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Ökostrom aus Wasserkraft

Das Kraftwerk
Das Wasserkraftwerk Sigismühle in der Gemeinde Seon nutzt seit vielen Jahren das natürliche Gefälle sowie die Wassermengen des Aabachs zur Energieproduktion. Bis Anfang des 20. Jahrhunderts wurde das vorhandene Energiepotential zum Antrieb von diversen Wasserrädern genutzt. Mit dem Einbau einer Rieter-Francis-Doppelspiralturbine im Jahre 1913 erfolgte der Übergang zur Stromproduktion. Der Regierungsrat des Kantons Aargau erteilte damals der Textilfabrik Gebr. Daetwyler & Co. ein Wasserrecht unbeschränkter Dauer für eine nutzbare Leistung von 149 PS (110 kW). Die vorhandene Leistung wurde nicht nur in elektrische Energie umgesetzt. Transmissionswellen verteilten als mechanische Energie das vorhandene Potential über das gesamte Fabrikareal.

1990 wurde das Ingenieurbüro Electroplan, Basel, mit der Projektierung eines neuen Kleinwasserkraftwerkes beauftragt. Im Sommer 1991 lag das Bau- und Konzessionsprojekt vor, aufgrund dessen der Regierungsrat des Kantons Aargau am 8. April 1993 das Wasserrecht zur Nutzung eines Bruttogefälles von 9,54 m und einer Ausbauwassermenge von 3,2 m3/s, befristet auf 80 Jahre, erteilen konnte. Mit der Realisierung der Anlage wurde als Generalplaner die Hydro-Solar AG, Niederdorf, betraut. Da Baubewilligung und Konzessionserteilung erstmalig in einem kombinierten Verfahren abgewickelt wurden, konnte bereits im September 1993 mit den Bauarbeiten am Wehr begonnen werden. Die letzte Betriebsstunde für das alte Kraftwerk schlug am Ostermontag, dem 4. April 1994. Anfangs Juli 1994 nahm die neue Anlage den Probebetrieb auf. Gesamthaft wurde der Betrieb für nur drei Monate unterbrochen.

Beschreibung der Neuanlage von 1994
Gemäss erteiltem Wasserrecht ist die neue Anlage für eine Ausbauwassermenge von 3,2 m3/s und einem Gefälle von 7.98 m ausgebaut worden. Gegenüber der alten Anlage wurde nur die Wassermenge erhöht, das Stauziel bleibt unverändert. Die seit rund 80 Jahren in der heutigen Form bestehenden Unter- und Oberwasserkanäle konnten so beibehalten werden und fügen sich weiterhin gut in die Umgebung ein. Neu erstellt wurden hingegen die Wehranlage sowie Teile des Zentralengebäudes. Die erforderliche Stauhaltung beim Einlauf des Oberwasserkanals wird durch ein luftgefülltes Schlauchwehr von rund 7,5 m Breite und 1,3 m Stauhöhe erzeugt. Das Schlauchwehr besteht aus einer luftgefüllten Gummimembrane und reguliert sich selbständig über eine Schwimmersteuerung, welche mit dem Oberwasser in Verbindung steht. Diese passive Regulierung ermöglicht die Ableitung von Hochwasserabflüssen mit einer grösstmöglichen Sicherheit. Indem die Luft durch die erhöhte Wasserlast aus dem Schlauch herausgepresst wird, legt sich der Schlauch flach an die vorhandenen Betonkonturen und gewährleistet damit den freien Durchfluss. Dem Jahrhunderthochwasser vom 19. Mai 1994 hielt die neue Wehranlage problemlos stand. Dank idealen Platzverhältnissen konnte der erforderliche Fischaufstieg rechtsufrig, in naturnaher Form, als Fischbach gestaltet werden. Der vorhandene Höhenunterschied von rund 1,5 m wird dabei durch 8 Blockrampen überwunden. Die gesetzlich vorgeschriebene Restwassermenge von 440 l/s wird dabei über den Fischbach sowie unmittelbar oberhalb des Schlauchwehrs als zusätzliche Verstärkung der Lockströmung über eine Dotiervorrichtung abgegeben.

Die Verarbeitung der anfallenden Wassermengen erfolgt mit einer Kegelrad-Rohrturbine der Firma Sulzer-Escher-Wyss AG. Die Turbine wurde in der alten Saugrohrkammer, unterhalb der bestehenden Turbine, installiert. Dazu mussten die oberwasserseitige Einlaufkammer sowie die unterwasserseitige Kanalsohle abgetäuft werden. Einerseits konnte dadurch der kostspielige Abbruch der bestehenden Maschine eingespart werden. Andererseits kommt dadurch der Gesamtanlage musealer Charakter zu, indem die alte wie die neue Maschine gezeigt werden kann. Die bestehende Bausubstanz der Saugrohrkammer war derart gut erhalten, dass man sich entschloss, die Wände in der ursprünglichen Form zu belassen und nicht mit einer Betonmauer zu überdecken.

Der Einlaufrechen vor der Turbine wird durch eine hydraulische Rechenreinigungsmaschine sauber gehalten und kann über eine Druckdifferenzsteuerung automatisch, in vorgegebenen Zeitintervallen oder von Hand betrieben werden. Die Schwemmgutentsorgung erfolgt über einen Spülkanal in eine seitlich platzierte Mulde. Aufgrund von gesetzlichen Auflagen darf das Schwemmgut nicht mehr ins Gewässer zurückgeleitet werden. Der gesamte Zivilisationsmüll, der oberhalb des Kraftwerks in den Aabach sowie in den Hallwilersee geworfen wird, muss in der KVA Buchs entsorgt werden. Aus dem organischen Schwemmgut (Äste, Laub usw.) wird in der Biogasanlage der Firma Häfeli AG in Lenzburg Strom erzeugt.

Der seitliche Entlastungsschütz in den Umgehungskanal wird über das gleiche Hydraulikaggregat wie die Rechenreinigungsmaschine angetrieben. Der bestehende hydraulische Heber mit einer Entlastungswassermenge von rund 2 m3/s dient als zusätzlicher Notablass. Um bei einer Abschaltung der AnIage den entstehenden Schwall im Oberwasser kontrollieren zu können, wird der seitliche Entlastungsschütz parallel zum Schliessvorgang der Turbine angehoben, damit im Kanal keine Durchflussverminderung mit entsprechender Schwallbildung entsteht. Bei einem Stromausfall wird die Funktion des Entlastungsschützes durch einen Oeldruckspeicher sichergestellt. Bei länger andauernden Unterbrüchen erfolgt ein zusätzlicher Befehl zum Absenken des Schlauchwehres.

Turbine und Generator
Es ist eine standardisierte, doppelt regulierte Kegelrad-Rohrturbine mit einem Laufraddurchmesser von 800 mm eingesetzt worden. Die Turbinenachse ist dabei um 20° geneigt. Der Oberwasserstand vor dem Rechen wird konstant gehalten. Diese Aufgabe obliegt dem elektronischen Turbinenregler. Dieser gewährleistet, dass die Laufrad- und Leitapparatstellungen jeweils auf die zu verarbeitenden Wassermengen eingestellt sind, damit ein optimaler Wirkungsgrad erzielt werden kann. Es können Wassermengen von 0,5 bis 3,2 m3/s verarbeitet werden. Auf der Ebene der alten Turbine befinden sich die Netzparallelschaltanlage, die Anlagensteuerung, die Netzeinspeisung sowie die Verteilung für die Liegenschaft Sigismühle. Die Anlage ist für einen netzparallelen, vollautomatischen Betrieb ausgelegt. Der automatische Betrieb der Gruppe erfolgt dabei über eine relaismässige Steuerung. Störungen werden von einer Alarmanlage differenziert erfasst und mittels Pager an die zuständigen Personen weitergeleitet.

Schlauchwehr

Unterwasserkanal

Entlastungsschütz

Oberwasserkanal

Maschinengruppe

Rechenreinigungsmaschine
Kraftwerk Sigismühle AG, Sigismühle 4, CH-5703 Seon, T +41 (0)62 769 70 30,