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Wasserkraft

Das Kraftwerk Wolfsgrubermühle in Fürth ging im Jahr 1911 in Betrieb. Vor drei Jahren wurde das Gebäude

innen wie außen vollständig saniert. Nun wurde auch die Elektrotechnik auf den neuesten Stand gebracht.

GELUNGENER ZEITSPRUNG IN DIE COMPUTER-ÄRA

Stück für Stück hatten die Betreiber das Traditionskraftwerk Wolfsgrubermühle im Herzen der Stadt Fürth in den vergange-

nen Jahren restauriert und wieder in Schuss gebracht. Für die erfahrenen Wasserkraftbetreiber aus dem Hause Grimmer aus

dem bayerischen Hohenkammer schon so etwas wie eine Herzensangelegenheit. Was der Anlage am Ende noch auf den

Letztstand der heutigen Wasserkrafttechnik fehlte, war eine moderne elektrotechnische Ausrüstung. Zu diesem Zweck beauf-

tragte Thomas Grimmer die Spezialisten von Turbinenbau Troyer aus Sterzing. Und die beförderten das altehrwürdige

Kraftwerk ins digitale Zeitalter - und das in weniger als zwei Wochen.

om einstigen Glanz, der die Wolfs-gru-

bermühle vor vielen Jahrzehnten

umgeben hatte, war vor zwanzig

Jahren nicht mehr viel übrig. „Als wir die

Anlage 1990 erwarben, war uns sofort klar,

dass viel Arbeit vor uns lag. Das Kraftwerk

starrte vor Schmutz, und die technische

Ausrüstung ließ zu wünschen übrig“, erzählt

Dipl.-Ing. Thomas Grimmer, selbst Planungs-

ingenieur für Wasserkraftwerke. Dabei gehör-

te die Wolfsgrubermühle einst zu den techni-

schen Perlen an der Pegnitz. Ihre historischen

Wurzeln sind bis ins 14. Jahrhundert zurück-

zuverfolgen.

Im Jahr 1911 erfolgte die erste Zäsur: Die

Wasserräder mussten modernen Turbinen

weichen, die für die nötige Energie der

„Kunstmühle“ sorgten. Das Mühlengebäude

- ein eindrucksvoller Fachwerkbau auf einer

Grundfläche von mehr als 1 Hektar - wurde

ebenfalls zu dieser Zeit errichtet. Aufgrund

der besonderen Architektur galt es bis in die

heutige Zeit als prägender Bestandteil des

Fürther Stadtbildes. Doch der wurde in der

Endphase des Zweiten Weltkrieges arg ram-

poniert. Grimmer: „Im Gegensatz zu vielen

anderen deutschen Städten wurde Fürth ja

von groß angelegten Bombenteppichen ver-

schont. Ein paar sind aber doch auf die Stadt

niedergegangen - und eine davon ist in die

Wolfsgrubermühle gekracht.“ Nach dem

Krieg wurde sie wieder aufgebaut, nun aller-

dings als Backsteingebäude.

hen. Eine wurde Anfang der 1980er Jahren

gegen eine modernere Drees-Turbine ausge-

tauscht. Diese ist bei einer Fallhöhe von 3,1m

auf einen Nenndurchfluss von 10,5 m 3 /s aus-

gelegt. Über ein Winkelgetriebe, das die

Maschinendrehzahl von 70 auf 760 übersetzt,

treibt sie einen Asynchrongenerator an. Sie ist

bis zum heutigen Tag im Einsatz - wenn auch

mit kleineren Adaptionen. Im Einzelbetrieb

erreicht sie rund 260 kW Leistung. „Eine der

beiden Turbinen war zur Zeit unserer Über-

nahme noch original. Sie hat über ein Kamm-

rad und einen Flachriemen und eine lange

Welle ihre Energie an die Mühle übertragen.

Wir haben beschlossen, hier eine Francis-

Schacht-Turbine einzubauen. Den Umbau

haben damals mein Vater und mein Groß-

vater abgewickelt“, sagt Thomas Grimmer.

Die Turbine ist auf einen Nenndurchfluss von

QUALITÄT - NICHT BAUJAHR ZÄHLT

Ursprünglich waren zwei identische französi-

sche Schneider-Schaquet-Turbinen installiert,

die über viele Jahrzehnte ihren Dienst versa-

Die alte Schneider-Schaquet-Turbine (mi) trieb ursprünglich über ein Kammradgetriebe (li) und weiter über einen Riemenantrieb (re) die Mühle an. Der Umbau erfolgte 1992.

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Weniger als zwei Wochen brauchte das Team von Turbinenbau Troyer,

um das Kraftwerk elektrotechnisch auf Vordermann zu bringen.

Die beiden unterschiedlich großen Maschinensätze: Beide sind mit einer

Luftkühlung versehen, die Frischluft von der Wasseroberfläche nutzt.

7,5 m 3 /s ausgelegt und schafft eine Leistung

von rund 180 kW. Dabei setzten die

Wasserkraftspezialisten aus Oberbayern auf

altbewährte Turbinentechnologie. „Mein

Vater hat hier eine Voith-Turbine eingebaut,

die zuvor in einem Kraftwerk am Auslauf des

Chiemsees gelaufen war. Baujahr 1937“.

Doch für die Grimmers steht eines fest: Was

zählt ist Qualität - und nicht Alter. Die über

70-jährige Turbine läuft ruhig und verlässlich.

Vor zwei Jahren wurde ein neuer Asyn-chron-

generator ans Getriebe gekuppelt.

verschafft den Maschinen Frischluft von der

Wasseroberfläche. Über ein Lüftungsrohr

wird die kühle Luft angesaugt und über

Getriebe und Generator geführt. Thomas

Grimmer: „Der Effekt war erstaunlich. Wir

haben damit den Raum im Sommer um 10

Grad tiefer gekühlt als dies vorher der Fall

war. Dadurch wurden auch der sonst häufig

massiv angefallene Pollen und die Insekten

reduziert. Es ist also auch sauberer gewor-

den.“

Aber auch außerhalb des Krafthauses sorgten

die Grimmers nach und nach für Moder-

nisierungsschübe. Unter anderem wurde vor

einigen Jahren eine kompakte Rechenreini-

gungsanlage am Zufluss für Maschine II rea-

lisiert. Und damit das Traditionskraftwerk

auch den neuesten ökologischen Ansprüchen

genügt, wurde eine Organismenwanderhilfe

in Form eines naturnahen Gerinnes über eine

Länge von rund 350 Meter angelegt.

werk geworden. Die Betreiber konnten zu

Recht stolz auf ihre Anlage sein, in der viele

hunderte von Arbeitsstunden stecken. Und

dennoch - auf den heutigen Stand der

Wasserkrafttechnik fehlte noch etwas: eine

moderne Automations- und Steuerungstech-

nik. „Alleine aus sicherheitstechnischen und

versicherungsrechtlichen Dingen war uns

eine neue elektrotechnische Ausrüstung

wichtig. Wir haben den Auftrag an

Turbinenbau Troyer aus Sterzing vergeben.

Und das war ein Glücksgriff“, erzählt

Thomas Grimmer.

Im Herbst letzten Jahres rückte das Team von

Turbinenbau Troyer in der mittelfränkischen

Metropole an. Die Aufgabe, die vor den

Südtirolern lag, war durchaus aufwändig.

Grimmer: „Es wurde e-technisch wirklich

alles bis ins kleinste Detail erneuert.

Sämtliche alten Kabel wurden rausgerissen

und durch neue ersetzt. Von der Pegel- mes-

sung über die Schützensteuerung und die

Rechenreinigungsanlage, den Netzschutz bis

hin zur Fernüberwachung wurde alles neu

gemacht. Eine neue Generatorschaltanlage

für die beiden Asynchrongeneratoren wurde

AUSGEKLÜGELTES KÜHLSYSTEM

Den Umbauarbeiten an der Maschine II folg-

ten umfangreiche Restaurierungsarbeiten am

Krafthaus. Im Teamwork schafften Thomas

Grimmer mit Vater Siegfried und Großvater

Siegfried sen. eine helle, saubere, freundliche

Maschinenhalle. Um den Geräuschpegel wei-

ter abzusenken, wurde eine Holzdecke einge-

zogen und einiges an Optimierungen an den

Maschinen und den Nebenbetrieben durch-

geführt. Auffällig ist etwa das Kühlsystem für

beide Generatoren. Dafür hat sich Siegfried

Grimmer etwas Spezielles einfallen lassen: Er

NEUE E-TECHNIK VON A BIS Z

Aus dem Sanierungsfall war nach all den

erfolgten Arbeiten ein schmuckes und

zugleich leistungsfähiges Kleinwasserkraft-

Technische Daten

Fallhöhe: 3,10 Meter

Gesamt-Ausbaudurchfluss: 18 m 3 /s

Maschine 1:

Drees-Francisturbine + Loher-Asynchrongener.

Ausbau-Durchfluss: 10,5 m 3 /s

Drehzahl: 70 rpm

Winkelgetriebe: 70 rpm auf 760 rpm

Leistung: 260 kW

Maschine 2:

Voith Francisturbine + ABB Asynchrongenerator

Ausbau-Durchfluss: 7,5 m 3 /s

Drehzahl: 70 rpm

Winkelgetriebe: 70 rpm auf 760 rpm

Leistung: 180 kW

Gesamt - Enpassleistung: 390 kW

Regelarbeitsvermögen: ca. 2,4 GWh

Heute können Vater Siegfried und sein Sohn Thomas Grimmer jederzeit auf

sämtliche Kraftwerksdaten zurückgreifen. Selbstverständlich kann die Anlage

auch komplett über das Touch-Panel am Schaltschrank gesteuert werden.

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Bei der größeren Maschine handelt es sich um eine Drees-

Turbine. Sie ist auf 260 kW im Einzelbetrieb ausgelegt.

Die kleinere Voith-Turbine (Francis-Schacht) regelt dazu.

Sie kommt alleine auf rund 180 kW Leistung.

An Maschine II wurde eine automatische, hydraulische

Bremse für eine optimierte Regelbarkeit angebaut.

installiert und ein modernes Alarmsystem

eingebaut. Heute bekommen wir automati-

sche Benachrichtigungen aufs Handy

geschickt und können via Fernüberwachung

jeden einzelnen Parameter, von der Drehzahl

angefangen übers Getriebeöl bis zu sämtli-

chen Temperaturen und natürlich die

Kamera-Live-Bilder, in Echtzeit abfragen.“

je nach Wasserdargebot dazu. Durch die

Maßnahmen wurde dieser Regelbetrieb ver-

bessert. Es war zwar früher auch schon eine

Automatisierung für den Betrieb der zweiten

Maschine eingebaut, aber die erfolgte eben

über die Schütze und die Relaistechnik.

Heute ist das alles über eine zentrale Rechen-

einheit gesteuert, die Automation folgt einer

Funktionskurve, die dem Wirkungsgrad-

optimum angenähert ist. Jetzt ist wirklich

alles aufeinander abgestimmt. Die Anlage ist

heute aus einem Guss.“

Und sollte ein Stromausfall einmal die

Maschinen lahmlegen, wurde ein duales Bat-

terie-Notsystem sowohl für das Touch-Panel

an der Schaltanlage als auch für den Rechner

installiert. In diesem Fall bleiben also noch

immer die Steuerung und die Kraftwerks-

(Fern)überwachung aufrecht.

beiten. Und das hat bei den Sterzingern her-

vorragend geklappt, sowohl was die professio-

nelle als auch was die menschliche Ebene

angeht. Das Resultat hat uns voll überzeugt.

Wir hatten seit der Inbetriebnahme nicht

eine einzige Störungsmeldung.“

Auch erfreulich für die Betreiber, dass das

Kraftwerk für den Umbau nur kurze Zeit

stillstehen musste. In weniger als zwei

Wochen war die Anlage wieder am Netz.

„Natürlich gab es für Konzeption und

Planung eine Vorlaufzeit, die sich ungefähr

über drei Monate erstreckte. Da konnte in

aller Ruhe, ohne Hektik, der Umbau durch-

dacht und geplant werden. Und die

Umsetzung lief dann reibungslos und umso

flotter ab“, resümiert der Betreiber.

ALLES AUFEINANDER ABGESTIMMT

Zentraler Bestandteil dieses Auftrags war

natürlich die neue SPS-gestützte Steuerung

der beiden Maschinensätze - und ein kleines,

aber feines Detail für eine optimale Regelung

der kleineren Maschine. „Wir wollten eine

hydraulisch angetriebene Bremse für unsere

Maschine II, die den Regelbetrieb erleichtern

sollte. Sie wurde so eingestellt, dass sie ab

einer gewissen Drehzahl mechanisch eingreift

und die Maschine sanft stoppt. Das schont

natürlich auch das Lager. Zudem haben die

Männer von Turbinenbau Troyer eine Art

‚Softstarter' für diese Maschine integriert.

Der ermöglicht ein ganz sanftes Zuschalten

der Maschine aufs Netz, was ansonsten bei

Asynchrongeneratoren ja nicht so üblich ist.

Eine Synchronisierung erfolgt. sobald die

Frequenz angeglichen ist“, erklärt Thomas

Grimmer und führt den eigentlichen

Hintergrund dieser Maßnahme weiter aus:

„Die große Maschine läuft so gut wie das

ganze Jahr hindurch - und die kleine regelt

SPRUNG INS COMPUTERZEITALTER

Noch kann nicht genau prognostiziert wer-

den, um wie viel Strom die Anlage mit einem

bisherigen Jahresertrag von 2,4 Mio. kWh

durch die neue E-Technik mehr produzieren

wird. Fest steht, dass sowohl die Sicherheit,

der Bedienkomfort und natürlich die

Effizienz der Anlage gesteigert wurden. Im

Inneren des schön renovierten Altbaus steckt

heute modernste Wasserkraft-Technologie.

Das Traditionskraftwerk Wolfsgrubermühle

hat den Sprung ins Computerzeitalter

geschafft - und öffnet ein neues Kapitel in sei-

ner wechselvollen Geschichte.

STERZINGER DEMONSTRIEREN TEAMGEIST

Nachdem das E-Technik-Team von Tur-

binenbau Troyer sämtliche alten Kabeln her-

ausgerissen hatte, habe die Anlage schon

„ziemlich wild“ ausgesehen, erzählt Siegfried

Grimmer, der den Südtirolern gerne ein

wenig auf die Finger sah: „Aber die haben den

Überblick behalten und wirklich mustergül-

tig installiert. Sogar unsere Betriebselektriker

waren positiv überrascht. Und was dabei

natürlich entscheidend ist: dass E-Instal-

lateur und Programmierer gut zusammenar-

Am Einlauf der kleinere Turbine wurde eine neue, dop-

pelt ausfahrbare Teleskop-RRM von SFL installiert.

Heute ist das Kraftwerk für die Bewohner der Pegnitz

umgehbar geworden: Der neue 350 m lange Fischpass.

Nicht nur von außen ist das Kraftwerk Wolfsgrubermühle

heute wieder eine Vorzeige-Wasserkraftanlage.

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