Pumpwasserkraftwerke

Pumpwasserkraftwerke, auch Pumpspeicherkraftwerke genannt, sind eine Form der Energiespeicherung, die durch das Hochpumpen von Wasser in einen oberen Speicher bei niedriger Stromnachfrage und die Freisetzung dieses Wassers durch Turbinen zur Stromerzeugung bei hohem Bedarf funktionieren. Sie dienen vor allem der Sicherstellung der Netzstabilität und der Glättung von Lastspitzen im Stromnetz.

Funktionsprinzip: Typischerweise verfügen Pumpspeicherkraftwerke über zwei Reservoirs, einen oberen und einen unteren Speicher, die durch Druckleitungen und eine reversible Turbinen-/Pumpenkombination verbunden sind. In Zeiten niedriger Nachfrage wird Wasser aus dem unteren Speicher in den oberen gepumpt. Bei Bedarf wird das Wasser durch Turbinen nach unten geleitet und Strom erzeugt. Durch die reibungslose Umkehrbarkeit der Turbinen können Pumpen und Generatoren denselben Maschinenblock nutzen.

Varianten und standortspezifische Merkmale: Open-loop-Systeme verwenden natürliche Gewässer (Flüsse oder Seen) als unteren Speicher, während Closed-loop-Systeme künstliche Speicher verwenden, um Umweltwirkungen zu verringern. Die Größenordnungen reichen von mehreren Dutzend bis zu mehreren Tausend Megawatt Leistung; Anlagen können je nach Netzbedarf mehrere Stunden Strom liefern. Die Reaktion auf Regelgrößen erfolgt in sehr kurzer Zeit, was schnelle Netzerfordernisse gut abfedert.

Leistung, Wirtschaftlichkeit und Umfeld: Die Rund-Trip-Effizienz liegt typischerweise bei etwa 70 bis 80 Prozent. Pumpwasserkraftwerke haben lange Betriebslebenszeiten, sind jedoch kapitalintensiv und stark standortabhängig (topografische Voraussetzungen, Wasserverfügbarkeit). Umwelt- und Genehmigungsaspekte betreffen Flächenbedarf, Beeinflussung von Ökosystemen und Wasserhaushalt. Zukünftige Entwicklungen umfassen variable Geschwindigkeiten, effizientere Turbinenpumpen und die Integration mit anderen Speichersystemen, um die Versorgungssicherheit in stark dekarbonisierten Netzen zu unterstützen.