Automatisierung

Energieführungssystem für Wasserkraftwerke

23.11.2022 - Unter erschwerten Bedingungen realisierte ein Energiekettenhersteller ein Energieführungssystem für das Sicherheitsventil des Wasserkraftwerkes Châteauneuf du Rhône.

Ein Verfahrweg über 120 Meter, ungewöhnliche Montage- und Einsatzbedingungen auf einem Wasserkraftwerk und eine erschwerte Projektabwicklung durch die Coronapandemie: Das Projekt des Wasserkraftwerkbetreibers CNR war in vielen Punkten mit Herausforderungen verbunden. Das Ergebnis: Ein Energieführungssystem für das Sicherheitsventil am Wasserkraftwerk von Chateauneuf du Rhône, welches eine Überdrehzahl der Turbinen durch die Abschottung des Wasserflusses verhindert.

Die Compagnie nationale du Rhône (CNR) mit Hauptsitz im französischen Lyon erhielt im Jahr 1934 die Konzession für die Rhône, um sie für die Stromerzeugung, die Schifffahrt und die Bewässerung von landwirtschaftlichen Flächen zu nutzen. Seitdem hat die CNR 19 Wasserkraftwerke, 19 Staudämme und 14 Schleusen gebaut, 330 km schiffbare Wasserstraßen zwischen Lyon und dem Mittelmeer eröffnet sowie Industrie- und Hafengelände erschlossen. Die CNR setzt sich aktiv für die Entwicklung erneuerbarer Energien (Wasserkraft, Solarenergie und Windenergie) ein, um die Entwicklung der betreffenden Regionen und die Energiewende zu unterstützen.

Zu den von der CNR betriebenen Staudämmen gehört auch das Wasserkraftwerk Châteauneuf du Rhône in Südfrankreich. Dort erfolgten im Jahr 2021 Erhaltungsarbeiten, in deren Zuge ein neues Energieführungssystem implementiert wurde. „Das Energieführungssystem dient dazu, die Strom-, Kommunikations- und Sensorkabel bis zum Ventil zu führen. Das Ventil, das sich über das gesamte Wasserkraftwerk bewegt, soll eine Überdrehzahl der Turbinen verhindern. Im Notfall wird ein tonnenschwerer Damm verwendet, um den Wassereintritt zu blockieren“, erklärt Pascal Berg, Industry Manager Cranes and Long Travel bei Tsubaki Kabelschlepp.

Für die Verfahrung dieses Ventils über 120 Meter wurde bei Tsubaki Kabelschlepp ein Energieführungssystem beauftragt, das die alten Stromschienen ersetzt. Die Kabelkette ermöglicht es, mehr Kabel unterschiedlicher Art (Telefon, Sensor...) zu transportieren als die Stromschiene. Dieses System ist auch zuverlässiger als die Schiene, da es kein Risiko eines Fehlkontakts gibt. Die extremen Einsatzbedingungen erforderten eine robuste Auslegung des Energieführungssystems: Installiert auf dem Staudamm ist das Energieführungssystem starkem Wind ausgesetzt, zudem gilt es, auch im Winter bei niedrigen Temperaturen unter dem Gefrierpunkt eine optimale Funktion sicherzustellen.

Anwenderseitige Konstruktion für die Anbindung

Die Einbausituation erforderte es, das komplette Material zunächst sicher auf das Dach des Staudamms in einer Höhe von rund 10 m zu transportieren. Die Lagerung am Ende des Damms wurde vorgesehen, um paralleles Arbeiten weiterer Firmen in anderen Bereichen zu ermöglichen. Zudem galt es, die anwenderseitige Konstruktion zum Anbinden der Lösung in die Planung zu berücksichtigen: Die Stützabstände der 82 Wandhalter variierten stark in den Abständen zueinander. Zudem waren die Halter selbst in keinem guten Zustand. „Teilweise war es nötig, die Stützen zu begradigen oder zu versteifen“, erklärt Pascal Berg. „Die Dachbleche und Halter wurden speziell für die unterschiedlichen Stützabstände konstruiert.“ Nicht zuletzt ist die Mitnehmeranbindung individuell ausgelegt, um von der alten Stromschiene auf die Energiekette wechseln zu können.

Hinzu kam die Coronapandemie, die den Austausch aller Beteiligten erschwerte. Vorherige persönliche Treffen des Projektteams – bestehend aus deutschen und französischen Kabelschlepp-Mitarbeitern, dem Auftraggeber Actemium Lyon Hydro und dem Staudammbetreiber CNR – fanden nicht statt. Mithilfe von Videocalls auf dem Staudamm und einem sehr engen Austausch wurden dennoch alle Informationen gesammelt, die für die Auftragserstellung und -erteilung benötigt wurden. Vor Beginn des Projekts gab es eine Zusammenkunft vor Ort, um die Lösung zu validieren.

Multivariable Energieführung mit Aluminium-Stegvarianten

Im September 2021 begann das Team aus französischen und deutschen Kollegen mit der Montage des Systems auf dem Staudamm. Neben der Energieführungskette des Typs RSC MC0950 umfasst die Lösung alle nötigen Leitungen, den Führungskanal, den schwimmenden Mitnehmer TKFMD inklusive Mitnehmerarm sowie Unterbau/Wandhalter und das Dachsystem. Bei der Kette selbst handelt es sich um eine multivariable Energieführung mit vielfältigen Aluminium-Stegvarianten: Die Energieführungsketten der M-Serie überzeugen unter anderem mit einer stabilen Konstruktion und einem minimierten Gelenkverschleiß. Zug- und Schubkräfte werden nicht wie üblich über die Bohrung-Bolzen-Verbindung, sondern über das großflächige, gekapselte Anschlagsystem übertragen. Es handelt sich um ein RSC-System (100 Prozent rollend), bei dem Rollen an der Kettenaußenseite angebracht sind. Die Seitenbänder überzeugen mit einer robusten Laschenkonstruktion und lassen sich durch die Laschen mit montagefreundlichen Verriegelungsbolzen zusammenbauen. Ein gekapseltes, schmutzunempfindliches Kettenglied macht die Energieführung wetterfest und somit tauglich für den Einsatz auf dem Wasserkraftwerk.


Autor
Julien Martin, Technico Commercial Sud Est base sur Lyon

Kontakt

Tsubaki Kabelschlepp GmbH

Daimlerstraße 2
57482 Wenden-Gerlingen

+49 2762 4003 0
+49 2762 4003 220

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