Pumpspeicherkraftwerk: Die wichtigsten Infos

Ein Pumpspeicherkraftwerk (oder auch: Umwälzwerk, Pumpspeicherwerk, PSW) ist dazu in der Lage, elektrische Energie zu erzeugen, indem Wasser an eine erhöhte Position gepumpt und somit als potentielle Energie gespeichert wird.

Aktuell sind Pumpspeicherkraftwerke die einzige wirtschaftlich rentable Möglichkeit, wenn es darum geht, elektrischen Strom für eine spätere Nutzung zu speichern. Trotz dieser Tatsache stehen die Kraftwerke zur Energiespeicherung häufig in der Kritik, da sie lediglich einen Wirkungsgrad von 75 bis 80 Prozent aufweisen.

Im folgenden Artikel erfahren Sie mehr über die Funktionsweise eines Pumpspeicherkraftwerkes, dessen Wirkungsgrad und immer wiederkehrende Kritikpunkte am System.

Wie funktioniert ein Pumpspeicherkraftwerk?

Grundsätzlich besteht ein Pumpspeicherkraftwerk aus mindestens fünf Komponenten: Einem Ober- und einem Unterbecken, einer elektrischen Maschine (in der Schemazeichnung als Generator bezeichnet), einer Wasserturbine und einer Pumpe. Um die Leistung des Kraftwerks zu erhöhen, können mehrere solcher Vorrichtungen in Reihe geschaltet sein.

Unser Artikelbild und die Schemazeichnung zeigen Ihnen vermutlich bereits, dass es sich bei einem Pumpspeicherkraftwerk um eine ziemlich platzraubende Angelegenheit handelt.

So funktioniert die Energiespeicherung

Wenn elektrischer Strom gespeichert werden soll, dann wird das Wasser aus dem Unterbecken in Richtung des Oberbeckens gepumpt, um dessen potenzielle Energie (= Lagenergie) zu erhöhen. Hierfür muss natürlich Energie eingesetzt werden, die aus dem allgemeinen Stromnetz stammt. Mithilfe dieser Energie wird die elektrische Maschine versorgt, um die Pumpe zu betreiben.

So funktioniert die Energiefreisetzung

Wenn elektrischer Strom produziert werden soll, fließt das Wasser vom Oberbecken ins Unterbecken. Dabei wird die freigesetzte potenzielle Energie von der Wasserturbine genutzt, um die elektrische Maschine in Gang zu setzen. Diese produziert wiederum den Strom, der in das allgemeine Stromnetz eingespeist wird. Ein erhöhter Strombedarf kann somit gedeckt werden, ohne dass es zu einer Netzüberlastung kommt.

Wieso sind Pumpspeicherkraftwerke notwendig?

Pumpspeicherkraftwerke sind notwendig, da es immer wieder Zeiten gibt, in denen die Bevölkerung und die Industrie mehr bzw. weniger Strom benötigt. Weniger Strom wird beispielsweise in der Nacht und am Wochenende verbraucht. Viel Strom wird tagsüber an Werktagen verbraucht, wenn Wirtschaft und Industrie in Hochbetrieb sind.

Des Weiteren setzt Deutschland von Jahr zu Jahr vermehrt auf erneuerbare Energien. Das ist grundsätzlich eine gute Sache, jedoch produzieren bestimmte Energiequellen unstete Mengen an Strom. Dazu gehören beispielsweise die Windenergie und die Solarenergie.

Aufgrund dieser Situation ist es vorteilhaft, wenn Möglichkeiten zur Energiespeicherung zur Verfügung stehen. Das Pumpspeicherkraftwerk ist dabei aktuell die einzige rentable Möglichkeit.

Wie effizient sind Pumpspeicherkraftwerke?

Da Sie nun wissen, wie ein Pumpspeicherkraftwerk funktioniert, erscheint es Ihnen vermutlich logisch, dass solche Kraftwerke keinen Wirkungsgrad von 100 Prozent erreichen können. Schließlich wird Energie benötigt, um das Wasser überhaupt erst vom Unter- ins Oberbecken zu pumpen.

Pumpspeicherkraftwerke können zwar keinen Wirkungsgrad von 100 Prozent garantieren, allerdings sind sie mit 75 bis 80 Prozent immer noch relativ effizient. Faktoren, die den Wirkungsgrad beeinflussen, sind hauptsächlich die folgenden:

• Energie, die beim Hochpumpen verbraucht wird
• Wasserwiderstand bzw. Strömungswiderstand
• Wirkungsgrad der Generatoren + Trafoverluste
• Eigenbedarf des Pumpspeicherkraftwerks
• Übertragungsverluste der elektrischen Energie

Kritik am System Pumpspeicherkraftwerk

Pumpspeicherkraftwerke stehen vor allem deshalb in der Kritik, weil sie das Landschaftsbild schädigen, es bei Unfällen zu erheblichen Überschwemmungen kommen kann und sie als "Energievernichter" gelten.

Alle drei Gegenargumente haben sicherlich ihre Berechtigung, allerdings müssen wir uns vor Augen führen, dass Pumpspeicherkraftwerke aktuell die einzig sinnvolle Möglichkeit zur Energiespeicherung bieten. Eine Energiespeicherung mit 20 bis 25 Prozent Verlusten ist immer noch effizienter als eine 100-prozentige Verpuffung des Stroms bei Nichtverwendung.

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Siehe auch:

• Übersicht: Alle Artikel zum Thema Solarenergie
• Übersicht: Alle Artikel zum Thema Windenergie
• Übersicht: Alle Artikel zum Thema Wasserkraft
• Photosynthese, Energiespeicherung und Begriffserklärungen