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Pumpspeicher / Pumpspeicherkraftwerke als Stromspeicher

Speichersee, Pumpspeicher

Pumpspeicherkraftwerke werden ausschließlich als Spitzenlastkraftwerke eingesetzt, was bedeutet, dass sie nur zur Stromproduktion herangezogen werden, wenn die Grund- und Mittellastversorgung nicht mehr ausreicht. Eine solche Situation wäre beispielsweise die Halbzeit eines großen Fußballspiels oder ein sehr heißer Sommertag, an dem Klimaanlagen unter Volllast laufen. Tritt eine solche Situation 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 sind die Menschen darauf gekommen ihre Siedlungen an Flussläufen zu errichten, um einerseits das Wasser zur Selbstversorgung zu nutzen und andererseits mit der kinetischen Energie des fließenden Wassers z.B. Mühlen anzutreiben. Es wird angenommen, dass in China bereits vor 5000 Jahren Wasserräder gebaut und angewandt wurden - die Geschichte der Wasserkraft reicht also weit zurück. Die ersten durch Wasserkraft angetrieben Wasserschöpfräder, die zur Bewässerung für Felder eingesetzt wurden, entstanden vor ca. 3500 Jahren. Zu Zeiten der Römer und Griechen wurde Wasser dann als Antriebsmittel für Arbeitsmaschinen in vielfältigster Art und Weise genutzt. Im Jahre 1767 stellte der englischen 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 die Kraft des Wassers vielfältig genutzt und besonders bei der Erzeugung von regenerativer Energie spielt Wasserkraft eine tragende 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: Wasser wird mit Hilfe von Pumpen auf einen Berg in einen Speichersee gepumpt. Damit wird elektrische (Pumpen-) Energie in Lageenergie, also potentielle Energie gewandelt. Je größer der Unterschied zwischen dem Nullpunkt und der Maximalhöhe, also dem unteren und dem oberen Wasserreservoir ist, desto größer ist die potentielle Energie des gespeicherten Wassers.

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