Walchenseekraftwerk

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Walchenseekraftwerk
Walchenseekraftwerk mit Wasserschloss und Kochelsee
Lage
Lage in Bayern Bayern
Koordinaten	47° 37′ 48,5″ N, 11° 20′ 15,5″ O47.6301511.33763Koordinaten: 47° 37′ 48,5″ N, 11° 20′ 15,5″ O
Land	Deutschland
Gewässer	Walchensee, Isar
Daten
Primärenergie	Wasserkraft
Leistung	124 MW (4 × 18 MW, 4 × 13 MW)
Eigentümer	E.ON Wasserkraft
Betriebsaufnahme	1924
Turbine	4x Francis-Turbine 4x Pelton-Turbine
Website	http://www.eon-wasserkraft.com/
Stand	2011

Geländeschnitt von Süden nach Norden (5-fach überhöhte Darstellung)

Das Walchenseekraftwerk ist ein 1924 in Kochel am See in Betrieb genommenes Hochdruck-Speicherkraftwerk in Bayern. Es ist mit einer installierten Leistung von 124 MW bis heute eines der größten seiner Art in Deutschland und gehört der E.ON Wasserkraft GmbH in Landshut.

Beschreibung

Das Walchenseekraftwerk nutzt die Wasserkraft bei einem natürlichen Gefälle von gut 200 m zwischen dem als „Oberbecken“ fungierenden Walchensee (802 m ü. NN) und dem „Unterbecken“ Kochelsee (599 m ü. NN) zur Stromerzeugung. Beim Betrieb des Kraftwerks darf der Wasserspiegel des Walchensees um rund 6 m gesenkt werden, was einem verfügbaren Speicherraum von 110 Mio. m³ entspricht. Es ist somit ein Speicherkraftwerk, aber kein Pumpspeicherkraftwerk, da kein Wasser wieder in den Walchensee zurückgepumpt wird. Es wurde ursprünglich für die allgemeine Stromversorgung gebaut, dient heute aber als Spitzenlastkraftwerk.

Wasserspeicher und Zuflüsse

Die natürlichen Zuflüsse des Walchensees reichen nicht aus, genügend Wasser für den Betrieb des Speicherkraftwerkes bereitzustellen. Das Walchenseekraftwerk ist deshalb die zentrale Anlage eines weiträumigen Verbundes aus Stauwehren, Kanälen, Stollen und Kraftwerken. Mit der Isar-Überleitung und der Rißbach-Überleitung wird dem Walchensee das benötigte zusätzliche Wasser zugeführt und das dabei vorhandene Gefälle zur Stromerzeugung genutzt. Der natürliche Abfluss des Walchensees bei Niedernach – über die Jachen zur Isar – wird durch ein Wehr versperrt. Um den Wasserspiegel des Kochelsees möglichst stabil zu halten, wird sein Abfluss in einem Schleusenkanal bei Kochel reguliert. Um das flache Loisachtal und Wolfratshausen vor Überschwemmungen durch das Wasser aus dem Kraftwerk zu schützen, sorgt der Loisach-Isar-Kanal für zusätzlichen Abfluss in die Isar.

Durch den Kraftwerksbetrieb und den dadurch stark schwankenden Wasserspiegel frieren im Winter beide Seen kaum zu. Deshalb sind die Eisflächen in den einzelnen Buchten dünn und dürfen nicht betreten werden.

Isar-Überleitung

Stauwehr Krün

Für den Betrieb des Kraftwerks sind die aus dem Einzugsgebiet des Walchensees kommenden Wassermengen nicht ausreichend. Es war daher von Anfang an geplant, das Wasser der Isar in den Walchensee zu leiten. Die Isar kommt als Wildwasserfluss aus dem österreichischen Teil des Karwendelgebirges. Sie wurde zwischen Mittenwald und Krün bei Flusskilometer 251,5 durch das Stauwehr Krün um 5 m zum Isar-Stausee (870 m) aufgestaut und von dort fast vollständig zum Walchensee übergeleitet. Seit 1990 muss jedoch eine Mindestmenge an Wasser in dem ursprünglichen Flussverlauf verbleiben (je nach Jahreszeit zwischen 3 und 4,8 m³/s). Um die fünf Meter Gefälle des Restwassers am Wehr nutzen zu können, wurde dort im Jahr 1990 ein kleines Laufwasserkraftwerk errichtet. Das übergeleitete Isarwasser fließt zunächst in einem offenen Kanal durch Krün nach Wallgau. Auf dieser Strecke wird dem Kanal in unterirdischen Leitungen das Wasser des Kranz- und des Finzbachs zugeführt. Vor Wallgau kreuzt der Kanal in einem Düker die Bundesstraße 11 und das meist trockene Bett des Finzbaches und wird in Wallgau durch einen Tunnel zum Sachensee (867 m) geführt. Der Sachensee wird durch ein Wehr ebenfalls geringfügig aufgestaut und reguliert. Ursprünglich floss das Wasser durch den Obernachkanal über mehrere Steilstufen (den sogenannten Isarfall) nach Norden ab, durchquerte das Gelände der Versuchsanstalt für Wasserbau und Wasserwirtschaft der TU München und mündete schließlich bei Einsiedl in den Walchensee. In den 1950er Jahren beschloss man, auch das Gefälle zwischen Sachensee und Walchensee zu nutzen und baute das Kraftwerk Obernach, das 1955 in Betrieb genommen wurde. Seitdem wird ein Teil des am Sachensee verfügbaren Wassers in einem 3,9 Kilometer langen Druckstollen zu dem im Berg versteckten Wasserschloss und von da zu den beiden Turbinen des Kraftwerks Obernach geleitet, dessen Auslauf in den Walchensee mündet. Durch die Isar-Überleitung können maximal 25 m³/s Wasser in den Walchensee geleitet werden.

Rißbach-Überleitung

Rißbachwehr

Der Rißbach kommt aus dem nördlichen Teil des Karwendelgebirges, wo im Bereich der Ahornböden das Wasser der kleineren Bäche zufließt. Unterhalb der Grenze zwischen Tirol und Bayern und unmittelbar nach der Einmündung des Fermersbaches wird der wasserreiche Bach bei der Oswaldhütte an der Straße Vorderriß (Bayern) – Hinterriß (Tirol) gestaut (838 m ü. NN) und in den insgesamt fast 7 km langen Rißbachstollen eingeleitet. Der Rißbachstollen ist unterteilt in den 3.647 m langen Grasbergstollen, in den auf etwas halber Strecke noch das Wasser des zum Rißbach fließenden Fischbachs eingeleitet wird. Der Grasbergstollen führt zu einem Düker, mit dem das Flussbett der Isar und die daneben laufende Mautstraße oberhalb von Vorderriß bzw. knapp oberhalb von Ochsensitz unterquert wird. Der anschließende 3.313 m lange Hochkopfstollen endet oberhalb von Niedernach am Alpenbachwehr (821 m ü. NN), mit dem auch dessen Wasser in den Walchensee geleitet wird. Vom Alpenbachwehr führt ein knapp 150 m langer Stollen und ein etwa 215 m langer Kanal zu dem Einlaufbauwerk, von dem aus das Wasser durch ein Druckrohr über ein Gefälle von 21 m zum Laufwasserkraftwerk Niedernach am Südostende des Walchensees geleitet wird. Überschüssiges Wasser läuft vom Einlaufbauwerk über eine breite Kanaltreppe neben dem Kraftwerk in den See. Durch die Rißbach-Überleitung können maximal 12 m³/s Wasser in den Walchensee fließen. Das Kraftwerk ist seit 1951 in Betrieb.

Technischer Betrieb

Die Turbinenhalle

Die Rohrleitungen des Walchenseekraftwerks

Lage des Kraftwerks

Das Walchenseekraftwerk erhält sein Wasser aus dem Einlaufbauwerk bei Urfeld am Walchensee, das hinter einer Straßenbrücke und einem Rechen weitgehend im Fels verborgen ist. Über einen 1.200 m langen, 4,80 m hohen und 4,60 m breiten Druckstollen aus Beton, dessen Sohle 10 m unter dem normalen Wasserspiegel des Sees liegt, strömt das Wasser durch den Kesselberg in das weithin sichtbare, hoch über dem Kraftwerk gelegene Wasserschloss. Dessen riesiges, 10.000 m³ fassendes und 10 m tiefes Wasserbecken gleicht die Druckschwankungen in den Druckrohren aus, die beim Anfahren, Regeln oder Abstellen der Turbinen entstehen. Um dem Wasserdruck in dem Becken standzuhalten, ist dessen Außenwand wie eine Staumauer mit einer nach unten zunehmenden Dicke von bis zu 15 m ausgeführt. Das Wasserschloss enthält in einem vorgelagerten Schieberhaus außerdem die Absperrschieber der zum Kraftwerk führenden Rohre samt Laufkran für Wartungs- und Reparaturarbeiten.

Sechs 430 Meter lange Druckrohre mit einem nach unten leicht abnehmenden Durchmesser von durchschnittlich 2 m lassen das Wasser zu den acht Turbinen im Maschinenhaus strömen. Der Durchmesser der Rohre nimmt von anfänglich 2,25 m ganz oben auf 1,85 m unten am Maschinenhaus ab. Die Wandstärke der Rohre beträgt oben 10 mm und unten 27 mm. Das über 100 m lange Maschinenhaus ist seitlich zur Rohrbahn angeordnet, um bei einem eventuellen Bruch eines Rohres möglichst nicht von dem herabschießenden Wasser beschädigt zu werden.

Vier Rohre treiben je eine der vier Francis-Turbinen, während die beiden übrigen Rohre jeweils zwei Pelton-Turbinen mit zwei Laufrädern antreiben. Die Francis-Turbinen laufen mit 500 U/min, die Pelton-Turbinen mit 250 U/min. Alle Turbinen zusammen können bis zu 84 m³/s Wasser durchsetzen. Aus dem Leerlauf können die Francis-Turbinen in etwa 30 Sekunden auf Volllast hochgefahren werden, bei einer stillstehenden, nicht vollständig gefüllten Turbine dauert der Vorgang etwa drei Minuten. Unter den in der linken Hälfte des Maschinenhauses angeordneten Turbinen befindet sich der Auslauf, der in einem Kanal in den Kochelsee mündet.

Die Francis-Turbinen sind mit Drehstromgeneratoren mit einer Maximalleistung von je 18 MVA und 6,6 kV bei der Netzfrequenz von 50 Hz verbunden. Die Pelton-Turbinen sind mit Einphasengeneratoren verbunden, die für die Gewinnung von Bahnstrom mit 16,7 Hz ausgelegt sind. Die erzeugte Gesamtleistung teilt sich auf in 72 MW Drehstrom und 52 MW Bahnstrom. Die Regelarbeit pro Jahr beträgt ca. 300 Mio. kWh. Beim Bau des Kraftwerkes wurden die Aufträge für die Generatoren gleichmäßig auf die damaligen Hersteller verteilt, so dass vier Hersteller jeweils zwei Generatoren lieferten.

Von den Generatoren wird der Strom zu dem Transformatorenhaus jenseits des Hofes geleitet, wo die Generatorspannung von 6,6 kV auf die Netzspannung von 110 kV transformiert wird. Über die Schaltanlage vor dem Transformatorenhaus wird der Strom dann in die Freileitungen eingespeist.

Im Hof zwischen der Maschinenhalle und dem Transformatorenhaus wurde ein ausgemusterter Radsatz einer Pelton-Turbine mit zwei Laufrädern auf einer Welle aufgestellt, der etwa 30 t wiegt. Der Radsatz wurde ausgetauscht, weil eine weiterentwickelte Form der Schaufeln einen höheren Wirkungsgrad ergab.

Besonderheiten

Die Bundesstraße 11 vom Ort Walchensee nach Urfeld verläuft entlang des Steilhanges vom Herzogstand am Nordufer. Das Wasser des Walchensees übt Druck auf das Ufer aus, der ein Abrutschen der Straße verhindert. Wenn im Winter der Wasserstand wegen des Verbrauchs durch das Walchenseekraftwerk sinkt, wird die Benutzung der Straße durch eine Gewichtsbeschränkung für LKW eingeschränkt. Zu einem geeigneten Zeitpunkt im Frühjahr ist E.ON unter Androhung einer Konventionalstrafe verpflichtet, den Wasserstand so zu erhöhen, dass die Verkehrsbeschränkung – vor allem wegen des Fremdenverkehrs – aufgehoben werden kann. Daher informiert sich das Energieunternehmen im Winter über die Schneelage im Wassereinzugsgebiet, um berechnen zu können, wie viel Schmelzwasser voraussichtlich für die Erfüllung der Forderung zur Verfügung steht.

Geschichte

Walchenseekraftwerk, 1960

Oskar von Miller war der Vordenker und Planer für den Bau des Walchenseekraftwerks. Er wollte die Elektrifizierung der bayerischen Bahn (siehe auch Mittenwaldbahn) und des Landes Bayern voranbringen. Nach langer Vorarbeit beschloss der bayerische Landtag 1918 den Kraftwerksbau. Mit den Bauarbeiten wurde im Dezember 1918 begonnen. Für den Betrieb der zahlreichen, elektrisch betriebenen Baumaschinen wurde eigens das Kraftwerk Kesselbach in der Nachbarschaft der Baustelle gebaut. Es konnte jedoch nur rund ein Drittel des Bedarfs decken, die anderen zwei Drittel wurden mit Lokomobilen, also mit dampfbetriebenen Generatoren erzeugt. Die Zahl der Arbeiter stieg von anfänglich 120 auf 2000 zur Zeit des höchsten Betriebes. Am 5. Januar 1921 wurde die staatliche Walchenseewerk A.G. in München gegründet, die den Bau fortführen und vollenden sowie den Betrieb des Kraftwerkes übernehmen sollte. Die am 5. April 1921 gegründete, ebenfalls staatliche Bayernwerk AG sollte die weiträumige Verteilung des Stroms übernehmen. Erstmals speiste eine Turbine am 24. Januar 1924 Energie ins Stromnetz ein, die anderen sieben Turbinen folgten in den nächsten Monaten.

Nachdem das Bayernwerk die Walchenseewerk A.G. 1942/43 endgültig übernommen hatte und 1994 privatisiert und ihrerseits von der VIAG übernommen wurde, die wiederum 2000 in der E.ON aufging, wird das Kraftwerk nun vom Energieunternehmen E.ON Wasserkraft GmbH betrieben.

Tourismus

Besucherzentrum vor den Rohrleitungen

2001 eröffnete der Kraftwerksbetreiber E.ON Wasserkraft ein neues Besucherzentrum, das Industriedenkmal wird jährlich von knapp 100.000 Besuchern besucht.

Siehe auch

• Liste der Wasserkraftwerke in Deutschland

Weblinks

 Commons: Walchenseekraftwerk – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

 Commons: Isar-Überleitung – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

 Commons: Rißbach-Überleitung – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

• Das Walchenseekraftwerk Broschüre der E.ON Wasserkraft
• Walchenseekraftwerk auf der Website von E.ON
• Walchensee-Kraftwerk auf der Website von Touristinfo Walchensee
• E. Mattern: Wasserkraftanlagen in Bayern II. (PDF) Digitalisat: 021. Zentralblatt der Bauverwaltung 43. 1923, Nr. 39/40 = S. 229–240; S. 230 f
• Christian Holzhammer: Speicherkraftwerk Walchensee-Kraftwerk – Bebilderte Seminararbeit, 1999
• Anja Keim: Das Walchensee-Kraftwerk – Entstehungsgeschichte und Funktionsweise (PDF; 110 kB) Referat, 2003
• Die „Baraber vom Walchensee“, eine historische Aktie
• Walchenseekraftwerk – Woher kommt eigentlich das Isarwasser? auf der Website von Oberland

Wasserkraftwerke an der Isar und deren Seitenkanälen

Obere Isar: Krün | Sylvenstein | Fleck | Bad Tölz | Mühltal (Mühltalkanal)

Walchensee/Loisach: Obernach | Niedernach | Walchensee | Schönmühl | Beuerberg | Eurasburg | Wolfratshausen 

Isar-Werkkanal: Höllriegelskreuth | Pullach | Isarwerk 1 | Isarwerk 2 | Isarwerk 3 | Stadtbachstufe 

Auer Mühlbach: Kraemer’sche Kunstmühle | Bäckermühle | Muffatwerk | Maxwerk 

Mittlere Isar: Prater | Tivoli (Eisbach) | Oberföhring | Ludwigswehr | Gerlmühle | Maxwehr 

Mittlere-Isar-Kanal: Ismaning | Neufinsing | Aufkirchen | Eitting | Pfrombach | Uppenborn 1 + 2 

Untere Isar: Altheim | Niederaichbach | Gummering | Dingolfing | Gottfrieding | Landau | Ettling | Pielweichs