei wird eine<br />
Geschwindigkeit von 500 km/h erreicht.<br />
Im letzten Baudrittel rückte auch die Elektrotechnik in den Mittelpunkt: Energieableitung vom Kops-<br />
werk <strong>II</strong> an die externe Schaltanlage und das Hochspannungsnetz; Automatisierung, Maschinen- und<br />
Kraftwerks-Leittechnik.<br />
SF 6 -Schaltanlage, Montagearbeiten, August 2007<br />
Die Schaltanlage gegenüber dem Portal des <strong>Kopswerk</strong>es<br />
<strong>II</strong> wurde in platzsparender SF 6 -Technologie<br />
errichtet. Elektrische Energie, die im Generator aus<br />
der mechanischen Energie erzeugt wird, wird von den<br />
Maschinentransformatoren über kurze Erdkabel in<br />
die SF 6 -Anlage geleitet und von dort auf das 220-kV-<br />
Hochspannungsnetz zugeschaltet.
Die komplexe Inbetriebsetzung aller Anlagen und Maschinen über viele Monate bedeutete höchste<br />
Konzentration und Anstrengung für die Mitarbeiter der zuständigen Lieferfirmen und von illwerke vkw.<br />
Schließlich fügte sich ein höchst kompliziertes Anlagen-Puzzle lückenlos zusammen. Das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong><br />
startete am 7. September 2008 mit der ersten Maschine in den Probebetrieb. Seit dem 16. November<br />
2008 sind alle drei Maschinen im Probetrieb und liefern hochwertige Spitzen- und Regelenergie in das<br />
europäische Stromnetz.
mIt rücKsIcht auf mensch und natur<br />
umwelt<br />
Die Illwerke waren von Beginn an bestrebt, alle Anstrengungen<br />
zu unternehmen, um bei der Realisierung des <strong>Kopswerk</strong>es <strong>II</strong> die<br />
Beeinträchtigungen für Mensch und Umwelt möglichst gering zu<br />
halten. Die Aufgabe einer ökologischen Baubegleitung war es,<br />
u. a. dafür zu sorgen, dass Umweltauflagen, Bescheidvorschreibungen<br />
und Vereinbarungen während der Bauzeit umfassend befolgt<br />
werden. Darüber hinaus galt es, Kontakt zu den betroffenen<br />
Anrainern zu halten und unmittelbarer Ansprechpartner zu sein.<br />
Für die verschiedenen Agenden war die Illwerke Baubegleitung<br />
neben 50 externen, unabhängigen Sachverständigen tätig.<br />
Kops, Begrünungsversuche<br />
Messungen, Gutachten, Kontrollen<br />
Die Umweltauflagen für Belastungen durch Transporte, Sprengungen,<br />
Bauarbeiten und Deponiebetrieb waren von den Behörden<br />
vorgegeben und wurden streng befolgt. Für die Beweissicherung<br />
und um neutrale Messergebnisse für Hydrologie/Gewässer,<br />
Luft, Erschütterungen, Schall usw. zu gewährleisten, wurden unabhängige<br />
sachverständige Firmen beauftragt.<br />
Tafamunt, erhöhte Schutzdämme<br />
Nachhaltiger Nutzen<br />
Das <strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong> erzeugt hochwertigen Spitzen- und Regelstrom<br />
aus erneuerbarer Wasserkraft; es kommt ohne zusätzlichen Wasserverbrauch<br />
aus, denn es nutzt den bestehenden Kopssee auf<br />
1.800 m. Alle Anlagenteile befinden sich im Berginnern; der Energieabtransport<br />
erfolgt über bereits bestehende Hochspannungsleitungen.<br />
Die strengen Behördenauflagen im durchgeführten<br />
Umweltprüfungsverfahren sicherten eine möglichst umweltschonende<br />
Bauabwicklung und nachfolgende standortgerechte Rekultivierung.<br />
Zudem wurden ökologische Ausgleichsmaßnahmen<br />
getroffen, die dem Lebensraum nachhaltigen Nutzen bringen.<br />
Gaschurn-Rifa: Ausgleichsbecken und<br />
renaturierte Deponieflächen<br />
Rekultivierungsmaßnahmen<br />
Für die Kraftwerkskaverne und die verschiedenen Stollen wurden<br />
rund 850.000 m³ Gestein ausgebrochen. In Rifa wurden etwa<br />
300.000 m³ Ausbruchmaterial deponiert und in eine artenreiche<br />
Magerwiese mit Heckenlandschaft, Lesesteinhaufen, Trockenmauern<br />
und Tümpelbiotopen umgewandelt. In Tafamunt wurden<br />
die Steinschlag- und Lawinenschutzdämme zum Schutz von<br />
Partenen erhöht. Auf Kops wurden etwa 290.000 m³ Gestein<br />
deponiert. Für die Rekultivierung des Geländerückens wurden<br />
spezielle Begrünungsmethoden und Bepflanzungen gewählt,<br />
die auch den extremen Standortbedingungen auf 1.800 m<br />
Höhe gerecht wurden.
VorarlBerger IllwerKe ag<br />
Die Vorarlberger Illwerke wurden 1924 als GmbH gegrün-<br />
det und sind seit 1927 eine Aktiengesellschaft mit Sitz in<br />
Bregenz. Hauptaktionär der Illwerke ist mit 95,5 % das<br />
Land Vorarlberg. 4,5 % des Aktienkapitals sind im Eigentum<br />
der WEG-Wertpapiererwerbsgesellschaft m.b.H.,<br />
Bregenz.<br />
Die wasserwirtschaftlich zusammenhängende Kraftwerksgruppe<br />
der Illwerke mit zehn Kraftwerken, vier<br />
Speicherseen und mehreren Tagesspeicherbecken ist<br />
die Basis für die Stromerzeugung im Montafon und im<br />
Walgau. Im europäischen Netz, das alle betroffenen Kraftwerke<br />
und Verbraucher zusammenschließt, bieten die<br />
Illwerke ihren Stromabnehmern und Vertragspartnern<br />
Spitzenstromlieferungen, Regelenergie, die Möglichkeit<br />
zur Pumpspeicherung und weitere energiewirtschaftliche<br />
Dienstleistungen.<br />
Die Einsatzleitung für die gesamte Kraftwerksgruppe obliegt<br />
der Energie Baden-Württemberg AG, EnBW.<br />
Anlagenkonzept<br />
Paznaun<br />
Tirol<br />
Silvrettasee<br />
Kopssee<br />
Ischgl Galtür<br />
Pumpwerk<br />
Kleinvermunt<br />
<strong>Kopswerk</strong> I<br />
<strong>Kopswerk</strong> <strong>II</strong><br />
Ill-Ursprung<br />
Piz Buin<br />
3.312 m<br />
Obervermuntwerk Vermuntsee<br />
Vermuntwerk<br />
Partenen<br />
Rifawerk<br />
Montafon<br />
Die Übertragung der Energie aus den Kraftwerken zu den<br />
Partnern erfolgt über 110-/220- und 380-kV-Hoch- und<br />
Höchstspannungs-Kraftwerksdirektleitungen der Illwerke.<br />
Seit 1. Januar 2001 stehen die Vorarlberger Elektrizitätsunternehmen<br />
Vorarlberger Illwerke AG und Vorarlberger<br />
Kraftwerke AG innerhalb des Illwerke-Konzerns mit der<br />
Bezeichnung illwerke vkw als weiterhin eigenständige<br />
Unternehmen unter gemeinsamer Leitung. Die Muttergesellschaft<br />
des Konzerns ist dabei die Vorarlberger<br />
Illwerke AG.<br />
Die gemeinsamen Grundsätze von illwerke vkw:<br />
- die Nutzung der Wasserkraft im Land und der Schutz<br />
des Vorarlberger Trinkwassers,<br />
- die Wahrung der Entscheidungsbefugnisse über<br />
die Netzinfrastruktur,<br />
- die Sicherung einer weiterhin hohen Stromaufbringung<br />
aus eigener Wasserkraft zum Wohle des Landes.<br />
Vorarlberg<br />
Schruns<br />
Lünerseewerk<br />
Brandner<br />
Gletscher<br />
Lünersee<br />
Latschauwerk<br />
Rodundwerk I Rodundwerk <strong>II</strong><br />
Bludenz<br />
Walgau<br />
Nenzing<br />
Walgauwerk
Vorarlberger Illwerke AG<br />
Weidachstraße 6, 6900 Bregenz, Austria<br />
Telefon: +43 5574 601-0, Fax: +43 5574 601-78526<br />
www.illwerke.at, www.kopswerk2.at, info@kopswerk2.at<br />
ein Unternehmen von