Pumpspeicherkraftwerk: Wirkung, Funktion und Beispiele

Pumpspeicherkraftwerk in 3d Ansicht

Pumpspeicherkraftwerke sind unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt, wie beispielsweise Umwälzwerk oder PSW. Durch das Hinaufpumpen von Wasser wird elektrische Energie gespeichert. Als physikalisches Prinzip kommt die potentielle Energie zur Anwendung. Je höher sich eine Masse befindet, desto mehr Energie enthält sie. Hat das Wasser die gewünschte Höhe erreicht, dann ist in ihr die Energie gespeichert. Das Wasser kann bergab fließen und dadurch Generatoren und Turbinen antreiben. Elektrischer Strom wird erzeugt. Die elektrische Energie wird in das Netz eingespeist, sodass sie an verschiedenen Zielorten genutzt werden kann.

Die Wirkungsgrade als Bewertungskriterium

Die Wirkungsgrade der Kraftwerke betragen rund 70 bis 80 Prozent. Die aufgenommene Energie wird teilweise an das Netz zurückgegeben, mit Verlusten muss in jedem Fall gerechnet werden. Einer der überzeugenden Vorteile vom Pumpenspeicherwerk ist, dass großtechnisch elektrische Energie gespeichert werden kann, ohne dass die Wirtschaftlichkeit signifikant beeinträchtigt wird. Gerade in nachfrageschwachen Zeiten kann ein Überschuss an elektrischer Leistung gespeichert werden, um später wieder transformiert zu werden. Die Leistungseinbußen führen allerdings zu einer kleinen Abwertung des Systems. Bei Spitzenlastzeiten kann zusätzliche elektrische Energie durch die Rückumwandlung gewonnen werden, sodass durch den Aufbau die Flexibilität erhöht wird. Der Grundgedanke ist, dass beim Pumpspeicherkraftwerk zwar Verluste vorhanden sind, der Nutzen jedoch hoch ist.

Die Einsatzmöglichkeiten vom Pumpspeicherwerk in der Praxis

Das Speichermöglichkeit von großen Energiemengen ist bei herkömmlichen Kraftwerken, die nur schlecht geregelt werden können, erforderlich. Wird ein Überschuss produziert und kann dieser nicht abgenommen werden, dann ist eine Speicherung erforderlich. Ungenutzte Energie würde die Effizienz der Kraftwerke schädigen. Gerade große Mengen an Energie können im Wasser gespeichert werden, wobei eine Langzeitspeicherung theoretisch möglich ist. Wird nun die Energie wieder benötigt, dann kann sie durch das Pumpspeicherkraftwerk innerhalb kürzester Zeit erzeugt werden. Die Flexibilität ist für Kraftwerke aus Effizienzgründen und aus Gründen der Sicherheit wichtig. Die Wirkungsgrade von höchstens 80 Prozent stellen kein Hindernis dar, weil die Energie alternativ verschwendet werden müsste.

Bekannte Praxisbeispiele in Europa

Im Harz befindet sich an der Talsperre Wendefurth das Pumpspeicherkraftwerk Wendefurth. In Deutschland wurde insgesamt eine Pumpspeicherleistung von 7 GW installiert. Pro Tag können 4 bis 8 Stunden Stromlieferung realisiert werden. Die Gesamtkapazität wird daher auf 40 GWh geschätzt. Im Jahr 2006 erfolgte lediglich 0,65 Prozent der Stromerzeugung durch diese Form der Kraftwerke. Der durchschnittliche Wirkungsgrad betrug 70 Prozent.

Das Pumpspeicherkraftwerk: Nachteile im Blickfeld der Kritiker

Gegner der Speicherkraftwerke führen an, dass sich das Landschaftsbild deutlich verändern würde. Es würden erhebliche Eingriffe in die Ökologie vorgenommen werden. Die Speicherbecken werden asphaltiert oder betoniert, da sie hohen Kräften standhalten müssen. Die wechselnden Wasserstände sowie die Erosion sind ein großes Problem bei der Konstruktion der Bauten. Ein natürlicher Bewuchs ist an den Baustellen nicht mehr möglich. Werden die Becken durch Dämme eingestaut, dann ist die Gefahr eines Dammbruchs vorhanden. Die Wirkungsgrade sind ebenfalls ein Angriffspunkt für Kritiker. Gegner bezeichnen Pumpspeicherkraftwerke als Energievernichter, da Energie verloren geht. Nennenswerte Alternativen für das Speichern von großen Mengen an Energie sind jedoch nicht vorhanden. Wird beispielsweise tagsüber durch Sonnenenergie Strom erzeugt, dann muss dieser für die Nacht im Pumpenspeicherwerk gespeichert werden.

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