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Das 1942 gebaute Wasserwerk Echthausen an der Ruhr, östlich von Wickede, erhielt 2020 eine 375 kWp starke PV-Anlage auf einem Gebäudedach. 2023 folgte eine 745 kWp starke PV-Freiflächenanlagen auf dem Betriebsgelände - in der Wasserschutzzone 2. Mehr als 1 Mio. kWh werden so zur Trinkwasser-Versorgung von rd. 300.000 Menschen in den Kreisen Soest, Unna, Hochsauerlandkreis, Warendorf, Hamm und Gütersloh genutzt. (Foto: Wasserwerke Westfalen GmbH)

Wasserwerk Echthausen nutzt smarten Solarstrom zur Trinkwasserproduktion

Die Gewinnung regenerativer Energie aus Wasserkraft ist durch die Wasserkraftpotentiale der Ruhr nach oben hin ausgeschöpft. Daher wandten sich die Wasserwerke Westfalen (WWW) bereits frühzeitig dem Ausbau von Photovoltaik zu. Bereits 2012 wurde auf einigen, geeigneten Dächern der Betriebsgebäude von WWW Photovoltaik-Anlagen errichtet.

Seither fand die Nutzung von fünf Dächern statt: auf dem Krafthaus und dem Pumpwerk des Wasserwerks Echthausen, auf den Werkstätten der Wasserwerke Hengsen und Villigst und auf dem Aufbereitungsgebäude im Wasserwerk Witten. Insgesamt wird mit 884 Modulen eine Fläche von 1.250 m² überspannt. Die erwartete Leistung liegt bei ca. 120.000 kWh pro Jahr. Unter günstigen Verhältnissen kann die Energieausbeute auch noch höher ausfallen.

Wasserwerk Echthausen mit über 1 MW Photovoltaik ausgestattet

Mit dem Bau der „Weitergehenden Aufbereitungsanlagen“ (WAA), die in allen WWW-Wasserwerken gebaut werden, kamen neue Flächen hinzu. Die Dächer der WAA sind über 80 Meter lang und 35 Meter breit und bieten sich hervorragend zur Errichtung von PV-Dachflächenanlagen an.

Als Pilotanlage ging 2020 die 375 kW_p PV-Anlage - p steht für das englische "peak", was auf deutsch "Spitzenleistung" bedeutet - auf dem Gebäudedach der WAA im Wasserwerk Echthausen in Betrieb. Insgesamt 1176 Module sind auf der 2.800 m² großen Dachfläche installiert worden. Dabei hat jedes Modul eine Leistung von 320 W_p. Der Bau der Solaranlage wurde vom Gesellschafter DEW21 übernommen. 2021 folgte die WAA im Wasserwerk Westhofen. Pro Anlage können jährlich rund 350.000 kWh CO₂-freier Strom erzeugt werden.

PV-Freiflächenanlage im Wasserwerk Echthausen

Mit einer 745 kW_p PV-Freiflächenanlage in der Wasserschutzzone 2 setzte WWW in NRW und bundesweit ein klares Zeichen für erneuerbare Energien in der Trinkwasserversorgung. Geschätzte 700 Tsd. kWh/a hier erzeugter Solarstrom werden ab 2023 im Wasserwerk Echthausen zur Trinkwasserproduktion genutzt. Die Photovoltaik-Anlage besteht aus 1.674 Modulen mit 3.644 m² Fläche bei 20 Grad Neigung in Südausrichtung und einer Spitzenleistung von 745 kW_p.

Die Genehmigungsfragen für eine PV-Anlage in der Wasserschutzzone II mit besonderen Anforderungen waren Neuland – doch durch ein frühzeitiges Einbinden aller Beteiligten und Interessensträger und einem konstruktiven, lösungsorientierten Verfahren seitens der Genehmigungsbehörden gab es grünes Licht für diese Pilotanlage. Nichtsdestotrotz dauerte dieser aufwändige Prozess knapp 17 Monate.

Die neue Generation der PV-Anlagen auf den Dachflächen der WAA bzw. die erste Freiflächenanlage generieren Solarstrom zur Eigennutzung für die Trinkwasserproduktion in den jeweiligen Werken und sorgen so für eine noch größere Versorgungssicherheit und machen das Trinkwasser von WWW noch klimafreundlicher.

Smartes Energiemanagement im Wasserwerk Echthausen

Im September 2022 führten die WWW ein komplett neues Energiemanagement im Wasserwerk Echthausen ein. „Durch den energieoptimierten FlexBetrieb im Wasserwerk Echthausen sind die wirtschaftlichen und ökologischen Erwartungen voll erfüllt worden“, zieht Geschäftsführer Bernd Heinz das erfolgreiche Fazit aus dem ersten vollen Kalenderjahr 2023.

Mit der KI-basierten Optimierungssoftware AsWa, einem deutlich gestiegenen Anteil an selbsterzeugtem Strom durch neue PV-Anlagen sowie der starken Produktion grünen Stroms durch Wasserkraft stand im Werk Echthausen mehr Ökostrom zur Verfügung als für die Trinkwasserproduktion erforderlich war – und dies bei gleichzeitiger Kostensenkung. Die flexiblere Werksfahrweise gekoppelt an das Dargebot der für den Eigenbedarf gewonnenen Erneuerbaren prägte diese Erfolgsbilanz.

Im Detail: Vom Gesamtstrombedarf von rund 8,9 Mio. kWh wurden 1,1 Mio. kWh durch die neuen PV- Dach- und Freiflächenanlagen auf dem Werksgelände gewonnen. Eine starke Wasserführung der Ruhr verhalf zu einer Stromproduktion durch Wasserkraft von 8,7 Mio. kWh. Hinzu kam der Zukauf von 0,8 Mio. kWh Windstrom aus dem ersten Jahr PPA (Power Purchase Agreement) von einer Dortmunder Windkraftanlage.

Dies ergab für den Standort Echthausen einen nachhaltigen Strommix, der im gesamten Jahresverlauf gut zum Eigenverbrauch passte. Teilweise kam es sogar zu Überschussmengen, die über den Strombilanzkreis an die anderen WWW-Werke geliefert werden konnten.

In 2023 wurden rund 20 Mio. m³ Trinkwasser ausschließlich und nachhaltig mit regenerativem Strom produziert. Die flexiblere Trinkwasserproduktion hatte keinerlei negativen Einfluss auf Trinkwasserqualität und Versorgungssicherheit, wie die kontinuierlichen Laboruntersuchungen bestätigten.

„Auch wenn ein so niederschlagsreiches Jahr wie 2023 eine Ausnahme ist, wird dieser Energiemix aus Erneuerbaren inklusive der neuen energieeffizienteren Steuerung der Trinkwasserproduktion in den Werken für Wasserwerke Westfalen der Weg in die Zukunft und zur CO₂-Neutralität sein“, so Bernd Heinz abschließend zur neuen Strategie.

Ausblick: Nach dem bereits im November 2023 mit AsWa optimierten Wasserwerk Halingen wird in der zweiten Jahreshälfte 2024 ein drittes Wasserwerk auf den flexibleren Betrieb umgestellt. Auch weitere Optimierungen zum Werkseinsatz sollen 2024 in AsWa erfolgen sowie ein zweiter Wind-PPA auf den Weg gebracht werden.

Steckbrief
Projektnummer: 3668
Objekt: Wasserwerk
Ort: Wickede (Ruhr)
Beteiligte Unternehmen: DEW21, Wasserwerke Westfalen GmbH
Elektrische Leistung: 1.115,00 kW
Produzierte kWh elektrisch pro Jahr: 1.100.000,00 kWh
Baujahr: 2020

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