Das Pumpspeicherkraftwerk

Skizze eines Pumpspeicherkraftwerks

Pumpspeicherkraftwerk Turbinen eines Pumpspeicherkraftwerkes Pumpspeicherkraftwerk

Daten eines Pumpspeicherkraftwerks Bauzeit: 1957–1966 Höhe über Talsohle: 33,8 m Höhe über Gründungssohle: 43,5 m Höhe der Mauerkrone: 355,63 m ü. NN Speicherraum: 8,54 Mio. m³ Gesamtstauraum: 9,22 Mio. m³ Stauziel: 351,90 m ü. NN Wasseroberfläche bei Vollstau: 78 ha Mauervolumen: 115.000 m³ Kronenlänge: 230 m Kronenbreite: 3 m Einzugsgebiet: 309,20 km² Bemessungshochwasser: 191,7 m³/s Talsperre Wendefurth

Energiewirtschaftliche Bedeutung Die Fähigkeit der Pumpspeicherkraftwerke, Energie aufzunehmen als auch abzugeben, wird zur Regelung des Stromnetzes genutzt. In Deutschland ist eine Pumpspeicherleistung von 4215 MW installiert, die bei einer Jahreslaufzeit von 1070h eine Stromerzeugung von 6,1 TWh als sogenannte "Regelenergie" liefert. Die Leistung steht bei Bedarf innerhalb von Minuten zur Verfügung und kann in einem weiten Bereich flexibel geregelt werden. Dies ist ein Vorteil gegenüber konventionellen thermischen Kraftwerken, deren Leistung sich nur im Bereich von mehreren Stunden anpassen lässt. Diese Regelenergie wird sowohl zum Abfangen von Bedarfsspitzen als auch zum Abfangen plötzlicher Verbrauchseinbrüche eingesetzt. Starklastzeiten, die von Pumpspeicherkraftwerken bedient werden, sind insbesondere mittags, bei bestimmten medialen Ereignissen wie Fußballspielen oder bei Unwettern, die mit plötzlicher Kälte oder Dunkelheit verbunden sind. Dank ihrer so genannten "Schwarzstartfähigkeit" können Pumpspeicherkraftwerke bei totalen Stromausfällen zum Anfahren anderer Kraftwerke eingesetzt werden.

Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland Deutschland [Bearbeiten] Deutschland [Bearbeiten] Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland Rang Name Bundesland Leis- tung in MW Bauzeit, Inbetriebnahme 1 Pumpspeicherwerk Goldisthal Thüringen 1.060,0 2003 2 Pumpspeicherwerk Markersbach Sachsen 1.050,0 1970-1981 / 1979 3 Schluchseewerk: Hornbergstufe bei Wehr Baden-Württemberg 980,0 1975 4 Pumpspeicherwerk Waldeck II Hessen 440,0 ca. 1973 5 Schluchseewerk: Unterstufe Säckingen 370,0 1967 6 Pumpspeicherwerk Hohenwarte II 320,0 1956/1963, 1966 in Betrieb 7 Pumpspeicherwerk Erzhausen an der Leine Niedersachsen 220,0 1964 8 Schluchseewerk: Mittelstufe Witznau 1943 9 Pumpspeicherkraftwerk Happurg bei Nürnberg Bayern 160,0 1956-1958 10 Schluchseewerk: Unterstufe Waldshut 1951  

Energieumwandlung Kennzeichen eines Pumpspeicherkraftwerkes ist der reversible Anlagenbetrieb. Eine Turbine, ein Motor-Generator und eine Pumpe sind auf einer Welle montiert und bilden eine Einheit, die zwei Betriebsarten hat: Bei Strombedarf arbeitet der Motorgenerator als Generator und liefert, von der Turbine angetrieben, elektrischen Strom. Das Wasser fließt dabei vom Ober- ins Unterbecken und liefert die Antriebsleistung. Bei Überschuss an elektrischer Leistung im Stromnetz arbeitet der Motorgenerator als Elektromotor und treibt die Pumpe an, welche das Wasser wieder in das Oberbecken pumpt. Neben dieser klassischen Bauweise werden heute auch Pumpturbinenkraftwerke gebaut. Sie sind anstelle der Turbine und der Pumpe mit sogenannten Pumpturbinen ausgerüstet. Bei der Pumpturbine handelt es sich um eine Strömungsmaschine, die in beiden Richtungen durchströmt werden kann und je nach Drehrichtung als Pumpe oder Turbine arbeitet.

Speicherung Zu Zeiten, in denen ein "Überschuss" an elektrischer Energie vorhanden ist (in der Regel nachts), wird Wasser durch Rohrleitungen in ein hochgelegenes Speicherbecken (Oberbecken) gepumpt. Dieser See ist entweder natürlichen Ursprungs oder entsteht durch Aufstauen, durch eine Staumauer oder einen Staudamm. Es gibt Oberbecken, die ausschließlich durch Pumpen gefüllt werden und solche, die auch durch natürlichen Zufluss gespeist werden. Die Höhe der Speicherkapazität ist grundsätzlich abhängig von der speicherbaren Wassermenge und dem nutzbaren Höhenunterschied zwischen Oberbecken und der Turbine. Auch verrohrte Strecken unterhalb der Turbine bis zum Auslauf sind für die Turbine nutzbar. Bei reinen Pumpspeicherwerken ist die Speicherkapazität meist so ausgelegt, dass die Generatoren ca. 4 bis 8 Stunden unter Volllast Strom produzieren können.

Vorteile Umweltfreundlich Sehr schnelle Anlaufzeit Wird dazu benutzt, andere Kraftwerke zu starten Bedarfsspitzen und Verbrauchseinbrüche können schnell abgefangen werden.

Nachteile Es muss wieder Strom verbraucht werden, um das Wasser wieder in das Staubecken zu pumpen Nutzen den Preisunterschied aus und betreiben eine sogenannte „Stromveredelung“