Frage von kazah88, 57

Warum baut man keine Wasserkraft direkt neben Windräder?

Manche Windräder stehen still, weil man gerade zuviel Strom hat und das Netz überlastet ist. Warum nutzt man den Strom nicht, um Wasser in der Nähe in die Höhe zu pumpen?

Früher habe ich immer wieder Wassertürme gesehen. Die könnte man doch dafür nutzen. Zu einem späteren Zeitpunkt könnte man das Wasser ablassen und wieder Strom gewinnen. Warum macht man das nicht? Sind die Energieverluste dabei zu hoch?

Ich habe gehört, dass Deutschland überflüssigen Strom nach Österreich verschenkt, womit man dort Wasser in den Pumpspeicherkraftwerken nach oben pumpt. Zu anderen Zeiten verkauft uns Österreich den Strom dann zurück. Warum macht das nicht jedes Windrad oder Solarfeld selbst? Man müsste doch nur einen Wasserturm daneben bauen. Wenn ein Windrad ein Megawatt macht, wie viel Wasser bräuchte man? Wie berechnet man das?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von dompfeifer, 23

Das Hindernis wären hier keinesfalls die Energieverluste, sondern die erbärmliche Speicherkapazität im Vergleich zu den Baukosten. Zur Energiespeicherung nützt man Kilometer lange Speicherseen dort, wo sich die entsprechende gebirgige Landschaft anbietet. Dabei nutzt man den Höhenunterschied von einigen hundert Metern zwischen Obersee und Untersee. Dazwischen wird das Wasser hoch gepumpt und herab gelassen. Nun zur Berechnung unter Vernachlässigung der Reibungsverluste und der ohmschen Verluste:

Nehmen wir an, wir bauen einen Wasserturm, bei dem auf der Grundfläche von 400 qm Wasser von der Höhe 25 m auf die Höhe 35 m gepumpt wird. Das wären 400 mal 10 Kubikmeter Wasser bzw. 4 Millionen Liter gespeichertes Wasser mit einer durchschnittlichen Fallhöhe von 30 Metern.

Die Lageenergie der Masse von 1 kg (entspricht 1 Liter Wasser) mit der Fallhöhe von 1 m beträgt rund 1 Nm Newtonmeter) = 1 Ws (Wattsekunde). Die gespeicherte Energie unseres Wasserturms wäre 4_000_000 mal 30 Ws = 120_000_000 Ws = 120_000_000 /3600 Wh (Wattstunden) = rund 33_333 Wh = 33,33 kWh (Kilowattstunden).

Das Windrad mit einer Durchschnittsleistung von 1 MW Megawatt) würde an einem einzigen Tag (24 h) 24 MWh Megawattstunden) bereitstellen. Das wären 24_000 kWh und somit die Speicherkapazität von 24_000/33,33, mithin 720 mal so viel wie einer des angenommenen Wasserturms. Für Dein Vorhaben wäre also eine ganze Stadt mit 720 Stück dieser Wasserturm-Monster voll zu bauen für 1 Tag Speicherkapazität, oder auch zweitausendeinhundertsechzig Monstertürme für 3 Tage Speicherkapazität. Das wäre ein ganz grober wirtschaftlicher Unfug!

Kommentar von GrobGeschaetzt ,

Unsere beiden Rechnungen unterscheiden sich um eine Stelle. Bist du sicher, dass 1 kg einen Meter hoch zu heben nur 1 Nm entspricht? Ich meine, es wären etwa 10 Nm (9,81 um genau zu sein). Damit wäre die Speicherkapazität 10 mal so hoch, man bräuchte "nur" noch 72 Türme pro Tag. Was natürlich nichts daran ändert, dass sich das nicht lohnt :)

Kommentar von dompfeifer ,

Entschuldigung, da habe ich mich tatsächlich vertan. Das sollte 10 Nm heißen.

Antwort
von GrobGeschaetzt, 26

1 Watt = 1 Newtonmeter pro Sekunde, das sind also grob 100 Gramm Wasser pro Sekunde 1 Meter hoch pumpen. 1 Megawatt = 1 Million Watt sind dann etwa 100 Tonnen pro Sekunde einen Meter hoch. Oder wenn du einen 10 Meter hohen Turm hast dann 10 Tonnen pro Sekunde. Wenn du die Energie von nur einer Stunde speichern willst, sind das 36000 Tonnen. Das muss ein ziemlich großer Turm werden.

Deswegen speichern Pumpspeicherkraftwerke ihre Energie auch in Stauseen und nicht in Türmen.

Ich hoffe, ich hab mich hier nicht verrechnet :)

Antwort
von Tilgung, 26

Zunächst einmal besteht nicht überall die Möglichkeit ein Speicher zu bauen, also muss man den Strom zu dem Speicher hinleiten. Der Bau des Speichers, der Bau der Stromtrasse, sowie deren Wartung kostet nicht nur Geld sonder auch Energie.

Die Frage die sich jedes Mal stellt ist, wie lange dauert es bis die Energiekosten wieder drinn sind und sich die Kosten amortisiert haben. Zudem kommt die Frage der behördlichen Genehmigungen.

Antwort
von Almalexian, 35

Das tut man, aber solche Speicher zu bauen ist nicht so billig.

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