Auftraggeber: SEO (Société Electrique de l’Our SA), Lahmeyer International

Problemstellung:

Das Pumpspeicherkraftwerk Vianden in Luxemburg gilt als eines der leistungsstärksten seiner Art in Europa.

Um in Zeiten von Windenergie und stark schwankendem Stromverbrauch (Tag, Nacht) eine zuverlässige Netzstabilität gewährleisten zu können gewinnt die Technologie der Pumpspeicherwerke zunehmend an Bedeutung. Dabei kommt es darauf an in kurzer Zeit eine möglichst große Energiemenge zur Verfügung stellen zu können.

Hier nimmt das in den 60er Jahren erbaute Pumpspeicherwerk Vianden eine bedeutende Stellung ein, die mit der Erweiterung durch einen 11. Maschinensatz, der Vergrößerung des Oberbeckenvolumens und des Unterbeckenvolumens weiter Ausgebaut werden soll.

Durch den zusätzlichen Maschinensatz soll die Leistung von heute 1100 MW auf zukünftige 1300 MW ausgebaut werden.

Im Zuge der von Lahmeyer International durchgeführten Planung der Kraftwerkserweiterung wurde das Institut für Wasser und Gewässerentwicklung beauftragt, den Bereich des Unterbeckens in einem wasserbaulichen Modell nachzubauen und die Funktion des neuen Einlaufbauwerkes in Wechselwirkung mit den schon bestehenden Bauwerken zu untersuchen und die hydraulische Funktion sicherzustellen.

Modellbeschreibung:

Das Modell wurde nach dem froudeschen Modellgesetz im Maßstab 1:25 in der Halle des Theodor-Rehbock-Laboratoriums aufgebaut und stellt einen Teil des Unterbeckens mit den Ein-/Auslaufbauwerken der Maschinensätze 1-9 und 11. dar.

Das Modell erstreckt sich über eine Fläche von 60 m², der maximale Durchfluss liegt im Bereich von 200 l/s und die maximale Wassertiefe beträgt 80 cm.

Sowohl die obere als auch die untere Randbedingung sind als Ein- bzw. Auslauf ausgebildet. Auch die drei Ein-/Auslaufbauwerke für die Maschinen 1-4, 5-9 und 11 sind bidirektional zu betreiben. Alle Zu- und Abläufe des Modells werden über einen Rechner geregelt. Das heißt, das Modell kann vollautomatisch auf jeden gewünschten Zustand (Durchfluss, Wasserstand) regeln.

Auch ein instationärer Betrieb des Modells ist möglich.

Ziele der Modellversuche:

• Untersuchung der Strömungsvorgänge des Zu-/Abströmverhaltens zu/von den genannten Bauwerken im Stauraum des Unterbeckens bei allen wesentlichen Betriebszuständen.
• Optimierung des hydraulischen Entwurfs des neuen Ein-/Auslaufbauwerks der geplanten Maschine 11.
• Optimierung der hydraulischen Formgebung des neu zu errichtenden Trennpfeilers zwischen Ein-/Auslaufbauwerk der Maschinen 1-9 und Maschine 11.
• Ausbildung der neu geplanten Flügelmauer, insbesondere unter Beachtung niedriger Wasserstände im Stauraum.
• Entwicklung von wasserbaulichen Maßnahmen zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse.
• Bestimmung der Energieverluste im Ein-/ Auslaufbauwerk des Unterbeckens beim Pump- und Turbinenbetrieb für alle wesentlichen Betriebszustände.
• Untersuchung der Geschiebesituation im Ist-Zustand und im Soll-Zustandes.

Modellmaßstab: 1:25

Projektlaufzeit: November 2007 – August 2008