Wasserkraftanlage Liebethal

Informationstafel am Wasserkraftwerk Pirna-Liebethal:

Liebe Wanderer,
Wasserkraftwerk_Liebethal_Obergraben_kleinwenn Sie vor dieser Tafel stehen, so haben Sie am Eingang dieses schönen Tales sicherlich die alte Fabrik bemerkt. In ihr befinden sich noch Anlagenteile einer der leistungsstärksten Wasserkraftanlagen in der Sächsischen Schweiz.
Folgt man dem ungefähr 83 km langen Lauf der Wesenitz von ihrer Quelle auf dem Valtenberg (ca. 560 m ü.N.) in die Elbe so kann man auf 32 mehr oder wenig gut Wasserkraftwerk_Liebethal_Stauwehr_kleinerhaltene Wasserkraftanlagen treffen die ungefähr eine Fallhöhe von insgesamt 100 m ausnutzen und dabei eine Leistung von 1.600 kW erzeugen könnten.
Wenn Sie dem Tal flussabwärts gefolgt sind, dann sind Sie vermutlich an der Daube- und an der Lochmühle vorbeigelaufen und haben damit schon die unterschiedlichen Zustände von Wasserkraftanlagen gesehen, nämlich die Daubemühle in Funktion und das Kraftwerk der Lochmühle in einem sehr bedauerlichen Zustand.

Maßnahmen zur Reaktivierung der Wasserkraftanlage

Vom Wehr angefangen flussabwärts sind folgende Baummaßnahmen vorgesehen:

  1. Wasserkraftwerk_Liebethal_Fischtreppe_kleinSanierung des Wehrkörpers
  2. Bau einer Fischaufstiegshilfe zwischen Wehr und Beginn des Obergrabens zur Gewährleistung der Durchgängigkeit des Flusses
  3. Sanierung des vorhandenen Obergrabens, Bau neuer Einlaufschütze, Betonsanierung und Sanierung des 1. Freifluters
  4. Neubau des 2. Teils des Obergrabens auf die vorhandenen Fundaments
  5. Wasserkraftwerk_Liebethal_Einlaufschuetze_kleinNeubau eines Einlaufwerkes mit Feinrechen
  6. Neubau der Druckrohrleitung im Beriech der Buswendeschleife
  7. Komplette Rekonstruktion der vorhandenen Turbine mit neuer Steuerung
  8. Neubau der Elektroanlage mit Anbindung von 2 Synchrongeneratoren a 111 KVA
  9. Neubau Trafostation zur Einspeisung des erzeugten Stromes in das Mittelspannungsnetz

Wie funktioniert eine Wasserkraftanlage?

In einer Wasserkraftanlage wird die Energie des fallenden Wassers mittels eines Wasserrades oder einer Turbine in mechanische Energie umgewandelt. Diese wird heute fast ausschließlich durch einen Generator in elektrische Energie umgewandelt du in das öffentliche Netz eingespeist.
Aus der einfachen Formel:
Leistung = Fallhöhe * Wassermenge * Wirkungsgrad lassen sich die wichtigsten Größen für die Dimensionierung einer Wasserkraftanlage ablesen. Geht man von einem natürlichen Flusslauf und nicht von einer Talsperre aus, so lässt sich eine Jahresganglinie am Standort der Anlage an Hand statischer Daten ermitteln. Daraus ergibt sich die nutzbare Wassermenge bzw. das Schluckvermögen der Turbine.
Die Fallhöhe wird durch natürliche oder künstliche Querverbauungen im Fluss (Wehre) geschaffen. Wir die Energie direkt am Wehr erzeugt, spricht man von einem Fluss- oder Laufkraftwerk. Da die Flusssohle jedoch flussabwärts fällt, gewinnt man an Höhe je später das Wasser in den Fluss geleitet wird, es entsteht ein Ausleitungskraftwerk.
Der Wirkungsgrad entspricht dem technischen Stand der Anlage. Die früher häufig verwendeten Wasserräder haben den Nachteil, dass sie am tiefsten Punkt der Anlage stehen müssen. Deshalb verwendet man heute fast ausschließlich Turbinen, da diese sowohl auf Druck als auch auf Sog reagieren und deshalb nicht am tiefsten Punkt der Anlage stehen müssen. In unserem Breiten sind die Francis-Spiral-Turbine und die Kaplanturbine die üblichsten Trbinentypen.
Die Werte dieser Anlage sind:
Fallhöhe: ca. 11 m
Wehrhöhe: ca. 3,8 m
Schluckvermögen: 2 * 1,3 m³/s
Ausleitung: 370 m
Wirkungsgrad: ca. 0,75
Restwassermenge: 0,55 m³/s
Die Formel zur Bestimmung der Dimension lautet damit Leistung = 11 m * 2,6 m³/s * 0,75 * 9,81 m/s² = 210 kW

Zu dieser Anlage

Die Anlage Pirna – Liebethal wurde 1996 von der Firma ILEX Energieerzeugungsanlagen GmbH erworben. Sie stellt ein typisches Ausleitungskraftwerk dar. Erste Versuche zur Nutzung der Wasserkraft datieren um die Jahrhundertwende, vermutlich stand aber das Wehr noch nicht an der heutigen Stelle, sondern in Höhe der Buswendeschleife. Das Baudatum des jetzigen Wehres ist uns nicht bekannt, wohl aber sind die Pläne einer Wehrerhöhung um 0,8 m in den Jahren 1921/22 in den Archiven zu finden.
Somit hat man schon vor 80 Jahren die heutige Dimension der Anlage erreicht.
Diese Anlage verfügt über eine Fallhöhe von ca. 11 m. Sie ist mit 2 noch vorhandenen Francis-Spiral-Turbinen aus dem Jahre 1956 ausgerüstet, die bei einem Schluckvermögen von je 1,3 m³/s eine Leistung von je 111 kW erzeugen. Damit lässt sich, unter Berücksichtigung der notwendigen Restwassermene im Fluss von 0,5 m³/s, eine Jahresenergieproduktion von ca. 816.000 kWh erzielen.

Ökologische Maßnahmen bei der Rekonstruktion

Bau einer Fischaufstiegshilfe (Fischtreppe) in Form einer Schlitzpasses Die durch die Querverbauung (Wehr) unterbrochene Durchgängigkeit des Flusses wird dadurch wieder hergestellt. Die Fischtreppe besteht in unserem Fall aus einer Anordnung von 19 Becken von 2,5 m Länge und 1,8 m Breite, die in der Höhe jeweils um 0,2 m abgesenkt werden. Damit überwindet diese Treppe eine Höhe von 19 * 0,2 m = 3,8 m was der Wehrhöhe entspricht. Zur Regulierung der Wassermenge und zur Ausbildung einer Lockströmung, werden die einzelnen Becken mit Schlitzwänden von einander getrennt. Zur Einpassung in die Landschaft wird der Baukörper teilweise mit einer Trockenmauer verblendet bzw. mit einheimischen Gehölzen berankt.

Wanderungen im Elbsandstein