Häufige Fragen

Technologie & Wartung der Wasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe

Die Drehrohr-Doppel-Wasserkraftschnecke inkl. Fischwanderhilfe basiert auf dem Funktionsprinzip einer Wasserkraftschnecke. Eine äußere, ummantelte Triebwasserschnecke beinhaltet eine innere, gegenläufig gewundene Fischförderschnecke, die nach dem archimedischen Prinzip Wasser in den Oberlauf befördert.

Die Kraftmaschine wird als Trommel (Drehrohr) ausgeführt, wobei das Mantelrohr fest, und damit spaltfrei mit den Schneckenflügeln verschweißt ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Wasserkraftschnecken ist die Hydroconnect Wasserkraftschnecke mittels der patentierten Riemenlagerung am Außenmantel gelagert.

Durch die Leitströmung des ausfließenden Triebwassers und der zentralen Lockströmung werden aufstiegswillige Fische zur inneren Fischschnecke geleitet. Sobald sie in den bis zum Gewässergrund reichenden Eingang eingeschwommen sind, werden sie mit einer Wasserfüllung schonend nach oben transportiert. Über eine Fischausstiegsrinne gelangen die Fische anschließend in das Oberwasser.

Das nach oben geförderte Wasser steht wieder für den Antrieb bzw. die Abwärtswanderung zur Verfügung.

Die Drehrohr-Doppel-Wasserkraftschnecke ermöglicht neben effizienter, fischfreundlicher Stromproduktion einen Fischabstieg und einen Fischaufstieg. Durch die kompakte Bauform mit integrierter Fischwanderhilfe ergibt sich die Möglichkeit, einen kostengünstigen Einbau auch an bestehenden Kraftwerken und anderen Querbauwerken zu realisieren. Mehr dazu unter Vorteile.
Der mechanische Wirkungsgrad liegt bei bis zu 90%. Daraus ergibt sich bereits bei kleinen Anlagen ein elektrischer Wirkungsgrad abzüglich aller mechanischen Verluste von 65%. Bei größeren Anlagen steigt der elektrische Wirkungsgrad auf 70% und mehr.
Die Hydroconnect Wasserkraftschnecke ist zur verletzungsfreien Fischwanderung bei gleichzeitiger Stromerzeugung geeignet. Dabei bewältigt sie Wassermengen von 0,2 m³/s bis 5,0 m³/s und Fallhöhen von 2 bis max. 20 m (gegebenenfalls auch höher). Die Riemenlagerung macht die Wasserkraftschnecke praktisch unabhängig von Dotation und Fallhöhe.

Einsatzorte und Einsatzmöglichkeiten für die Hydroconnect Wasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe sind:

  • bestehende Staustufen
  • bestehende Kraftwerke für Fischaufstieg und Fischabstieg inkl. Energiegewinnung
  • Laufwasserkraftwerke für Fischaufstieg und Fischabstieg
  • Ausleitungskraftwerke als Restwassermaschine
  • Wasserhebewerk für Bewässerungen und/oder Speicherkraftwerke
  • Industrielle Prozesswässer (Papier-, Stahlindustrie)
  • Zu- und Abläufe von Kläranlagen (Kommunal + Industrie)
Hydroconnect Wasserkraftschnecken mit integrierter Fischwanderhilfe drehen mit einer fischfreundlichen und effizienten Drehzahl 10 bis 30 Umdrehungen pro Minute. Aufgrund der implementierten Frequenzumrichter-Technik sind verschiedene Umdrehungsgeschwindigkeiten je nach Wasserführung oder gewünschter Dotation möglich. Unsere Versuche haben gezeigt, dass Fischaufstiege bei den verschiedensten Drehzahlen stattfinden. Die Fische passen sich an die dynamischen Verhältnisse sehr gut an.
Bereits ab einer Dotation von 100 l/s ist das System einsetzbar. Der größte Durchfluss wird derzeit mit 6.500 l/s angeboten. Diese Anlagen eigenen sich bestens als Restwassermaschine oder als Hauptmaschine für kleine Standorte. Mehr unter Einsatzzwecke.
Auf den herkömmlichen Einsatz von Unterwasserlager wird aus emissionstechnischen Gründen verzichtet (es gelangt kein Fett in die Gewässer). Die gesamte Masse wird mittels Schwerlastriemen gelagert. Dies ist eines der EU weiten HYDROCONNECT Patente. Der Riemen wird explizit auf die benötigte Tonnage der Maschine angefertigt. Die Anzahl der Riemen wird durch die Gesamtsystemlänge bestimmt. Das fettgeschmierte Leitlager im Oberwasserbereich läuft ebenfalls im Trockenen und wird in langlebiger Ausführung berechnet.
  • Hydroconnect verwendet ein Kugellager für die Riemenlager – Type verschieden
  • 3-monatige Schmierintervalle sind sinnvoll
  • Riemenlager: Auf ca. 100.000 Volllaststunden ausgelegt
  • Kein Wartungsaufwand nach Hochwasser bei Wahl des Unterwasser-Schützen oder Dichtung
  • Schmierung: Verwendung von biologisch unbedenklichen Schmiermittel
Die HYDROCONNECT Drehrohr-Doppel-Wasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe wird auf Dauerfestigkeit berechnet, der gewählte Korrosionszuschlag bei der Materialauswahl und Stärke gewährleistet eine Mindestlebensdauer von 30 Jahren.
Die Wasserkraftschnecke wird in einen U-förmiger Betonbau gesetzt.

Der Platzbedarf wird folgendermaßen ermittelt: Schneckendurchmesser + Innenlichte 1000 mm gesamt (d.h. 500 mm je Seite) Siehe Skizze anbei. Ein Schütz im Unterwasserbereich ist sinnvoll, weil so bei Hochwasser und Wartungsarbeiten die Anlage trockengelegt werden kann.

Anlage-3d

Eine Tauchwand wird nicht benötigt, denn Laub und Geschwemmsel kann die Schnecke passieren.
Aufgrund der Tatsache, dass sämtliche Wasserbewohner das System durchwandern können, sind Feinrechen nicht notwendig. Im Regelfall ist ein Grobrechen mit einem Stababstand von mindestens 3x der Breite des Leitfisches sinnvoll und erforderlich.
Ja. Die Hydroconnect Wasserkraftschnecke kann als Adaption zu bestehenden Situation als Fischwanderhilfe und/oder Restwassermaschine eingesetzt oder bei kleineren Situationen (dzt. Schluckvolumen bis 6,5m3/s abarbeitbar) als vollwertiger Ersatz zu einer Turbine eingesetzt werden.
Ja, das System wird speziell an Ihren Standort bzw. Ihre Gegebenheiten vor Ort angepasst – abhängig von der Fallhöhe, der Wasserdotation und vom Leitfisch und dessen Größe.
Das Bauwerk wird auf die gewünschten HQ Marke (z.B. 30, 50, 100) ausgelegt. Mittels Einlaufschütz und entsprechendem Auslaufschütz ist das gesamte Bauwerk vor Hochwasser schützbar bzw. wasserdicht zu verschließen. Getriebe, Generator und Schaltschrank werden vorzugsweise über der HQ100 Linie eingeplant (situationsabhängig).
Der Betrieb der Hydroconnect Wasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe ist generell möglich,– bis Unterwasser grenzwertig wird – danach ist die Abstellung vorgesehen. Generell sind Wasserkraftschnecken eher unempfindlich gegenüber Schmutz. Geschwemmsel ist daher kein Problem. Größere Bäume oder Holzteile werden über den Grobrechen im Oberwasserbereich abgehalten.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen ist die Anlage von Hydroconnect sehr platzsparend. Bei herkömmlichen Systemen müsste ein Schlitzpass oder ein naturnaher Beckenpass inklusive einer angeschlossenen (Restwasser-) Schnecke/Turbine eingebaut werden. Die Hydroconnect Wasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe bietet den Fischaufstieg, den Fischabstieg und die energetische Restwassernutzung in einem.
Die Hydroconnect Wasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe besitzt folgende Systeme zur Stillsetzung:

  1. Frequenzumrichter
  2. Scheibenbremse (Überdrehzahl wird verhindert)
  3. Einlaufschütz

Bei Netzausfall – automatischer Einfall der Bremse

Im Regelfall ist von keiner Beschädigung der Wasserkraftschnecke auszugehen, da Gefahren wie große Baustämme über den Grobrechen abgehalten werden. Alles andere kann die Schnecke passieren und beschädigt das 6–10 mm dicke Stahlblech (je nach Anlagengröße) nicht.
Nein, ein Verfangen von Ästen oder Geschwemmsel ist äußerst unwahrscheinlich, da es in der Schnecke keine Verjüngungen oder Engstellen gibt.

Organisation

Seit März 2014 existiert in Österreich leider kein Budget mehr zur Förderung von Fischaufstiegshilfen. Davor konnten Betreiber um Förderunterstützung bei der KPC (Kommunalkredit) anfragen. Das System der Hydroconnect Wasserkraftschnecke wurde als förderfähig bewertet. Einzelförderungsmöglichkeiten variieren je nach Bundesland.
Ja, es besteht die Möglichkeit Investitions- sowie Stromtarifförderung der einzelnen Länder, der KPC Kommunalkredit oder der OeMAG Abwicklungsstelle für Ökostrom AG zu beantragen. Damit amortisiert sich die stromproduzierende Fischwanderhilfe noch schneller.
Kontaktieren Sie am besten Ihren Projektbetreuer Nino Struska. Er beantwortet gerne Ihre Fragen und steht Ihnen während der Planung und Realisierung zur Seite.

Den Prozess vom ersten Kontakt bis zur funktionstüchtigen Wasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe bis hin zur Genehmigung:

  1. (Machbarkeits-)Analyse und Bewertung des Querbauwerks, Wassermenge – Vorort Besichtigung
  2. Grobkonzept / Vorschlag
  3. Kalkulation
  4. Detail-Konzept / Technische Planung der individuellen Einbausituation
  5. Finanzierung / Förderberatung zur Realisierung einer EU-WRRL-konformen Fischwanderhilfe inklusive Stromerzeugung
  6. Behördliche Genehmigungen für Ihr Projekt
  7. Bauwerk Erstellung (bauseits), Produktion der Drehrohr-Doppel-Wasserkraftschnecke
  8. Lieferung, Montage, Probebetrieb
  9. Einschulung der Verantwortlichen vor Ort
  10. Wartung, Service, ev. Updates
  11. Monitoring durch ein renommiertes Institut (Förderungsfähig)
Der Transport zu Ihrem Standort erfolgt mittels LKW und bauseitigem Schwerlastkran. Wir von Hydroconnect kümmern uns um die Abklärung der Formalitäten und den Transport. Die Montage erfolgt durch unser eigenes Team, ebenso wie die Erstellung der Leit- und Signaltechnik.
Sinnvoll wäre es, auch die austretenden Turbinenwasserströme als Lockströmung für den Fischaufstieg heranzuziehen (=auf der Triebwerksseite).
Gesamtlieferzeit (Stahlwasserbau) ab schriftlicher Beauftragung/Engineering Fertigstellung: ca. 25 Wochen

Umwelt & Fischerei

Jeder Standort wird eigens geplant und die Maschinengröße nach wirtschaftlichen und ökologischen Kriterien festgelegt. Es sind Trommeldurchmesser von bis zu vier Meter möglich. Somit bietet dieses System (in beide Richtungen) Leitfischen bis ca. zwei Meter Platz. Der Schneckendurchmesser orientiert sich in jedem Fall am Leitfisch des Gewässers um der EU Wasserrahmenrichtlinie (WRRL 2000/60/EG) zu entsprechen.
Ja, natürlich. Sämtliche Forschungsreihen und Monitoring-Versuche wurden vom Institut für Hydrobiologie und Gewässermanagement (IHG) der Universität für Bodenkultur (BOKU), Wien begleitet. Die 100 %-ige Verletzungsfreiheit der Fischwanderhilfe wurde seitens BOKU bei zahlreichen Versuchen bestätigt.
Durch ein zusätzliches EU Patent, den speziell geformten Doppelflügel im Fischeinstieg, die angepasste Drehzahl der Anlage sowie die Ausformung des Mantels als spaltfreie Trommel gewährleistet die Doppel-Drehrohr-Wasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe eine 100%-ige Verletzungsfreiheit für sämtliche Gewässerbewohner. Bestätigt wurde dies durch Studien der Universität für Bodenkultur (BOKU), Wien.
Nein, die Drehrohr-Doppelwasserkraftschnecke mit integrierter Fischwanderhilfe ist für schwimmschwache und schwimmstarke Fischarten aller Altersstadien passierbar. Mehr dazu finden Sie unter Studien.
Als Leitströmung dient nicht nur der die Aufstiegsschnecke umspülende Triebwasseraustritt sondern vor allem die zentrale Lockströmung die durch die spezielle Ausformung und Anordnung der Flügel im Einstiegsbereich („Doppelflügel“) erzeugt wird.
Fische schwimmen aktiv gegen die Strömung in die Schnecke ein und werden schonend in das Oberwasser transportiert. Zur Abwanderung schwimmen (driften) Fische und Kleinstlebewesen einfach mit dem Triebwasser flussabwärts. Bei manchen (Groß-)Standorten kann eine zusätzliche Lockstromleitung die Auffindbarkeit verbessern.
Nein. Der untere Schneckenbereich ist so konstruiert und patentiert, dass er eine Lockströmung für Fische und Gewässerbewohner erzeugt. So findet der Fisch den Weg über die Fischaufstiegshilfe, ohne dazu gezwungen zu werden. Im Solebereich des Einstieges herrscht eine leichte Strömung hin zur Schnecke, die für schwimmschwache Fische und Pentos gut geeignet ist. (Siehe auch Technologie)
Mittels einer „Fischablaufrinne“ (Ableitung der aufgestiegenen Fische mit marginalem Gefälle) werden sämtliche Individuen über die Wehr, Schütz und Grobrechen in eine beruhigte Zone in Ufernähe entlassen. Die Fische setzen nach einer Orientierungsphase die Wanderung fort.
Nein. Es ist Fischen nun möglich, freiwillig, stressfrei und verletzungsfrei Querbauten zu passieren und kräfteschonend flussaufwärts oder flussabwärts zu wandern. Das natürliche ökologische Gleichgewicht sorgt dafür, dass der Fischbestand gleichmäßig bleibt bzw. sich die Populationen wieder erholen wenn Fische ihre Laichplätze, Winterhabitate, und andere wichtige Lebensräume jederzeit erreichen können. Deshalb werden die Flussbewohner wieder autonom und somit die Artenvielfalt gefördert.
Auch bei Hochwasser werden Fische nicht einfach fortgeschwemmt, sondern der Bestand pendelt sich innerhalb kurzer Zeit wieder ein. Bei Hochwasser verdriftete Fische können an ihre ursprünglichen Plätze jederzeit zurückkehren, der Bestand kann sich dadurch schnell wieder rekompensieren.
Mehr als 4000 Wasserkraftwerke in Österreichs Flüssen haben keine oder nicht funktionierende Fischwanderhilfen. Insgesamt gibt es alleine in Österreich laut Ministerium 33.000 Wanderhindernisse auf Grund von Querbauwerken entsprechend der EU-Wasserrahmenrichtlinie im Sinne des Umweltschutzes für Fisch passierbar gemacht werden müssen. Teilweise haben diese Standorte energetisches Potenzial, welches mit dem HYDROCONNECT System zu wertvollem Strom verwandelt werden kann.