Energietechnik 1 | 17

Alpentransformator

Ein Trafo für Europas höchstgelegenen Windpark

Nahe des Nufenenpasses im Wallis bewährt sich seit 2011 die Windenergieanlage Gries. Sie wurde kürzlich mit der Errichtung von drei weiteren Anlagen zum Windpark ausgebaut. Für dessen Netzanbindung setzen die Betreiber auf einen massgeschneiderten Transformator von ABB.

Die Nutzung der Windenergie ist in der Schweiz noch stark ausbaufähig. Im Jahr 2015 generierten die grösseren Schweizer Windenergieanlagen rund 100 GWh Strom. Zum Vergleich: Dafür benötigen die installierten Windenergieanlagen im ähnlich kleinen Dänemark gerade einmal 2,5 Tage, wobei Dänemark den Vorteil aufweist, an seinen flachen Küsten Offshore-Windparks errichten zu können. In der dicht besiedelten Schweiz werden Windenergieanlagen oft durch Einsprachen und Rekurse verzögert, da die Rotoren Lärm verursachen, in der Landschaft sichtbar sind oder zur Gefahr für Vögel werden können.

Doch irgendwo müssen sie errichtet werden, soll das in der Energiestrategie 2050 des Bundes formulierte Ziel erreicht werden: Bis Mitte des Jahrhunderts sollen Windkraftanlagen rund 4000 GWh jährlich generieren, was etwa 7 % der aktuellen Gesamtproduktion an elektrischer Energie in der Schweiz entspricht.

Abgelegene, windbestrichene Höhenlagen gelten hierzulande als die vielversprechendsten Standorte, insbesondere, wenn sie nicht mehr unberührt sind. Die Umgebung von Wasserkraftwerken ist prädestiniert für Windanlagen, da die bestehende Einspeisung ins Stromnetz – allenfalls an die zusätzliche Leistung angepasst – genutzt werden kann.

Pilotanlage zum Windpark ausgebaut

Genau das ist am Griespass – nahe des bekannteren Nufenenpasses gelegen – der Fall. Dort wurde 1966 der Griessee aufgestaut, einer der höchstgelegenen Speicherseen der Schweiz. Seit März 2012 generiert hier eine Pilotwindkraftanlage mit einer Nabenhöhe von 85 m Strom. Sie liegt auf 2465 m ü. M. und ist damit das höchstgelegene Windkraftwerk Europas.

Die Pilotanlage erhielt vergangenen Herbst Gesellschaft, denn der Standort hatte die Erwartungen erfüllt und wurde mit drei weiteren, mit einem Rotordurchmesser von jeweils 92 m noch mächtigeren Windrädern zum Windpark ausgebaut.

Für die Pilotwindkraftanlage wurde der 50-jährige Transformator des Wasserkraftwerks mit einer Leistung von 10 MVA genutzt, um den Strom auf die 65 kV des regionalen Verteilnetzes hochzutransformieren. In Antizipation der Erweiterung zum Windpark wurde ein leistungsfähigerer Ersatz für den alten Trafo gesucht.

«Zwei besondere Rahmenbedingungen galt es dabei zu beachten», erklärt Sylvain Grange, Projektleiter von SwissWinds. «Zum Ersten sollte der neue, leistungsfähigere Transformator nicht grösser sein als der alte, damit er in die Kaverne passt, in der er hier installiert wird. Und zum Zweiten erwarteten wir absolute Lieferzeittreue. Hier im Hochgebirge sind die Sommer sehr kurz. Nur in diesen rund drei Monaten kann man hier Installationsarbeiten durchführen. Verzögerungen im Projekt darf es da nicht geben, sonst läuft man Gefahr, während vieler Monate die hier generierte elektrische Energie nicht ins Netz einspeisen zu können.»

Die richtigen Fragen gestellt

Die Ausschreibung für den Transformator, der sowohl für den Windpark wie auch für das Wasserkraftwerk eingesetzt wird, lief über die Hydro Exploitation SA, die Betreiberin des Hydrokraftwerks Aegina, wobei alle beteiligten Projektpartner involviert waren.

«Nebst dem wirtschaftlichen und technischen Teil des ABB-Angebots hat uns vor allem auch die überaus professionelle Herangehensweise der ABB-Fachleute überzeugt», erklärt Grange, weshalb ABB den Zuschlag erhielt. «Sie klärten hier vor Ort die Rahmenbedingungen gründlich ab, stellten die richtigen Fragen, waren immer erreichbar.» Das habe das Vertrauen gestärkt, dass ABB den passenden Transformator zum richtigen Zeitpunkt würde liefern können.

«Das gemeinsame Kick-off-Meeting nach der Auftragserteilung führten wir Anfang Januar 2016 durch», so Jérôme Henry, Verkaufsingenieur von ABB. «Wir konnten einen detaillierten Zeitplan für die Produktion des Transformators und dessen Transport bieten.»

 

Der Transformator wurde nach den Spezifikationen der Kunden im ABB-Werk Monselice in Nordostitalien gefertigt. Es handelt sich um einen Leistungstransformator mit drei Wicklungen, um sowohl die 5000 V aus dem Wasserkraftwerk wie auch die 20 000 V aus dem Windpark auf 65 000 V hochzutransformieren.

Damit er trotz doppelter Leistung die Abmessungen des zu ersetzenden Transformators nicht entscheidend überschreitet, wurde auf die Radiatoren verzichtet. Stattdessen wird der ölisolierte Transformator mit zwei wassergekühlten Wärmetauschern gekühlt, die dank des stetig kalten Wassers aus dem Speichersee besonders klein gehalten werden konnten.

Mit dem Transport des Transformators beauftragte ABB die darauf spezialisierte Speditionsfirma Friderici. Anforderungsreich waren dabei vor allem die letzten 300 m, die durch einen engen Tunnel mit einer finalen Kurve in eine Kaverne führen. Die Zentimeterarbeit klappte. So kann Europas höchstgelegener Windpark seit Herbst 2016 die erwartete Jahresproduktion von rund 14 Mio. kWh ins Netz einspeisen. Das entspricht dem Strombedarf einer Kleinstadt mit 3000 Haushalten.

SwissWinds

Die SwissWinds GmbH wurde 2007 als Start-up des KMU-Instituts der Universität St. Gallen gegründet. Die Gesellschaft bezweckt die Förderung von Projekten mit Windenergie. 2008 folgte die Gründung von SwissWinds Development. Als Generalunternehmen der SwissWinds GmbH spezialisiert sich die SWD auf die Projektentwicklung von Windparks im Gebirge. Als Dienstleistungsgesellschaft führt das Unternehmen sämtliche Tätigkeiten aus, die von der technischen Standorteruierung bis zur Fertigstellung eines Windparks anfallen. Eigentümerin der Windenergieanlage am Gries und des zukünftigen Windparks ist die Beteiligungsgesellschaft Gries Wind AG, die zu 90 % der SWD gehört.

Weitere Infos: www.swisswinds.com