Betriebs- und Unterhaltsoptimierung von beschichteten Peltonturbinen mit hydro-abrasivem Verschleiss: Erkenntnisse aus einem Forschungsprojekt am KW Fieschertal

Abstract

Turbinen von Hoch- und Mitteldruck-Wasserkraftanlagen können bekanntlich durch Schwebstoffpartikel im Wasser stark abgenutzt werden, was zu erheblichen Unterhaltskosten, Wirkungsgradabnahmen, Minderproduktion und somit zu Ertragseinbussen führt. Diese Problematik wurde am Hochdruck-Laufwasserkraftwerk Fieschertal (Wallis) in einem Forschungsprojekt untersucht. Mit einer innovativen Methodenkombination wurden die Schwebstoffbelastung, die Abrasion an den Peltonturbinen und deren Wirkungsgradänderungen in den Jahren von 2012 bis 2020 detailliert gemessen und analysiert. Die neunjährige Messreihe wurde für die Optimierung des Betriebs und des Unterhalts verwendet: Um die Turbinen vor übermässigem Verschleiss zu schützen, wurde ein System für vorübergehende Ausserbetriebnahmen der Anlage aufgebaut und in Ereignissen mit hohen Schwebstoffkonzentrationen (Hochwasser) getestet. Weiter wurde aufgrund der Wirkungsgradhistorie untersucht, wann ein Laufradwechsel am wirtschaftlichsten ist. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt können auf andere Wasserkraftanlagen an sedimentreichen Fliessgewässern übertragen werden, um deren Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz in Bezug auf den Umgang mit Feinsedimenten zu verbessern.