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Moderne Windparks sollen nicht nur grünen Strom produzieren, sondern ihn möglichst auch speichern. In Baden-Württemberg befindet sich ein Leuchtturmprojekt für dieses neue Konzept bereits in der letzten Bauphase: Der Naturstromspeicher Gaildorf kombiniert Windpark und Pumpspeicherkraftwerk.
Der Windpark steht auf dem Teilhöhenzug der Limpurger Berge, einem Gebirgszug der Schwäbisch-Fränkischen Waldberge nordöstlich von Stuttgart. Die vier Windturbinen haben einen Rotordurchmesser von 137 Metern und eine Nennleistung von jeweils 3,4 MW. Das Besondere daran: Die 40 Meter hohen Turmfundamente werden gleichzeitig als Wasserspeicher genutzt.
Rekord: Die höchste Windturbine der Welt
Das ermöglicht zum einen eine große Nabenhöhe. Und zwar so hoch, dass eine der Turbinen mit einer Gesamthöhe von 246,5 Metern den Höhenweltrekord für Windenergieanlagen an Land hält. Allein die Nabenhöhe steigert die Windausbeute des Windparks um bis zu 20 Prozent. Noch wichtiger aber ist das Pumpspeicherkraftwerk, das durch die integrierten Wasserbecken entsteht. Denn damit kann der grüne Strom, den die Windanlage produziert, jederzeit zwischengespeichert werden.
Hohe Effizienz dank Wasserspeicher
Nicht nur das Turmfundament kann bis zu 31 Metern Höhe mit Wasser befüllt werden; der ganze Turm steht in einem Außenbecken, das den größten Teil der Wassermenge aufnimmt. Die Becken rund um die Windtürme sind miteinander verbunden und bilden das Oberbecken. Über eine Druckrohrleitung kann das Wasser ins Tal zum Unterbecken abgeleitet werden. Auf dem Weg fließt das Wasser durch ein Pumpspeicherkraftwerk. Darin treibt es Turbinen an, die wiederum grünen Strom produzieren. Wenn die Windräder laufen und Stromüberschüsse erzielt werden, wird das Wasser ins Oberbecken gepumpt.
Ungefähr 70.000 kWh Strom lassen sich auf diese Art speichern und bei Bedarf jederzeit wieder freisetzen. Damit können in Gaildorf Abweichungen in der Stromerzeugung ausgeglichen werden und Überschüsse gehen nicht verloren.
Bei herkömmlichen Windanlagen ist dies nicht der Fall: Bläst der Wind so kräftig, dass mehr Strom produziert wird, als ins öffentliche Netz eingespeist werden kann, wird die Energieproduktion eher gedrosselt und die Windkrafträder sogar abgeschaltet. Der Naturstromspeicher in Gaildorf verfügt durch die Wasserbecken sozusagen über eine Art Wasserbatterie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien hat diese eine viel länger Lebensdauer: Die Anlage kann mindestens 50 Jahre in Betrieb bleiben.
Geeignete Standorte sind rar
Der Naturstromspeicher in Gaildorf ist bislang eine Ausnahmeerscheinung. Denn für diese Kombination aus Windenergieanlage und Pumpspeicherkraftwerk benötigt man einen Standort, der mindestens 150 Meter Höhenunterschied zwischen den Türmen und den Wasserbecken im Tal bietet. Ansonsten funktioniert die Speicherung mittels Pumpkraftwerk nicht. Geeignete Standorte sind rar, doch es lohnt sich, danach zu suchen. Die Anlage ist nicht nur sehr effizient, das Unterbecken im Tal kann auch für Freizeit und Erholung genutzt werden. Eine Region profitiert von solch einer Anlage also doppelt.
Das Pionierprojekt ist bald abgeschlossen
Die Windkraftanlagen in Gaildorf sind bereits seit Dezember 2017 in Betrieb und ans Netz angeschlossen. Die Bauarbeiten für das Pumpspeicherwerk sollen Ende 2024 abgeschlossen sein. Die Jahresstromerzeugung des Windparks liegt bei 42 GWh. Rein rechnerisch kann die Anlage etwa 6.900 3-Personen-Haushalte versorgen. Die CO2-Einsparung beträgt 24.000 Tonnen. Die UmweltBank finanzierte den Bau des Naturstromspeichers Gaildorf. Aufgrund des Pioniercharakters hat auch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit den Bau mit 7,15 Millionen Euro gefördert.
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