EPFL verhilft dem Modellbau zu neuen Höhen

Die Plattform für Wasserbau der EPFL hat den Auftrag erhalten, ein zukünftiges Wasserkraftwerk in Australien zu modellieren. Im Rahmen dieser Arbeit hat das Team auf dem Campus eine überdimensionale Nachbildung gebaut.

Florent Hiard, Sandy Evangelista 10.06.2022

In der Welt des Modellbaus ist der Massstab 1:25 äusserst nützlich. Damit kann man seine Lieblingsautos oder Zinnsoldaten im Wohnzimmerfenster ausstellen. Und vor allem können die Ingenieurfachleute der Platform of Hydraulic Constructions (PL-LCH) der EPFL auf diese Weise lebensgrosse Strukturen auf Modelle verkleinern, die in ein Gebäude auf den Lausanner Campus passen.

Wer ihr neuestes Modell von oben betrachten will, braucht allerdings eine Leiter. Das PL-LCH-Team arbeitet nämlich an Snowy 2.0, einem grossen Wasserkraftprojekt in Australien, bei dem zwei Stauseen südlich von Canberra – Tantangara und Talbingo – durch einen 27 Kilometer langen Tunnel mit Turbinen und einem Pumpwerk verbunden werden. Das Kraftwerk selbst, das sich im Inneren des Tunnels befindet, wird eine Leistung von 2000 Megawatt und eine Speicherkapazität von 350 000 Megawattstunden haben: «Das ist das 17-fache der Speicherkapazität des Wasserkraftwerks Nant de Drance im Wallis», erklärt Azin Amini, Leiter des Technologietransfers bei PL-LCH.

Das Modell, das im Gebäude des PL-LCH auf dem Campus untergebracht ist, bildet die Stollenköpfe der beiden Stauseen und die umliegende Topografie nach. Sie sind jeweils etwa vier mal sechs Meter gross und stehen nebeneinander. Sie sind durch Rohre verbunden, die den Flüssigkeitsfluss zwischen den beiden Gewässern simulieren. Laut Mona Seyfeddine, Bauingenieurin am PL-LCH, nutzt das Team das Bauwerk, um die Strömungsverhältnisse und andere Wasserbewegungen zu untersuchen, die beim Füllen der Stauseen und bei der Aktivierung des Pumpensystems auftreten.

2022 EPFL/Alain Herzog (CC-BY SA 4.0) - Modelle der beiden Wasserspeicher Tantangara und Talbingo

Ist es angesichts der zunehmenden Verbreitung von 3D-Modellen wirklich gerechtfertigt, eine konkrete Nachbildung in diesem Massstab zu bauen? Für Amini hinkt der Vergleich, denn die beiden Techniken ergänzen sich: «Wir haben uns für einen hybriden Ansatz entschieden, der digitale und physische Modellierung kombiniert», erklärt sie. «Digitale Modelle sind schneller und in den meisten Fällen auch billiger zu entwickeln. In diesem Fall ist das digitale Modell in der Anfangsphase eines Projekts hilfreich, da es uns ermöglicht, das allgemeine Verhalten der Struktur zu beurteilen und das Konzept zu prüfen, bevor wir mit dem Bau der physischen Nachbildung beginnen», fügt Amini hinzu. Die physische Version ist angesichts der Komplexität der Wasserströmungsregime unerlässlich, da sie es dem Team ermöglicht, das Design zu verfeinern und zu finalisieren, während das digitale Modell optimiert wird.

2022 EPFL/Alain Herzog (CC-BY SA 4.0) – Hybride Laborarbeit an digitalen und physikalischen Modellen.

Die Beteiligung der PL-LCH an Snowy 2.0 endet jedoch nicht mit diesem Modell. Das Labor wird nämlich in den kommenden Monaten weitere Teile des australischen Wasserkraftprojekts modellieren. «Die Tatsache, dass wir ausgewählt wurden, um an diesem Projekt zu arbeiten, gibt uns die Gewissheit, dass unsere Kompetenzen weltweit anerkannt werden.»