Speicher- und Pumpspeicher-

Transkript

1 Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck at/wasserbau Speicher- und Pumpspeicher- kraftwerke in Österreich Wie bringt man die Berge ins Flachland??? Markus Aufleger ESSEN

2 Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 2

3 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Tirol Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 3

4 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Tirol Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 4

5 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Tirol Wasserkraft ~ 97 % Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 5

6 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Tirol Wo wird in Tirol Strom produziert? (KWK) Laufwasser ~ 1400 GWh/a Speicher ~ 3310 GWh/a KWK(< 10 MW) ~ 1460 GWh/a ~ 200 GWh/a Biomasse 220 Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 6

7 Geplante Großkraftwerke im Tiroler Oberland (Quelle TIWAG, 11/2011) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 7

8 KÜHTAI (Quelle TIWAG, 11/2011) 2 Maschinensätze Turbinenbetrieb Pumpenbetrieb 130 MW 140 MW Zusätzliche Erzeugung: 216 GWh/a Neuer Speicher Kühtai V ~ 31 Mio.m 3 Staudamm, H max ~ 113 m Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 8

9 SPEICHER KÜHTAI (Fotomontage TIWAG) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 9

10 KAUNERTAL (Quelle TIWAG, 11/2011) Turbinenbetrieb: Pumpbetrieb: MW MW Zusätzliche Erzeugung: ca. 620 GWh / a Neuer Speicher Platzertal V~42 Mio.m Miom 3 Staudamm, H max ~ 121 m Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 10

11 SPEICHER PLATZERTAL (Fotomontage TIWAG) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 11

12 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Österreich Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 12

13 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Österreich Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 13

14 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Österreich ca. 60 % Wasserkraft (Strom) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 14

15 Wasserkraft STROMPRODUKTION ÖSTERREICH WIND u.a WÄRME- KRAFT Erzeugung (GWh/a) WASSERKRAFT Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 15

16 Wasserkraft STROMPRODUKTION ÖSTERREICH VERBRAUCH ÖSTERREICH WÄRME- KRAFT Erzeugung (GWh/a) WASSERKRAFT Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 16

17 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Österreich (Quelle: Vortrag Hofrat DI Steiner, , Innsbruck / Wasserkraftpotentialstudie Österreich (PÖRY) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 17

18 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Österreich D CZ 6,5 Erzeugung ~ 70 CH [TWh] Import und Exporte elektrischer Energie (GWh), Österreich 2010 (Quelle: Umweltbundesamt, bzw. Energie-Control, 2011) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 18

19 Alpen = Speicher Europas? 900 MW 1400 MW 1000 MW 1000 MW NEU 500 MW IM BAU PLANUNG 140 MW 360 MW 400 MW 480 MW 300 MW 480 MW ~ 1000 MW ~ 2300 MW ~ 4400 MW 300 MW 430 MW Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 19

20 Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke Energiespeicher OÖ 5 SPEICHERSTOLLEN 610 m bis 650 m 1,5 Mio m 3 (1,5 km / DN 16 m) ehem. Kiesgrube Schacht (P/T) 1,77 Mio m MW (max. 7h) Quelle: Vortrag Bernegger / / Innsbruck Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 20

21 Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 21?

22 Hydraulische Großenergiespeicher Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 22

23 Auflast W PT Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK

24 F Auflast PT Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK

25 PT A W PT A POWERTOWER W PT A Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK (I) (II) (III)

26 UR W PT A W S D PT A OR W PT A Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK (I) (II) (III)

27 V V R2 W W S D A A R1 V V Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 27

28 Power-Tower Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck at/wasserbau (als Grundkonstruktion kti für Windkraftanlagen oder für zentrale Einrichtungen des Windparks) zb z.b m P = 1000 kw bei Leistungsdauer T = 6 h Speicherkapazität = 6000 kwh 30 m 20 m

29 Power-Grid Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck at/wasserbau (dezentrale Anlagen im Untergrund) z.b. P = 1000 kw bei Leistungsdauer T = 4 h Speicherkapazität = 4000 kwh 60 m 30 m

30 Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck at/wasserbau Power-Home (z.b. im Wohnhaus mit Photovoltaik) z.b. P = 500 W bei Leistungsdauer T = 8 h P = 1500 W bei Leistungsdauer T = 2 h 40 min Speicherkapazität = 4 kwh 12 m Günstige Kombination mit thermischen Speicher! (Solarkollektoren) 5 m

31 Power-Rock (im Gebirge bzw. Untergrund) Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck at/wasserbau 550 m z.b. in aufgelassenen Schachtsystemen von Bergbauanlagen P = 10 MW bei Leistungsdauer T = 12 h P = 120 MW bei Leistungsdauer T = 1 h Speicherkapazität = kwh Kosten: etwa 70 Mio. Euro 25 m

32 Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck at/wasserbau

33 Powertower Hoher Umwälzwirkungsgrad (> 0,80) Unbegrenzte Anzahl an Ladezyklen einfach und robust schnelle Reaktionszeit, flexibel standortunabhängig, dezentral kurz-,langeitspeicherung, ohne Entladung beliebig skalierbar Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 33

34 Powertower Leistungsbereich und Investitionskosten Powertower? Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK (nach Frey, 2007)

35 Powertower Betriebskosten Powertower Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK (nach Frey, 2007)

36 KLIMAFONDS Projekt ( ) Bewertung der Bedeutung dezentraler Speicher für das Stromnetz Nachweise zur Funktionsfähigkeit hydraulischer Großenergiespeicher Entwicklung und Test verschiedener Auflast-, Dichtungs- und Federsysteme, Untersuchung verschiedener prinzipieller Anordnungen Neue Energien 2020 Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK

37 0,64 m Aufbau 2,20 m 1 t m ~0,4 konstante Druckhöhe H ~ 3 m PT G F Netz Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK

38 Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK

39 PUMPEN TURBINIEREN Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK

40 Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck at/wasserbau Dichtung (u.u. während der Hub- und Senkvorgänge stark reduzierte Dicht- und Reibungswirkung) Führung TU Clausthal Expertise Festigkeit / Maschinenbau

41 Powertower RWTH Aachen Expertise Netzsimulation (Beratung) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 41

42 siehe Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 42

43 Die Kollegen aus den USA... Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 43

44 Auftriebsspeicher Schwimmende hydraulische Energiespeicher Q Turb. Q Turb. Q Turb. Q Pumpe QPumpe Q Pumpe Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 44

45 Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck at/wasserbau Speicher- und Pumpspeicher- kraftwerke in Österreich Wie bringt man die Berge ins Flachland??? Markus Aufleger ESSEN