Pumpspeicherkraftwerk 14.10.2016, 07:29 Uhr

Diese Windräder stehen direkt auf einem Wasserspeicher

Warum stellt man Windräder nicht direkt in ein Wasserbecken, das Teil eines Pumpspeicherkraftwerkes ist? Genau diese Technik wird jetzt in der Nähe von Stuttgart erprobt. Dort ist ein sehr interessanter Energiespeicher im Bau.

Baubeginn in Gaildorf bei Stuttgart: Zunächst werden riesige Wasserbecken ausgehoben, in denen später die Windräder stehen. So werden Windräder direkt mit einem Energiespeicher kombiniert. Das Wasser schießt bei Flaute ins Tal, um Strom zu produzieren. Bei Wind wird es wieder hochgepumpt. 

Foto: MBS Naturstromspeicher

Foto: MBS Naturstromspeicher

Foto: MBS Naturstromspeicher

Foto: MBS Naturstromspeicher

Foto: MBS Naturstromspeicher

Die Wasserbecken sind bis zu 40 m tief. Die vier Becken können zusammen 160.000 Kubikmeter Wasser speichern.

Foto: MBS Naturstromspeicher

Foto: MBS Naturstromspeicher

Fotomontage: Die Windräder in Gaildorf bei Stuttgart stehen direkt in einem Speicherbecken, das zu einem Pumpspeicherkraftwerk gehört. Das spart Platz und mindert die Eingriffe in die Landschaft.

Foto: MBS Naturstromspeicher

Nach Abschluss der Arbeiten Ende 2017 wird von dem Pumpspeicherkraftwerk kaum was zu sehen sein. Die vier Windräder auf den Bergkuppen stehen inmitten von vier großen Wasserspeichern, im Tal zu erkennen der Speichersee bei Gaildorf.

Foto: MBS Naturstromspeicher

Die Zeche Prosper-Haniel in Bottrop könnte nach ihrer Schließung 2018 zu einem riesigen Pumpspeicherkraftwerk umgebaut werden. Technisch ist die Zeche dazu geeignet, ergab jetzt eine Untersuchung. Das Wasser aus einem Speichersee an der Oberfläche würde 600 m in die Tiefe strömen.

Foto: Roland Weihrauch/dpa

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Die baden-württembergische Kleinstadt Gaildorf bei Stuttgart traut sich was: Dort entsteht im Rahmen eines vom Bund geförderten Pilotprojekts ein Kraftwerk, das seine Energie mit Windrädern erzeugt und überschüssigen Strom gleich selbst mithilfe großer Wasserreservoirs speichern kann.

Der von den vier Windkraftanlagen produzierte Strom fließt üblicherweise gleich ins Gaildorfer Stromnetz, um die 12.000 Einwohner mit Energie zu versorgen. Herrscht Flaute, kommen die integrierten Stromspeicher auf Wasserbasis zum Einsatz: Aus höhergelegenen Becken fließt Wasser in ein unterhalb gelegenes Auffangbecken und treibt dabei Turbinen an. Zurückgepumpt wird das Wasser, sobald die Windräder mehr Strom produzieren als benötigt wird.

Neu an diesem Pumpspeicherkraftwerk der Ulmer MBS Naturstromspeicher GmbH: Die oberen Wasserspeicher befinden sich direkt am Fundament der Windräder. Das spart jede Menge Aushub, Emissionen, Arbeit und somit Geld. Auch der Eingriff in die Landschaft ist geringer.

Riesige Windräder stehen in den Wasserbecken

Zu übersehen ist das Gaildorfer Projekt allerdings nicht: Die vier Windkraftanlagen des spanischen Herstellers Gamesa, an dem auch Siemens beteiligt ist, gehören mit einer Nabenhöhe von 173 m und einem Rotordurchmesser von 137 m zu den weltweit größten – jedenfalls nach heutigem Stand. Sie sollen Ende 2017 ans Netz gehen.

Mit einer Leistung von je 3,4 Megawatt bei einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 6,4 Metern pro Sekunde soll die Anlage bei etwa 2.200 Volllaststunden auf 40 Gigawattstunden im Jahr kommen, rechnet die Zeitschrift Technology Review vor.

Besonders ungewöhnlich ist jedoch das Konzept, die Wasserspeicher direkt am Fuß der Windkraftanlagen zu bauen. Die ins Fundament integrierten, abgeschlossenen Becken haben einen Durchmesser von 16,6 m und sind bis zu 40 m hoch – das variiert je nach Standort des einzelnen Windrads. Drumherum werden jeweils noch offene Becken von 63 m Durchmesser und 4 m Tiefe angelegt,  sogenannte Passivwasserbecken. Insgesamt passen hier 160.000 Kubikmeter Wasser hinein.

Das Druckrohr wird direkt vor Ort verschweißt

Das Wasser läuft bei Bedarf durch ein 5 km langes und 2 m dickes Druckrohr ins Tal, wo es 200 m tiefer von einem 300 x 150 m großen und 4,5 m tiefen Becken aufgefangen wird. Um die Belastungen für die Landschaft zu minimieren, musste das Fallrohr den Gegebenheiten angepasst werden, bis zu 30 Bar aushalten und trotzdem nicht den finanziellen Rahmen sprengen. Die Lösung: ein flexibles Polyethylen-Rohr, das in Einzelteilen à 18 m in den Wald gebracht und an Ort und Stelle verschweißt wird. 2018 soll alles fertig sein.

Rauscht das Wasser unter Volllast durch, erzeugen die Turbinen der Heidenheimer Voith Gruppe aus der gespeicherten Wassermenge 70 MWh Strom. Für vier Stunden Stromproduktion reicht das Wasser. Es dauert nur eine halbe Minute, um das Kraftwerk hochzufahren – ideal für einen Energiepuffer.

Erhoffter Ertrag von 6,5 Millionen Euro im Jahr

Die Projektkosten liegen bei 70 Millionen Euro, davon trägt das Bundesumweltministerium 7,15 Millionen Euro. Die Bauherren rechnen mit Einnahmen von 6,5 Millionen Euro pro Jahr. Ein weiteres Projekt, ebenfalls in Gaildorf, hat die Naturspeicher GmbH schon angekündigt: Im Auffangbecken könnte man einen Naturwärmespeicher installieren – Wasser sei dort schließlich sowieso und jederzeit vorhanden. Dabei handelt es sich um einen schwimmenden Wärmetauscher, der die Temperaturschwankungen des umgebenden Wassers zu Heizungs- oder Kühlzwecken verwende. Eine Entscheidung dazu steht allerdings noch aus.

Ein ebenfalls ungewöhnliches, aber ganz anderes Konzept verfolgt Belgien. Mangels Bergen will das Land nun eine Speicherinsel mitten im Meer bauen. Nordrhein-Westfalen besinnt sich dagegen auf seine Bergwerke als Energiespeicher. Auch diese eignen sich zum Teil hervorragend als Pumpspeicherkraftwerke.

 

Ein Beitrag von:

  • Judith Bexten

    Judith Bexten ist freie Journalistin. Ihre Schwerpunkte liegen in den Bereichen Technik, Logistik und Diversity.

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