Der Umbau des WKW Westhofen 2 Energetische und gewässerökologische Optimierung

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1 Der Umbau des WKW Westhofen 2 Energetische und gewässerökologische Optimierung Wasser ist Leben. Wir leben Wasser. Fachtagung Wasserkraftnutzung in NRW Beispiele aus der Praxis Haus Düsse Bad Sassendorf 28. November 2011

2 Gliederung Die Altanlage Westhofen 2 Ein Wasserwerk mit Turbinenpumpen Gründe für den Umbau des Standortes Kostenminimierung und Denkmalschutz Der Umbau des Wasserkraftwerkes 2010/2011 Planung und Durchführung der Maßnahme Maßnahmen zur gewässerökologischen Verbesserung Rechen, Fischaufstíeg, Aalröhre Ausblick Inbetriebnahme, Vergütung, erzeugte Energie Folie 2

3 Wassergewinnung und Wasserkraftnutzung Energieerzeugung aus dem Aufstau der Ruhr Ruhr Unterwasser Kraftwerk Wasserwerk mit Turbinenpumpen Ruhr Oberwasser Wassergewinnung Pumpwerk Folie 3

4 Pumpwerk Westhofen 2 Luftaufnahme Folie 4

5 Wasserwerk Westhofen 2 Wehranlage, unterwasserseitig Folie 5

6 Wasserkraftanlage Westhofen 2 Ansicht Unterwasser Folie 6

7 Wasserwerk Westhofen 2 Kolbenpumpe mit Schwungmasse und Antriebswelle Folie 7

8 Wasserkraftanlage Westhofen 2 Kennzahlen Wehranlage Baujahr Schütze, davon 5 mit aufgesetzter Fischbauchklappe Fallhöhe: 4,30 m Wasserkraftwerk Turbinen: 4 x Francis Q max : je 14,5 m 3 /s Kolbenpumpen: 4 x regelbar m 3 /h Folie 8

9 Wasserkraftnutzung (kwh/a) Nutzung der Wasserkraft Stromerzeugung und Pumpendirektantrieb Millionen Pumpendirektantrieb Stromerzeugung EEG Folie 9

10 Gliederung Die Altanlage Westhofen 2 Ein Wasserwerk mit Turbinenpumpen Gründe für den Umbau des Standortes Kostenminimierung und Denkmalschutz Der Umbau des Wasserkraftwerkes 2010/2011 Planung und Durchführung der Maßnahme Maßnahmen zur gewässerökologischen Verbesserung Rechen, Fischaufstíeg, Aalröhre Ausblick Inbetriebnahme, Vergütung, erzeugte Energie Folie 10

11 Millionen m 3 /a Wasserversorgung von Dortmund und Umgebung Entwicklung der Wasserabgabe Folie 11

12 Beschlussfassung 2009 Die Wasserwerke Westfalen haben sich 2009 entschlossen, das bisherige Wasserwerk Westhofen 2 im Rahmen einer Kapazitätsanpassung vollständig umzubauen. Ziel der Maßnahmen: Verbesserung der Wirtschaftlichkeit unter Vermeidung betrieblicher Probleme Stilllegung des Wasserwerkes bis 2014 Errichtung einer Wasserkraftanlage zur Erzeugung regenerativer Energie (Ökostrom) Folie 12

13 Wesentliche Eckdaten für die Umbaumaßnahme Umbau WW Westhofen In die Planung eingeflossene einzelne Zielgrößen Erhalt Staurecht Sicherung der unbefristeten preußischen Verleihung Erhalt Aufstau Wichtig für den Betrieb der Wassergewinnung Westhofen Erhalt des Maschinengebäudes Gebäude der Pumpstation steht unter Denkmalschutz Erhöhung der Ökostromerzeugung Verbesserung der Gesamterzeugung an regenerativer Energie bei WWW Abbau der Förderkapazitäten Stilllegung nicht benötigter Anlagen der Wasserförderung Abbau Instandhaltungsprobleme Eliminierung von Techniken, für die es keine Ersatzteile mehr gibt Minimierung Betriebsaufwand Optimierung der standortbezogenen Personalstärke Gewässerökologische Verbesserung Verbesserung der Ökologie durch Maßnahmen nach HB Querbauwerke Folie 13

14 Gliederung Die Altanlage Westhofen 2 Ein Wasserwerk mit Turbinenpumpen Gründe für den Umbau des Standortes Kostenminimierung und Denkmalschutz Der Umbau des Wasserkraftwerkes 2010/2011 Planung und Durchführung der Maßnahme Maßnahmen zur gewässerökologischen Verbesserung Rechen, Fischaufstíeg, Aalröhre Ausblick Inbetriebnahme, Vergütung, erzeugte Energie Folie 14

15 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Turbinenleistung und Ruhrwasserführung Folie 15

16 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Kennzahlen zur geplanten Umbaumaßnahme Installation von 2 Kaplan-S-Rohr- Turbinen mit Generatoren Nettofallhöhe: Schluckvermögen: Leistung Turbine : Leistung Generator: Energieerzeugung ca.: 4,35 m m 3 /s max. 2 x 630 KW 2 x 788 kva 5.9 Mio. kwh/a Erwartete Baukosten inkl. Stahlwasserbau (Rechen, Rechenreinigung etc.): ca. 4,4 Mio. zzgl. Kosten für Fischaufstiegsanlage ca. 1,2 Mio. Folie 16

17 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Modell einer Kaplan-S-Rohrturbine S-förmiges Saugrohr Quelle: Voith Siemens Hydro Power Generation GmbH, Heidenheim Folie 17

18 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Aufsicht der beiden neuen Turbinenanlagen Folie 18

19 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Querschnitt durch die neuen Ruebinenanlagen Folie 19

20 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 3D-Konstruktionszeichnung der neuen Turbine Leitapparat z=16 Stirnradgetriebe i=4,81 Generator 6,3 kv, 750 U/min, 788 kva Laufrad 5-flügelig 155 U/min Folie 20

21 Wasserkraftanlage Westhofen 2 Vormontage der neuen Turbine im Werk Folie 21

22 Umbau Wasserkraftwerk Westhofen 2 Neu installierte Kaplanturbine (Stand März 2011) Folie 22

23 Umbau Wasserkraftwerk Westhofen 2 Blick auf die beiden neuen Kaplanturbinen (Stand März 2011) Folie 23

24 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Außenbereich im Unterwasser (Stand März 2011) Folie 24

25 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Außenbereich im Oberwasser (Stand März 2011) Folie 25

26 Umbau Wasserkraftwerk Westhofen 2 Ansicht der beiden neuen Generatoren (November 2011) Folie 26

27 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Aus Gründen der Anschauung verbleibende Kolbenpumpe Folie 27

28 Gliederung Die Altanlage Westhofen 2 Ein Wasserwerk mit Turbinenpumpen Gründe für den Umbau des Standortes Kostenminimierung und Denkmalschutz Der Umbau des Wasserkraftwerkes 2010/2011 Planung und Durchführung der Maßnahme Maßnahmen zur gewässerökologischen Verbesserung Rechen, Fischaufstíeg, Aalröhre Ausblick Inbetriebnahme, Vergütung, erzeugte Energie Folie 28

29 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Gewässerökologische Maßnahmen Im Zuge des Umbaus der Wasserkraftanlage Westhofen 2 wurden freiwillig auch verschiedene gewässerökologische Maßnahmen durchgeführt. Ziele: Verbesserung der Fischdurchgängigkeit und des Fischschutzes Erzielung einer erhöhten Vergütung für regenerative Energie nach EEG 2009 Imageverbesserung (Einbeziehung der Maßnahmen im Rahmen einer EMAS-Zertifizierung) Folie 29

30 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Durchgeführte gewässerökologische Maßnahmen In Abstimmung mit der Bezirksregierung Arnsberg (Obere Wasserund Landschaftsbehörde) wurden folgende Einzelmaßnahmen realisiert. Fischtreppe (technisches Bauwerk als Schlitzpaß) Installation von strömungsoptimierten 20 mm Rechen Sicherstellung Mindestwasserabfluß im Altbett (1/6 MNQ), Bau einer Sohlschwelle und Überleitung aus dem Untergraben des Krafthauses durch Verbindungsrohr DN 1400 Aalpass nach Konzept Uni Kassel (Professor Hasslinger) Folie 30

31 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Planung eines Fischpasses Kennzahlen des Fischpasses Schlitzpass 40 Becken 160 m Länge Überleitung DN 1400 Q: 400 l/sec Folie 31

32 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Fischtreppe und Sohlschwelle Überleitungsrohr DN 1400 Folie 32

33 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Details der Fischaufstiegsanlage Folie 33

34 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Strömungsoptimierter 20 mm Rechen vor den Turbinen Folie 34

35 Besondere Fischabstiegsanlagen Gewinkelte Aalröhre, Modell Hassinger Uni Kassel Folie 35

36 Gliederung Die Altanlage Westhofen 2 Ein Wasserwerk mit Turbinenpumpen Gründe für den Umbau des Standortes Kostenminimierung und Denkmalschutz Der Umbau des Wasserkraftwerkes 2010/2011 Planung und Durchführung der Maßnahme Maßnahmen zur gewässerökologischen Verbesserung Rechen, Fischaufstíeg, Aalröhre Ausblick Inbetriebnahme, Vergütung, erzeugte Energie Folie 36

37 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Zusammenfassung und Ausblick Fertigstellung des Kraftwerkes und der ökologischen Maßnahmen Dezember 2011 Durchführung optischer Nacharbeiten (Instandsetzung des Gebäudes u.a.) Frühjahr 2012 Erwartete Stromerzeugung Erwartete Vergütung nach EEG 2009 Erwarteter Ertrag Laufzeit (mindestens) ca. 6 Mio. kwh 8,65 / 12,65 ct/kwh ca /a 20 Jahre Folie 37

38 Umbau Wasserkraftanlage Westhofen 2 Resümee Der Weg war mühsam. es hat sich aber gelohnt! Folie 38

39 Helmut Sommer - Geschäftsführung -