Mehr Effizienz durch automatische Sandfangspülung

Ziel

Entwicklung, Erprobung und Vermarktung einer automatischen Vorrichtung zur Sandfangspülung für eine abschliessende Leistungssteigerung der zur Stromerzeugung genutzten Wasserturbinen

Partner

Stahleinbau und Maschinen AG, HES-SO Valais-Wallis (Institut Systemtechnik), EPFL (Wasserbaulabor), Stiftung The Ark

Das Unternehmen Stahleinbau und Maschinen SA ist seit seiner Gründung im Jahr 1956 in Ackersand/Stalden im Oberwallis ansässig. Seine anfängliche Tätigkeit konzentrierte sich auf den Bereich des Metallbaus und die Lieferung von Materialien für den Tunnel- und Tiefbau.

Dank der Partnerschaft mit den Firmen Von Roll AG und ABB ist das Geschäftsfeld des Unternehmens nun breiter gefächert und umfasst derzeit auch die Fertigung von Materialien für den Eisenbahntransport sowie für die Wasserkraftindustrie. Die Gesellschaft Stahleinbau und Maschinen SA exportiert ihre Erzeugnisse in die ganze Welt.

Projektinhalt

Das im Rahmen einer Partnerschaft mit The Ark entwickelte Projekt betrifft die Schaffung einer neuen, automatischen Spülung für Sandfänge. Der Sandfang ist ein unverzichtbares Element jeder Wasserentnahmestelle, ob für die Stromgewinnung aus Wasserkraft, die Bewässerung eines Weinbergs oder für das Trinkwasser. Seine Aufgabe ist die Entfernung eines grossen Teils des Sands, der mit dem Wasser transportiert wird, bevor dieses zu einer Turbine oder einer Bewässerungsanlage weitergeleitet wird. Während sich die meisten Menschen der Auswirkungen von Sand im Trinkwasser oder in einer Bewässerungsanlage bewusst sind, ist seine verheerende Wirkung auf Anlagen von Wasserkraftwerken weniger bekannt. Sand ist ein Schleifmittel erster Güte, das die Schaufeln eines Turbinenrads innerhalb kürzester Zeit angreift. Indem der Sand in einem Sandfang zurückgehalten wird, wird die Lebensdauer der Anlagen und damit ihr Wirkungsgrad erhöht.

Der Sandfang selbst muss jedoch regelmässig vom Sand selbst bzw. von sonstigen organischen Feststoffen (Holzstücken, Laub…) befreit werden. Diese Säuberung wird bisher von Hand sowie am gesamten Sandfang ausgeführt. Das The Ark-Projekt wurde nun ins Leben gerufen, um eine automatische, mithilfe von Sonden ferngesteuerte Spülung einzurichten. Auf diese Weise soll der Spülvorgang einerseits mit nur minimaler Wasservergeudung und andererseits mit geringeren Wartungskosten erfolgen. Die abschnittsweise durchgeführte Spülung erlaubt zudem eine Begrenzung der Wasserstandsschwankungen, wodurch auch Hochwassererscheinungen reduziert werden können.

Konkrete Ergebnisse

Die Entwicklung des neuen Spülungssystems durch das Unternehmen Stahleinbau und Maschinen AG beruht auf der Verbindung gewisser Aspekte eines alten Sandfangkonzepts aus den 1950er Jahren mit modernen technologischen Ansätzen. Die HES-SO Valais-Wallis und die EPFL haben als Projektpartner numerische Abfluss-Simulationen erstellt.

Bei diesem Projekt konnten der Erfahrungsschatz und die Kompetenzen der einzelnen Partner ideal kombiniert werden, um ein neues, wettbewerbsfähiges Spülungssystem zu entwickeln, das mehrere neuartige Vorzüge bietet (Effizienz und zuverlässige Funktionstüchtigkeit). Trotz dieser innovativen Vorteile ist das Konzept absolut konkurrenzfähig. Das Projektteam wartet daher nur noch auf die Möglichkeit, mit der Ausführung des Konzepts in naturgetreuer Grösse zu beginnen.