ANAPURNA - Netzintegration von erneuerbaren Energieträgern - Anpassung und Auslegung von Pumpspeicherkraftwerken

  • Mayr, Dominik, (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Larcher, Markus, (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Heigerth, Günther (Projektleiter (Principal Investigator))

Projekt: Foschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

Durch die verstärkte Einbindung von erneuerbaren Energieträgern und die Liberalisierung des europäischen Strommarktes wurden die Rahmenbedingungen für die Erzeuger von elektrischer Energie zum Teil grundlegend geändert. Dabei ist der erheblich steigende Anteil der Windenergie eine wesentliche Veränderung. Allein in Deutschland sind bereits rund 15.000 Megawatt aus Windenergie am Netz. Dies sind bereits rund 1/8 der Gesamtleistung im deutschen Stromnetz. Für Österreich werden bis 2008 ca. 800 MW installierte Windkraftleistung prognostiziert. Windkraftwerke können nur in Abhängigkeit des Windaufkommens Strom erzeugen und reagieren nicht auf den Bedarf im Stromnetz. Somit ist es neben einem noch zu entwickelnden verbraucherseitigen Lastmanagements erforderlich, einerseits kurzfristig Strom aus anderen Kraftwerken zur Verfügung zu stellen und andererseits bei einem Überangebot die Energie zu speichern. Zu den markantesten Auswirkungen im europäischen Stromnetz zählt in jüngster Zeit die steigende Nachfrage nach Spitzenenergie, Regelenergie und v.a. Energiespeicherung. Es ist daher ein stark steigendes Interesse an der Errichtung von Pumpspeicheranlagen zu verzeichnen. Die Anforderungen an deren hydraulische Einrichtungen wie die Wasserwege und die maschinelle Einrichtung (Pumpen, Turbinen) sind jedoch gegenüber den bereits bestehenden Anlagen deutlich verschärft (Regelzeiten, etc).
Im Forschungsprojekt soll ein neues Wasserschlosssystem (Dreikammerwasserschloss) für Unterwassersysteme von Pumpspeicheranlagen mit getrennten Unterkammern entwickelt werden. Diese getrennten Unterkammern sind höhenversetzt angeordnet und über einen Überfallshöcker am unteren Ende des Steigschachtes verbunden. Auch die Wassersäule wird bei den maßgebenden Lastfällen getrennt und kann so zur verstärkten Beschleunigung des Wassers im Unterwasserstollen dienen und gleichzeitig die erforderliche Gegendruckhöhe für die Pumpe bereitstellen.
Folgender Nutzen wird erwartet: (1) Kostenoptimierte Errichtung neuer Anlagen (Geringere Ausbruchsvolumina der Wasserschlosskammern und des Krafthausschachtes), (2) Kostenoptimierte Adaptierung bestehender Anlagen, (3) Wesentliche positive Beiträge zum Lastmanagements der EVU’s, (4) Kürzere Regelzeiten der Pumpspeicheranlagen, (5) Höhere betriebliche Verfügbarkeit der Pumpspeicheranlagen und (6) Erhöhte Dämpfungseigenschaften der Massenschwingungssysteme.
Es ist vorgesehen, die Untersuchungen an Hand von physikalischen Modellversuchen und eines eindimensionalen numerischen Modells durchzuführen.
Arbeitspaket 1 (AP 1): Numerische Berechnungen
Mittels eines eindimensionalen Berechnungsprogramms sollen im Rahmen eines Variantenvergleichs die maßgebenden Parameter wie Kammervolumina, gegenseitige Höhenlage, etc. für den neuen Wasserschloss-Typus dargestellt werden. Zudem sollen – soweit vorhanden - Anwendungsgrenzen ermittelt werden. Untersuchungen zur Systemdämpfung sind ebenfalls enthalten.
Arbeitspaket 2 (AP 2): Hydraulische Modellierung – Überfallhöcker
In einer Detailuntersuchung an einem physikalischen Modell wird der Knotenpunkt zwischen den Unterkammern und dem Übergang zur Oberkammer optimiert (Fester Überfall oder steue
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/10/0524/12/07