Speicherwasserkraftwerke

In Deutschland gibt es 59 Speicherwasserkraftwerke, die über eine installierte Leistung von etwa 240 Megawatt verfügen. Sie nutzen zur Stromerzeugung jene Wasserkraft, die sich aus der aufgestauten Wassermenge eines Flusses oder mehrerer Zuflüsse in einem Speichersee und dem Höhenunterschied zwischen dem aufgestauten Wasser und einem tiefer gelegenen Krafthaus ergibt.

Eine Talsperre, entweder eine Staumauer oder ein Staudamm, schafft einen Stausee, in dem in Zeiten reichlicher Zuflüsse wie etwa der Schneeschmelze Wasser für Zeiten geringeren Wasserangebots gespeichert werden kann. Staumauern werden in der Regel aus Beton hergestellt und benötigen eine relativ kleine Aufstandsfläche. Im Gegensatz dazu benötigen Staudämme eine wesentlich größere Aufstandsfläche, können aber nahezu auf jedem Baugrund errichtet werden. Hierzu wird Sand, Kies und Felsmaterial aus Steinbrüchen zu einem Damm aufgeschüttet, der noch zusätzlich abgedichtet werden muss.

Neben dem natürlichen Zufluss wird eine Stausee oft durch ein weitläufiges Beileitungssystem zusätzlich mit Wasser aus entfernteren Gebieten gefüllt. Je nach der Wassermenge, die ein Stausee aufnehmen kann, unterscheidet man zwischen Tages-, Wochen und Jahresspeichern.

Über künstlich angelegte Triebwasserwege, bestehend aus einem zunächst flach verlaufenden Druckstollen und einem anschließenden steilen Druckschacht, wird dieses Wasser in einem tiefer gelegenen Krafthaus zur Stromerzeugung genutzt. Diese Triebwasserwege können sowohl unterirdisch verlegt sein als auch frei in Rohrleitungen verlaufen. Am Übergang von Stollen und Schacht befindet sich oft ein Wasserschloss, das ist eine Art Ausgleichsgefäß, das beim An- und Abstellen der Turbinen einen Druckanstieg im Triebwasserweg vermindert.

Das Krafthaus, in dem Francis- oder Pelton-Turbinen Generatoren zur Stromerzeugung antreiben, kann ein frei stehendes Gebäude, eine in den Fels verlegte Kaverne oder ein künstlich angelegter, ausbetonierter Schacht sein.

Speicherkraftwerke sind in der Regel nicht für den Dauerbetrieb gedacht, da ihre Speicher sonst bald leer wären. Ihr Sinn besteht vielmehr darin, das in Wochen, Monaten und im jahreszeitlichen Wechsel unterschiedlich anfallende Wasser zu speichern und bei erhöhtem Strombedarf zur Verfügung zu stellen. Da sie sehr schnell zu- und abgeschaltet werden können, ist der von ihnen erzeugte Spitzenstrom für die Abdeckung von Lastspitzen besonders wertvoll. Außerdem dienen Speicherkraftwerke auch der Trinkwasserspeicherung, Bewässerungszwecken und dem Hochwasserschutz, da sie große Wassermengen für längere Zeit zurückhalten können. Die größten Speicherwasserkraftwerke in Deutschland sind in Bayern das Walchensee- und das Roßhauptener Kraftwerk, in Hessen das Kraftwerk Hemfurth sowie in Nordrhein-Westfalen die Biggetalsperre und die Kraftwerke Heimbach und Schwammenauel. Sie erreichen Leistungen von 14 MW wie das Kraftwerk Schwammenauel bis 72 MW wie das Kraftwerk Walchensee.