Wissen


23

Schachtkraftwerk Von wegen Schicht im Schacht

Wasserkraftwerke liefern zwar sauberen Strom, sind aber oft nur an großen Gefällen rentabel und bedrohen den Lebensraum Fluss. Die TU München entwickelt gerade ein Kleinwasserkraftwerk für nebenan: einfach, günstig, umweltschonend.

Stand: 29.03.2016

Albert Sepp und Peter Rutschmann mit Modell | Bild: Andreas Heddergott / TU München

Versteckt in einer Lagerhalle in Obernach am Walchensee wird in einer großen Betonwanne mit Wasser geplantscht: Im Oskar von Miller-Institut, der Versuchsanstalt für Wasserbau und Wasserwirtschaft der Technischen Universität München, wird das Modell eines besonderen Kleinkraftwerks getestet. Im Maßstab 1:5 bilden Betonrinnen ein Flussbett nach, eine Betonmauer dient als Wehr. Das Spezielle an diesem Aufbau ist ein Schacht vor dem Wehr, der in einer etwa drei mal vier Meter großen Kiste mündet. Darin befindet sich eine Turbine samt Generator. Wenn Peter Rutschmann, der Direktor der Versuchsanstalt, die Wasserhähne aufdreht, flutet die Obernach von außen kräftig durch das Modell in der Halle - und erzeugt Strom.

Wasser marsch - im Modell

So sieht das Flussbett samt Schacht und Turbine im Wehr im Modell aus.

Ein Team um Peter Rutschmann und Albert Sepp hat das sogenannte Schachtkraftwerk entwickelt: ein Kleinwasserkraftwerk, dessen Vorzüge schon bald dafür sorgen könnten, dass kleine Gemeinden sich selbst mit Strom versorgen, aus Isar, Loisach oder Iller.

So funktioniert ein Schachtkraftwerk

Längsschnitt durch das an der TU München entwickelte Schachtkraftwerk

Vor ein Wehr wird in das Flussbett ein einfacher Schacht gegraben. Das Wasser strömt von oben in die kistenförmige Anlage hinab, treibt die an einen Generator gekoppelte Turbine an und wird unter dem Wehr zurück ins Flussbett geleitet. Weil der Generator unter Wasser arbeiten kann, braucht man am Ufer kein Maschinenhaus. Kein Lärm, nur ein kleines Transformator-Häuschen verrät die Energiequelle. Die Technik muss wenig gewartet werden, und da sich der wesentliche Teil des Kraftwerks bereits unter Wasser befindet, kann einem Schachtkraftwerk auch Hochwasser nichts anhaben. Eine Klappe im Wehr oberhalb des Kraftwerkschachts lässt einen Teil des Wassers durchfließen - und damit auch Fische passieren. Ein Rechen, dessen Stäbe in engem Abstand angeordnet sind, verhindert, dass die Fische in den Turbinenschacht gelangen. Der Fluss muss weder eingedämmt, begradigt, umgeleitet noch aufgestaut werden.

Kraftwerk-Kiste aus dem Katalog

Eine Fallhöhe des Wassers von einem bis zwei Metern reicht schon aus.

Bereits bestehende Wehre oder Schwellen, die eingebaut wurden, um Flüssen ihre Erosionskraft zu nehmen, wären für den Einbau eines Schachtkraftwerks prädestiniert. Schon bei einer Fallhöhe des Wassers von einem bis zwei Metern kann das Kraftwerk rentabel arbeiten. Je nach Bedarf und Finanzkraft können bei einem breiteren Gewässer auch mehrere Schächte nebeneinander gegraben werden. Anlagen mit einigen Hundert Kilowatt Leistung kosten mehrere 100.000 bis wenige Millionen Euro. Rutschmann spricht von 30 bis 50 Prozent weniger Kosten als bei einer traditionellen Konstruktion. Mit standardisierten, vorgefertigten Modulen will er die Bestellung einer "Kraftwerk-Kiste" wie aus dem Katalog ermöglichen.

Erstmals Strom aus dem Schacht

"Die Gemeinde Großweil kann unabhängig werden von jeglicher anderen Stromversorgung. Ich bin kein Freund von den ganz großen Lösungen, wo man Wasserkraft in Norwegen produziert und über Leitungen hierherbringt."

Peter Rutschmann

Das erste echte Schachtkraftwerk soll an der Loisach gebaut werden. Rund 1,5 Millionen Euro wird es kosten und dann die 1.500 Bewohner von Großweil im Landkreis Garmisch-Partenkirchen mit Strom versorgen. Peter Rutschmann kann sich gut vorstellen, dass sich auch weitere Städte und Gemeinden für diese Art der Stromerzeugung entscheiden. Die Zeit hierfür wäre gerade günstig: Nach der EU-Wasserrahmenrichtlinie müssen die rund 30.000 Querbauwerke, die es in bayerischen Gewässern gibt, so umgebaut werden, dass Fische sie überwinden können. Statt Tausender bloßer Fischrampen, die die EU-Staaten Milliarden kosten, könnten auch Schachtkraftwerke mit Fischklappe und einem zusätzlichen Fischaufstieg installiert werden. Die Kosten würden dann die jeweiligen Investoren tragen und im Flüsschen nebenan klimafreundlichen Strom für die Gemeinde produzieren.


23