Technologie Wasserkraft Technologie Énergie hydraulique Das neue Wasserkraftwerk hagneck grösserer ertrag und ökologische aufwertung

eine zu geringe Abflusskapazität, der hochwasserschutz des Energie Service Biel/Bienne und für das Seeland und über 100 Jahre alte Anlagen – der BKW) die Planungsarbeiten für das genügend gründe für einen Kraftwerksneubau am ende neue Kraftwerk (Bild 1 ) , das im Oktober 2015 in Betrieb gehen konnte. des hagneckkanals. Abgesehen von einer um 40 % Das Grundkonzept des Erneuerungs- höheren Stromproduktion hat das neue Werk auch projektes sah ein neues Flusskraftwerk ökologisch sehr positive Folgen. mit zwei Rohrturbinen rechtsufrig im Hagneckkanal, ein neues 4-Feld-Wehr im Hagneckkanal sowie einen Weiterbetrieb des bestehenden Kraftwerks mit der Ma- schine 5 vor. Ausserdem planten die Thomas Richli BKW-Spezialisten ein umfangreiches Die Gemeinden Biel, Erlach, Hagneck, Schweiz – ein Denkmal der Technik Fischumgehungsgerinne mit zwei klei- Neuenstadt, Nidau und Täuffelen-Gerol- und der Kulturgeschichte. Damals wie nen Dotierturbinen zur Energierückge- fingen erkannten schnell das Potenzial heute spielte dabei der Hochwasser- winnung sowie eine Renaturierung des der Wasserkraft bei der Einmündung des schutz eine wichtige Rolle. Erst der Bau alten Unterwasserkanals, der eine ge- Aare-Hagneck-Kanals in den Bielersee. des ersten Kraftwerks mit dem Stau- schützte Auenlandschaft von nationaler Der 8 k m lange Kanal war als Herzstück wehr stabilisierte den Hagneckkanal Bedeutung durchläuft. der ersten Juragewässerkorrektion ent- langfristig. Auch dadurch bekam das standen, die 1868 begann. Wasserkraftwerk Hagneck eine zentrale Strömungsverhältnisse im 1897 begannen die Bauarbeiten des Bedeutung für die regionale Energiever- ETH-Labor simuliert ersten Wasserkraftwerks Hagneck sorgung. Das Werk erfüllt damit nicht nur hohe (Bild 2 ) . Im Sommer 1899 nahm die An- Rund 100 Jahre nach der Inbetrieb- ökologische Anforderungen, es fügt sich lage den Betrieb auf. Hagneck gehört zu nahme begann die Bauherrin BIK (Bie- auch architektonisch schön in diese den ältesten Wasserkraftwerken in der lersee Kraftwerke AG, ein Partnerwerk schützenswerte Landschaft ein. Da auf

Bild 1 Bau des neuen Wasserkraftwerks (rechts) mit markantem Fischumgehungsgerinne (vorne).

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Bessere Nutzung der Wasserkraft Die optimierte Ausbauwassermenge für das neue Kraftwerk beträgt 320 m³/s. Dies erlaubt, das Wasserangebot und be- sonders die durch das oberhalb von Hagneck liegende Wasserkraftwerk Schiffenen verursachten Abflussspitzen künftig besser zu nutzen. Dazu trägt auch die Turbine 5 des bisherigen Kraftwerks bei. Die Ausbauwassermenge wird vor- aussichtlich an 30 Tagen im Jahr über- schritten. An diesen Tagen ist mit einem Wehrüberfall zu rechnen. Das neue Wehr ist als Beton-Baukör- per mit vier Wehröffnungen ausgeführt, mit Segmentschützen mit aufgesetzter Klappe. Ein tausendjähriges Hochwasser lässt sich mit drei Wehrfeldern, bei still- stehenden Maschinen, abführen. Für das Bild 2 Das Wasserkraftwerk Hagneck um 1920. grösste wahrscheinliche Hochwasser ste- hen alle vier Wehröffnungen zur Verfü- eine hochwertige Gestaltung und gute ■ Gesamtplanung für die Bereiche Tief-, gung. Eingliederung der neuen Kraftwerksan- Hoch- und Wasserbau, Maschinen, Das Maschinenhaus ist rechtsufrig an- lage in die umgebende Landschaft gros- Elektromechanik, Stahlwasserbau, geordnet und schliesst über den gegen ser Wert gelegt wurde, erfolgte ein offizi- Leittechnik und Betriebseinrichtungen das Oberwasser vorspringenden Trenn- eller SIA-Gestaltungswettbewerb. Dabei ■ Örtliche Bauleitung pfeiler an das Wehr an. Die Einlaufbreite war das elektromechanische Konzept mit ■ Lieferung, Montage und Inbetriebset- einer Maschine beträgt 9,5 m . Beide Ma- den hydraulischen Auslegungen und den zung der Leittechnik und der Energie- schinen beanspruchen, zusammen mit hydraulisch optimalen Konturen durch versorgung dem Trennpfeiler, eine Breite von 25 m . das Engineering der BKW vorgegeben. ■ Projektmanagement für Bau, Montage Die Kote der Turbinen-Laufradachse Als Sieger ging aus diesem öffentlichen und Inbetriebsetzung. (423,9 m über Meereshöhe) liegt 5,4 m Gestaltungswettbewerb das Projekt Extern vergeben wurden die Geologie unter dem mittleren Unterwasser-Ni- «Tiefgang» des Teams Penzel, Valier und mit Dimensionierung der Baugrube, Ver- veau. Die tiefste Stelle des Maschinen- Vogel hervor. messungsarbeiten, die Umweltplanung hauses liegt im Turbinengang auf Kote Vor dem Bau des neuen Wasserkraft- (UVB) mit Umweltbaubegleitung (UBB), 418,4 m über Meereshöhe und damit werks haben Experten des BKW Enginee- die Haustechnik, die Architektur und rund 8,5 m unter dem mittleren Unter- ring zusammen mit der ETH Lausanne Landschaftsarchitektur sowie die Arbei- wasserspiegel beziehungsweise 19,3 m alle Eventualitäten bezüglich Hochwas- ten des Bauingenieurs. unter dem Oberwasserspiegel. ser, Schwemmholz und Strömung durch- gespielt: Ein Modell lieferte die wichtigs- ten Erkenntnisse. Das Strömungsvideo der ETH kann hier angeschaut werden: http://blog.bkw.ch/das-modell-hagneck Die Planung der neuen Kraftwerksan- lage wurde durch das Engineering der BKW vorgenommen. Die BKW-interne Abteilung weist rund 100 Fachspezialis- ten auf und deckt die Bereiche Wasser- bau, Betonbau, Leittechnik, Stahlwasser- bau, Architektur sowie Elektromechanik ab. Die BKW Fachleute haben folgende Leistungen erbracht: ■ Erarbeitung der Vorstudie ■ Begleitung des Genehmigungsverfah- rens ■ Begleitung des hydraulischen Modell- versuchs und des Gestaltungswettbe- werbes ■ Konzeption zu Gewässerregulierung und Hochwasserschutz ■ Ausschreibung Bild 3 Einbau einer horizontalachsigen Kaplan-Rohrturbine.

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Bild 4 Viel Raum wurde der Fischgängigkeit eingeräumt. Hinten sieht man das alte Kraftwerk.

Generatorkühlung heizt auskragende Brücke. Die Wehrbrücke als Lebensraum für die Fische dienen Maschinenhaus weist zur Oberwasserseite hin eine mas- wird. Im Sommer 2015 liessen sich viele Im neuen Maschinenhaus sind zwei sive Brüstung auf, die zwischen den grosse Alet im Umgehungsgerinne beob- horizontalachsige, doppelt regulierte Wehrpfeilern biegesteif eingespannt achten. Diese haben darin sogar ge- Kaplan -Rohrturbinen mit je einem wird. Zwischen den Wehrpfeilern weist laicht. Ausserdem renaturiert die BIK Schluckvermögen von 140 m ³/s einge- die Brücke eine Nettobreite von 9,4 m den Unterwasserlauf und schafft eine baut (Bild 3 ) . Die Leistung beträgt je auf. Die Nettobreite ergibt sich aufgrund ausgedehnte, rund 20 000 m ² grosse 10,5 M W. Die wesentlichen Maschinen- der erforderlichen Abstützbreite des Mo- A uenlandschaft. daten sind: Laufrad-Durchmesser 4,40 m bilkrans. Insgesamt betragen die Aufwendun- und Nenndrehzahl 107 Umdrehungen Die Brücke dient hauptsächlich dem gen für die ökologische Aufwertung rund pro Minute. Der Wasserstrom durch die Betrieb und kann für das Einsetzen der 15 Mio. CHF, also etwa 10 % der Bau- Turbinen kann durch Schliessen des Leit- Wehrnadeln (Revisionsverschluss für summe. apparates unterbrochen werden. das Wehr) mit einem grossen Mobilkran Die zwei horizontalachsigen Syn- befahren werden. Weiter führt auch ein Wasserkraft in der BKW- chron-Generatoren in den Turbinenbulbs Wanderweg und die nationale Velo- Strategie mit einer Nennleistung von je 13,75 M VA, route Nr. 5 über die neue Wehrbrücke, Die BKW setzt sich für den Ausbau sowie Maschinenspannung von 6,6 k V jedoch kein motorisierter öffentlicher der Wasserkraftnutzung im Einklang werden durch die Turbinen direkt ange- Verkehr. mit dem Ausbauziel des Bundesrats trieben und mit einem Luft-Wasser-Kühl- ein. Gegenwärtig verfolgen sie rund kreislauf gekühlt. Die Abwärme heizt im Ökologische Aufwertung zwei Dutzend Kraftwerksprojekte in Winter das Maschinenhaus. Das Bundesgesetz über die Fischerei der ganzen Schweiz, mit Schwerpunkt Zwei Transformatoren – einer pro Ge- sieht vor, dass beim Bau von Wasser- im Berner Oberland. In den kommen- nerator – übersetzen die Generatorspan- kraftanlagen Massnahmen getroffen den Jahren wird sie Investitionen im nung auf die Netzspannung von 16 k V. Sie werden müssen, die die freie Fischwan- Rahmen von 200 Mio. CHF tätigen. befinden sich im Kraftwerksgebäude. Die derung möglich machen. In Hagneck Der Produktionsausbau ist jedoch nicht Transformatorkühlung erfolgt ebenfalls wird dies mit einem Umgehungsgerinne der einzige Fokus des Handelns der durch einen Luft-Wasser-Kühlkreislauf. (Bild 4 ) gewährleistet. Steinblöcke wur- BKW: Wie bei einem Auto, das in die Die Mittelspannungsanlage ist auf der den zentimetergenau so platziert, dass Verkehrsprüfung geht, werden auch Oberwasserseite des Maschinensaals, die Strömungsverhältnisse optimale Be- Kraftwerke regelmässig auf Herz und über den Vorortsteuertafeln, installiert. dingungen für die rund 30 heimischen Nieren geprüft. Deshalb investiert die Sie umfasst die erforderlichen Wandler, Fischarten bieten. Um allen Fischarten BKW jährlich Millionen, um die Kraft- Nullpunktwiderstand, Trenner, Erdungs- gerecht zu werden, braucht es einen werke auf dem aktuellen Stand der einrichtung, Überspannungsableiter und grosszügig dimensionierten Fischpass Technik zu halten. Dank diesen Moder- Schutzeinrichtungen. Die Energieablei- mit genügendem Wasserabfluss, gut po- nisierungen verrichten sie auch in Zu- tung erfolgt mit Kabeln über die neue sitionierten Einstiegsöffnungen, deutli- kunft ihren Dienst und produzieren Brücke zur neuen Unterstation Hagneck. cher Lockströmung und geringem Ge- Strom aus Schweizer Quellen – zuver- fälle. Beim Kraftwerk Hagneck liess lässig und erneuerbar. Betriebsbrücke mit sich dies am besten mit einem Umge- Wanderweg und Veloroute hungsgerinne realisieren. Das gewählte Autor Über das Wehr führt eine von den Bauwerk hat überdies den Vorteil, dass Thomas Richli, Leiter Neubau Kraftwerke, BKW Bern. Wehrpfeilern und dem Maschinenhaus es, einem Bach nachempfunden, auch BKW, 3013 Bern, [email protected]

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