WAS IST EIN PUMPSPEICHER?

Das Kernstück des Pumpspeicherkraftwerkes sind zwei große Wasserbecken, die mit einem möglichst hohen Höhenunter-schied errichtet werden. Das sogenannte Ober- und Unterbecken sind dabei durch eine oder mehrere Rohrleitungen verbunden. Je nach Bedarf wird das Wasser des Pumpspeicherkraftwerkes den Berg hinaufgepumpt oder wieder abgelassen. Pumpspeicherwerke speichern also Energie, indem sie Wasser von einem niedrigen Niveau (vom "Unterbecken") auf ein höheres Niveau (in das "Bergbecken") pumpen und bei Strombedarf die gespeicherte Wassermenge wieder in elektrischen Strom umwandeln, in dem sie das Wasser im Oberbecken durch einen sogenannten "Druckschacht" (Druckrohrleitung) auf tiefer liegende Turbinen leitet, die wiederum Generatoren antreiben. Letztere produzieren den Strom und speisen ihn in das Netz ein. Je höhe dabei die "Fallhöhe" (der Höhenunterschied zwischen oberen und unteren Becken) ist, desto mehr Strom kann erzeugt werden.

ENERGIESPEICHERUNG

Wenn elektrischer Strom gespeichert werden soll, dann wird das Wasser aus dem Unterbecken in Richtung des Oberbeckens gepumpt, um dessen potenzielle Energie (= Lagenergie) zu erhöhen. Hierfür muss Energie eingesetzt werden, die aus dem allgemeinen Stromnetz stammt. Mithilfe dieser Energie wird die elektrische Maschine versorgt,

um eine Pumpe zu betreiben.

ENERGIEFREISETZUNG

Wenn elektrischer Strom produziert werden soll, fließt das Wasser vom Oberbecken ins Unterbecken. Dabei wird die freigesetzte potenzielle Energie von der Wasserturbine genutzt, um die elektrische Maschine in Gang zu setzen. Diese produziert wiederum den Strom, der in das allgemeine Stromnetz eingespeist wird.

 

ENERGIEEFFIZIENZ

Die Pumpspeicherung ist immer mit Verlusten verbunden. Von der für den Pumpbetrieb zugeführten elektrischen Energie lassen sich im Generatorbetrieb etwa drei Viertel zurückgewinnen. Der Wirkungsgrad der Pumpspeicherung beträgt also etwa 75 %.Trotzdem ist das Verfahren sinnvoll, weil es erlaubt, ein Überangebot an Strom in Schwachlastzeiten in wertvolle Spitzen- und Regelenergie umzuwandeln.

UMWÄLZWERKE

Pumpspeicherwerke werden manchmal auch als Umwälzwerke bezeichnet. Bei einem reinen Umwälzwerk hat das obere Speicherbecken keinen natürlichen Zufluss.

PUMPTURBINE / PUMPE und TURBINE GETRENNT

In der Vergangenheit wurden vor allem "Pumpturbinen" verwendet. Diese Anlage können - je nach Laufrichtung - entweder pumpen oder turbinieren. Der Nachteil bei dieser Technologie ist, dass die Umschaltzeit zwischen diesen beiden Funktionen innerhalb des Kraftwerks lange dauert (bis zu 45 Minuten). Moderne Pumpspeicher verwenden daher mittlerweile Anlagen, bei denen die Pumpen von den Turbinen getrennt sind (sogenannte "reversible Maschinensätze" oder auch "ternäre Sätze", bei denen Motorgenerator- Turbinen- und Pumpeinheiten getrennt installiert werden). Dies ermöglicht ein schnelles Reagieren auf die jeweiligen Gegebenheiten im Strommarkt.

Bei modernen Pumpspeicherwerken wird die gesamte Technik "im Berg versteckt".  

Damit sind im wesentlichen in der Natur nur 2 Wasserbecken sichtbar, die man durch geeignete Massnahmen versucht, möglichst gut in die jeweilige Landschaft zu integrieren. Je nach Größe und Lage dieser Wasserbecken ist auch eine teilweise Nutzung eines derartigen künstlichen Sees durch die Bevölkerung möglich.

Der Anlagenbau im Berg stellt Ingenieure und Baufirmen vor grosse Herausforderungen. So haben die Kraftwerkskavernen 

(in diesen werden die gesamten Maschinen untergebracht) je nach Projektgrösse teilweise gigantische Ausmaße (sie werden deshalb auch gerne als "Kathedralen im Berg" bezeichnet) und müssen überhaupt erst durch kilometerlange Zugangsstollen erschlossen werden.

Siehe Bild unten:  Die Kraftwerkskaverne des Pumpspeicherkraftwerkes "Reisseck II" in Kärnten.