Speicherkraftwerk Arnstein

Das VERBUND-Kraftwerk Arnstein ist ein Speicherkraftwerk und im unteren Teigitschgraben nahe des Ortes Gaisfeld bei Krottendorf in der Steiermark gelegen. Es wurde von 1922 bis 1925 erbaut.

Technische Beschreibung 

In den Jahren 1922 bis 1925 das Jahresspeicherkraftwerk Arnstein mit dem Tagesspeicher Langmann, errichtet. Das Stauziel des Speichers Langmann mit einem Nutzinhalt von 0,32 Mio. m3 liegt auf Höhe 630,5 m. Der Speicher wird durch eine 26 m hohe Gewichtsmauer abgeschlossen. Die Triebwasserführung besteht aus dem 5,25 km langen Druckstollen, dem Wasserschloss und den beiden 690 m langen gepanzerten Druckrohrleitungen. Im 1931 erweiterten Kraftwerk sind drei Maschinensätze mit horizontaler Welle und einer Engpassleistung von zusammen 30.000 kW installiert. Jeder der drei Maschinensätze besteht aus einer Francis-Spiralturbine und einer Synchrongenerator.

Das Kraftwerk steht für Besucher offen- werfen Sie hier einen Blick hinter die Kulissen der Stromerzeugung.

Auf einen Blick:

Eigentümer: VERBUND Hydro Power GmbH
Betreiber: VERBUND Hydro Power GmbH                                 
Inbetriebnahme: 1925
Typ:  Speicherkraftwerk
Region: Österreich, Steiermark
Gewässer: Teigitsch
Leistung: 30 MW
Jahreserzeugung: 49.146 MWh
Turbinen: Francis (3)
Fischwanderhilfen:                      nein

Detailinformationen zu Geschichte, Bau und Technik

Die Baugeschichte des Speicherkraftwerkes Arnstein ist eng mit der Gründungsgeschichte der Steirischen Wasserkraft- und Elektrizitäts-AG (STEWEAG) verbunden. Nach dem Ende der Monarchie 1919 und der damit einhergehenden Trennung Österreichs von den Kohlerevieren in Böhmen und Schlesien, die für die Befeuerung der Dampfmaschinen in damals hauptsächlich eingesetzten Wärmekraftwerken notwendig waren, suchte man nach alternativen Möglichkeiten zur Stromgewinnung. Durch den österreichischen Wasserreichtum bot sich der Ausbau von Fließgewässern an.

In dieser Zeit des Umbruchs wurde am 30. März 1921 die STEWEAG gegründet mit dem Ziel, in der Steiermark Lauf- und Speicherkraftwerke für die großflächige Versorgung mit Elektrizität zu errichten. Erstes Projekt dieser Gesellschaft stellt das Speicherkraftwerk Arnstein im Teigitsch-Gebiet dar.

Die ursprünglichen Planungen sahen zwei Pelton-Turbinen mit einem Schluckvermögen von je 2 m³/sec. vor, die zu einem späteren Zeitpunkt durch eine dritte Pelton-Turbine mit 4 m³/sec. ergänzt werden sollten. Die Gesamt-Ausbauleistung sah 14.710 kW vor. Der Hallenkran sollte vorerst nur die ersten beiden Maschinensätze bestreichen und später zum dritten Maschinensatz verlängert werden. Für die architektonische Gestaltung der Hochbauten des Krafthauses war die Auslobung eines Wettbewerbs unter heimischen Architekten geplant, deren Entwürfe des "Vereins für Heimatschutz" zu entsprechen hätten. Ausführender Architekt war schließlich Fritz Haas, die Gesamtplanung übernahm die STEWEAG mit ihrem planenden Ingenieur Hermann Grengg. Grengg promovierte übrigens 1930 an der Technischen Hochschule Graz über den "Speicherbau für das Teigitsch-Werk".

Die Bauarbeiten begannen im Frühjahr 1922 mit der Aufschließung des Grundstückes für das Krafthaus. Im August 1922 wurde die Rampe für den Schrägaufzug und die eisernen Druckrohrleitungen hergestellt und die Krafthaus-Baugrube ausgehoben. Bei der Planung legte man großen Wert auf die Feuersicherheit der Bauwerke, was sich in der Verwendung von Eisenbeton für Wände und Decken sowie Dachstühlen aus Polonceau-Eisenbindern widerspiegelt.

Im Jänner 1925 konnte der Triebwasserstollen testweise gefüllt werden, und im Februar begannen die Arbeiter mit dem Probebetrieb. Am 25. März wurde die 26,5 km lange 60 kV-Leitung von Arnstein nach Graz erstmals unter Spannung gesetzt. Mit einem großen Festakt unter Teilnahme des Bundespräsidenten, Bundeskanzlers, Landeshauptmanns und hochrangiger Festgäste ging das Werk am 28. März 1925 offiziell in Betrieb. Die Ausbauleistung der beiden Maschinensätze betrug damals 21.000 kW.

Nach der Fertigstellung suchte die STEWEAG nach einem zusätzlichen Abnehmer für die gewonnene Elektrizität und fand diesen in der Firma Schoeller-Bleckmann-Werke AG Wien. Das Problem des Stromtransports löste man mit einer 110 kV-Leitung von Arnstein über Graz und Mürzzuschlag zum Umspannwerk Ternitz, die im Februar 1926 unter Spannung gesetzt werden konnte. Von dort wurde die Energie über eine 16 kV-Leitung nach Wien weitergeleitet.

Der Beschluss des Exekutivkomitees der STEWEAG zur Erweiterung des Teigitschwerkes um einen Maschinensatz und eine zusätzliche Druckrohrleitung fiel im Dezember 1929. Im Frühjahr 1930 begannen die Erweiterungsarbeiten, die im April 1931 mit der Inbetriebnahme des dritten Maschinensatzes und damit einer Leistungserhöhung auf 30 MW abgeschlossen wurden.

1970 erfolgte die Erneuerung der Deckung des Schalthauses, im Jahr darauf die Neudeckung des Maschinenhauses und des Verbindungsganges. Dabei wurden die alten Biberschwanzziegel gegen eine deutsche Doppeldeckung ersetzt.

1983 erhielt das Werk neue Fenster und Türen, 1994 neue Lüftungsgauben auf den Dächern über den Transformatoren. Im selben Jahr wurden zwei Transformatoren getauscht, 2003 folgte der dritte.
Architektur: Fritz Haas.
Planung: Hermann Grengg, Planungsabteilung der STEWEAG.
Ausführung: Allgem. Österr. Baugesellschaft - A. Porr AG (als Mitglied des Steirischen Wasserbausyndikats)
Das Krafthaus des Speicherkraftwerks Arnstein ist im unteren Teigitschgraben in der Weststeiermark nahe Gaisfeld bei Krottendorf gelegen.

Zum Krafthaus führt von Südwesten der Teigitschklammweg und von Nordosten die Teigitschstraße.

Die Gebäude des Krafthaus-Ensembles sind annähernd in Ost-West-Richtung angelegt. Der östliche Teil wird vom Krafthaus gebildet, an dessen Westseite im rechten Winkel das Steuerhaus mit der Schaltwarte angebaut ist. Ein Verbindungsgang, der zugleich den Innenhof nach Norden begrenzt, führt vom Steuerhaus zu den zwei Schalthaus-Trakten mit 20 kV und 60 kV Schaltanlagen. Im Westen der Gebäudegruppe schließt eine Freiluft-Schaltanlage an.

Krafthaus
Das über rechteckigem Grundriss auf einer Fläche von 16,80 / 26,50 m errichtete Krafthaus erstreckt sich in Nord-Süd-Richtung und ist inklusive des steilen Walmdaches 24 m hoch. Seine aufgespitzten Sichtbeton-Außenflächen sind an der östlichen Längsfassade in sechs Achsen mit Durchfahrt und fünf großen Rundbogenfenstern und an der nördlichen Stirnfassade mit drei Rundbogenfenstern gegliedert, die jeweils durch Lisenenvorlagen getrennt sind. Die mit Eisensprossen versehenen Fenster belichten die dahinter liegende Maschinenhalle.

Über einem Gesimse mit gekehltem Unterprofil, das die Kranbahn im Inneren der Maschinenhalle markiert, führen halbrunde Mauervorlagen die vertikale Teilung weiter, wobei in den Feldern dazwischen dreifach gekuppelte, hochrechteckige Sprossenfenster angeordnet sind. Über einem gekehlten Abschlussgesims steigt das steile Walmdach auf, das kleine Dachgaupen in Dreiecksform aufweist. Oberhalb des Rundbogens der Durchfahrt ist ein hochovales Schild mit dem Schriftzug "STEWEAG Werk Arnstein 1922 - 24" angebracht. In der Mittelachse des zweiflügeligen Einfahrtstores ist eine rundbogige Gehtür mit sprossengeteiltem und vergittertem Rundfenster integriert. Im Rundbogen des Tores sind zwei viertelkreisförmige, versprosste Glasfelder angeordnet. Linkerhand der Einfahrt befindet sich ein niedriger, mit abgewalmten Pultdach gedeckter Werkstättentrakt, zur Rechten führt ein zweiflügeliges Rundbogentor in die Maschinenhalle.

Der lichtdurchflutete, 14 m breite, 25 m lange und 13,75 m hohe Raum wird von glatt verputzten Wänden abgeschlossen, entlang seiner Längsachse sind die drei Maschinensätze mit horizontaler Welle eingebaut. Oberhalb der Kranbahn, die auf der Mauerbank ruht, tragen schlankere Wände eine flache Holzbalkendecke. An der westlichen Längsseite stellt ein breites, halbrund abgeschlossenes Fenster den Sichtkontakt mit der dahinter liegenden Schaltwarte her. An der südlichen Stirnwand befindet sich neben der Durchfahrt ein erhöhter Abstellplatz, wobei der Bühnenkran die Lasten aus der Durchfahrt heben und auf den Abstellplatz oder in die Halle transportieren kann.

Steuerhaus (Betriebsgebäude)
An der westlichen Längsseite des Krafthauses ist im rechten Winkel das auf rechteckigem Grundriss errichtete, zweigeschoßige und mit einem steilen Walmdach gedeckte Steuerhaus angebaut, dessen glatt verputzte Außenflächen einen vorspringenden Sockel und ein gekehltes Abschlussgesimse besitzen. Die im Erdgeschoß querrechteckigen, im Obergeschoß hochrechteckigen, mit Sprossen versehenen zweiflügeligen Fenster, sowie die zweiflügeligen Türen sind mit erhabenen, abgeschrägten Faschen umgeben. Eisengitter mit Volutenformen sichern die Glasfelder der Türfüllungen, wobei jene der westseitigen Eingangstür zusätzlich den Schriftzug "STEWEAG" enthalten. In der Vorhalle des Steuerhauses trägt ein achtkantiger Pfeiler aus Kunststein die Decke des Obergeschoßes, zu dem eine zweiarmige Treppe führt. Im Erdgeschoß befindet sich ein Wandbrunnen mit der Figur des "Teigitschmandls", sowie Bank und Tisch des Maschinisten, die ursprünglich in der Maschinenhalle aufgestellt waren. Eine Holzbalkendecke schließt das Foyer nach oben ab.

Im ersten Obergeschoß des Steuerhauses ist unmittelbar neben der Maschinenhalle und zu dieser mit einem Rundbogenfenster verbunden die Schaltwarte untergebracht. Der annähernd quadratische Raum mit abgeschrägten Ecken erhält Tageslicht von einer Oberlichte, die innerhalb eines mehrfach gewulsteten Gesimses mit reicher, netzartiger Eisenversprossung versehen ist. Die Schaltpulte und die Schalttafeln an den Wänden sind mit schwarzem Naturstein verkleidet und enthalten die originalen Mess- und Steuereinrichtungen.

Verbindungsgang
An der Westwand des Steuerhauses schließt im Obergeschoß ein glatt verputzter Verbindungsgang an, der auf von Pfeilervorlagen gestützten Rundbogen ruht, wobei zwei mittlere, große Bögen von zwei kleineren Bögen flankiert werden. Über einem Gesimse belichten gekuppelte, hochrechteckige und versprosste Fenster sein Inneres. Nach oben wird er von einem Satteldach abgeschlossen.

Schalthäuser
Der Verbindungsgang führt nach Westen zu den beiden hintereinander gereihten Schalthäusern, wobei zunächst der Trakt für 20 kV, gefolgt vom westlich anschließenden Trakt für 60 kV angeordnet ist. Die Trakte sind jeweils auf rechteckigem Grundriss errichtet, zweigeschoßig und in der Höhe leicht gestaffelt. Unter hohen Walmdächern mit Dreiecksgaupen sind die Außenflächen glatt verputzt, wobei ein einfaches Kordongesims das leicht vorspringende Erdgeschoß vom Obergeschoß trennt. Kleinformatige, überwiegend quadratische Fenster belichten das Erdgeschoß, während im Obergeschoß an der Nordseite hochrechteckige Fenster und durch Mauerbänke getrennte Oberlichten mit Sprossenteilung angeordnet sind.

An den nördlichen Längsseiten sind im Obergeschoß unter Vordächern Konsolen für die Abspannungen angeordnet. An der südlichen Längsseite ist den Schalthäusern ein niedrigerer, glatt verputzter Trakt mit abgewalmtem, gaupenbesetztem Pultdach vorgelagert, der hinter großformatigen Falttoren mit Oberlichten die Transformatoren und diverse Nebenräume enthält. Im 60 kV-Trakt ist, unmittelbar anschließend an den 20 kV-Trakt, ein gewendeltes Stiegenhaus angeordnet, von dem aus beide Trakte erschlossen werden. Sein Erdgeschoßpodest, das durch eine zweiflügelige Tür von Norden aus zugänglich ist, wird von kugelbekrönten Brüstungspfeilern flankiert. Ein weiteres zweiarmiges Stiegenhaus im 60 kV-Trakt, Bedienungsgänge sowie Galeriegänge sorgen für die Erschließung des Inneren.

Kranz-Wehr
An der rechten Seite des Unterwasser-Kanals ist das so genannte "Kranz-Wehr" der Papierfabrik Kranz situiert. Über einem rechteckigen Unterbau aus Sichtbeton erhebt sich ein Holzschuppen mit Walmdach.

Triebwasserweg
Das Krafthaus Arnstein wird von den Speichern Langmann, Hierzmann und Pack mit Triebwasser versorgt. Die beiden vom südlichen Hang kommenden, frei verlegten Druckrohrleitungen verlaufen an der östlichen Längsseite des Krafthauses unter der Plattform des Unterwassers und zweigen von dort zu den Maschinensätzen ab. Der Unterwasserkanal beginnt annähernd in der Mittelachse des Krafthauses und verläuft nach Nordosten zum Kraftwerk Teigitschmühle.
 
Krafthaus
Unterkonstruktion und Hochbau des Krafthauses bestehen aus Eisenbeton, dessen Oberflächen an den Außenflächen aufgespitzt wurden. Die Durchfahrt zum Werkshof ist zum Teil mit einer Betonbalkendecke abgeschlossen. Der Dachstuhl besteht aus zarten Eisen-Streben, die ursprünglich mit keramischen Biberschwanz-Ziegeln ausgeführte Dachdeckung wurde durch Faserzement-Schindeln ersetzt. Als Fensterkonstruktionen kamen Eisensprossenfenster mit Einfachverglasung zum Einsatz, die Tore bestehen aus Eisenblech mit durch Eisengittern gesicherte Glasfüllungen. Das Innere der Maschinenhalle besitzt glatt verputzte und weiß gestrichene Mauern und eine flache Holzbalkendecke. Als Bodenbelag wurden quadratische, rote Fliesen verwendet.

Steuerhaus, Verbindungsgang und Schalthäuser
Für die Fundamente und die stärker belasteten Teile des Hochbaues kam Eisenbeton zum Einsatz, das aufgehende Mauerwerk besteht aus verputzten und gestrichenen Ziegelverbänden. Über den hölzernen Dachstühlen ist die Deckung nunmehr mit Faserzement-Schindeln ausgeführt, die ursprüngliche Dachdeckung bestand aus keramischen Biberschwanzziegeln und Kupferblech. Die ehemaligen Holzsprossenfenster wurden zum Großteil durch Kunststoff-Fenster mit Isolierverglasung ersetzt. Die Türen sind aus Holz oder Eisenblech gefertigt und partiell mit Glasfüllungen und Eisengittern versehen. Die Stiegenhäuser bestehen aus Kunststein mit Eisengeländern, der Boden ist zum Teil mit roten, quadratischen Fliesen belegt.

Der Raum der Schaltwarte besitzt eine Oberlichte mit Eisensprossen-Teilung, die Schalttafeln und Schaltpulte wurde mit Platten aus schwarzem, belgischem Muschelkalk verkleidet. Das Fenster zwischen Warte und Maschinenhalle wurde nachträglich durch eine Kunststoff-Konstruktion ersetzt.

Kranz-Wehr
Über einem Unterbau aus Ortbeton erheben sich Holzwände, die Dachdeckung ist aus Faserzement-Schindeln gefertigt.
 
Turbinen und Generatoren
Drei horizontal eingebaute Francis-Turbinen von J. M. Voith aus St. Pölten liefern bei einem Nenndurchfluss von 5,5 m³/sec. eine Nennleistung von 11.000 kW. Die Laufräder messen jeweils 1,2 m im Durchmesser und besitzen 15 Laufschaufeln und 16 Leitschaufeln. Über eine durchgehende Achse sind die Turbinen mit drei 13.000 kVA-Drehstromgeneratoren verbunden. Generator 1 ist eine Produkt der Siemens-Schuckertwerke AG, die Generatoren 2 und 3 wurden von der Elin Union geliefert. Bei 750 U/min. besitzen sie einen Nennspannung von 5,5 kV.

Transformatoren
Jede Maschine ist mit einem Maschinentransformator von der Elektro-Bau AG Linz (EBG) verbunden. Die Umspanner 1 und 3 besitzen einen Nennleistung von 13.000 kVA und verbinden die 5,5 kV-Spannungsebene mit der 110 kV-Ebene. Umspanner 2 weist 20.000 kVA Nennleistung auf und verbindet die 5 kV- mit der 60 kV-Ebene. Die gewonnene Elektrizität wird mit 110 kV in die SF6-Schaltanlage eingespeist und anschließend an die STEWEAG übergeben.

EB-Trafos
Ein 250 kVA-Transformator von ABB und ein 108 kVA-Transformator von ELIN, die den Strom sowohl von Maschine 1 als auch von Maschine 2 beziehen können, spannen die Energie von 5 kV auf 400 V um.

Hubwerke
Die Maschinenfabrik Andritz bei Graz lieferte den Hallenkran, bestehend aus genieteten Stahl-Fachwerkträgern und einem Hubwerk mit 35 t Traglast.
 

Querschnitte des Kraftwerks:

VERBUND-Kraftwerk Arnstein
Querschnitt des Speicherkraftwerkes Arnstein