Die Planung und der Bau von Pumpspeicherwerken werden heutzutage durch Landnutzungskonflikte erschwert. Als Alternative bieten sich u. a. unterirdische Pumpspeicherwerke an, deren Machbarkeit bislang jedoch weder technisch, wirtschaftlich noch rechtlich ausreichend untersucht wurde. In einem ersten Schritt wurden daher die hydraulischen Prozesse für verschiedene Geometrien auf der Grundlage einer hybriden Modellierung als eine wesentliche Schlüsselrandbedingung für eine mögliche technische Machbarkeit analysiert.
Vielfach konzentriert sich die politische und gesellschaftliche Diskussion bezüglich des Ausbaus erneuerbarer Energien auf die Nutzung von Onshore- und Offshore-Windenergie und Photovoltaik. Energetische Speichermöglichkeiten zum Ausgleich zwischen Energieangebot und -nachfrage werden derzeit noch nachrangig gefördert, haben aber mindestens eine ebenso hohe Bedeutung und Relevanz für die gesellschaftlichen und politischen Ziele der Energiewende wie die Verfahren der Energieerzeugung. Somit sind u. a. Pumpspeicherwerke (PSW) als kurz- und mittelfristige Speichermöglichkeit eine notwendige Ergänzung zum Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland.
Die Planung und der Bau konventioneller PSW wird heutzutage durch den Widerstand der Bevölkerung und die Belauge des Naturschutzes erschwert. Dies zeigen aktuell z. B. die Planungen für ein PSW am Rursee in der Eifel. Den Aachener Zeitungen können fast täglich die zahlreichen Diskussionen rund um das PSW und die damit verbundenen Schwierigkeiten entnommen werden.
Dabei bietet die Nutzung von PSW als bewährte Speichertechnologie zahlreiche Vorteile. Hierzu zählen die besonders schnelle Verfügbarkeit zusätzlicher Energie, die Schwarzstartfähigkeit, ein hoher Erntefaktor, ein hoher Wirkungsgrad, der hohe Wirtschaftsfaktor, niedrige Betriebskosten und die hohe Lebensdauer. Dies kann bei energetischer Nutzung des Wasserkreislaufes, einer Schonung und Entlastung der Umwelt, nicht vorhandener Emissionen sowie einer Verbesserung der ökologischen Verhältnisse bei sorgfältiger Planung erreicht werden.
Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
Quelle: | Wasserwirtschaft 01-02/2014 (Februar 2014) | |
Seiten: | 4 | |
Preis inkl. MwSt.: | € 10,90 | |
Autor: | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf Dipl.-Wirtsch.-Ing. Elena Pummer | |
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Alternatives Pumpspeicherkonzept in Form eines Unterflur-Lageenergiespeichers mit Sekundärspeicher
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (1/2013)
Als Alternative zu klassischen Pumpspeicherbauweisen wurde ein Speicherkonzept fortentwickelt, bei dem aus monolithischem Felsgestein ein zylindrischer Fels ausgesägt wird. Unter diesen Zylinder wird Wasser gepumpt, während eine radiale Hochdruckdichtung den Zylinder abdichtet. Der durch den Druck emporsteigende Felszylinder wird teilweise abgetragen und zu einem umlaufenden Erddamm aufgeschichtet. Der so geschaffene See bildet zusammen mit dem Speicher unterhalb des Zylinders einen Pumpspeicher mit hoher Energiedichte. Ein konstanter Wasserpegel des Speichersees ermöglicht die Nutzung als Naherholungsgewässer mit einer hervorragenden Umweltakzeptanz und freier Standortwahl.
Wie wird ein Unterhaltungsverband klimaneutral?
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2020)
Vorrangige Aufgabe von Unterhaltungsverbänden ist es, für eine ordnungsgemäße Entwässerung ihres Verbandsgebietes zu sorgen. Wenn zu diesem Zweck 150 Schöpfwerke mit Stromkosten von
rd. 800.000 € pro Jahr betrieben werden müssen, stehen Themen wie Nachhaltigkeit und Klimaschutz zunächst hintenan. Eine Analyse bestätigt, dass es möglich ist, bis 2035 die Klimaneutralität zu erreichen.
Saugrohroptimierung zur Leistungssteigerung einer
kleinen S-Turbine
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2019)
Das Saugrohr einer Niederdruckanlage verbindet die Turbine mit dem freien Unterwasserspiegel. Gleichzeitig wandelt es einen Teil der hinter dem Laufrad vorherrschenden Strömungsenergie in Druckenergie um, wodurch die Leistung der Turbine wesentlich gesteigert wird. Eine Leistungssteigerung erfolgt jedoch nur, wenn alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Das Saugrohr einer kleinen S-Turbine wird dahingehend für einen großen Betriebsbereich optimiert. Zugleich werden instationäre Phänomene analysiert, um den Durchfluss betriebssicher zu erhöhen.
Lohn der Anstrengungen
© Rhombos Verlag (5/2016)
Die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel kann auf Erfolge im Umwelt- und Klimaschutz verweisen
Unterirdische Enteisenung und Entmanganung – wirtschaftliche Kühlung und Klimatisierung von Gebäuden
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (3/2016)
Eine Hochschule und ein Produktionsbetrieb in Süddeutschland nutzen oberflächennahes Grundwasser zur energieeffizienten Klimatisierung bzw. zur Kühlung von Spritzgussmaschinen und neu errichteten Produktions- und Bürogebäuden. Die Eisen- und Mangangehalte des Grundwassers von ca. 3-5 mg/l werden mithilfe einer In-situ-Wasseraufbereitung (ISWA) durch Unterirdische Enteisenung und Entmanganung entfernt, sodass sich keine Ablagerungen im Wärmetauscher und in der Wärmepumpe bilden können. Das ISWA-Verfahren hat sich an beiden Standorten bewährt und erfüllt die technischen sowie wirtschaftlichen Anforderungen der Auftraggeber.