Kölnbreintalsperre


Kölnbreintalsperre
Speicher Kölnbrein bei Niedrigwasser
Kölnbreinsperre und Speicher bei Vollstau
Grafische Übersicht der Speicherkraftwerke Malta

Die Maltakraftwerke sind eine Reihe von Wasserkraftwerken im österreichischen Bundesland Kärnten, bestehend aus der Oberstufe mit dem Speicher Kölnbrein (größter Speicher Österreichs) und der Haupt- und Unterstufe. Der Betreiber ist VERBUND-Austrian Hydro Power AG.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Das Maltaprojekt hatte eine jahrzehntelange, von verschiedenen Varianten geprägte Vorbereitungszeit. Schon in den 1930er Jahren beschäftigten sich die Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft und in weiterer Folge die Alpen-Elektrowerke AG mit den Nutzungsmöglichkeiten der Abflüsse des Maltatales.

Anfang der 1950er Jahre setzte die Österreichische Draukraftwerke AG im Zuge der Neuorientierung der Elektrizitätswirtschaft die Studien fort. Die wasser- und energiewirtschaftlichen Untersuchungen ließen erkennen, dass das Innere Maltatal zu den niederschlagreichsten Gebieten Kärntens zählt. Das Einzugsgebiet weist starke Vergletscherungen auf, die eine wertvolle Abflussreserve in trockenen Sommern darstellen. Außerdem wird es vom Wettergeschehen sowohl nördlich als auch südlich des Alpenhauptkammes beeinflusst.

Auf Grund vergleichender Untersuchungen sollte das nahegelegene und damals im Bau befindliche Winterspeicherwerk Reißeck-Kreuzeck durch Beileitung einiger Malta-Nebenbäche erweitert werden. Das Ergebnis lag schließlich in der Form eines baureifen Projektes zur Nutzung der Malta und der Großbäche in einer eigenen, drei Stufen umfassenden Kraftwerksgruppe vor.

Ab 1957 untersuchten Geologen Untergrund und Talflanken am vorgesehenen Standort der Kölnbreinsperre. Bis zu 80 m tiefe Bohrungen wiesen das Gestein als stabile Basis und Widerlager für die größte Talsperre Österreichs aus, die in den Jahren 1971 bis 1978 aus 1,6 Mio m³ Beton gegossen wurde: Eine horizontal und vertikal gekrümmte Gewölbemauer, die wie eine um 90 Grad gekippte, flache Kuppel gegen den festen Fels verspreizt ist.

Dieses Gestaltungsprinzip kommt mit erheblich weniger Baumasse (Beton) aus, als jedes andere Stauwerk von gleicher Stabilität (die annähernd dem sechsfachen Druck des Wassers bei Vollstau standhält) und spart damit auch Baukosten. 1979 erreichte der Kölnbreinspeicher erstmals den Vollstau, der die Talsperre einem Druck von 5,4 Mill. Tonnen aussetzte und an der Sperrenkrone projektgemäß um 12 cm talauswärts bog.

1978 signalisierten rund 400 eingebaute Messstellen Probleme: Wasser drückte durch Risse an der Basis der höchsten Sperrenblöcke. Ursache nach Urteil der Experten: Überbeanspruchung des Sperrenbetons entlang der Aufstandsfläche infolge der in diesem Bereich wirkenden Horizontalkomponente des Wasserdrucks, verstärkt durch einen unerwartet hohen Unterschied im Verformungsverhalten von Talsperre und Gebirge.

In einem aufwendigen Verfahren wurde die Mauer von 1989 bis 1992 nach einem Projekt des Schweizer Sperrenexperten Giovanni Lombardi und nach Genehmigung durch die Staubeckenkommission saniert: Auf der Talseite durch ein 65 m hohes und 70 m breites Stützgewölbe aus 500.000 m³ Beton und 150.000 m³ Schüttgut. Die wasserseitig gelegenen Risse wurden mit Zement-und Kunstharzinjektionen gedichtet. Der luftseitig angeordnete Vorbau entlastet die Sperre um etwa 22 Prozent des bei Vollstau wirkenden Wasserdruckes. Mit dieser Sanierung stiegen die Baukosten für die Kraftwerksgruppe Malta um 2 Mrd. Schilling (etwa 145 Mio. Euro). Am 4. Oktober 1993 wurde endlich wieder der Vollstau auf Höhe 1.902 m erreicht – und alle bis dahin auf 2.500 erweiterten Messstellen der Talsperre zeigten Stabilität an.

Energiewirtschaftliche Bedeutung

Längenschnitt der Speicherkraftwerke Malta

Die große Anpassungsfähigkeit des Kraftwerkseinsatzes an die kurz-, mittel- und langfristigen Bedarfsschwankungen ist das wesentlichste Qualitätsmerkmal der Kraftwerksgruppe Malta.

Während 91 Prozent des Wasserdargebotes im bedarfsschwächeren Sommerhalbjahr und nur neun Prozent im Winterhalbjahr anfallen, kann durch die Jahresspeicherung der Erzeugungsanteil im Winterhalbjahr von neun Prozent (aus natürlichem Zufluss) auf 78,3 Prozent erhöht werden. Durch einen Wälzbetrieb wird kurz- und mittelfristig zu einem weiteren Ausgleich von Bedarf und Dargebot beigetragen. Bei Wälzbetrieb kann während der Nacht Wasser aus der Möll in die Speicher der Hauptstufe und vom Speicher Galgenbichl in den Speicher Kölnbrein hochgepumpt werden, um dann zu Spitzenlastzeiten abgearbeitet zu werden. Die Leistungsspanne zwischen 406 Megawatt Pumpleistung und 891 Megawatt Turbinenleistung beträgt damit insgesamt 1.297 Megawatt bzw. rund zwölf Prozent der Lastspitze in Österreich. Damit kann durch das KW Malta die elektrische Leistung im Verbundnetz rasch dem jeweiligen Bedarf angepasst werden. Aufgrund der hohen Leistung und der raschen Verfügbarkeit ist Malta in der Lage, bei Ausfällen von Kraftwerken, nicht nur in Österreich, sondern auch über die Grenzen hinaus, wertvolle Hilfestellung zu geben.

Oberstufe

Schematische Darstellung der Oberstufe

Die Oberstufe besteht aus dem Speicher Kölnbrein, der Kölnbreinsperre und dem dazugehörigen Kraftwerk Galgenbichl.

Speicher Kölnbrein
Speicher Kölnbrein von Arlhöhe aus gesehen. Im Hintergrund Speicher Galgenbichl.
Speicher Kölnbrein von Arlhöhe aus gesehen. Im Hintergrund Speicher Galgenbichl.
Geographische Lage 47° 4′ 50″ N, 13° 20′ 35″ O47.08055555555613.3430555555561902Koordinaten: 47° 4′ 50″ N, 13° 20′ 35″ O
Daten Bauwerk
Bauzeit: 1971–77,1989–92
Höhe des Absperrbauwerks: 200 mdep1
Höhe über Gründungssohle: 302 mdep1
Bauwerksvolumen: 2,04 Mio. m³dep1
Kronenlänge: 626 mdep1
Kronenbreite: 7,6 mdep1
Basisbreite: 41 mdep1
Kraftwerksleistung: 120.000 kWdep1
Daten Stausee
Höhe des Stauziels: 1.902 m ü. A.
Wasseroberfläche bei Vollstau: 2,55 km²dep1
Stauseelänge: 4,5 km
Speicherraum: 200 Mio. m³dep1
Einzugsgebiet: 51,3 km²dep1

Speicher Kölnbrein

Schema der Kölnbreinsperre

Der Speicher Kölnbrein ist das Kernstück der Maltakraftwerke. Das direkt in den Speicher entwässernde Gebiet reicht allein nicht aus, den Jahresspeicher zur Gänze zu füllen. Aus diesem Grunde werden die Zuflüsse der Oberen Lieser und einige Bäche im Bereich des Malta- und Gößtales auf rund 1.700 m Seehöhe gefasst und im Vorspeicher Galgenbichl gespeichert. Von dort werden sie in den rund 200 m höher gelegenen Speicher Kölnbrein gepumpt. Zusätzlich wird auch Wasser aus der Möll rund 1.300 m hochgefördert und zur Füllung des Speichers verwendet.

Die Wasseroberfläche befindet sich bei Vollstau in 1.902 Meter über Adria und kann bis auf 1.750 m abgesenkt werden. Ein voller Speicher stellt für die Maltakraftwerke einen Energiegehalt von 588,3 GWh bereit.

Die Staumauer ist eine doppelt gekrümmte Bogenmauer mit luftseitigem Stützgewölbe. 2.500 Messstellen, davon 800 mit direkter Verbindung zu einem Prozessrechner, überwachen die Staumauer.

Kraftwerk Galgenbichl

Das Pumpspeicherkraftwerk Galgenbichl erzeugt im Turbinenbetrieb mit dem Wasser des Kölnbreinspeichers elektrischen Strom, im Pumpbetrieb wird mit Überschussenergie Wasser aus dem Vorspeicher Galgenbichl zur Energiespeicherung in den Speicher Kölnbrein zurückgepumpt.

Das Kraftwerk besteht aus zwei Isogyre-Pumpturbinen (Francis-Turbinen) in horizontaler Anordnung. Sie treiben zwei Generatoren mit einer Nennleistung von je 70 MVA an. Bei einer mittleren Rohfallhöhe von 198 m und mit einer Durchflusskapazität von 70 m³/s können sie entweder bis zu 120 MW Strom erzeugen, oder bis zu 116 MW zum Hochpumpen in den Speicher Kölnbrein aufwenden (Nennleistung). Das jährliche Regelarbeitsvermögen beträgt 76,0 Mio kWh. Das Kraftwerk wurde 1977/1978 in Betrieb genommen.


Hauptstufe

Schematische Darstellung der Hauptstufe

Die Hauptstufe der Maltakraftwerke besteht aus dem Speicher Galgenbichl, dem Speicher Gößkar und dem Kraftwerk Rottau.

Vorspeicher Galgenbichl
Galgenbichlspeicher (für Wartungsarbeiten entleert)
Galgenbichlspeicher (für Wartungsarbeiten entleert)
Zuflüsse: Obere Lieser
Geographische Lage 47° 3′ 59″ N, 13° 21′ 9″ O47.06638888888913.35251704
Daten Bauwerk
Höhe des Absperrbauwerks: 50 m (Damm) und 15 m (Mauer)dep1
Bauwerksvolumen: 175.000 m³ (Damm), 6500 m³ (Mauer)dep1
Kronenlänge: 115 m (Damm), 85 m (Mauer)dep1
Daten Stausee
Höhe des Stauziels: 1.704 m ü. A.
Speicherraum: 4,4 Mio m³dep1
Einzugsgebiet: 77,3 km²dep1

Vorspeicher Galgenbichl

Das bereits genutzte Wasser des Speichers Kölnbrein und Zuleitungen hochalpiner Bäche werden im Speicher Galgenbichl gesammelt. Dieser hat zwei Sperrbauwerke, einen Kiesschüttdamm mit Asphaltbeton-Oberflächendichtung und eine Betongewichtsmauer.


Ausgleichsspeicher Gößkar
Schild am Gößkarspeicher
Schild am Gößkarspeicher
Geographische Lage 46° 58′ 58″ N, 13° 19′ 52″ O46.98277777777813.3311111111111704
Daten Bauwerk
Bauzeit: 1971–79
Höhe des Absperrbauwerks: 55 mdep1
Bauwerksvolumen: 520.000 m³dep1
Kronenlänge: 260 mdep1
Kronenbreite: 5 mdep1
Basisbreite: 175 mdep1
Daten Stausee
Höhe des Stauziels: 1.704 m ü. A.
Speicherraum: 1,8 Mio m³dep1

Ausgleichsspeicher Gößkar

Zusätzliche Speicherkapazität stellt der kommunzierend verbundene, rund 10 km entfernte Speicher Gößkar bereit. Dieser liegt auch deutlich näher an den zum Kraftwerk führenden Druckstollen, so dass unnötige Fließ-Höhenverluste in dem 9,4 km langen Maltastollen vermieden werden können.


Kraftwerk Rottau
Malta-Hauptstufe
Malta-Hauptstufe
Größere Orte in der Nähe: Kolbnitz
Geographische Lage 46° 52′ 13″ N, 13° 19′ 45″ O46.87027777777813.3291666666677
Daten Bauwerk
Bauzeit: 1976 bis 1978
Kraftwerksleistung: 730.000 kWdep1

Kraftwerk Rottau

Die Maschinen der Malta-Hauptstufe Rottau in Kolbnitz im Mölltal werden von Wasser mit außerordentlich hohem Druck angetrieben, das aus den 1.100 Meter höher gelegenen Speichern stammt. Vom Speicher Gößkar führt der Weg des Wassers durch die insgesamt 9,7 km langen Göß- und Hattenbergstollen und in einer 1.850 m langen, zweisträngigen Druckrohrleitung zum Kraftwerk.

Das Kraftwerk besitzt 4 sechsdüsige Pelton-Turbinen in vertikaler Anordnung. Sie treiben vier Generatoren mit einer Nennleistung von je 220 MVA an. Zwei der Generatoren sind Motorgeneratoren, die die beiden vierstufigen und einflutigen Radialpumpen versorgen. Bei einer mittleren Rohrfallhöhe von 1.106 m und mit einer Durchflusskapazität von 80 m³/s können entweder bis zu 730 MW Strom erzeugt werden, oder bis zu 290 MW durch Hochpumpen in den Speicher zurückgeführt werden (Nennleistung). Das jährliche Regelarbeitsvermögen beträgt 715,0 Mio kWh.


Unterstufe

Schematische Darstellung der Unterstufe
Ausgleichsbecken Rottau
Stausee Rottau vom Danielsberg aus gesehen
Stausee Rottau vom Danielsberg aus gesehen
Zuflüsse: Möll
Abflüsse: Möll, Oberwasserkanal zur Drau
Größere Orte in der Nähe: Mühldorf, Möllbrücke
Geographische Lage 46° 51′ 49″ N, 13° 20′ 6″ O46.86361111111113.335598
Daten Bauwerk
Bauzeit: 1971–79
Höhe des Absperrbauwerks: 13,7 mdep1
Kronenlänge: 2 × 15 mdep1
Kraftwerksleistung: 41.000 kWdep1
Daten Stausee
Höhe des Stauziels: 598 m ü. A.
Speicherraum: 500.000 m³dep1

Kraftwerk Mölltal

Im Kraftwerk Malta-Unterstufe wird das Wasser zum dritten Mal innerhalb der Maltakraftwerke zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt.

Im Ausgleichsbecken Rottau befindet sich das abgearbeitete Wasser aus der Hauptstufe und Wasser aus der Möll. Mindestens 5 m³/s dieses Wassers fließen entweder über die Wehranlage Rottau oder durch eine Propellerturbine mit 630 kW Nennleistung in die Möll. Alles weitere Wasser gelangt durch den offenen, rund 2,5 km langen Oberwasserkanal und den Sachsenwegstollen, bei einer Fallhöhe von 45 m und einem Ausbaudurchfluss von 110 m³/s, zur Kraftstation Möllbrücke. Diese liegt 3,9 km Luftlinie vom Beginn und 1,2 km vom Ende des Oberwasserkanals entfernt. Dort wird es über zwei Kaplan-Turbinen mit vertikaler Welle abgearbeitet. Das jährliche Regelarbeitsvermögen beträgt 120,0 Mio kWh.

Das Wasser gelangt noch vor der eigentlichen Möllmündung in die Drau, wo es in Kärntens zehn Laufkraftwerken noch einmal energiewirtschaftlich genutzt wird. Die Möll verliert über den Oberwasserkanal eine erhebliche Menge Wasser, weshalb nur noch ein Bruchteil über das natürliche Flussbett in die Drau mündet.


Touristische Bedeutung

Bungee-Jumping von der Kölnbreinsperre

Zusätzlich zur energiewirtschaftlichen hat vor allem der Speichersee Kölnbrein auch touristische Bedeutung.

Die 14,3 km lange Malta-Hochalm-Straße führt vorbei an spektakulären Wasserfällen, welche in der Nacht versiegen, da das Wasser in die Speicherseen umgeleitet wird. Durch Tunnels gelangt man zum Bergrestaurant und Hotel Malta, direkt neben der Kölnbreinsperre. Das turmartige Gebäude beherbergt neben Restaurant und 60 Betten auch eine Informationsschau über die Kraftwerksgruppe, eine Mineralienschau und eine Informationsschau über den Nationalpark Hohe Tauern.

Es dient als Ausgangspunkt für Wanderungen und Bergtouren. Von der Mauerkrone aus werden auch Bungee-Jumping Sprünge veranstaltet. Der bis zu 3 km lange Speichersee wird in den Sommermonaten außerdem von den Ruderern aus dem Deutschlandachter zum Höhentraining als Vorbereitung auf Weltmeisterschaften und Olympische Spiele genutzt.

Siehe auch

Literatur

  • Gerhard A. Stadler, Manfred Wehdorn, Monika Keplinger, Valentin E. Wille: Architektur im Verbund, Springer Verlag, Wien 2007

Weblinks


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