Quelltext der Seite Kopswerk II

{{österreichbezogen}}
{{Infobox Kraftwerk
|NAME = Kopswerk II
|BILD = Kops2-Maschine1-Punpe mitBlick in5.UG zu Kupplung.JPG
|BILDBESCHREIBUNG =Maschine 1 mit Blick vom 6. UG ins 5. UG zur Kupplung. Blau lackierte Maschinenteile sind Bestandteile der Pumpe.
|PRIMÄRENERGIE =
|TYP = [[Pumpspeicherkraftwerk]]
|LEISTUNG = 525&nbsp;MW (Turbinen) <br/> 480&nbsp;MW (Pumpen)
|POSKARTE =
|POSKARTE-BESCHREIBUNG =
|BREITENGRAD = 46/58/31/N
|LÄNGENGRAD = 10/02/41/E
|REGION-ISO = AT-8
|LAND = Österreich
|EIGENTÜMER = [[illwerke vkw AG]]
|BETREIBER = illwerke vkw AG
|PROJEKTBEGINN = 2004 (Baubeginn)
|BETRIEBSAUFNAHME = 2008
|STILLLEGUNG = 
|EINSPEISUNG = 
|EINSPEISUNG_JAHR =
|GESAMTEINSPEISUNG = 
|WEBSITE = [https://www.illwerkevkw.at/kopswerk-ii.htm www.illwerkevkw.at]
|STAND = 
<!-- Die folgenden Parameter sind nur für Wasserkraftwerke und thermische Kraftwerke (mit Wasserkühlung) relevant. -->
|TURBINE =
|GEWAESSER = [[Kopssee]]
}}
Das '''Kopswerk II''' ist ein [[Pumpspeicherkraftwerk]] der [[illwerke vkw AG]] im [[österreich]]ischen Bundesland [[Vorarlberg]]. Die Anlage befindet sich in [[Gaschurn]] im [[Montafon]] und bezieht ihr Wasser aus der [[Silvretta]]- und [[Verwall]]-Gebirgsgruppe.

Das Kopswerk II wurde als [[Kavernenkraftwerk]] gebaut (die gesamte Anlage dieses Wasserkraftwerks ist also im Berg untergebracht), so dass von außen nur die Zufahrt in den Berg und die [[Schaltanlage]] sichtbar sind.

== Das Kraftwerk ==
Das Kopswerk&nbsp;II ist als Pumpspeicherkraftwerk mit drei vertikalachsigen Maschinensätzen mit einer Pumpleistungsaufnahme von anfangs je 150&nbsp;[[Megawatt|MW]], jetzt 160 MW und einer Engpassleistung von 175 MW realisiert. Die Maschinensätze erlauben nicht nur die Nutzung im [[Turbine]]nbetrieb zum Zweck der Stromerzeugung, sondern bieten auch die Möglichkeit, im [[Pumpe|Pumpbetrieb]] Wasser, das sich im Unterwasserbecken befindet, zur erneuten Nutzung zurück in das Oberwasserbecken zu pumpen. Hierbei kommt das Prinzip des [[Hydraulischer Kurzschluss (Wasserkraft)|hydraulischen Kurzschlusses]] zur stufenlosen Regelung des Pumpbetriebs zum Einsatz.

Das Kraftwerk erweiterte zum Zeitpunkt seiner Inbetriebnahme die Kapazität des Illwerke-Verbundes im Turbinenbetrieb um 36 Prozent und im Pumpbetrieb um 85 Prozent.

Das Kraftwerk nutzt als Oberwasserbecken zum Antreiben der Turbinen den bereits existierenden [[Kopssee]], der auch das [[Kraftwerk Kops]]&nbsp;I mit Triebwasser versorgt. Als Unterwasserbecken nutzt das Kopswerk&nbsp;II das [[Rifabecken]], anders als das Kopswerk&nbsp;I, das als Unterwasser das [[Ausgleichsbecken Partenen]] verwendet. Beide Becken liegen etwa 500&nbsp;Meter Luftlinie mit 20&nbsp;Meter Höhenunterschied voneinander entfernt und sind über das [[Rifawerk]], das für Turbinen- und Pumpbetrieb konzipiert wurde, miteinander verbunden. Beide Ausgleichsbecken liegen zwischen den Ortschaften [[Gaschurn]] und [[Partenen]] im Montafon.

== Das Bauvorhaben ==
[[Datei:Kops2-ZugangRifa-01b-Stollen-RifaausgHl.Barbara.gif|mini|links|Statue der Hl. Barbara in einer Felsnische am Eingang des Stollens zur Kaverne des Kopswerks II]]
Das Vorhaben, für das Kosten von 360&nbsp;Mio.&nbsp;Euro veranschlagt wurden, gliederte sich in drei Baulose. Baubeginn war im September 2004, im März 2008 wurde die erste Maschine in Betrieb genommen.<ref>[http://vbgv1.orf.at/stories/264603 Erste Maschine in Betrieb] (18. März 2008)</ref> Am 16.&nbsp;November 2008 wurden alle drei Maschinen in den Probebetrieb überführt; die uneingeschränkte Freigabe für den Turbinen- und Pumpbetrieb erfolgt am 11.&nbsp;Dezember 2008.<ref name="Selbstauskunft">Selbstauskunft Vorarlberger Illwerke AG</ref>
[[Datei:Schnitt-Kopswerk-II.jpg|mini|Schnitt Kraftwerkszuleitung Kopswerk II.]]
[[Datei:Kops2-Peltonrad-Modell.gif|mini|Modell eines Peltonlaufrades in der Kaverne des Kopswerkes II]]
Das erste Baulos bestand aus dem 5,5&nbsp;Kilometer langen [[Druckstollen]] ''Versal&nbsp;II'',<ref>Länge: 5552 m, Durchmesser: 4,90 m, Längsneigung 0,4 %. Ausgekleidet wurde der Druckstollen mit Betonfertigteilen (sog. [[Tübbing]]en)</ref> der eine Wasserführung vom [[Kopssee]] bis zum Beginn des Druckschachtes im Maisäß [[Tafamunt]] realisiert. Der Stollen wurde zwischen August 2005 und dem 22.&nbsp;Juli 2006 mit einer [[Tunnelbohrmaschine]] aufgefahren. Um das Einlaufbauwerk des Stollens im Kopssee bauen zu können, wurde der Inhalt des Sees im Winter 2005/2006 abgelassen. Mit Einsetzen der Schneeschmelze wurde der See wieder mit Wasser gefüllt, nachdem eine [[Drosselklappe]] in den Stollen eingebaut worden war.

Das zweite Baulos beinhaltete die Errichtung eines 1,1&nbsp;Kilometer langen Druckschachts und des [[Wasserschloss (Ingenieurwesen)|Wasserschlosses]] bei Tafamunt. Der Druckschacht mit einem Durchmesser von 4,60&nbsp;Meter und einer Steigung von 80 % (38,7°) führt von Tafamunt auf einer Höhe von rund 1.600&nbsp;Meter in den Talgrund zum Krafthaus und überwindet dabei eine Höhendifferenz von etwa 700&nbsp;m. Das Auffräsen des Schachtes erfolgte mit Hilfe maschinellen Vortriebs durch eine Tunnelbohrmaschine aus dem Tal bergauf. Der Druckstollen ist mit Stahlrohren mit einem Durchmesser von 3,80&nbsp;m versehen.

Die Aufgabe des im Inneren des Berges errichteten Wasserschlosses ist die Verminderung von Druckstößen beim Umstellen von Turbinen- auf Pumpbetrieb (Funktion ähnlich einem [[Ausdehnungsgefäß]]). Das Wasserschloss befindet sich am Übergang vom Versalstollen in den Druckschacht in Tafamunt.

Im Rahmen des dritten Bauloses wurde das Kavernenkrafthaus im Talgrund realisiert. Zur Unterbringung des Kraftwerkes wurden zwei [[Kaverne (Bergbau)|Kavernen]] etwa 150&nbsp;m in den Berg [[Sprengvortrieb|gesprengt]]: Die Maschinenkaverne beherbergt die Hauptpumpen, die hydraulischen Anfahrwandler, die [[Motorgenerator]]en und die [[Peltonturbine]]n, während in der zweiten Kaverne die [[Transformator]]en untergebracht sind. Zu diesem Baulos gehört darüber hinaus die Realisierung der Unterwasserführung aus dem Krafthaus in das Rifabecken. Dieser Stollen unterquert die [[Montafoner Straße|L188]] und die Ill. Dieser Stollen ist beim Regelbetrieb des Kraftwerks für die Ableitung des Wassers in das Unterwasserbecken und für den Rückfluss des Wassers aus diesem während des Pumpbetriebs zuständig.

== Technische Daten ==
[[Datei:Kops2-Hauptventil mit Fallgewicht-Pumpenzuleitung-Masch1-01.JPG|mini|links|Schieber der Hauptpumpenzuleitung zum Maschinensatz 1 mit Gegengewicht]]

Technische Eckdaten der Anlage:<ref name="Selbstauskunft" />

Kavernen:
* Die ''Maschinenkaverne'' ist 88&nbsp;m lang, ca. 30½&nbsp;m breit und ist an der höchsten Stelle 60½&nbsp;Meter hoch. Das Felsausbruchs-Volumen beträgt 113.000&nbsp;m³ ([[Kristallinkomplex|Silvrettakristallin]]<ref>Gesteinsarten vor allem [[Amphibolit]], verschiedene [[Gneis]]arten, [[Glimmerschiefer]]</ref>). In ihr sind die drei Maschinensätze mit einer Höhe von jeweils 38&nbsp;m montiert. In der Felskaverne mit den Maschinensätzen könnte das Haupthaus des [[Stephansdom|Wiener Stephansdoms]] untergebracht werden.
* Die ''Transformatorenkaverne'' ist 35&nbsp;m lang, 16&nbsp;m breit und 19&nbsp;m hoch. Das Ausbruchsvolumen beträgt 8.100&nbsp;m³. Die Kaverne beherbergt drei Transformatoren, die über [[Stromschiene]]n mit den Generatoren in der Maschinenkaverne verbunden sind.
* [[Gebirgsanker]] und [[Spritzbetonbauweise|Spritzbetonschale]]<ref>Siehe auch: [[Neue Österreichische Tunnelbaumethode]].</ref> zur Stabilisierung der Kavernen bis etwa 30&nbsp;m Länge eingebaut.
* Zwei Schwerlast-[[Kran|Brückenkräne]] mit je 130&nbsp;Tonnen Tragfähigkeit (Tandemhub: 250&nbsp;Tonnen) für den Einbau und Revisionen.
[[Datei:Kops2-SchaltanlABB-03.JPG|mini|Zentrale Schaltschränke für die drei Maschinensätze des Kopswerkes II von ABB]]
Oberwasserführung:
* Die durch den ''Druckstollen Versal&nbsp;II'' und den ''Druckschacht'' von Tafamunt in den Talboden realisierte Oberwasserführung ist insgesamt 6.687&nbsp;m lang, wobei 5.552&nbsp;m auf den Druckstollen und die restlichen 1.135&nbsp;m auf den Druckschacht entfallen. Der Durchmesser des Druckstollens ist 4,90&nbsp;m, der Druckschacht ist 3,80&nbsp;m im Durchmesser.
* Das ''[[Wasserschloss (Ingenieurwesen)|Wasserschloss]]'' in Tafamunt besteht aus zwei Kammern und einem Steigschacht zwischen den beiden Kammern und einem Belüftungsstollen an die Erdoberfläche. Die untere Kammer ist 270&nbsp;m lang und weist einen Durchmesser von 7&nbsp;m auf. Die obere Kammer ist 240&nbsp;m lang bei einem inneren Durchmesser von 6,10&nbsp;Meter. Der die beiden Kammern verbindende Steigschacht ist 192&nbsp;m lang, hat einen Durchmesser von 5,10&nbsp;m und weist eine Längsneigung von 49° auf.
* Für Bau, Wartung und Kontrolle des Wasserschlosses existiert der ''Fensterstollen Tafamunt'', der 800&nbsp;m lang ist. Er mündet in die untere Kammer.

Unterwasserführung: Die Unterwasserführung von der Maschinenkaverne bis zum Rifabecken setzt sich aus den folgenden Komponenten zusammen:
* ''Druckluftwasserschloss'': 3 45&nbsp;m lange Kammern (52&nbsp;m² Querschnitt) und ein 77&nbsp;Meter langer Verbindungsstollen.
* ''Unterwasser-Wasserschloss'' mit einer 47&nbsp;m langen Unterkammer, einem 31&nbsp;m hohen Steigschacht mit 12&nbsp;m Durchmesser und einer kleinen oberen Schwallkammer.
* ''Unterwasserstollen'': 267&nbsp;m lang, Durchmesser zwischen 7&nbsp;m und 5,8&nbsp;m.
* ''Ein- und Auslaufbauwerk'' im Rifabecken.
[[Datei:220-kV-CU-Hochspgkabel-KopsII.jpg|mini|Querschnitt eines 220&nbsp;kV-Kabels als Verbindung zwischen den Transformatoren und Schaltanlage]]
[[Datei:Kops2-Modell-Maschinensatz-01.gif|mini|Modell eines Maschinensatzes (situiert in der Kaverne). Blau = Pumpe, darauf folgend der Anfahrtswandler/Kupplung, Motorgenerator und ganz oben die Turbine]]
Wassernutzung
* Das Kopswerk II nutzt ausschließlich bestehende Wasserfassungen der illwerke vkw AG (Kopssee, Rifabecken).
* Einlaufbauwerk für 80&nbsp;m<sup>3</sup>/s in (bei Vollstau) 80 m Wassertiefe
* Bruttofallhöhe: 818&nbsp;m
[[Datei:Kops2-SF6-SchaltAnl-Rifa-02.JPG|mini|SF6-Hochspannungsschaltanlage Rifa in der Nähe des Eingangs zur Kopswerk II Kaverne]]
Maschinensätze
* drei Maschinensätze bestehend aus Turbine – Motorgenerator – Wandler – Pumpe (auf je einer [[Welle (Mechanik)|Welle]]).
* Turbinentype: sechsdüsige Peltonturbine mit maximal 25,3&nbsp;m<sup>3</sup>/s Durchfluss bei einer Wassergeschwindigkeit an den Düsen von etwa 460&nbsp;km/h.
* Motorgenerator: [[Synchrongenerator]]/[[Synchronmotor]].
* Wandler: Synchronisierwandler samt Zahnkupplung.
* Pumpe: dreistufige Speicherpumpe mit einer Förderkapazität von maximal 19,3&nbsp;m<sup>3</sup>/s.
* Nenndrehzahl 500&nbsp;min<sup>−1</sup>.
* Höhe eines Maschinensatzes: rund 38&nbsp;m.
* Generatorennennleistung: 200&nbsp;MVA (gesamt 600&nbsp;MVA)
* Nennleistung (Turbinenbetrieb) maximal ([[Engpassleistung]]): 175&nbsp;MW je Maschinensatz (gesamt 525&nbsp;MW).
* Leistungsaufnahme (Pumpbetrieb) maximal: 160&nbsp;MW je Maschinensatz (gesamt 480&nbsp;MW).
* Umstellzeit von Turbinen- auf Pumpbetrieb: etwa 60&nbsp;s (Wassersäule wird in etwa 20&nbsp;s gestoppt und in etwa 40&nbsp;s in die Gegenrichtung gedrückt. Gewicht der Wassersäule etwa 110.000&nbsp;Tonnen).
* Regelfähigkeit zwischen Turbinen- und Pumpbetrieb: 0–100 %
* Startzeit Energielieferung: etwa 2&nbsp;Minuten.
[[Datei:Kops2-Geraeuschkulisse-Pumpe-Maschine1-02.ogg|miniatur|Geräuschkulisse Pumpbetrieb im Kopswerk II – Maschine 1, aufgenommen im 6. UG]]
[[Blocktransformator]]en, Schaltanlage, Energietransport, Energieverwendung
* Transformatorennennleistung: je 200&nbsp;MVA.
* Transformatorgewicht: je 165&nbsp;Tonnen.
* Energietransport von der Transformatorkaverne zur Schaltanlage: 220-kV-Erdkabel.
* Innenraum [[Gasisolierte Schaltanlage|SF<sub>6</sub> Schaltanlage]] für 245&nbsp;kV neben der Freiluftschaltanlage des Rifawerks beim Ausgleichsbecken Rifa.
* Anbindung an die 220-kV-Leitung Partenen-Bürs.
* Energieverwendung: für [[Spitzenenergie|Spitzen-]] und [[Regelleistung (Stromnetz)|Regelenergie]].

== Hydraulische Einbindung ==
{|
| {{Schema Kraftwerksgruppe Obere Ill-Lünersee}}
|}

== Weblinks ==
* [https://www.illwerkevkw.at/kopswerk-ii.htm Kopswerk II – illwerkevkw.at]
* [http://www.kopswerk2.at/downloads/Bauzeitung_20061010.pdf Bauzeitung Ausgabe 06, 2006]

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Pumpspeicherkraftwerk in Österreich]]
[[Kategorie:Kraftwerk in Vorarlberg|Kops II]]
[[Kategorie:Erbaut 2008]]
[[Kategorie:Bauwerk in Gaschurn]]
[[Kategorie:Silvretta]]
[[Kategorie:Kavernenkraftwerk]]
[[Kategorie:Pumpspeicherkraftwerk in Europa]]
[[Kategorie:Bauwerk in den Alpen]]
[[Kategorie:Wirtschaft (Alpen)]]