In der Ruhe liegt die Kraft: Speichersee
In der Ruhe liegt die Kraft: Speichersee

Samstag, 04.11.2006 gegen 22:10, ein rauschendes Fest im Münsterland, plötzlich ein kurzes Flimmern; die Lichter sind aus, die Musikanlage schweigt, Totenstille, Dunkelheit. Zur selben Zeit sind in NRW, Hessen und anderen Teilen Deutschlands Reisende in Zügen unterwegs.

Hier wird gelesen, dort gequatscht oder gedöst, während monoton die Räder über die Schienen rattern. Doch abrupt greifen die Bremsen, und die Züge stehen still. Ähnliche Szenarien spielen sich leicht zeitversetzt in Frankreich, Belgien, Italien, Spanien, Marokko und Österreich ab. Der Lebenssaft der Stromkabel ist einfach weg. Was ist passiert?

Auslöser war letztlich eine Panne in den deutschen Hochspannungsleitungen. Da es zu einem Energiedefizit kam, waren die Leitungen überlastet, und wie bei fallenden Dominosteinen löste dies eine Kettenreaktion aus. Rigoros schalteten sich Versorger aus, um einen Totalausfall zu verhindern. Da Deutschland auch mit andern Ländern vernetzt ist, hatte diese Stromstörung europaweite Auswirkungen. Bis zu einer Stunde standen regionsweise die Menschen buchstäblich im Dunkeln.

Österreich kam noch glimpflich davon, es dauerte meist nur einige Sekunden, bis der Strom wieder zur Verfügung stand. Österreich profitierte hier von seinem frühen Pioniergeist in der Stromerzeugung. So beschäftigte sich das Land seit 1930 sporadisch mit der Stromnutzung durch Wasserkraft und baute dieses Wissen in den 50iger Jahren aus. Die Techniker erkannten, dass Pumpspeicher- und Speicherkraftwerke das Mittel der Wahl sind, um im entscheidenden Moment immense Mengen an Strom zur Verfügung zu stellen. Mit den Jahren wuchs die Anzahl der Speicherkraftwerke beträchtlich. Als es 2006 zu dem europaweiten Stromausfall kam, schaltete Österreich einfach einige Großverbraucher aus und überbrückte den restlichen Strombedarf, in dem es Speicherkraftwerke zuschaltete.

Kraftvolle Speicher im richtigen Moment

Österreich besitzt durch seine geographischen Gegebenheiten von Natur aus das gewisse Etwas, um Speicherkraftwerke zu bauen. Bei einem Kraftwerk kommt es auf die Fließgeschwindigkeit des Wassers an; je größer der Höhenunterschied vom Speichersee zur Turbine, umso schneller kann das Wasser fließen, was sich letztlich im produzieren Strom niederschlägt. Die Alpenregion ist daher prädestiniert für den Bau von Stauseen. Hier können vorhandene Seen verbreitert, natürliche Flüsse in künstlich angelegte Seen geleitet oder Wasserbecken mittels Pumpen befüllt werden. Inzwischen gibt es sogar Überlegungen, alte Bergwerke als unterirdischen Wasserspeicher zu nutzen. Durch große Rohre, welche überirdisch in das tiefer gelegene Tal verlegt werden, strömt das freigelassene Wasser mit Kraft hindurch, um auf Turbinen zu treffen, welche vom Wasser angetrieben werden. Die freigesetzte Energie landet in Generatoren, wo sie in Strom umgewandelt wird.

KURZ & KNAPP
  • hohe Fließgeschwindigkeit des Wassers produziert viel Strom
  • Pumpspeicherkraftwerke speichern überschüssige elektrische Energie
  • Speicherkraftwerke setzen bei Strombedarf riesige Mengen Wasser frei

In einem Speicherkraftwerk wird die Fließenergie eines Flusses gespeichert, um sie im richtigen Moment zur Stromgewinnung freizusetzen. Ein Pumpspeicherkraftwerk dient zusätzlich dazu, die überschüssige elektrische Energie der Stromnetze in potentielle Energie umzuwandeln, um sie im Bedarfsfall wieder als elektrische Energie freizusetzen.

In einem Stromnetz kann nur eine bestimmte Menge an Energie fließen. Diese Menge richtet sich nach den Verbrauchern. Wind, Wasser und Sonne lassen sich jedoch nicht vorschreiben, wann sie in hohem Maße gebraucht werden und wann nicht. Wenn nun enorme Mengen an Energie in das Stromnetz eingespeist werden und sich gleichzeitig jedoch keine Stromabnehmer finden, muss diese Energie quasi zwischengelagert werden. Dies ist der Moment, wo Pumpspeicherkraftwerke aktiv werden. Der Generator, welcher sonst Strom produziert, wird nun zum Elektromotor und treibt eine Pumpe an. Diese pumpt durch die steilen Rohrleitungen das Wasser vom Unterbecken in das Oberbecken. Hier wird die potentielle Energie als Wasser zwischengelagert. So gesehen gleicht der Stausee nun einer riesigen Batterie, welche bei Strombedarf angezapft wird.

Spitzenlast braucht Spitzenpower

Eine offene Turbine
Wasserkraft + Turbine = Strom

Die Wasserbatterie wird gebraucht, sobald mehr Stromabnehmer vorhanden sind, wie Strom durch die Leitung fließt. Jeden Tag gibt es bei den Stromwerken diese Spitzenlastzeiten. Charakteristisch sind die Arbeitszeitenden. Kaum ist man in seinen eigenen vier Wänden, wird der Fernseher oder der Rechner angeschaltet, die Waschmaschine tut ihren Dienst, und auf dem Herd köchelt das Abendessen vor sich hin.

Die Stromanbieter müssen sofort reagieren, um ein stabiles Stromnetz zu gewährleisten, da es im Ernstfall zu großflächigen Stromausfällen kommen kann. Daher werden sogenannte Stromsprinter zugeschaltet, dies sind Kraftwerke, welche von jetzt auf gleich auf diese hohen geforderten Strommengen reagieren können. Hierzu zählen unter anderem Pumpspeicherkraftwerke, sie können innerhalb von Sekunden Leistung zur Verfügung stellen. Zusätzlich sind Pumpspeicherkraftwerke schwarzstartfähig, mit anderen Worten, das Kraftwerk kann ans Laufen gebracht werden, ohne am Stromnetz angeschlossen zu sein.

Im Bedarfsfall wird einfach am oberen Speichersee die Sperrklappe geöffnet und das Wasser fließt durch den Druckstollen über die Turbinen in den unteren See. Logisch, dass ein Pumpspeicherkraftwerk nicht unbegrenzt Strom zur Verfügung stellen kann; ist kein Wasser mehr im Becken, drehen sich die Turbinen nicht mehr, und der Generator stellt die Arbeit ein.

Jedoch sind solche Notfallenergiespeicher immens wichtig, um eine reibungslose Versorgung mit Elektrizität zu gewährleisten. Dies hat eindrucksvoll der europaweite Stromausfall 2006 gezeigt, wo es Österreich durch Zuschalten seiner Pumpspeicherkraftwerke geschafft hat, den Stromausfall auf wenige Minuten und in vielen Regionen sogar auf nur wenige Sekunden zu reduzieren.

 
FAZIT
 
 
KURZ & KNAPP
  • Pumpspeicherkraftwerke arbeiten in Spitzenlastzeiten – immer dann, wenn die angeforderte Strommenge immens hoch ist
  • Pumpspeicherkraftwerke sind schwarzstartfähig – sie können ohne fremde Stromquelle zum Laufen gebracht werden
  • Pumpspeicherkraftwerke haben eine ähnliche Funktionsweise wie eine Batterie; sie müssen immer wieder aufgeladen werden

Ökologisch betrachtet sind Pumpspeicherwerke kritisch zu betrachten, da durch das Hochpumpen des Wassers in das obere Speicherbecken mehr Energie verbraucht wird, als beim Herunterfließen gewonnen wird. Auch wird weitreichend in die Natur eingegriffen, so müssen die Becken betoniert werden, um dem Wasserdruck stand zu halten und auch die Gefahr eines Rohrbruchs und damit einer Überflutung ist nicht zu verachten.

Jedoch gehören zu den Rettern in der Not, wenn das Stromnetz zusammenbricht. Gerade so sensible Einrichtungen wie Krankenhäuser, Signalanlagen der Bahn, oder sicherheitsrelevante Gebäude sind auf Strom rund um die Uhr angewiesen.