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Wasserspeicher

Datum:       10.04.2008
aktualisiert: 13.11.2017

Dienstag, 5. Dezember 2017

 

 

Energie-Speicher für Europa:     PSW mit Ober- und Unterwasserbecken
Wasser-Energie-Speicher für  den Strombedarf   der BRD und eines  AKW

Annahme:

 

 

 

 

 

 

Ein Großteil des Strombedarfes in Mitteleuropa wird durch Windkraftanlagen erzeugt.
Für den Fall eines "Windkraft-Ausfalls" sollen Pumpspeicherkraftwerke z.B. im Gebirge oder in Skandinavien
die Stromversorgung für " X" Tage puffern und die fehlende Windenergie ins Netz einspeisen.

Als Beispiel wird hier die mittlere Leistung der Stromversorgung der BRD angenommen:

 

 

 

 

 

 

 

Beispiel Stromverbrauch Deutschland

Gesamtstromverbrauch BRD

 

600.279.570

MWh/a

 

 

Zusatzinfo:

 

 

 

 

 

 

Fläche pro Windrad

 (Hges*2)^2

102.400

qm

 

 

bei Gesamthöhe von

160m        

10,2

ha

 

 

Energie pro WKA 2MW

 

4.500

MWh/a

 

 

Erforderlich Windräder

 

133.395

Stück

 

 

Erforderlich Windnutzfläche

 

1.365.970

ha

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hypothese:

100 % der Leistungsabgabe soll für einen Dauer "x" als Speicherenergie zwischengespeichert bzw. wieder zurück ins Netz gegeben werden

ungefähre Größenverhältnisse--->

69

AKW´s

1

AKW

Jahresstromenergie   BRD   / ! AKW

 

600.279.570

MWh/a

8.760.000

MWh/a

daraus berechnete mittlere PSW-Leistung

68.525

MW

1.000

MW

 

 

 

68.525.065

kW

1.000.000

kW

 

 

 

 

 

 

 

Pumpspeicher

Gesamtwirkungfaktor

nü*g

8,00

 

8,00

 

Fallhöhe

 (Beispiel)

H

300

m

300

m

mittlere Triebwassermenge

Qges

28.552

cbm/s

416

cbm/s

Durchfluß pro Turbine

QT

100

cbm/s

100

cbm/s

Anzahl der Turbinen

z

285,5

Turbinen

4,1

Turbinen

Nennleistung einer Turbine

NT

240.000

kW

240.000

kW

Kontrolle

z*nü*g*QT*H =

Nges

68.525.065

kW

1.000.000

kW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Volumen: erforderliche Speichergröße für eine gewählte Speicherdauer

1

Sekunde

1

28.552

cbm

417

cbm

1

Minute

60

1.713.127

cbm

25.000

cbm

1

Stunde

60

102.787.598

cbm

1.500.000

cbm

1

Tag

24

2.466.902.342

cbm

36.000.000

cbm

1

 Woche

7

17.268.316.394

cbm

252.000.000

cbm

 

 

 

 

 

 

 

Abmessung für den Tagesspeicher

69

Faktor

 

 

Speichergröße

 

2.466.902.342

cbm

36.000.000

cbm

 

Lamellen-Höhe  (m)

20

m

20

m

 

Grundfläche

 

123.345.117

qm

1.800.000

qm

 

Breite (m)

 

10.000

m

1.000

m

 

Länge (m)

 

12.335

m

1.800

m

 

 

 

 

 

 

 

Die Randbedingungen für die Turbinendimensionen wurde dem PSW-Goldisthal angepasst, ebenso entspricht die angegebene Lammellenhöhe der Wasserspiegelschwankung im Speicher.
Während die Speichergröße beim PSW-Goldisthal in der Größenordnung von rd. 20 Mio. cbm liegt, - um die Spitzenbelastungen im Netzt für eine relativ kurze Dauer auszugleichen ( ca. 8 h) - werden für ENERGIE-Speicher, aufgrund der größeren Leistungs- und Energieaufnahme, erheblich größere Dimensionen erforderlich sein.

 

 

 

 

 

 

 

Anhand der oben dargelegten Beispielen kann man die Dimensionen solcher Speicher erkennen.
Zur Pufferung eines Einspeise-Leistungs-Abfalls in der Größenordnung eines Atomkraftwerks, werden PSW-Dimensonen wie beim PSW-Goldisthal erforderlich.
 ( Bem.: wahrscheinlich ist es dafür auch gedacht - plötzlicher Netzausfall bei AKW!??)
Info:   
http://de.wikipedia.org/wiki/Pumpspeicherwerk_Goldisthal
oder bei www.vattenfall.de suchen

 

 

 

 

 

 

 

Der Tageswasserspeicher für ein BRD-Strom-PSW mit den oben angegebenen Dimensionen hat eine Breite von 10km und eine Länge von 12km bei einer nutzbare Lamellenhöhe von 20m und einer gewählten Nutzfallhöhe von 300m.

 

 

 

 

 

 

 

Diese Abmessungen lassen sich nun mannigfaltig variieren, je nach Speicherdauer, und Fallhöhe.

Fest steht jedoch schon jetzt: diese Täler und/oder Becken mussen erst noch gefunden und dann nutzbar gemacht werden. Keine leichte Aufgabe!
Darüber hinaus ist das Speicherregime in Zusammenhang mit dem Windleistungsdargebot und dem Windleistungsabfall von entscheidender Bedeutung für die Beckendimensionierung.