| Kraftwerke
in der Schweiz |
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Energie Schweiz Wasserkraft - Pumpspeicherkraftwerke |
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| Pumpspeicherkraftwerke |
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Pumpspeicher-Kraftwerke nutzen
das Gefälle zwischen den Kraftwerksturbinen, welche die Generatoren in den Kraftwerkszentralen antreiben, und dem Stausee gleich
zweimal.
Das
Wasser, welches über Druckleitungen ein erstes Mal auf die Turbinen geleitet wurde, wird in Ausgleichsbecken im Talgrund gesammelt.
Bei Bedarf wird das Wasser aus den Ausgleichsbecken mit billigem Nachtstrom
wieder in die Stauseen zurückgepumpt.
Dieser Pumpvorgang benötigt
u.a. wegen den Reibungsprozessen mehr elektrischen Strom, als nachher mit
dem zurückgepumpten Wasser wieder neu produziert werden kann.
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| Energetisch
ist die mehrmalige Nutzung des Wassers sinnlos. Die Energiebilanz ist
negativ. |
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Die Pumpenergie ist grösser als die produzierte Energie.
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| Die elektrische Energie, welche zum Hinaufpumpen des Wassers in den Speichersee benötigt wird, ist um einiges grösser als die elektrische Energie, welche durch das erneute Herablassen des Wassers erzeugt werden kann. |
| Vom ökonomischen Standpunkt aus betrachtet, ist die Erzeugung von elektrischer Energie aus Pumpspeicherkraftwerken wirtschaftlich und gewinnbringend. |
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Die Pumpspeicherkraftwerke
(PSW) weisen einige gewichtige wirtschaftliche und versorgungstechnische
Vorteile auf:
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Die Pumpspeicherkraftwerke (PSW) bilden das Rückgrat der Schweizer Energieversorgung mit elektrischem Strom. Strom aus den Pumpspeicherkraftwerken sorgt die Netzsicherheit im Schweizer Versorgungsnetz. Die PSW werden jeweils eingeschaltet, wenn auf dem Schweizer Strommarkt mehr Strom produziert als verbraucht wird oder, wenn die Stromnachfrage stark ansteigt. Die Pumpen der PSW pumpen mit dem überschüssigen elektrische Strom in Ausgleichsbecken oder in Seen gelagertes Wasser hinauf in die Stauseen. Dem Versorgungsnetz wird auf diese Weise Strom entzogen und gleichzeitig wird dabei das Hochspannungsnetz auf die gewünschte Frequenz von 50 Hz stabilisiert. Bei einem starken Anstieg der Stromnachfrage treiben die im Stausee gelagert Wassermassen die Turbinen in den PSW an. Der von ihren Generatoren produzierte elektrische Strom wird ins Versorgungsnetz geleitet. Auch dieser Vorgang stabilisiert die Netzfrequenz.
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 Die Pumpspeicherkraftwerke (PSW) sind eine der wenigen Möglichkeiten, elektrischen Strom zu
"lagern" bzw. zu speichern. Wenn im internationalen Verbundnetz Stromüberschuss herrscht, sinken die Marktpreise für die elektrische Energie.
Die PSW werden dann mit billigem Überschussstrom in Betrieb genommen.
Mit relativ geringen Kosten wird in diesen Zeit Wasser in die Stauseen
hinauf gepumpt. Die PSKW sind sehr flexibel auf- und abschaltbar. |
| Bei Nachfragespitzen im heimischen oder internationalen
Markt liefern die PSW sofort die gewünschte Menge elektrischer Energie
zu hohen Marktpreisen. Den Spitzenbedarf abzudecken
ist wirtschaftlich gesehen ein äusserst gewinnbringendes Geschäft. |
| Die PSW leisten einen wesentlichen Beitrag zu Versorgungssicherheit in der Schweiz. Bei Strompannen ("Black outs") oder bei Versorgungsengpässen bieten die PSW Gewähr für eine kontinuierliche Einspeisung von
elektrischem Strom in die nationalen und internationale Verbundnetze. Moderne
Generatoren in den PSKW können innert Minuten auf Marktveränderungen
oder Spannungs- bzw. Frequenzschwankungen im Übertragungsnetz reagieren. In ein paar Minuten werden sie von den Kraftwerksbetreibern vom Stromverbraucher
zum Stromlieferanten umgeschaltet. |
| Pumpspeicherkraftwerke übernehmen eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der Netzsicherheit. Sie sorgen dafür, dass zwischen der Stromproduktion und dem Stromverbrauch ein konstantes Gleichgewicht geschaffen werden kann. Dieses Gleichgewicht ist die Voraussetzung dafür, dass Versorgungsnetz immer stabil bleibt. |
| Strompannen werden sich vermutlich in der Zukunft häufiger auftreten.
Die Erneuerung der Transportkabel für den elektrischen Strom (Starkstromleitungen)
können mit der Geschwindigkeit der Liberalisierung im europäischen
Strommarkt nicht Schritt halten. Ein "Black out" im November 2006 führte
zu einem Stromausfall, welche grosse Teile Westeuropas betroffen hat. Die
Schweiz ist dank ihrem Auffangsystem nur am Rande betroffen. |
| Bei der "Stromveredelung" mit Pumpspeicherkraftwerken fallen keine Netzbenutzungskosten an, welche den Ertrag des Kraftwerksbetreibers schmälern. |
| Pumpspeicherkraftwerke können mithelfen, die Versorgungsicherheit mit elektrischer Energie zu gewährleisten. Bei den Strategien für einen Ausstieg aus der Atomenergie, welche nach dem Reaktorunfall in Fukushima (Japan) entwickelt wurden, spielen Pumpspeicherkraftwerke eine wichtige Rolle. Pumpspeicherkraftwerke sind geeignet, den elektrischen Strom, welcher in Windkraft- oder Solaranlagen usw. produziert wurde, bis zu einer Nachfrage zu speichern. Der Ausbau des europäischen Versorgungsnetzes ist allerdings eine Voraussetzung dafür, damit die Energie, welche in Teilen Europas, Afrikas oder des Nahen Ostens aus erneuerbaren Quellen produziert wurde, zu den Konsumenten geleitet werden kann. |
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Stollenarten für den Betrieb der Speicherkraftwerke
Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke sind oft in ein weitverzweigtes Stollensystem eingebunden. Für den Betrieb dieser Kraftwerktypen werden verschiede Arten von Stollen verwendet:
Zuleitungsstollen, Druckstollen, Druckschächteund Unterwasserstollen.
Die Stollen zwischen dem Stausee und dem Kraftwerk werden als Triebwasserstollen bezeichnet.
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| Zuleitungsstollen |
Zuleitungsstollen leiten das Wasser aus den Wasserfassungen im Einzugsgebiet der Kraftwerke zu den Stauseen. Zuleitungsstollen sind in der Regel Freispiegelstollen, d.h. der Stollenquerschnitt wird nie ganz mit fliessendem Wasser gefüllt sein. |
| Druckstollen |
Druckstollen leiten das Wasser unter Druck von den Stauseen zu den Drosselklappenkammern im Stollensystem und weiter hinunter auf die Turbinen der Kraftwerke.
Drosselklappen sind das Absperrorgan des Druckstollens bzw. der Turbinen, auf welches das Wasser geleitet wird. Als Absperrorgan dienen Ringkolbenkugelschieber. Die Kugelschieber können die Wassermenge in der Turbinenzuleitung wie mit ein Wasserhahn verringern oder stoppen. Die Kugel, welche einen Wasserdurchlass hat, kann mit Wasserdruck gedreht werden.
Druckstollen sind während des Turbinierens vollständig mit Wasser gefüllt. Druckstollen sind weniger geneigt als Druckschächte. |
| Druckschächte |
Druckschächte funktionieren wie Druckstollen. Sie sind im Vergleich zu den Druckstollen wesentlich stärker geneigt. |
| Unterwasserstollen |
Unterwasserstollen leiten das Wasser von den Turbinen in die natürlichen Gewässer zurück. In einem Niederdruck-Laufkraftwerk wird das turbinierte Wasser in den Unterwasserkanal abgegeben. |
| Oberwasserstollen |
Oberwasserstollen leiten das Wasser vom Stausee von den Turbinen des Kraftwerks. In einem Niederdruck-Laufkraftwerk wird das Wasser über den Oberwasserwasserkanal zu den Turbinen des Kraftwerks geführt. |
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| Pumpspeicherkraftwerke: Für die Netzsicherheit- und die Netzstabilität |
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| KWO - Pumpspeicherkraftwerke |
| Quellen: KWO und ABB |
| Oktober 2013 |
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| Smart Grid |
intelligentes Stromnetz, das Stromerzeuger, Speicher, Verbraucher und Netzanlagen effizient und zuverlässig vernetzt und steuert. |
| Smart Home |
intelligentes Wohnen, bei dem Geräte aufgrund einer Datenvernetzung und Fernsteuerbarkeit intelligent (automatisch/optimiert) gesteuert werden. |
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| 2014: Der europäische Strommarkt ist im Wandel |
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DESERTEC Industrial Initiative - Strom aus der Wüsten
Neue Strategie - Entwicklung eines Supergrids für EU-Mena wird nicht weiterverfolgt
Seit dem Start der Industrieinitiative Dii hat sich die Situation im europäischen Strommarkt wesentlich verändert. Die politischen Verhältnisse in Nordafrika und im NahenOsten haben sich gewandelt.
Als Folge der Reaktorkatastrophe in Fukushima im März 2011 haben die europäischen Staaten die Produktion der elektrischen Energie durch Windkraft- und Solaranlagen kräftig gefördert. Durch die Überproduktion sanken die Strompreise im europäischen Markt. Investitionen in neue Kraftwerke wie etwa Pumpspeicherkraftwerke rechnen sich heute wirtschaftlich kaum mehr. Im Vordergrund stehen heute Investitionen in den Netzausbau in Europa. Neue "Stromautobahnen" müssen den elektrischen Strom von den neu entstanden Produktionsstandorten wie den Windkraftanlagen entlang der deutschen Nordseeküste zu den Stromverbrauchern in den bevölkerungsreichen Zentren liefern.
Der Bau von Stromautobahnen ("Supergrids") von Nordafrika oder dem Nahen Osten nach Europa ist nach heutigen Erkenntnissen nicht mehr vordringlich. Die an der Dii beteiligten Firmen und Forschungsinstitute wie die DLR, die Fraunhofer Gesellschaft, die Max-Planck-Gesellschaft usw. haben sich in den letzten Jahren innerhalb der Dii-Projekte viel Erfahrung und ein grosses Wissen angeeignet. Die Dii will nun ihre Dienstleistungen für die Stromproduktion und die Stromversorgung den Ländern in Nordafrika und dem Nahen Osten ausbauen.
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| Text: RAOnline 2014 |
| 2016 - Stromproduktion in einem schwierigen Marktumfeld |
| Im europäische Stormmarkt herrschen veränderte Marktbedingungen. Die starke Zunahme von volatiler Wind- und Sonnenergie und die weiterhin hohe Stromproduktion der Kohle- und Kernkraftwerke hat die Strompreise unter Druck gebracht. Der Investitionen in neue Pumpspeicherkraftwerke bringen gegenwärtig den Energieunternehmen nicht die notwendigen Erträge. |
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nach
oben
In
den liberalisierten Strommärkten herrscht das Prinzip von Angebot
und Nachfrage. Italien importiert lieber Strom als ihn selber zu produzieren.
Frankreich kann mit seinen vielen Kernkraftwerken viel Strom auf dem europäischen
Strommarkt anbieten.
Die
Schweiz nimmt wegen seine zentralen Lage eine wichtige Rolle im europäischen
Stromgeschäft.
Durch
Schweizer Freilandleitungen fliessen riesige Menge elektrischer Energie
nach Norden und nach Süden.
Die Schwankungen
der Transportmenge und der Transportrichtung des Stromes belasten die
Übertragungsnetze stark. Die Netze werden anfällig für Panne.
Das Stromnetz wird mit einer Frequenz von 50 Hertz betrieben.
Ein Frequenzabfall von nur 0,5 Hertz kann bereits zu einem Stromausfall führen.
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Externe
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