Energie-Glossar · P

Pumpspeicherkraftwerk

Stand: Lesezeit ca. 2 Min.Verantwortlicher Fachprüfer: Jona LangenwalderQuellenabgleich mit KI-Unterstützung

Definition

Ein Pumpspeicherkraftwerk speichert Energie, indem es Wasser in ein höher gelegenes Becken pumpt. Beim Zurückfließen treibt das Wasser eine Turbine mit Generator an. Wegen der Verluste wird über einen vollständigen Speicherzyklus weniger Strom abgegeben als zuvor zum Pumpen benötigt.

Belegt durch:energy.gov 1group.vattenfall.com 2

Der Pumpspeicherzyklus

  1. Strom zum Pumpen
  2. Wasser im Oberbecken
  3. Turbine beim Abfluss
  4. Strom zurück ins Netz
Strom hebt Wasser an; beim Absenken wird ein Teil der eingesetzten Energie wieder als Strom verfügbar.[1]

Die wichtigsten Informationen zu Pumpspeicherkraftwerk

  • Der Höhenunterschied und die nutzbare Wassermenge bestimmen die gespeicherte Lageenergie.
  • Pumpen und Turbinen bestimmen die mögliche Lade- und Entladeleistung.
  • Wirkungsgrad und Betriebsdauer sind anlagenspezifisch.
  • Netzdienstleistungen setzen geeignete Technik und betriebliche Voraussetzungen voraus.

Wie funktioniert die Speicherung?

Im Pumpbetrieb wird elektrische Energie zum Heben des Wassers eingesetzt. Im Turbinenbetrieb wird ein Teil dieser Lageenergie wieder zu Strom. Das Kraftwerk erzeugt damit über den reinen Speicherzyklus keine zusätzliche Energie. Anlagen mit natürlichem Zufluss können daneben auch Energie aus diesem Wasserzufluss nutzen.

Es gibt offene Systeme mit Verbindung zu natürlichen Gewässern und geschlossene Systeme mit getrennten Speicherbecken. Die nutzbare Energiemenge hängt unter anderem von Wassermasse und Fallhöhe ab. Die Entladedauer ergibt sich außerdem aus der gewählten Leistung; MW und MWh sind deshalb nicht austauschbar.

Wie sehen reale Größenordnungen aus?

Als konkretes Beispiel nennt Vattenfall für Goldisthal 1.060 MW Nennleistung, rund neun Stunden Turbinenvolllastbetrieb und einen Pumpspeicherwirkungsgrad von 80 Prozent. Die angegebene Anfahrzeit aus dem Stillstand in den Turbinenbetrieb beträgt 100 Sekunden. Diese Werte sind keine allgemeine Zusage für jedes Pumpspeicherkraftwerk.

Welche Aufgaben kann die Anlage übernehmen?

Geeignete Anlagen verschieben Strom zwischen Zeiten unterschiedlicher Preise oder Systembedarfe. Sie können außerdem Regelreserve und weitere Systemdienstleistungen anbieten, wenn die jeweiligen technischen und marktlichen Voraussetzungen erfüllt sind. Schwarzstart verlangt dafür geeignete Hilfsenergie, Steuerung und abgestimmte Wiederaufbauverfahren; Wasser im Oberbecken allein reicht nicht als Nachweis.

Im Vergleich zu Batterien zählen konkrete Speicherdauer, Standort, Investition, Betrieb und Erlösmöglichkeiten. Pumpspeicher benötigen geeignete Flächen und Höhenverhältnisse. Weder eine universelle wirtschaftliche Überlegenheit noch unbegrenzte Lebensdauer folgt aus dem Speicherprinzip.

Quellen & Verweise

  1. US Department of Energy — Pumped Storage Hydropower. energy.gov · Abruf
  2. Vattenfall — Pumpspeicher Goldisthal: technische Daten. group.vattenfall.com · Abruf

Häufige Fragen zu Pumpspeicherkraftwerk

Erzeugt ein Pumpspeicher mehr Strom, als er verbraucht?

Im reinen Pump-Speicherzyklus nein. Natürlicher Wasserzufluss kann zusätzliche Wasserkrafterzeugung ermöglichen.

Sind alle Pumpspeicher schwarzstartfähig?

Das muss für die konkrete Anlage technisch und betrieblich nachgewiesen sein.

Wie lange kann gespeichert und ausgespeichert werden?

Speicherfüllstand, nutzbares Volumen, Fallhöhe und Entladeleistung bestimmen die nutzbare Energie und Abgabedauer.

Verwandte Begriffe

Weitere Begriffe mit P

P50/P90-ErtragsprognoseP50: Ertrag, der nach dem verwendeten Modell mit 50 % Wahrscheinlichkeit erreicht oder überschritten wird. P90: Ertrag mit 90 % Überschreitungswahrscheinlichkeit. Beide Werte dienen der szenariobasierten Risikoanalyse und gelten nur unter den ausgewiesenen Daten- und Unsicherheitsannahmen.PDCA-ZyklusDer PDCA-Zyklus strukturiert Verbesserungsarbeit in vier wiederkehrende Schritte: Planen, Umsetzen, Überprüfen und Handeln. Managementsysteme wie ISO 50001 nutzen diese Logik, damit Maßnahmen anhand ihrer Ergebnisse bewertet und weiterentwickelt werden.PRISMA (Buchungsplattform Gas)PRISMA ist eine Plattform für die Vermarktung und Buchung von Energieinfrastrukturkapazitäten, insbesondere Gastransport und Speicherung. Eine Kapazitätsbuchung ist vom Kauf der transportierten Gasmenge zu unterscheiden.PUE (Power Usage Effectiveness)Die Power Usage Effectiveness (PUE) beschreibt die Energieeffektivität der Infrastruktur eines Rechenzentrums, indem sie den gesamten Energieverbrauch der Anlage ins Verhältnis zum Energieverbrauch der eigentlichen IT-Ausrüstung setzt. Ein Wert nahe 1,0 zeigt an, dass kaum Energie für Kühlung, Stromversorgung und andere Nebenverbraucher verloren geht.PV-ModulEin PV-Modul verbindet Solarzellen zu einer geschützten elektrischen Einheit, die Sonnenlicht in Gleichstrom umwandelt. Bauform, Zellzahl, Abmessungen und elektrische Kennwerte unterscheiden sich je nach Produkt. Die Nennleistung in Watt Peak beschreibt die Leistung unter festgelegten Standardtestbedingungen.Peak ShavingPeak Shaving begrenzt elektrische Lastspitzen am betrachteten Anschluss. Flexible Verbraucher, Erzeugung oder Speicher können dazu beitragen; ob dadurch Kosten sinken, hängt vom gemessenen Lastgang und dem konkreten Tarif ab.
Erstgespräch