Montag, 09. Dezember 2019

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Pumpspeicher - Pumpspeicherkraftwerke

Pumpspeicherkraftwerke werden ausschließlich als Spitzenlastkraftwerke eingesetzt. Das bedeutet: Sie werden nur zur Stromproduktion herangezogen, wenn die Grund- und Mittellastversorgung nicht mehr ausreicht. Eine solche Situation wäre beispielsweise ein sehr heißer Sommertag, an dem Klimaanlagen unter Volllast laufen. Tritt dies ein, werden die Ventile der Fallrohre geöffnet und das Wasser fließt vom hohen Speicherniveau über eine Wasserturbine zurück ins Tal.

Pumpspeicherkraftwerke sind stark von der geografischen Lage abhängig. Da es im Flachland keine Berge zur Schaffung eines Niveauunterschiedes gibt, ist der Norden Deutschlands eher von der Nutzung von Windenergie geprägt. In Süddeutschland hingegen wird der Strom zumeist aus Solaranlagen oder aber Pumpspeicherkraftwerken gewonnen.

Wasserkraft früher und heute

Schon früh haben Menschen Siedlungen an Flussläufen errichtet, um einerseits das Wasser zur Selbstversorgung zu nutzen und andererseits mit der kinetischen Energie des fließenden Wassers beispielsweise Mühlen anzutreiben. Es wird angenommen, dass in China bereits vor 5.000 Jahren Wasserräder gebaut und betrieben wurden. Die ersten durch Wasserkraft angetrieben Schöpfräder zur Bewässerung von Feldern entstanden vor ca. 3.500 Jahren. Zu Zeiten der Römer und Griechen wurde Wasser als Antriebsmittel für Arbeitsmaschinen in vielfältigster Art und Weise genutzt. Im Jahr 1767 stellte der englische Bauingenieur John Smeaton das erste Wasserrad aus Gusseisen her. Dies war eine wesentliche Voraussetzung für die industrielle Revolution, da durch die enorm erhöhte Belastbarkeit auch größere Leistungen erzielt werden konnten. Die damit verbundene Produktivitätssteigerung trug zum wirtschaftlichen Aufschwung bei und verschaffte dem Wasserrad bis zum 19. Jahrhundert eine herausragende Stellung als Antriebsquelle. Bis heute wird das Prinzip vielfältig genutzt, insbesondere bei der Erzeugung von regenerativer Energie spielt Wasserkraft eine wichtige Rolle.

Wasser besitzt die Eigenschaft inkompressibel zu sein. Das hat den Vorteil, es mit relativ einfachen Mitteln auf ein hohes Niveau pumpen zu können. Vereinfacht gesagt funktionieren Pumpspeicher so: Wasser wird mit Hilfe von Pumpen auf einen Berg in einen Speichersee gepumpt. Damit wird elektrische (Pumpen-)Energie in Lageenergie, also potenzielle Energie, gewandelt. Je größer der Unterschied zwischen dem Nullpunkt und der Maximalhöhe ist, also dem unteren und dem oberen Wasserreservoir, desto größer ist die potenzielle Energie des gespeicherten Wassers.

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