Europäische Batterie: Norwegen arbeitet an innovativem Pumpspeicher

Europäische Batterie: Norwegen arbeitet an innovativem Pumpspeicher

von Peter Vollmer

Ein junger Forscher arbeitet daran, dass Norwegens Pumpspeicher europäischen Strom einlagern können.

Miniaturen können ein tolles Hobby sein. Ob elektronische Eisenbahnen oder bemalte Science-Fiction-Figuren, mancher Dachboden ist voll davon. Die Miniatur, an der Kaspar Vereide mitgebaut hat, steht im Hydraulik-Labor der Norwegian University of Science and Technology (NTNU).

Der Doktorand hat ein Pumpspeicherkraftwerk nachgebaut, im Maßstab 1:65. Miniatur ist da vielleicht das falsche Wort – immerhin 147 Meter kleine Röhren laufen durch das Modell. Doch nicht nur die Größe macht es besonders: Es ist weltweit das erste, in dem ein luftgedämpftes Wasserschloss eingebaut ist.

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96 Prozent des norwegischen Stroms kommen aus Wasserkraftanlagen, knapp 1000 Anlagen hat das Land. Seit Jahrzehnten reicht das, um die rund fünf Millionen Einwohner mit Strom zu versorgen – ohne luftgedämpfte Wasserschlösser.

Wasserschlösser dienen dazu, den Druck in einer Wasserleitung abzufangen. In langen Leitungen entsteht durch die Wassermassen ein hoher Druck. Schließt man nun plötzlich eine Schleuse, kann der Druck so hoch werden, dass das Rohr platzt.

Pumpspeicher "aggressiver" fahrenGerade in Norwegen sind die Tunnel sehr lang, die das Wasser von den natürlichen Reservoirs zu den Kraftwerken transportieren. “Die Berge sind voller Wassertunnel. Wie bei einem Ameisenhügel“, erklärt Vereide. „Wir haben deutlich mehr Kilometer an Wassertunneln, als wir an Straßentunneln in diesem Land haben.“

Deshalb läuft das Wasser relativ konstant in die Kraftwerke. Für Norwegen reicht das, für Europa nicht. Damit die Pumpspeicher Teil des internationalen Strommarktes werden können, muss das Wasser deutlich abrupter gestoppt werden. Vereide sieht hier eine Chance. „Wir werden sehr davon profitieren, wenn wir neue Technologien entwickeln, um sowohl die elektrische Frequenz stabil zu halten, als auch Kraftwerke deutlich aggressiver fahren zu können, um einen großen Markt zu bedienen.“

Die Frequenz des europäischen Stromnetzes liegt bei 50 Hertz – dass dies so bleibt ist auch Aufgabe der Kraftwerke und Speicheranlagen. Um das zu gewährleisten, müssten die norwegischen Pumpspeicher künftig schneller reagieren. Deshalb die Wasserschlösser. Diese können nämlich nicht nur den Druck regulieren, sondern auch als Zwischenspeicher dienen, welche den Weg des Wassers verkürzen.

Zu heiße KammernWasserschlösser kannten schon die Römer. Die Massen, die nun in Norwegen gestoppt werden müssten, bringen das erprobte Konzept aber an seine Grenzen. Deshalb hat Vereide sein Modell gebaut. Es zeigt: Bei einem plötzlichen Stopp würde das Wasser im Schloss überlaufen, etwa in die Belüftung. Bei einem plötzlichen Start könnte hingegen Luft eingesaugt werden und in den Generator gelangen.

Beides darf nicht passieren, deshalb forschen die NTNU-Wissenschaftler an der idealen Beschaffenheit einer solchen Kammer. Ihre neuste Entwicklung ist das bereits erwähnte luftgedämpfte Wasserschloss. Hier hat die Kammer keine Belüftung, allerdings eine zweite, abgetrennte und mit Luft gefüllte Kammer gleich nebenan – mit einer beweglichen Wand dazwischen.

Die Luft-Kammer arbeitet wie ein Stoßdämpfer. Vereides Modell soll aber auch zeigen, wie ein weiteres Problem ausgeschlossen werden kann: Dass die Luft in der Kammer durch die permanente Kompression und De-Kompression zu heiß wird.

Sollte es ihm gelingen, das Problem zu lösen, könnten Norwegens Pumpspeicher künftig deutlich größere Strommengen für Europa bereithalten, als bislang möglich.

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