ANDRITZ HYDRO: HYDROMATRIX Wasserkraftanlagen · Viele kleine Turbinen statt konventioneller...

Water.Power.HYDROMATRIX®

Viele kleine Turbinen statt konventioneller Großturbinen

Bestens geeignet für bestehende Bauwerke mit niedrigen Fallhöhen

Am ökonomischsten bei großer Maschinenanzahl -> keine typische

„Kleinturbinen“ - Lösung

HYDROMATRIX®

Was ist HYDROMATRIX ?

Konventionell HYDROMATRIX®

Ø 6+ m

Ø 1.3+ m

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Verfügbarer Durchfluss ab ~ 60 m³/s

Verfügbare Fallhöhe 2 m bis 20 m

Unterwassertiefe am Austritt mindestens 1.5 m

Überdeckung am Austritt 0,3 – 4,0 m Je nach Fallhöhe

Einheitsleistung 100 kW bis ~ 1500 kW

Nahe Netzanbindungsstelle

Baustruktur verfügbar und geeignet für HYDROMATRIX®

HYDROMATRIX®

Anwendungskriterien

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Verwendung bestehender Wasserbauten

Minimale Bauarbeiten

Kein geologisches Risiko

Saubere und umweltfreundliche Energie

Keine zusätzliche Landfläche notwendig

HYDROMATRIX® Module bei Hochwasser herausnehmbar

Standardisiertes modulares Konzept

Kurze Projektdauer

Hohe Verfügbarkeit

HYDROMATRIX®

Vorteile

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HYDROMATRIX®

Anwendungsbereich

Einheitsleistung

100 kW bis 1500 kW

Überdeckung

HBrutto = 2 - 12 m: Überdeck. = 0.3 – 2 m

HBrutto >12 - 20 m: Überdeck. = 2 – 4 m

Nahe Netzanbindungsstelle

Baustruktur verfügbar und geeignet für HYDROMATRIX®

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Lower St. Anthony Falls

Chievo

HYDROMATRIX® Projekte

Standorte

Ashta I&II

Agonitz

Nussdorf

Freudenau

Jebel Aulia

Colebrook

19 Jahre Produkterfahrung

7 Referenzanlagen mit 200+ installierten Einheiten und 100+ MW Gesamtleistung

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Die Leistungen berücksichtigen die

üblichen hydraulischen und elektrischen

Verluste

HYDROMATRIX®

Einsatzgrenzen

Head(m)

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StrafloMatrix™

Einsatzgrenzen

Die Leistungen berücksichtigen die

üblichen hydraulischen und elektrischen

Verluste

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Typische Compact Hydro Lösung

HYDROMATRIX®

9 Einheiten

HYDROMATRIX®

Energieerzeugung

HYDROMATRIX®

3 Einheiten

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Unregulierte Propellerturbine

(LR Aluminiumbronze od. Edelstahl)

Direkt gekuppelter Synchron-

(Permanentmagnet) oder

Asynchrongenerator

Geschweißte Stahlkomponenten

Gleitringdichtung

Rollenlager mit Sumpfschmierung

Modulare Schaltanlagen

Anpassungsfähiges Konzept

Minimaler Wartungsaufwand

HYDROMATRIX®

Konstruktionsmerkmale

HYDROMATRIX® StrafloMatrix™

Einfaches "Bulb"- Design

Synchron oder Asynchron Generator

Rotor mit PM oder Käfigläufer

Hoher Wirkungsgrad und Leistungsbereich

Blindleistungskompensation (Asynchron)

Generator außerhalb Triebwasser

Nur als PM Generator möglich

Turbinenlaufrad und PM-Rotor in einem

50% kürzer und 30% leichter als HM

keine Blindleistungskompensation erforderlich

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Turbinen-Generator Design

HYDROMATRIX® versus StrafloMatrixTM

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HYDROMATRIX® StrafloMatrix™ Turbine

Generator

Trubine

Generator

H* ~3,2 m

W*~2,3 m

H,W*~ 2,2- 2,5 m

L* = 3,2 – 3,6 m L* = 1,75 m

G* ~ 9 - 12 t

*) Ungefähre Gewichte & Abmessungen hängen von individuellen Anlagenkofiguration

G* ~ 15 t

Turbine-Generator Unit Designs

HYDROMATRIX® versus StrafloMatrixTM

Ausgangszustand

Geschlossenes Saugrohrschütz

TG-Einheit ist Anfahrbereit

Startsequenz

Teil-Öffnung des Saugrohrschützes

Erreichen der Nenndrehzahl

Synchronisation und Netzzuschaltung

Normalbetrieb

Saugrohrschütz wird vollständig geöffnet

Leistungsanstieg bis zum stabilen Betriebszustand

Stopsequenz

Schließen des Saugrohrschützes

TG-Einheit wird beim Nulldurchgang vom Netz getrennt

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HYDROMATRIX®

Synchronisation und Betrieb einer Maschineneinheit

Module

MS-Station HS-Umspannwerk

NS-Eigenbedarfsanlage

Freileitung

Transformatoren

Schaltanlage

PCC

NETZ

ANLAGE

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HYDROMATRIX®

Modulares Konzept der Elektrischen Anlage

Maschinen-Einheiten

Anbindung über:

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HYDROMATRIX®

Typisches Konzept der Schutz- und Automatisierungstechnik

Elektrischer Schutz Maschinensteuerung

Anlagensteuerung und Bedienung

Fernsteuerung

Schutzrelais

Netzwerkkommunikation

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Wehranlagen

Bewässerungsanlagen

Kanäle und

unbenutze Schiffsschleusen

Einlaufbauwerke

HYDROMATRIX®

Anwendungstypen

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Anwendung: Bewesserungsanlagen

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Jebel Aulia HYDROMATRIX® Wasserkraftwerk, Sicht von Oberwasserseite

HYDROMATRIX® Referenz

Bewässerungsanlagen – JEBEL AULIA / Sudan

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HYDROMATRIX® Turbinen-Generator Einheit in Wartungsposition



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Schaltanlangen-Kontainer & Tranformatoren, UW-Ansicht



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Kunde: Energie AG

D = 1,120 mm

n = 428.6 rpm

H = 8.5 m

Ptu = 700 kW

1 Einheit, Prototyp der

StrafloMatrixTM

Auftragserhalt : 2002

Inbetriebnahme : 2003


AGONITZ / Österreich

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Einbau der ersten permanenten StrafloMatrix™ Einheit im März 2004


AGONITZ / Österreich

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Kunde: AHP / EVN / Wienstrom

Nach Inbetriebnahme im Juni 2005


NUSSDORF/ Österreich

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Kunde: AHP / EVN / Wienstrom

D = 1,320 mm

n = 336.7 rpm

H = 5.86 m

Ptu = 545 kW

12 separate Einheiten

Ptotal = 4.5 MW

Auftragserhalt: 2004

Inbetriebnahme: 2005



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Anlagenkonzept

Überströmtes Wehr

Einlaufrechen mit RRM

Einlauf- und Saugrohr-

schützen

Entleerbare Turbinen-

kammer mit Saugrohr

UW-Galerie für Kabelaus-

leitung, HPU und

Wartungsarbeiten



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Bauphase



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Anwendung: Einlaufbauwerke

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Kunde: Metro Hartford

D = 660 mm

n = 900 rpm

H = 8 - 35 m

Ptu = 500 kW

6 Einheiten in 2 Modulen*)

Ptotal = 3 MW

Auftragsjahr: 1987


*) Konstruktion von Obermeyer Hydro Inc.


Einlaufbauwerk- COLEBROOK / USA

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Anwendung: Schiffsschleusen

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Kunde: Donaukraft

D = 910 mm

n = 500 rpm

H = 10.3 - 1.0 m

Ptu = 200 kW

25 Einheiten in einem Modul

Ptotal = 5 MW

Auftragserhalt : 1997



Schiffsschleusen- FREUDENAU / Österreich

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CHIEVO DAM - Italien

Projektstandort

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Nutzung der Mindestdotation zur

Wasserkrafterzeugung an bestehender

Schleuse.

Hochwasserabfuhrvermögen der

Schleuse soll erhalten bleiben.

Verwendung der bestehenden

Schleuse ohne größere Umbauten.

Bewahrung des historisch wertvollen

Ensembles.

Ermöglichung von Fischmigration.

CHIEVO DAM - Italien

Designherausforderungen

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Das Modul mit integrierten

StrafloMatrixTM TG-Einheiten

StrafloMatrixTM Referenz

CHIEVO DAM / Italien

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Kunde: Consorzio Canale Ind. le G. Camuzzoni

Consultant: Studio Frosio

D = 1,320 mm

n = 250 rpm

H = 3.8 m

Ptu = 270 kW

5 Einheiten in 1 Modul

Ptotal = 1.35 MW

Jahresenergie: ca. 12 GWh

Projektstart: 2007


Baustelle während der

Errichtung der Anlage

StrafloMatrix Anlage

in Wartungsposition,

OW-Ansicht



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Gewinner des österreichischen

Staatspreises für Umwelt- und

Energietechnologie 2010 StrafloMatrixTM Wasserkraftanlage, UW-Ansicht



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(3)

LOWER ST. ANTHONY FALLS - USA

StrafloMatrixTM Kraftwerk

LSAF :StrafloMatrix Kraftwerk in Betrieb

LSAF vor Errichtung des

SM- Kraftwerks

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LOWER ST. ANTHONY FALLS - USA

Designherausforderungen

Verwendung der bestehenden Schleuse

ohne größere Umbauten ( keine Aushub)

Hochwasserabfuhrvermögen der

Schleuse soll erhalten bleiben.

Wasserbauversuch an der TU Wien

Erfüllung der Netzanschlussbedingungen.

Keine Beeinträchtigung des

Schiffsverkehrs.

Bewahrung historisch wertvollen

Ensembles.

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Technische Daten:

16 TG-Einheiten (2 Reihen je 8)

D = 1,320 mm

n = 327.3 rpm

HGR max = 7.6 m

PGen = 625 kW

Max. Anlagenleistung: 10 MW


Projektstart: 2007


Gesamtleistung: 8% über die Gewährleistung


LOWER ST. ANTHONY FALLS / USA

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Bau- und Montagearbeit

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Portalkran

Kabeltrommel

HPU und

Schaltanlage

in der Gerätegallerie

StrafloMatrix

TG-Einheit in

Wartungsposition,

OW-Ansicht

LOWER ST. ANTHONY FALLS / USA

StrafloMatrixTM Anlage

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Kunde: Verbund / Energji Ashta

ASHTA I & II - Albania

Ein Vorzeigebeispiel für effiziente projektentwicklung

Schnelle Projektentwicklung

Weniger als 2 Jahre von Idee bis Vertragsunterzeichnung

Sehr erfahrener Bauherr

Gute Zusammenarbeit zwischen allen Interessensträgern

in Albanien und Österreich

Hauptkriterien bei der Auswahl der Technologie

Kosten pro kwh

Flache Bauweise, um Aushubarbeiten zu minimieren und

geologische Herausforderungen zu vermeiden.

Keine Änderung der Überschwemmungsbereiche

Die untersuchten Technologien

Konventionelle Bulb- versus HYDROMATRIX® -Turbine

HYDROMATRIX® wurde wegen geringerer Gesamtkosten bei

gleichzeitiger Erfüllung aller Randbedingungen gewählt.

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Anlagenlayout

2 HYDROMATRIX® Kraftwerksanlagen

mit jeweils 45 TG-Einheiten

6 km neu errichteter Aus-/Einlaufkanal

zwischen ASHTA I & II

Schlüsselfertige Lieferung

des E & M Equipments

Ptotal = 53 MW (24MW + 45 MW)


Projektstart: : Dezember 2008


Dokument

Gedruckt 00.00.0000 0:00

1/1

KW Ashta 1

KW Vau i Dejes

Spatharawehr

Ausleitungskanal

KW Ashta 2

Unterwasserkanal mit anschl.

Unterwassereintiefung

Restwasserkanal,

Fischaufstiegshilfe

Source: © Energij Ashta - A project company of VERBUND and EVN, used by permission


ASHTA I & II / Albanien

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Intake Trashrack

TG-Unit

Draft Tube

UG Gallery

CraneTRCM

Draft Tube Gate

TECHNISCHE DATEN: ASHTA 1

LEISTUNG: 45x534 kW = 24.03 MW /

24.64 MVA

FALLHÖHE: 4.98 m

TECHNICAL DATA: ASHTA 2

LEISTUNG: 45x1,003 kW = 45.14 MW /

46.29 MVA

FALLHÖHE : 7.53 m



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Hydromatrix® TG-units

ASHTA I- Während der Bauphase, OW-Ansicht

ASHTA I - Kraftwerk& eingebaute Kran

ASHTA I - Erster Abschnitt, OW-Seite, Einlaufkanal



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UW- Seitige Ansicht

OW-Seitige Ansicht

ASHTA I

Baustellenstatus - Januar 2012

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Upstream view

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HYDROMATRIX® TG-Einheiten in

Wartungsposition, OW-Seitige Ansicht

ASHTA 2- Kraftwerkshaus, UW-Seitige Ansicht

ASHTA II

Baustellenstatus - September 2012

Ashta 1 - First section, upstream side, Intake canal

Ashta 1 - Installed Draft Tube Gate Ashta 2 - Start of concreting dam

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OW-Ansicht HYDROMATRIX® TG-Einheit



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Anwendung: Wehranlagen

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Wehranlagen – Ohio River

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Wehranlage - Ohio River

Bay 1 Bay 2 Bay 3 Bay 6 Bay 5 Bay 4 Bay 8 Bay 7 Bay 9 Bay 10 Bay 11

Flussrichtung HYDROMATRIX® Module

Radialschütze

Typischer Verwendungszweck der

Wehranlagen:

Schiffbarmachung und Hochwasserschutz

HYDROMATRIX® Konzept:

Einbau von HYDROMATRIX® Modulen in die

Dammbalkenschlitze

Dank dieser flexiblen modularen Bauweise sind

verschiedene Anlagenkonfiguratinen möglich.



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Beispiel fü ein alternatives Design: Mehrere

Module sind in den Schlitzen der

Wartungsdammbalken der Radialschützen

installiert

HYDROMATRIX®: 2 x 17 Einheiten je Modul

Laufraddurchmesser: 1.25 m

Fallhöhe: 6.5 m

Durchfluss/Einheit: 10.6 m³/s

Durchfluss/Modul: 360.4 m³/s

Leistung/Einheit: 500 kW

Anlagenleistung: 85 MW Schnittansicht

Betriebsposition

HYDROMATRIX® Konzept


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Turbinen -

Generator

Einheiten

Einlauf-

rechen

Schalt-

anlagen

& Steuerung

Saugrohr-

verschluss

Wehr-

klappen

Hydraulik-

anlage UW

OW

HYDROMATRIX® Konzept

Modul - Querschnitt

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Für weitere Information über HYDROMATRIX® bitte um Kontaktaufnahme mit:

www.andritz.com/hy-hydromatrix

HYDROMATRIX®

Kontakt Weltweit

Günter Hetzmannseder

Phone: +43 (732) 6986 6429

E-mail: [email protected]

ANDRITZ HYDRO GmbH

A - 4031 Linz, Austria

Lunzerstrasse 78

Web: http://www.andritz.com

mailto:[email protected]

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