Anwendung in Wasserkraftwerken Deutschland

Anwendung in Wasserkraftwerken

Pumpspeicherkraftwerke werden hauptsächlich für Pumpspeicherkraftwerke eingesetzt. Wenn die Last des Stromnetzes niedriger ist als die Grundlast, kann es als Wasserpumpe verwendet werden, wobei die überschüssige Erzeugungskapazität genutzt wird, um Wasser vom nachgelagerten Reservoir zum vorgelagerten Reservoir zu pumpen und Energie in Form von potenzieller Energie zu speichern; wenn die Systemlast höher ist als die Grundlast

Bei dieser Belastung kann es als Wasserkraftwerk zur Stromerzeugung genutzt werden, um die Spitzenlast zu regulieren. Daher kann das reine Pumpspeicherkraftwerk die Leistung des Stromsystems nicht erhöhen, aber es kann den wirtschaftlichen Betrieb der thermischen Stromerzeugungseinheit verbessern und die Gesamteffizienz des Stromsystems steigern. Seit den 1950er Jahren haben Pumpspeichereinheiten in Ländern auf der ganzen Welt große Aufmerksamkeit und eine rasante Entwicklung erfahren.

Die Pumpspeichereinheiten, die in der Anfangszeit oder mit hohen Fallhöhen entwickelt wurden, verwenden meist einen Dreimaschinentyp, der aus einem Generatormotor, einem Wasserkraftwerk und einer in Reihe geschalteten Wasserpumpe besteht. Die Vorteile liegen darin, dass das Wasserkraftwerk und die Pumpe getrennt konstruiert sind, was einen höheren Wirkungsgrad ermöglicht, und dass sich die Einheit während der Stromerzeugung und des Pumpens in die gleiche Richtung dreht und schnell von Stromerzeugung auf Pumpen oder vom Pumpen auf Stromerzeugung umgestellt werden kann. Gleichzeitig kann das Wasserkraftwerk zum Starten der Einheit verwendet werden. Die Nachteile sind die hohen Kosten und die großen Investitionen in das Kraftwerk.

Die Schaufeln des Laufrads der Diagonalströmungspumpe können rotieren und weisen auch bei wechselnder Förderhöhe und Last noch eine gute Betriebsleistung auf. Aufgrund der Einschränkungen der hydraulischen Eigenschaften und der Materialstärke betrug die höchste Förderhöhe Anfang der 1980er Jahre jedoch nur 136.2 Meter (Japans erstes Kraftwerk Takane). Für höhere Förderhöhen sind Francis-Pumpen-Wasserkraftwerke erforderlich.

Das Pumpspeicherkraftwerk ist mit oberen und unteren Reservoirs ausgestattet. Unter der Voraussetzung, dass dieselbe Energie gespeichert wird, kann eine Erhöhung der Fallhöhe die Speicherkapazität verringern, die Geschwindigkeit der Anlage erhöhen und die Projektkosten senken. Infolgedessen entwickeln sich Speicherkraftwerke mit einer Fallhöhe von über 300 Metern schnell. Das Francis-Pumpen-Wasserkraftwerk mit der höchsten Fallhöhe der Welt ist im Kraftwerk Bainabashta in Jugoslawien installiert. Seine eigenständige Leistung beträgt 315 MW, die Fallhöhe des Wasserkraftwerks beträgt 600.3 Meter, die Pumpenfallhöhe 623.1 Meter und die Geschwindigkeit 428.6 U/min. Jedes Jahr wird es in Betrieb genommen.