Pumpspeicherwerk Niederwartha

Auch für dieses Jahr hatte unser Burkhard Hollwitz wieder eine interessante Exkursion für den Verein organisiert.

Die Anreise zur ersten Vereinsexkursion im Jahr 2008 fand mit drei verschiedenen Beförderungsmitteln statt. Etwa die Hälfte der Teilnehmer fand sich, wie angesagt am Treffpunkt Postplatz ein, um mit dem öffentlichen Verkehrsmittel der Buslinie 94 um 13:04 Uhr zu starten. Diese Anreise verlief auch nahezu reibungslos, wenn man von einem kurzen vorzeitigen Verlassen des Busses eine Haltestelle vor dem Ziel der Endhaltestelle Niederwartha, absieht. Jeder denkt eben, es wird schon richtig sein, also mit raus. Aber Dank der Bruni, die noch den Fahrer aufhielt (er ahnte schon unser Ziel), konnte eine Wanderung am Straßenrand bei Sauwetter noch vermieden werden. Ein weiterer Teil der Vereinsmitglieder kam per PKW und das Vereinsmitglied  Dieter Krumbiegel natürlich ganz umweltfreundlich mit seinem Fahrrad.

Wir konnten also pünktlich in den Vortragsraum des Pumpspeicherwerkes einrücken. Dort  konnte uns, nach entsprechender technischer Hilfestellung durch das Vereinsmitglied Christian Pfähler, der Film über Wasserkraftwerke gezeigt werden.

Nach dem Film wurden uns noch Fragen zum Pumpspeicherwerk beantwortet, dann ging es schon in das Maschinenhaus und dort gab es große Technik pur zu sehen und zu hören, denn es war gerade Pumpbetrieb mit zwei Maschinen.

Das Pumpspeicherwerk Niederwartha war eines der ersten verwirklichten Pumpspeicherkraftwerke im Großmaßstab. Das PSW Niederwartha wurde von 1927-1930 mit vier Pumpspeichersätzen errichtet.

1945 wurde das Kraftwerk von der  Sowjetunion als Reparation nach dem 2. Weltkrieg demontiert.

Der heutige Ausbauzustand mit insgesamt sechs Pumpspeichersätzen wurde im Jahre 1960 geschaffen.
Es hatte damit eine Nennleistung von 120 Megawatt.

Im Jahr 2002 zur Jahrhundertflut der Elbe war auch das Maschinenhaus voll gelaufen.
Danach wurden zwei Maschinensätze durch Trocknung vor Ort und teilweiser neuer Isolierung des Motor-Generators wieder in Betrieb genommen.
Die Öffnungen im Maschinenhaus durch die das Elbwasser eingedrungen war sind seit dem fest verschlossen.

Pumpspeicher-Kraftwerke arbeiten nach dem gleichen Erzeugungsprinzip wie Speicherkraftwerke. Dabei nutzen sie überschüssigen Strom, der von den Grundlast-Kraftwerken der VEAG in Zeiten niedrigen Strombedarfs erzeugt wird. Mit seiner Hilfe werden elektrische Pumpen angetrieben, die Wasser aus einem Unterbecken durch Rohrleitungen in ein Oberbecken transportieren. Das dort gespeicherte Wasser wird bei plötzlich steigendem Strombedarf auf  umgekehrten Wege wieder durch die Rohrleitungen geleitet und treibt die Turbinen an. Auf diese Weise kann innerhalb kürzester Zeit Elektroenergie zur Abdeckung des Spitzenbedarfs zur Verfügung gestellt werden. Pumpspeicher-Kraftwerke erfüllen damit nicht nur eine wichtige Aufgabe zur Sicherung der Energieversorgung in Spitzenlastzeiten; sie ermöglichen zugleich die Nutzung von Energie aus den Grundlast-Kraftwerken für den Mittel- und Spitzenlastbereich und unterstützen so eine wirtschaftliche und wettbewerbsfähige Verstromung der ostdeutschen Braunkohle.

1.  Oberbecken: Es ist ohne natürlichen Zufluss in einem durch einen 42 m hohen Staudamm        abgeriegelten Tal entstanden. Der Stausee hat eine Fläche von 30 ha, ist einen Kilometer lang und hat einen Wasserinhalt von 2,9 Mio. m³. Die Stauhöhe schwankt bis zu 9,5 m.
2. Hangrohrleitung: Zwischen Oberbecken und Maschinenhaus sind drei Rohrleitungen verlegt. Sie haben einen Durchmesser von 2,5 bis 3,5 m, eine Länge von 1.920 m und eine max. Neigung von 16,4°.Die Rohrleitungen überwinden eine Höhe von 138 m, die in sie eingefügten Wasserschlösser haben eine Höhe von 36 m und einen Durchmesser von 17 m.
3. Unterbecken: Es hat keinen natürlichen Zufluss und wird durch einen 2.450 m langen und 6 m hohen Ringdamm gebildet. Das Unterbecken hat eine Fläche von 44 ha und einen Wasserinhalt von 2,5 Mio.m³. Die Stauhöhe schwankt bis zu 4,6 m. Das Arbeitswasser wird durch Überpumpen von Wasser aus Brunnen, die von Grundwasser der Elbe gespeist werden, gewonnen.
4. Maschinenhaus: Es ist 120 m lang, 28 m breit und 31 m hoch.
   In Ihm sind sechs Pumpensätze mit waagerechter Welle und verschiedene elektro- und maschinentechnische Anlagen untergebracht.
5. Hauptmaschinensatz: Ein Pumpspeichersatz ist 21,5 m lang. Auf der mit 374 Umdrehungen/Minute drehende Welle sind nebeneinander angeordnet: Speicherpumpe, Anwurfturbine, Kupplung, Motor-Generator und Hauptturbine.
   Motor-Generator: Diese Synchronmaschine wird entweder als Generator (Umwandlung mechanischer Antriebsenergie in elektrische Energie) oder als Motor (Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Antriebsenergie) betrieben.
   Hauptturbine: Mit dieser Francisturbine wird das im Oberbecken als potentielle Energie gespeicherte Wasser in mechanische Energie zum Antrieb des Generators umgewandelt: Energieerzeugung
   Kupplung: Die Zahnkupplung dient zur Verbindung von Motor-Generator und Speicherpumpe. Im Turbinenbetrieb wird die nicht benötigte Speicherpumpe abgekuppelt, um Verschleiß und Verluste zu reduzieren.
   Anwurfturbine: Mit dieser Peltonturbine wird die Speicherpumpe auf die gleiche Drehzahl beschleunigt wie der Motor-Generator, um die Zahnkupplung einrücken zu können.
   Speicherpumpe: Mit dieser Fracis-Pumpe, angetrieben vom Motor-Generator, wird das Wasser aus dem Unterbecken in das Oberbecken gefördert und dort als potentielle Energie gespeichert
6.  Leitungszu- und –abführung: Die Leistungsabführung (Energieerzeugung) erfolgt von den Motor-Generatoren über Transformatoren und Kabel zu dem unweit befindlichen Umspannwerk Niederwartha. Für die Leistungszuführung  (Energiespeicherung) fliest der Strom in umgekehrter Richtung. Die Spannung am Motor-Generator beträgt 10.500 Volt.
7.  Leittechnik: Mittels  Leittechnik werden die Pumpensätze des Kraftwerkes automatisch angefahren, in andere Betriebszustände überführt, während des Betriebes überwacht, Unregelmäßigkeiten  gemeldet und bei ernsthaften Störungen abgestellt.

 

Weitere technische Daten sollen hier noch genannt und erläutert werden:

• Die Anfahrzeiten vom Stillstand auf Turbinenbetrieb beträgt 170 Sekunden.
• Die Anfahrzeit vom Stillstand auf Pumpbetrieb beträgt 430 Sekunden.
• Der Turbinen-Nenndurchfluss beträgt 18 m³/s, der Pumpen-Nennförderstrom aber nur 11 m³/s.
• Die Nennleistung für den Turbinenbetrieb beträgt wie für den Pumpbetrieb 20 Megawatt.
• Der Wirkungsgrad liegt bei 61 %.

Neuere Anlagen kommen aber schon auf einen Wirkungsgrad von etwa 80 %.  Aus diesem Grund ist schon daran gedacht, neben dem Maschinenhaus zwei neue Pumpspeichersätze in einem neuen Maschinenhaus zu installieren.

Die in den Rohrleitungen eingefügten Wasserschlösser werden für den Druckausgleich bei plötzlichem Wasserstopp vor dem Maschinenhaus (Schließen der Kugelschieber) benötigt.

Das nach unten  fließende Wasser staut dann in die Wasserschlösser zurück bevor es in das Oberbecken zurückfließt.

Text und Bilder: Monika und Friedrich Kutzsche; Prinzipzeichnung aus WikiMedia