Speicherkraftwerke
Zwar stellen die Speicherkraftwerke eine Unterart der Wasserkraftwerke dar, jedoch können andere Wasserkraftswerkstypen wie ein Speicherkraftwerk funktionieren. Dies gilt beispielsweise für einige Arten der Laufwasserkraftwerke.
Die Funktionsweise eines Speicherkraftwerks zur Stromerzeugung ist relativ einfach zu erklären. Wasser wird über einen bestimmten Zeitraum, dieser kann von mehreren Stunden bis mehrere Monate jede Zeitspanne umfassen, gespeichert. Das Speicherbecken befindet sich oberhalb des Turbinenbeckens. Besteht erhöhter Strombedarf, zu Spitzenlastzeiten wird mehr Strom benötigt als bei den Grundlastzeiten, dann wird das Wasser aus dem oberen Staubecken abgelassen und fließt durch die Turbine, welche in Bewegung versetzt wird und Strom erzeugt.
Das heißt, die potenzielle Energie des gespeicherten Wassers wird in elektrischen Strom umgewandelt. Das Becken, in welchem das Wasser gesammelt wird, wird als Staubecken bezeichnet. Dieses Staubecken kann auf zwei verschiedenen Wegen entstehen. Entweder handelt es sich dabei um einen natürlich entstandenen Stausee oder das Becken wurde künstlich angelegt. Wird ein Staubecken künstlich angelegt, ist eine Staumauer oder ein Staudamm erforderlich. Dieses Becken weist ebenfalls eine Verbindung mit einem natürlich fließenden Gewässer, also einem Fluss auf.
Soll die Wassermenge, die in den Stausee fließt, erhöht werden, können Stollen zu anderen Flüssen angelegt werden. Das zufließende Wasser wird, wie beschrieben, gespeichert und bei Bedarf, in das tiefer gelegene Kraftwerk geleitet. Dazu dienen entweder Druckstollen oder Druckrohrleitungen. Nicht selten sind die Druckstollen und/oder Druckrohrleitungen auf dem letzten Teilstück mit einem Wasserschloss ausgestattet. Auf diese Weise kann der Druckstoß in den Leitungen verringert werden.
Das Wasser erreicht als nächstes mit einem Druck von bis zu 200 bar das Maschinenhaus, in welchem die Leitungen enden. Dort trifft das Wasser auf die Turbine. Abhängig von der Fallhöhe des Wassers und der vorhandenen Wassermenge werden in Speicherkraftwerken entweder Francis-Turbinen oder Pelton-Turbinen verwendet. Beide Arten unterscheiden sich in ihrer Bauweise. Die jeweilige Turbine wird in Bewegung versetzt und erzeugt kinetische Energie. Durch die Turbine wird wiederum ein Generator angetrieben, der für die Produktion des Stroms verantwortlich ist. Das Wasser gelangt nun in ein Unterbecken.
Aus dem Unterbecken, welches ebenso als Stausee fungiert, kann das Wasser erneut in das obere Becken gepumpt werden. In diesem Fall handelt es sich um ein Pumpspeicherkraftwerk. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, das sogenannte Unterbecken als Oberbecken bzw. Staubecken für eine weitere, tiefer gelegene Speicherkraftanlage zu nutzen. Das bedeutet, dass an einem Flusslauf mehrere übereinander angeordnete Speicherkraftwerke stehen können.
Vorteile der Speicherkraftwerke sind der schnelle und flexible Einsatz. Besteht akuter Strombedarf, kann dieser mithilfe eines Speicherkraftwerks innerhalb weniger Minuten gedeckt werden. Zudem ist es möglich, die Menge des erzeugten Stroms zu regulieren und bereits mit geringen Mengen Wasser ausreichend elektrische Energie herzustellen. Sollten andere Stromerzeuger aus verschiedenen Gründen kurzfristig ausfallen, kann das Speicherkraftwerk die Stromversorgung sicherstellen. Da das Kraftwerk keinen elektrischen Impuls benötigt, um mit der Stromerzeugung zu beginnen, kann es bei einem sogenannten totalen Stromausfall ebenfalls dazu genutzt werden, andere Kraftwerke zu aktivieren, die einen elektrischen Impuls benötigen.
Die Speicherkraftwerke werden nach den jeweiligen Füll- bzw. Entleerungszeiten unterteilt. Zu unterscheiden sind Tages-, Wochen-, Monats- und Jahresspeicher. Vor allem in den Alpen finden sich die idealen Bedingungen für Speicherkraftwerke. Dort kommen vor allem Jahresspeicher zum Einsatz. Denn im Sommer tritt eine große Menge an Schmelzwasser auf, die gespeichert wird. Im Winter liegt zwar ausreichend Schnee, doch fließendes Wasser ist rar, so dass das gespeicherte Schmelzwasser aus dem Sommer im Winter ebenfalls zur Stromerzeugung verwendet wird.
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