Wasserkraftwerke spielen eine Schlüsselrolle bei der Stabilisierung der Stromversorgung aus regenerativen Quellen. Extreme Bedingungen, wie hohe Sedimentlasten und außergewöhnliche Fallhöhen, stellen jedoch hohe Anforderungen an die Komponenten von Turbinen und wasserführenden Bauteilen. Die Kraftwerke Oberhasli (KWO), einer der größten Betreiber von Wasserkraftwerken in Europa, setzt deshalb seit Jahrzehnten auf die Werkstoff- und Fertigungsexpertise von Deloro Wear Solutions.
Verschleißschutz für regenerative Energie
Mit der jährlichen Produktion von CO2-freiem Strom sorgt die KWO für eine stabile Energieversorgung, die sogar über die Grenzen der Schweiz hinausreicht. Deloro unterstützt die KWO mit maßgeschneiderten Verschleißschutzlösungen dabei, die Langlebigkeit und Effizienz ihrer Anlagen zu maximieren – insbesondere bei der Entwicklung von Bauteilen, die hydroabrasivem Verschleiß standhalten müssen.
Die KWO wurde 1925 gegründet und hat ihren Standort in Innertkirchen im Berner Oberland in der Schweiz. Die KWO betreibt eigenständig 13 Wasserkraftwerke mit 28 Turbinen, die jedes Jahr rund 2.200 GWh elektrische Energie – CO2-freien Grund- und Spitzenstrom – produzieren. Insgesamt 280 Vollzeitstellen sind für die Produktion dieses Stroms zuständig, der das gesamte europäische Netz versorgt und den Bedarf der Verbraucher auf Abruf decken kann. Mit der klimafreundlichen Stromproduktion aus Wasserkraft leistet die KWO einen Beitrag zu einem verlässlichen und beständigen Stromnetz in der Schweiz und in ganz Europa. Im Bereich Wasserkraft ist die KWO einer der langjährigsten Kunden des Verschleißschutzexperten Deloro.
Ein unterschätztes Potenzial für die Energiewende
Im Zuge der Energiewende gewinnt Wasserkraft zunehmend an Bedeutung – ihr Potenzial ist noch lange nicht ausgeschöpft. Als zuverlässige Quelle für CO2-freie Energie trägt sie maßgeblich zur Stabilität des europäischen Stromnetzes bei und gleicht Schwankungen aus, die durch andere erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie entstehen. In der Schweiz beispielsweise ist sie mit einem Anteil von rund 60 Prozent an der Stromproduktion der wichtigste erneuerbare Energieträger. In Zusammenarbeit mit der KWO trägt Deloro Wear Solutions mit ihren maßgeschneiderten Lösungen für verschleißfeste Bauteile entscheidend dazu bei, die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Anlagen zu gewährleisten.
„Die Wasserkraft bleibt trotz ihrer Relevanz für viele eine trockene Materie“, sagt Maximilian Titzschkau, Experte für Datenanalyse und Hydromechanik bei der Kraftwerke Oberhasli. „Das ist vor allem deshalb bedauerlich, weil sie einen enormen Beitrag zur Ressourcenschonung und Energieversorgung leistet.“ Materialengpässe stellen für den Ausbau und die Modernisierung von Anlagen zusätzliche Hürden dar. Umso wichtiger ist es, auf hochwertige Komponenten zurückzugreifen, die den spezifischen Anforderungen gerecht werden. Ein Bereich, in dem Deloro mit seiner Expertise für Verschleißschutz entscheidende Impulse setzt.
Lösungen für die Herausforderungen in der Wasserkraft
Gerade in diesem anspruchsvollen Umfeld hat sich die langjährige Zusammenarbeit zwischen der Kraftwerke Oberhasli und Deloro Wear Solutions als besonders wertvoll erwiesen. Seit über 30 Jahren arbeiten beide Unternehmen bereits zusammen. Diese beständige Partnerschaft basiert auf klassischem Projektgeschäft, sei es bei der Modernisierung bestehender Wasserkraftwerke oder bei Neubauten. „Die langfristige Zusammenarbeit mit der KWO und unsere Erfahrung im Bereich Wasserkraft ermöglichen es uns, Lösungen zu liefern, die spezifischen Anforderungen gerecht werden – auch unter komplexen Umgebungsbedingungen“, erklärt Frank Flügel, Kundenbetreuer bei Deloro.
In Wasserkraftwerken, die mit Peltonturbinen betrieben werden, regulieren über einen Servomotor bewegbare Düsennadeln den Wasserzufluss auf ein Laufrad. Dabei fließen pro Düse und Turbine bis zu 4.000 l Wasser pro Sekunde mit einer Austrittsgeschwindigkeit von 120 m pro Sekunde. Eine hohe Sedimentlast oder Gesteinspartikel im Wasser führen bei diesen hohen Geschwindigkeiten nicht selten zu hydroabrasivem Verschleiß der Bauteile. Als Lösung für diese Krafteinwirkungen setzen Deloro und die KWO auf robuste und leistungsstarke Stellite-Legierungen.
Der Schlüssel zu langlebigen Bauteilen
Für Lösungen gegen hydroabrasiven Verschleiß kommen bei Deloro speziell entwickelte Werkstoffe und Herstellverfahren zum Einsatz. In der Zusammenarbeit mit der KWO haben sich vor allem Gusskomponenten aus Stellite 3 bewährt. Diese Legierung zeichnet sich durch eine hohe Temperatur-, Korrosions- und Abrasionsbeständigkeit aus. Ihr hoher Kohlenstoffgehalt erhöht den Volumenanteil der Karbide und macht sie somit abriebfest und widerstandsfähig gegen Festkörpererosion.
Somit ist dieser Werkstoff ideal für die Bedingungen geeignet, denen die Peltonturbinen der KWO standhalten müssen. Im Gegensatz zu Kaplan- oder Francisturbinen sind diese Turbinen besonders anspruchsvoll, da sie bei einer hohen Nettofallhöhe und Sedimentlast eingesetzt werden. Die Düsennadeln und -ringe werden aus hochverschleißfesten Legierungen auf Kobaltchrom-Basis (CoCr) bei Deloro in Koblenz hergestellt – zu 100 Prozent „Made in Germany“.
Der Prozess beginnt mit dem Gießen der Rohteile im klassischen Sandgussverfahren in der hauseigenen Gießerei. Anschließend erfolgt die mechanische Nachbearbeitung mit den Verfahren Drehen, Schleifen und Polieren sowie gegebenenfalls Bohren. Eine Alternative zu den gegossenen Vollmaterialkomponenten sind beschichtete Bauteile. Neben dem gängigen Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) mit Wolframcarbid bietet Deloro auch massivere Beschichtungen durch Laserauftragsschweißen mit Stellite an. Dies bietet einen entscheidenden Vorteil hinsichtlich Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit.
Lebensdauer verlängern
Deloro führte für die KWO umfangreiche qualitative Prüfungen durch. Mit Oberflächenrissprüfungen testet der Experte für Verschleißschutz den Guss auf feinste Risse im Material. Auch Ultraschallprüfungen gehören zu diesen Tests. Dabei wird das Material mit Schallwellen durchstrahlt und auf innere Defekte untersucht. Das Ergebnis sind langlebige, korrosions-, abrasions- und hochtemperaturbeständige Bauteile. „Dank der Expertise von Deloro konnten wir die Lebensdauer unserer Düsennadeln um das Drei- bis Fünffache verlängern“, erklärt Maximilian Titzschkau. „Der wirtschaftliche Break-even liegt bei etwa 20.000 Betriebsstunden – alles darüber hinaus ist ein echter Vorteil für uns.“ Verschleißschutzlösungen, die mit den jeweiligen Bedingungen harmonieren, können die Standzeiten der Turbinen sogar von einigen hundert auf mehrere tausend Stunden verlängern.
Die fortlaufende Zusammenarbeit der Kraftwerke Oberhasli und Deloro über drei Jahrzehnte hinweg zeigt, wie wichtig individuelle Lösungen für den langfristigen Erfolg in der Wasserkraftbranche sind. „Die langjährige Zusammenarbeit mit der KWO ist für uns nicht nur eine Erfolgsgeschichte, sondern auch ein Beweis dafür, dass sich unsere qualitativen und zuverlässigen Lösungen in der Wasserkraft bewähren“, erklärt Volker Streit, Business Development Manager bei Deloro. Mit seinen leistungsstarken und hochwertigen Legierungen trägt Deloro nicht nur zur Steigerung der Betriebszeiten bei, sondern unterstützt die KWO auch dabei, ihre Rolle als verlässlicher Energieanbieter im europäischen Netz weiter zu festigen.
