Pumpspeicherkraftwerk vorteile

Was ist ein Pumpspeicherkraftwerk?

Ein Pumpspeicherkraftwerk ist ein Wasserkraftwerk, das aus zwei auf unterschiedlichen Höhen liegenden Becken besteht. In dem oberen Becken wird Energie gespeichert, die durch Ablassen des Wassers in das unter Becken wiedergewonnen werden kann. Die meisten existierenden Pumpspeicherkraftwerke sind oberirdisch angelegt. Einige innovative Formen dieser Kraftanlagen werden unterirdisch betrieben.

Wie funktioniert ein Pumpspeicherkraftwerk?

Wasser wird unter Verwendung elektrischer Energie in das obere Becken aufgepumpt. Hierzu kann beispielsweise durch Windkraft oder Sonnenstrahlung erzeugte, in diesem Moment nicht benötigte regenerative Energie verwendet werden. Durch das Hochpumpen des Wassers wird diese Energie gespeichert. Zu ihrer Rückgewinnung wird das Wasser über Turbinen in das untere Becken abgelassen. Bei diesem Abfluss treibt das Wasser die Turbinen an, die so wieder elektrische Energie produzieren. Für diese Art der Energiegewinnung ist keine große Vorlaufzeit notwendig. Das Pumpspeicherkraftwerk kann also bei Bedarf sehr rasch Energie liefern.

Der Wirkungsgrad des Pumpspeicherkraftwerks

In einem Pumpspeicherkraftwerk wird Energie mehrfach umgewandelt. Die ankommende elektrische Energie wird zur Lageenergie des Wassers und diese wird erneut zu elektrischer Energie. Dabei geht jedes Mal etwas Energie verloren. Der Wirkungsgrad eines Pumpspeicherkraftwerks beträgt deshalb meist zwischen 75 und 85 Prozent. Dies bedeutet, dass 75 bis 85 Prozent der ursprünglichen elektrischen Energie wiedergewonnen werden können.

Die Vorteile des Pumpspeicherkraftwerks

• Eine wichtige Eigenschaft der Pumpspeicherkraftwerke ist ihre Schwarzstartfähigkeit. Darunter versteht man die Möglichkeit, dieses Kraftwerk ohne größere Mengen elektrischer Energie in Betrieb nehmen zu können. Das ist beispielsweise bei einem großflächigen Stromausfall wichtig. Das geringen Energiemengen, die beispielsweise für das Öffnen des Abflusses benötigt werden, können aus Akkus kommen.
• Pumpspeicherkraftwerke können schnell in Betrieb genommen werden. Sie eignen selbst daher gut zum Ausgleich von Schwankungen in die Energieversorgung, wie sie bei erneuerbaren Energien immer erneut vorkommen können.
• Die Menge des produzierten Stromes ist durch die Regulierung des Wasserstroms beeinflussbar.
• Die Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde sind geringer als bei anderen Speicherformen.

So vorteilhaft diese Kraftwerksart auf Anhieb wirkt, so problematisch kann sie leider aufgrund des Landschaftsverbrauchs werden.

Die Nachteile des Pumpspeicherkraftwerks

• Der größte Nachteil des Pumpspeicherkraftwerks ist bestehen großer Platzbedarf. Bei der oberirdischen Anlage eines solch Kraftwerks kommt es meist zu erheblichen Belastungen die Umwelt.
• Die Errichtung eines Pumpspeicherkraftwerks ist relativ teuer.
• Der erzeugte Strom muss in der Regel über weite Strecken transportiert werden, da dieses Kraftwerk selten in Siedlungsnähe liegt. Dies führt zu Energieverlusten und reduziert den Wirkungsgrad.

Diese Nachteile verhindern in vielen Fällen die Einrichtung eines oberirdischen Pumpspeicherkraftwerks. Daher wird intensiv über Varianten nachgedacht, die diese Nachteile verringern oder ganz meiden können.

Unterirdische Pumpspeicherkraftwerke

Da das Anlegen eines oberirdischen Pumpspeicherkraftwerks mittels einem erheblichen Landschaftsverbrauch und damit mit erheblichen Umweltbelastungen verbunden ist, wird über die Realisierung unterirdischer Pumpspeicherkraftwerke nachgedacht. Hierzu bieten sich beispielsweise aufgelassene Steinkohle-Bergwerke an. In ihnen sind große Löcher als Speicherbecken und tiefe Gänge zum Wassertransport von oben nach unt und umgekehrt schon vorhanden. Da diese Stollen teilweise auch sehr tief gehen und damit dem Wasser eine große Fallhöhe bieten, wäre die Ausbeute an elektrischer Energie auch entsprechend hoch.

Weitere Möglichkeiten, Pumpspeicherkraftwerke anzulegen

Eine weitere Idee besteht darin, Abraumhalden des Bergbaus an Speicherbecken auszubauen. Allerdings ist der Höhenunterschied dabei nicht übermäßig groß. Daher bleibt die durch das nach unten fallende Wasser erzeugte Energiemenge begrenzt.

Die durch den Braunkohle-Tagebau entstandenen Löcher würden sich ebenfalls als Speicherseen eignen. Auch hier ist der Höhenunterschied nicht so groß wie beim Steinkohle-Tagebau. Entsprechend weniger Fallenergie des Wassers steht für die Strom-Produktion zur Verfügung.

Während Pumpspeicherkraftwerke in alten Bergwerken noch Zukunftsmusik sind, gab es im Bodensee schon einen erfolgreichen Testlauf eines varianten Kraftwerks unter Wasser. Dieses Hohlkugelkraftwerk besteht aus einer hohlen Betonkugel. In der Hohlkugel herrscht ein Unterdruck. Strömt durch den Druckunterschied Wasser in die Kugel, treibt es eine Turbine an, die Strom erzeugt. Soll Energie gespeichert werden, wird Wasser aus die Kugel gepumpt und so wieder ein Unterdruck hergestellt.

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