Kleinwasserkraftwerk Šebelův mlýn

1995 gründeten wir eine Gemeinschaft von vier Privatpersonen zum Betrieb eines Kleinwasserkraftwerks am Standort Šebelův mlýn in Husinec an der Blanice.

Weitere Gründungsmitglieder waren:

Pavel Schiezsl, selbstständiger Tischler; Petr Schieszl, Elektriker mit damaliger tschechischer Qualifikation nach §§ 6, 7 und 8 der Verordnung 50 für NS und MS; Petr Zaumüller, Bauaufsicht beim Stadtamt.
1998 nahmen wir das Kraftwerk in Betrieb. Es folgt eine kurze Beschreibung in Fließrichtung des Wassers:

1. Die Anlage beginnt mit der Herstellung beziehungsweise Erhaltung des Fischpasses links am Wehr. Seine Abmessungen wurden anhand der folgenden Formel berechnet:
   
   Messungen der Wassergeschwindigkeit vor Ort zeigten, dass der vorhandene Fischpass die Bedingung bei einem ökologischen Mindestabfluss von 622 l/s mit Reserve erfüllt.
2. Das bestehende Wehr gehört der Familie Šebel. Es wurde von größeren Bäumen befreit, mit Bruchsteinen gesichert und die Betonplatte auf der Wehrkrone instand gesetzt.
3. Das Einlaufbauwerk des Mühlgrabens wurde an seinem ursprünglichen Standort und in den Abmessungen der Zeichnung von 1934 wiederhergestellt. Es besitzt ein Spindelschütz mit Handantrieb und einem vom Weg zugänglichen, mit einer Kette abschließbaren Handrad. Die Schützabmessungen betragen 2500 × 1000.
4. Der gesamte Mühlgraben wurde freigeschnitten und gereinigt, um 1,3 m³/s bei 1 m/s Fließgeschwindigkeit aufnehmen zu können.
5. Der Entlastungsüberlauf Nr. 1 am Gemeindeteich musste so angepasst werden, dass seine Überfallkante auf derselben Höhe wie die bestehende Betonkante am Kraftwerk lag. Die U-Profile Nr. 70 wurden beidseitig um 20 cm verlängert. Die Holzbohlen sind durch eine abschließbare durchgehende Stange gesichert, damit Unbefugte den Teichpegel nicht verändern können.
6. Neben Überlauf Nr. 1 entstand ein etwa 2,5 m langer Sicherheitsüberlauf, dessen Wasser hinter den ersten Überlauf abgeführt wird. Bei einer Störung des Kraftwerks nimmt er den größten Teil des Wassers auf. Seine Überfallkante liegt etwa 4 cm über dem normalen Bezugswasserstand.
7. Am Teichende befindet sich vor dem Turbineneinlauf ein mechanischer Feinrechen. Sein Elektroantrieb wird hinsichtlich Lauf- und Stillstandszeiten von der SPS gesteuert.
8. Am Turbineneinlauf befindet sich ein Handschütz; das Handrad wird mit einer Kette abgeschlossen.
9. Das Dach des Kraftwerksgebäudes wurde gegen Wassereintritt repariert. Die stark beschädigte alte Turbine wurde durch die Francis-Turbine HG1 mit Krümmer ersetzt. Gegenüber der alten Maschine zeigen Krümmer und Saugrohr nach innen in den Maschinenraum. Das korrodierte alte Saugrohr wurde verschlossen; das neue entstand aus gewalzten und verschweißten Blechsegmenten. HG2 ist eine Francis-Turbine in Kesselausführung, hinter HG1 in der Längsachse des Maschinenraums.
   Nennleistungen:
   HG1 – 35kW
   HG2 – 11kW
10. Der gesamte Unterwasserkanal wurde freigeschnitten und gereinigt, um einen unerwünschten Anstieg des Unterwasserpegels zu vermeiden.
11. Die Kraftwerkssteuerung entwickelte sich schrittweise. Nach der Inbetriebnahme 1998 wurde sie anhand der Betriebserfahrung optimiert. Während eines inzwischen stabilen Betriebs zerstörte das Hochwasser 2002 jedoch die gesamte Elektroinstallation einschließlich SPS. Anfang 2003 wurde die Anlage mit möglichst geringem Aufwand provisorisch wieder in Betrieb genommen, um das an diesem Standort wichtige Frühjahrswasser zu nutzen.
12. Anfang 2005 wurde die Steuerung durch ein System mit zusätzlichen Möglichkeiten ersetzt:
    
    
    1. Erweiterte Messung von Leistung, Drehzahl, Wasserständen, Temperaturen und Schaltspielen der Einspeisung, Generatoren, Rechen und Turbinenleitapparate.
    2. Fernüberwachung und -bedienung von jedem PC mit Modem.
    3. Automatische SMS-Störmeldungen.
    4. Automatische tägliche Betriebsberichte per SMS.
    5. Automatische wöchentliche Betriebsberichte per SMS.
    6. Automatische vierteljährliche Betriebsberichte per SMS.
    
    
    
13. Ende 2012 wurde die gesamte Elektroinstallation im Zusammenhang mit der verbesserten Steuerung beider Francis-Turbinen erneuert. Hinzu kamen:
    
    
    1. Wasserstandssensoren im Teich und im Unterwasserkanal.
    2. Automatische Datenbankerfassung in der SPS für 840 Betriebspunkte, die alle Kombinationen des gemeinsamen Betriebs von HG1 und HG2 in 5-%-Schritten abbilden.
    3. Software für einen Gruppenregler in der SPS, der Anfahren, Abstellen und optimale Lastverteilung beim Parallelbetrieb beider Wasserkraftgeneratoren HG1 und HG2 steuert.

Diese Erfahrungen nutzen wir bei der Instandsetzung baulicher, maschineller und elektrischer Teile von Kleinwasserkraftwerken, einschließlich Mess- und Regeltechnik, für bestehende und künftige Betreiber.

Eine wiederkehrende Frage war die optimale Turbinendrehzahl. Empirische Formeln und Software lieferten Werte, aber keine sichere Bestätigung des besten Wirkungsgrads und der höchsten Erzeugung. Deshalb kauften wir einen rückspeisefähigen Frequenzumrichter. Damit vermessen wir die Turbine bei verschiedenen Drehzahlen und Öffnungen von 0 bis 100 %. Das Verfahren eignet sich zur Optimierung unterschiedlicher Turbinentypen im Bereich 1–45 (60) kW. Ein Vorteil ist, dass der Betreiber den Leistungsgewinn unmittelbar an seiner eigenen Messung sieht: Der Umrichter ist zwischen Generator und bestehender Kraftwerksinstallation angeschlossen.