Pumpspeicherkraftwerke erfüllen im globalisierten Stromnetz eine wichtige Funktion. Sie werden eingesetzt, um den Strombedarf zwischen Hauptlastzeiten und den Zeiten geringen Energiebedarfs auszugleichen. In einem Energieverbundsystem ist es erforderlich, dass sich Energieerzeugung und Abnahme beständig im Gleichgewicht befinden. Wird zu viel Strom erzeugt und in das Netz eingespeist, kann es zu gefährlichen Phasenverschiebungen kommen. Im europäischen Verbundnetzsystem haben Pumpspeicherkraftwerke vor einigen Jahren den totalen Netzausfall verhindert. Eine 380-kV-Leitung musste gekappt werden, um einen Supertanker von der Werft aus über den Nord-Ostsee-Kanal zu transportieren. Es geschah das Unerwartete, was heute noch den Experten ein Rätsel aufgibt. Das Verbundnetz geriet in Schieflage und nur der sofortige Anlauf aller deutschlandweiten Pumpspeicherkraftwerke konnte den großen Gau verhindern. Dieser Sofortanlauf ohne zeitaufwendiges Hochfahren ist einer der wesentlichen Vorteile von Pumpspeicherkraftwerken.
Aufbau eines Pumpspeicherkraftwerkes
Jedes Pumpspeicherkraftwerk ist sofort an mehreren großformatigen Rohren erkennbar, die vom Kraftwerk in der Talstation aus an einem Hang nach oben führen. Sie münden in einen Obersee, in dem das nach oben gepumpte Wasser gespeichert wird.
Pumpspeicherkraftwerk - Netzer Johannes - Fotolia.com
Ein Pumpspeicherkraftwerk arbeitet im sogenannten Umkehrbetrieb. Es kann sowohl Wasser in den Obersee pumpen als auch beim Rückfluss Energie erzeugen. Dazu befinden sich die Pumpe, der Motorgenerator und die Turbine auf der gleichen Welle. Mit diesem Umkehrprinzip sind Pumpspeicherkraftwerke in das öffentliche Verbundnetzsystem eingebunden.
Wenn wenig Energie aus dem Verbundnetz entnommen wird, übernehmen Pumpspeicherkraftwerke den Netzausgleich, indem ihre Pumpen das Wasser in den Obersee befördern. Wird viel Energie benötigt, erfolgt das Umkehrprinzip, indem das hinab strömende Wasser die Turbine antreibt und der Motorgenerator Strom erzeugt, den er in das Netz einspeist.
Dieser Wechsel zwischen Pump- und Erzeugungsfunktion ist nicht unproblematisch. Deshalb ist in dem Wassersystem ein sogenanntes Wasserschloss integriert. Es sorgt dafür, dass zum Zeitpunkt der Funktionsumkehr die Turbine nicht zerstört wird.
Sind Pumpspeicherkraftwerke effizient und ökologisch?
Ein Pumpspeicherkraftwerk benötigt viel Energie, um das Wasser nach oben zu pumpen. Dazu kommen Reibungsverluste in den Rohren, die als hydraulische Verluste bezeichnet werden. Deshalb arbeiten Pumpspeicherkraftwerke mit einem Wirkungsgrad von 75 bis 80 Prozent. Das bedeutet, dass sie niemals als eigenständiges Kraftwerk verwendet werden können. Vielmehr sind sie ein äußerst wichtiger Bestandteil im Energiemanagement.
Pumpspeicherkraftwerke sind angesichts ihrer großen Rohrleitungen wenig ansehnlich in der Landschaft. Sie haben einen großen Platzbedarf und beeinflussen die Fauna und Flora. Ihr Obersee würde aufgrund der ständigen Pegelschwankungen erodieren und wird deshalb meist in Form einer Beton- oder Asphaltwanne angelegt. Damit wird jedoch die Bildung eines Ökosystems verhindert. Deshalb laufen Versuche, Pumpspeicherkraftwerke unterirdisch oder unterseeisch anzulegen. Bisher ist deren Investitionsvolumen jedoch noch unvertretbar hoch.
Insgesamt gesehen sind Pumpspeicherkraftwerke zur Erhaltung des Netzgleichgewichtes unverzichtbar.
