Am 30. November 2011 ist mit dem Bremer Weserkraftwerk das größte tidenabhängige Laufwasserkraftwerk Europas in Probebetrieb gegangen. Es wird eine Leistung von bis zu zehn Megawatt erzeugen und schätzungsweise 42 Millionen Kilowattstunden Strom pro Jahr produzieren. Das entspricht dem Bedarf von fast 17.000 Bremer Haushalten. Die Baukosten betrugen über 50 Millionen Euro.

Die Tide sorgt für Gefälleschwankungen an der Staustufe: Bei Niedrigwasser beträgt die Fallhöhe sechs, bei Hochwasser nur zwei Meter. Die maximale Betriebswassermenge von 220 Kubikmeter pro Sekunde steht an 180 Tagen zur Verfügung, in der anderen Hälfte des Jahres laufen die Maschinen mit geringerer Leistung.

Durchdachtes Konzept für den Fischschutz
Für uns ergibt ein Wasserkraftwerk nur dann Sinn, wenn es im Einklang mit der Natur steht. Deshalb wurde bei der Planung des Weserkraftwerks viel Wert auf den Schutz der Fische gelegt. Die große Breite des Einlaufbauwerks von 42 Metern sorgt beispielsweise dafür, dass die maximale Anströmgeschwindigkeit 0,75 Meter pro Sekunde nicht übersteigt und die Fische aus eigener Kraft wegschwimmen können. Die Feinrechen bilden mit einem Stababstand von gerade einmal 25 Millimetern eine sichere Sperre. Flussabwärts wandernde Fische werden über extra angelegte, groß dimensionierte Rohrleitungen sicher in die Unterweser geleitet.

Ein wichtiges Element ist auch der knapp 210 Meter lange Fischaufstieg. Zusammen mit der bereits bestehenden Fischtreppe bietet sich den Fischen nun auf beiden Seiten der Weser ein Weg über das sonst unüberwindliche Wehr. Insgesamt flossen gut zehn Prozent der gesamten Baukosten in den Fischschutz.

Ingenieurkunst für mehr Effizienz
Das Weserkraftwerk führt in einem Bogen am rechtsseitigen Ufer um das Weserwehr herum. Gleich zwei neue sogenannte Kaplan-Turbinen kommen in der Weser zum Einsatz – erstmals in der bislang noch nicht konstruierten Größenordnung mit je fünf Megawatt Leistung. Ausgestattet mit jeweils vier verdrehbaren Laufschaufeln kommen die Turbinen auf durchschnittliche 60 Umdrehungen pro Minute. Die Vorteile sind signifikant. Zum einen verringert sich der Verschleiß und erhöht sich somit die Langlebigkeit. Zum anderen optimiert die langsamere Drehung den Fischschutz.

Den zwei horizontal positionierten Enercon-S-Rohrturbinen wird das in einem Einlaufbauwerk rechtwinklig vom Fluss abgezweigte Betriebswasser über einen Triebwasserkanal zugeführt. Durch die Ausrichtung der Turbinen ist – anders als bei vertikaler Installation – keine Änderung der Strömungsrichtung notwendig. Das Wasser kann die Turbinen somit direkt und ohne Energieverlust anströmen, was zusätzlich die Kavitationsgefahr (Bildung und Auflösung von Dampfblasen im Wasser) verringert. Die starren Leitapparate sind hinter den Laufschaufeln der Turbinen angebracht und sorgen dort für eine unmittelbare Beruhigung des aufgewühlten Wassers.

Ungebremst und mit voller Energie
Eine weitere Innovation haben die Ingenieure mit der Positionierung des Leitrads realisiert: Statt vor der Turbine sitzt es im Weserkraftwerk dahinter. Das Wasser, das von einer Fließgeschwindigkeit im Einlaufbauwerk von 0,75 bis auf sieben Meter pro Sekunde im Triebwasserkanal beschleunigt wird, triff so ungebremst und mit voller Energie auf die Turbine. Der Effekt: Mehr Effizienzplus, mehr Stromerzeugung.

Die Rotationsenergie des Laufrades wird von der Laufradwelle schließlich direkt ohne Getriebe auf den Generator geleitet, der sie in 400-Volt-Gleichstrom umsetzt. Dieser wird über Transformatoren auf 10 Kilovolt hochtransformiert und in das Bremer Mittelspannungsnetz eingespeist.

Eigentümer des Weserkraftwerks ist die Weserkraftwerk Bremen GmbH & Co. KG, an der swb mit 50 Prozent beteiligt ist. Die restlichen 50 Prozent hält die sind die EIPP GmbH, ein Tochterunternehmen des Windanlagenherstellers ENERCON aus Aurich.

Weserkraftwerk in Zahlen
Umlaufende Länge der Baugrube:     600 Meter
Bodenaushub für die Baustelle:     100.000 Kubikmeter
Verbauter Stahl:     2.000 Tonnen
Verbauter Konstruktionsbeton:     15.000 Kubikmeter
Anzahl der Bohrpfähle:     350 Stück
Bohrpfahldicke: im Schnitt:    1,2 - 1,5 Meter
Bohrpfahllänge:     23 Meter
Gewi-Anker:     600 Stück

Sehen Sie in unserer Bildergalerie, was sich in den letzten Wochen vor der Probeinbetriebnahme auf der Baustelle getan hat.