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Energieerzeugung: Windkraftanlage und Pumpspeicher kombiniert

Energieerzeugung
Windkraftanlage und Pumpspeicher kombiniert

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Im Pilotprojekt Naturstromspeicher im baden-württembergischen Gaildorf kombiniert der Baukonzern Max Bögl Windkraftanlagen mit Pumpspeichertechnik. Für die Verkabelung der Anlagen sorgt die Lapp-Gruppe.

Schon von weitem sticht sie ins Auge: 246,5 m ragt die Windkraftanlage im baden-württembergischen Gaildorf, nahe Schwäbisch Hall, in die Höhe. Das höchste der vier Windräder mit einer Nabenhöhe von 178 m sei die bisher höchste Anlage an Land, wie der Bundesverband Windenergie mitteilte. Jedes der Windräder wandelt die Windkraft in 3,4 MW elektrische Leistung um. Insgesamt soll die Anlage so mehr als 10 GWh Energie pro Jahr liefern und damit rund 2500 Vier-Personen-Haushalte versorgen. Errichtet wurden die Türme mit dem höchsten Mobilkran der Welt – laut eigenen Aussagen des Bauherren Max Bögl Wind, der gleichzeitig auch Betreiber der Windkraftanlage ist.

Windrad und Pumpspeicher in einer Anlage kombiniert

Doch nicht nur die Höhe der Windräder ist einzigartig, sondern vor allem deren Kombination mit einem Pumpspeicherkraftwerk direkt in der Anlage. Der untere Teil der Windkraftanlage in Gaildorf steht in einem Außenbecken, dem sogenannten Passivbecken, das rund 43 000 m³ Wasser aufnehmen kann. Im Sockel jeder Windkraftanlage sind Wasserspeicher in Form sogenannter Aktivbecken integriert, die bis zu 7100 m³ Wasser fassen können. Zwischen den Aktiv- und Passivbecken liegen rund 40 m Höhenunterschied. Bei überschüssigem Windstrom oder Strom im Netz wird mit elektrischer Energie Wasser in die Höhe und in die beiden Behälter gepumpt. Die Wasserspeicher sind mit einem 2 m dicken Druckrohr verbunden, das ins Tal unter das Bett des nahegelegenen Flusses Kocher und in ein dafür angelegtes Unterbecken führt. Wird im Stromnetz mehr Leistung benötigt, fällt das Wasser aus den Becken dann 200 m tief ins Talbecken und treibt dort drei Turbinen von Voith an.

Naturstromspeicher kann 70 MWh Energie erzeugen

Erzeugung und Speicherung am selben Ort ist im Bereich der erneuerbaren Energien schon länger ein Trend: Jede zweite Photovoltaikanlage in Deutschland wird heute mit einem Batteriespeicher verkauft. Dadurch sind Verbraucher unabhängiger von steigenden Preisen und tragen zur Stabilisierung des Stromnetzes bei. Im Bereich der Windenergie treibt der Naturstromspeicher in Gaildorf das Konzept auf die Spitze. Die drei Turbinen im Tal leisten 16 MW und die Kapazität des Speichers beträgt 70 MWh – Bis zu fünf Stunden Windflaute sowie kürzere Diskrepanzen zwischen Erzeugung und Nachfrage im Netz lassen sich damit ausgleichen, heißt es.

Das Umschalten vom Einspeisen ins Netz auf Speichern oder zurück dauert nur 30 Sekunden. Das erhöhe die Flexibilität und sichere zusätzliche Einnahmequellen, denn die Anlage kann so Netzdienstleistungen anbieten, um Instabilitäten wie Änderungen der Netzfrequenz auszugleichen oder Blindleistung bereitzustellen. „Mit der Wasserbatterie und den Hybridtürmen machen wir die Windkraft als Energiequelle noch attraktiver und effizienter und stellen gleichzeitig neue Rekorde auf“, prognostiziert Josef Knitl, Vorstand von Max Bögl Wind.

GE liefert Windenkraftanlagen für das Projekt

Die vier Windenergieanlagen stammen von GE Renewable Energy, der Windenergiesparte des General-Electric-Konzerns. Für die elektrische Ausrüstung der Windkraftanlagen, vor allem die Kabel in der Gondel und im Turm der Windräder, wurde der Stuttgarter Verbindungstechnikspezialist Lapp beauftragt. Hier gilt es strenge Vorschriften zu beachten: „Wir bekommen von GE ein Lastenheft, in dem für jedes Kabel genau die Spezifikationen wie Abmessungen, Temperatur-, Torsions-, Witterungsbeständigkeit und vieles mehr gelistet sind“, erklärt Andreas Müller, bei Lapp zuständig für die Windkraftbranche. Doch das Unternehmen hebt sich nicht nur durch seine technisch anspruchsvollen Kabellösungen ab, auch der Serviceanspruch in Bezug auf Schnitte, Beschriftungen, Etiketten und speziellen Kabeltrommeln sei hoch, weiß Michael Bodemer, Vertriebsleiter Projektgeschäft Deutschland bei Lapp.

Seit Ende Dezember 2017 sind die Windkraftanlagen in Betrieb. Das Konzept will der Anlagenbetreiber in Zukunft weltweit vermarkten, da der Bedarf an Speicherlösungen zur dezentralen Energieerzeugung mit erneuerbaren Energien groß ist. Für weitere Projekte ist Lapp laut Bodemer gut aufgestellt: „Nur wer hier ein Rundum-Sorglos-Paket bieten kann, kommt überhaupt in die engere Auswahl.“ (nu)


Der Naturstromspeicher Gaildorf:

  • Leistung Windenergie: 4 x 3,4 MW
  • Rotordurchmesser: 137 m
  • Jahresenergieerzeugung aus Wind: 42 GWh
  • Leistung Pumpspeicherkraftwerk: 16 MW
  • Elektrische Speicherkapazität: 70 MWh
  • Fallhöhe: 200 m
  • Stauhöhe Aktivbecken: 31 m
  • Stauhöhe Passivbecken: 13 m
  • Baukosten: 80 Mio. Euro (7,15 Mio. Euro als Förderung vom Bundesumweltministerium)


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