Die Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich forscht mit anderen Hochschulen und Industriepartnern zusammen an der Verbesserung der Produktion und Speicherung von Strom aus Wasserkraft. Obwohl es sich bei der Wasserkraft um eine bewährte Technologie handelt, kann sie durch den Einsatz fortschrittlicher numerischer Simulationen, neuartiger Sensoren und umfangreicher Datenauswertung weiter verbessert werden. In der Schweiz hat die Wasserkraft eine tragende Rolle in der Stromversorgung. Für Gebirgsregionen wie die Alpen sind Pelton-Turbinen besonders wichtig und der Umgang mit Feinsediment, das im Sommerhalbjahr in Gebirgsbächen transportiert wird, ist eine Herausforderung.

In drei Projekten mit Unterstützung durch das Bundesamt für Energie wurden bzw. werden folgende Themen untersucht:

• Beim Wasserkraftwerk Fieschertal im Wallis wurden über neun Jahre die Schwebstoffbelastung, der hydro-abrasive Verschliess an den Peltonturbinen und die Reduktion ihrer Wirkungsgrade gemessen. Basierend auf dem Datensatz wurden empirische Prognosemodelle entwickelt, um den Turbinenunterhalt und die Stromproduktion zu optimieren.
• Im Wasserkraftwerk Susasca in Graubünden wurde der Sandfang verbessert. Echtzeitmessungen der Sedimentablagerungen und ein modifiziertes Spülverfahren trugen dazu bei, die Sedimentbelastung der Pelton-Turbinen zu reduzieren und damit die Turbinenerosion und die Unterhaltskosten zu verringern.
• In einem dritten Projekt wird die so genannte Ermüdung von Pelton-Laufrädern untersucht. Wenn ein Wasserstrahl auf einen Becher trifft, nimmt die mechanische Spannung zu und dann wieder ab. Nach Millionen von Belastungszyklen kann sich im Metall ein Riss bilden. Um solchen Schäden vorzubeugen, werden Methoden zur Zustandsüberwachung und zur Abschätzung der Restlaufzeit von Turbinenlaufrädern weiterentwickelt.