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Kraftwerksgruppe Pfreimd Wasserkraft für eine saubere Energiezukunft engie-deutschland.de Energien optimal einsetzen.

Kraftwerksgruppe Pfreimd - ENGIE Deutschland · 07 Das Kraftwerk Tanzmühle umfasst zwei Maschinensätze, einen Pumpspeichersatz und einen Laufwassersatz. Der Pumpspei-chersatz erzeugt

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Kraftwerksgruppe Pfreimd Wasserkraft für eine saubere Energiezukunft

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Maschinenhaus Reisach mit

drei Pumpspeichersätzen

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Sehr geehrte Damen und Herren,

liebe Nachbarn, liebe Leser,

VORWORT

Unsere traditionsreiche Kraftwerksgruppe blickt gut gerüstet in die Zukunft.

seit über 60 Jahren steht die Kraftwerks-gruppe Pfreimd für eine sichere und saubere Erzeugung von Strom in der Oberpfalz. In dieser Zeit hat sich viel verändert – vor allem die Anforderungen an den Einsatz unserer Pumpspeicher-kraftwerke. Früher haben sie nachts das Wasser in den Hochspeicher gepumpt, um ab dem folgenden Morgen Strom zu produzieren. So wurde ein Ausgleich geschaffen zwischen den überwiegend trägen konventionellen Kraftwerken und dem zeitlichen Profil der tatsächlichen Stromnachfrage von Bevölkerung und Industrie.

Durch den Ausbau der erneuerbaren Energien – insbesondere Wind und Sonne – werden jedoch immer größere Mengen schwankender Erzeugung in die Netze eingespeist, was auch Aus-wirkungen auf unsere Kraftwerke hat.

Wir nutzen heute an der Pfreimd die natürliche Kraft des Wassers auf drei-fache Weise: um Energie zu erzeugen, Energie zu speichern und das Energie-netz zu stabilisieren. Ein Großteil unserer Arbeit gilt aber nicht mehr der Stromer-zeugung, sondern der Stabilisierung des Netzes. Dafür haben wir einen Teil unserer Maschinen so umgerüstet, dass sie im selben Moment turbinieren und pumpen, also flexibel Energie einspei-sen oder aufnehmen können. Ein soge-nannter hydraulischer Kurzschluss.

Bei der großen Überholung unserer Anlage im Jahr 2015 haben wir die elektrischen, mechanischen und bauli-chen Komponenten umfassend saniert. Und wir konnten unsere Leistung um stattliche 8 % steigern, indem wir die alten Turbinenlaufräder durch effizien-tere, neue Laufräder ersetzt haben. Un-sere traditionsreiche Kraftwerksgruppe blickt also gut gerüstet in die Zukunft. Neben der Stromerzeugung, -speiche-rung und Netzstabilisierung erfüllen unsere Anlagen noch weitere wichtige Aufgaben in der Region. Wir sind aktiv in den Hochwasserschutz an der Pfreimd eingebunden. Unsere idyllisch gelegenen Speicher ziehen Erholungsuchende aus der gesamten Region an. Und jedes Jahr können sich über 1.000 Besucher im Kraftwerk selbst ein Bild machen, welch wichtige Rolle die Wasserkraft bei der Energiewende spielt.

Lernen Sie die Kraftwerksgruppe Pfreimd und die ENGIE-Gruppe in dieser Broschüre näher kennen.

Viel Spaß bei der Lektüre!

Ihre

Jasmin AmmKraftwerksleiterin

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Perfektes Zusammenspiel von Natur und Technik

Die Kraftwerksgruppe Pfreimd, am gleichnamigen Fluss, liegt eingebettet in die bewaldeten Hügelketten des Naturparks Oberpfälzer Wald. Über 13 Flusskilometer erstrecken sich drei Speicherseen und drei Kraftwerke an fünf Standorten. Die topografischen Gegebenheiten bieten ideale Vorausset-zungen für die Nutzung der Wasserkraft zur regenerativen Stromerzeugung ebenso wie für die sehr effiziente Pump-speicherung mit hohen Wirkungsgraden.

Die zwei denkmalgeschützten Pumpspeicherkraftwerke Reisach und Tanzmühle liegen 60 Höhenmeter auseinander und nutzen als gemeinsames Oberbecken den Hochspeicher Rabenleite. Die dazugehörigen Unterbecken, Trausnitz- und Kainzmühlspeicher, stauen mittels Talsperren die Pfreimd auf. Drei unterirdische Druckstollen verbinden die Speicher und Pumpspeicherkraftwerke.

ANLAGEN

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Die Laufwasserkraftwerke der Talsperren Kainzmühlsperre und Trausnitztalsperre nutzen den natürlichen Zufluss der Pfreimd für die Stromerzeugung.

Die Anlagen an der Pfreimd erfüllen aber noch weitere elemen-tare Funktionen für die Region: sie regulieren beispielsweise Hochwasser und schnell auflaufendes Regenwasser und führen es gleichmäßig in das Flussbett der Pfreimd ab.

Die landschaftlich reizvollen Kainzmühl- und Trausnitzspeicher werden von Einheimischen und Gästen für unterschiedliche Freizeitaktivitäten genutzt, zum Beispiel zum Angeln und Baden in den ausgewiesenen Bereichen.

Megawatt Pumpspeicherkraftwerke

Megawatt Laufwasserkraftwerke

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Gesamtleistung der Anlage

Der Trausnitzsee – ein Paradies für Angler

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Pumpspeicherkraftwerke

Pumpspeicherkraftwerke dienen der Speicherung von elek-trischer Energie durch Umwandlung in potenzielle Energie. Dazu wird Wasser in ein höher gelegenes, meist künstlich an-gelegtes Speicherbecken gepumpt. Zum Hochpumpen wird überschüssiger Strom in Zeiten geringer Stromnachfrage verwendet. Wenn die Stromnachfrage steigt, lässt man das Wasser aus dem Speicherbecken auf die Kraftwerksturbinen fließen. Die damit gekoppelten Generatoren speisen in nur wenigen Sekunden wertvollen Spitzenstrom ins Netz ein.

Laufwasserkraftwerke

Die häufigste Bauform unter den Wasserkraftwerken sind Laufwasserkraftwerke an Flüssen und Kanälen. Sie nutzen den Höhenunterschied zwischen Oberwasser und Unterwas-ser, das sogenannte Gefälle, zur Stromerzeugung. Laufwas-serkraftwerke verfügen meist nur über ein geringes Gefälle und einen hohen Wasserdurchfluss. Sie arbeiten zuverlässig rund um die Uhr.

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3

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5

Pumpspeicherkraftwerk Reisach

Pumpspeicherkraftwerk Tanzmühle mit Laufwasserturbine

Laufwasserkraftwerk Trausnitz mit Speicher und Talsperre

Hochspeicher Rabenleite

Kainzmühlspeicher und -sperre

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5Pfreimd

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Die Anlage verfügt über drei Pumpspeichersätze mit einer Turbinenleistung von insgesamt 106 Megawatt bei einer mittleren Fallhöhe von 180 m. Jeder Maschinensatz besteht aus einem Motorgenerator, einer Pumpe und einer Turbine.

Pumpspeicherkraftwerk Reisach

Der Motorgenerator dient im Pumpbetrieb als Motor und im Turbinenbetrieb als Generator. Alle Maschinensätze wurden so umgebaut, dass sie zusätzlich zur Erzeugung und Speiche-rung von Strom auch für die Bereitstellung von Regelenergie eingesetzt werden können.

Reisachstollen

Hochspeicher Rabenleite

Kraftwerk Reisach

Trausnitzspeicher

Laufwasserkraftwerk Trausnitz und Talsperre

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Kraftwerk

Reisach

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Das Kraftwerk Tanzmühle umfasst zwei Maschinensätze, einen Pumpspeichersatz und einen Laufwassersatz. Der Pumpspei-chersatz erzeugt im Generatorbetrieb mit 31 Megawatt wert-vollen Spitzenstrom in Zeiten hohen Strombedarfs. Der Pump-speichersatz dient jedoch vorwiegend zum Hochpumpen des

Pumpspeicherkraftwerk Tanzmühle mit Laufwasserturbine

im Kainzmühlspeicher gesammelten Wassers. Die mittlere Fall- und Förderhöhe beträgt 122 m. Die 3,3 Megawatt starke Laufwasserturbine nutzt das Wasser aus dem Kainzmühlspei-cher – über den gemeinsamen Eulengrundstollen – und gibt es schließlich direkt am Kraftwerk ins Flussbett der Pfreimd ab.

Kainzmühlspeicher

Eulengrundstollen

Kraftwerk Tanzmühle

Pfreimd

HochspeicherRabenleite

Vertikalschacht

Weinbergstollen

Kraftwerk

Tanzmühle

Kainzmühlsperre

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Das Laufwasserkraftwerk Trausnitz verfügt über zwei Maschi-nensätze mit insgesamt 1,8 Megawatt Leistung. Die mittlere Fallhöhe der beiden klassischen Laufwasserturbinen (soge-nannten Kaplanturbinen) beträgt 11 Meter.

1.500.000 m³ Wasser kann der Hochspeicher Rabenleite fassen, wobei sein Wasserspiegel im gefüllten Zustand bei 586 m über NN liegt. 2015 wurde er im Rahmen der großen Revision kom-plett entleert und instand gesetzt. Der Hochspeicher ist über

Laufwasserkraftwerk Trausnitz

Hochspeicher Rabenleite

einen unterirdischen Stollen mit den Pumpspeicherkraftwerken verbunden. Die betriebliche Wasserspiegelschwankung beträgt rund 15 Meter und kann – je nach Kraftwerkseinsatz – täglich auftreten.

Turbine Trausnitz

Trausnitzspeicher

Rabenleite mit

Einlaufbauwerk

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Trausnitzsperre

Kainzmühlsperre mit

Kainzmühlspeicher

Trausnitzsperre mit

Trausnitzspeicher

Die Kainzmühlsperre verfügt über drei Stauklappen, einen Grundablass, einen sogenannten Saugheber und den Einlauf zum Kraftwerk Tanzmühle. Sie hat ein nutzbares Volumen von 800.000 m³ Wasser, was mit einer Wasserspiegelschwankung von rund vier Metern verbunden ist.

Mit drei Stauklappen, zwei Grundablässen und zwei Kaplan-turbinen in der Trausnitzsperre ist es möglich, die zulaufenden Wassermengen – Hochwasser und schnell auflaufendes Regen- wasser – zu regulieren und gleichmäßig in das Flussbett der Pfreimd abzuführen. Der Trausnitzspeicher hat ein nutzbares Volumen von 1.500.000 m³ Wasser, was mit einer Wasserspie-gelschwankung von rund vier Metern verbunden ist.

Kainzmühlsperre

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Systemdienstleistungen für eine sichere Energieversorgung

SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN

Erneuerbare Energien, besonders Windräder und Solaran-lagen, tragen von Jahr zu Jahr mehr zu der Stromerzeugung in Deutschland bei. Da sie jedoch nicht kontinuierlich Strom erzeugen können, werden auch in Zukunft rund um die Uhr verfügbare Technologien benötigt, um das Stromnetz stabil zu halten und Frequenzschwankungen auszugleichen. Das erfolgt über die Bereitstellung von sogenannten Regelleistungen.

Aufgrund der extrem schnellen Start- bzw. Reaktionszeiten der Wasserkraftanlagen und der stetigen technischen Optimierun-gen kann das Kraftwerk Reisach alle Arten von Regelleistung erbringen.

Die Primärregelleistung reagiert in weniger als 30 Sekunden auf Frequenzabweichungen der Netz-Sollfrequenz von 50 Hz. Das Kraftwerk Reisach stellt über 1 % der notwendigen Primär- regelleistung bereit, die im westeuropäischen Verbundnetz zwi-schen Portugal und Estland vorgehalten werden muss.

Bei der Sekundärregelleistung muss innerhalb von 30 Sekun-den auf Abrufe der Netzbetreiber reagiert und innerhalb von fünf Minuten die volle geforderte Leistung erreicht werden. Es gilt, entweder Strom in das Netz einzuspeisen (positive Sekun-därregelleistung) oder dem Netz Strom zu entziehen (negative Sekundärregelleistung). Durch diese Dienstleistung wird die Stabilität der Netze gesichert. Gerade hier kann das Pump-speicherkraftwerk Reisach seine Stärke ausspielen. Denn es kann im sogenannten hydraulischen Kurzschlussbetrieb nicht nur geregelt Strom erzeugen, sondern diesen auch geregelt abnehmen.

Durch die regelmäßig stattfindenden großen Überholungen haben wir die Kraftwerksgruppe Pfreimd kontinuierlich an die veränderten Betriebsbedingungen angepasst.

Im Zuge der großen Revision im Jahr 2015 konnte die gesamte Turbinenleistung der vier Pumpspeichersätze um acht Prozent auf nunmehr

erhöht und damit die Bereitstellung von Primär- und Sekundär-regelleistung ausgeweitet werden.

Eine weitere Systemdienstleistung bietet die Kraftwerksgruppe an, wenn es zu Störungen im Stromnetz kommt. Denn das Kraftwerk Reisach ist schwarzstartfähig. Darunter versteht man die Fähigkeit, das Stromnetz nach einem Blackout von einem Punkt aus wieder aufzubauen. Das Kraftwerk kann autark star-ten und Energie für den Wiederaufbau des Netzes bereitstellen.

Megawatt

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Hydraulischer Kurzschluss für höhere Flexibilität

In Pumpspeicherkraftwerken sind typischerweise nur die Turbinen regelbar. Pumpen hingegen kennen zumeist einzig den Betriebszustand „Ein” oder „Aus”. Über das Prinzip des hydraulischen Kurzschlusses kann auch der Strombezug im Pumpbetrieb regelbar gemacht werden. Durch einen technisch anspruchsvollen Umbau während der letzten Revisionen können die drei Turbinensätze im Kraftwerk Reisach nun auch

im hydraulischen Kurzschluss betrieben werden. Die Pump-speichersätze regeln in dieser Betriebsweise im selben Moment die Turbinenleistung, während ihre Pumpen das oben gelegene Speicherbecken füllen. Damit wird ein unun-terbrochener Regelbetrieb ermöglicht, eine der Vorausset-zungen für die Bereitstellung von Primärregelleistung rund um die Uhr.

Grafik 1: Hydraulischer Kurzschluss mit gleichzeitigem Pump- und TurbinenbetriebGrafik 2: Verteilrohrleitung Reisach mit allen Pumpspeichersätzen

TurbineMotor-

generatorPumpe-26 MW

-25 MW bis +7 MW110 kV

Regelung1 MW

bis +33 MW

Maschinenhaustafel

im Kraftwerk Reisach

Trausnitzspeicher

zum Hochspeicher

Grafik 2

Grafik 1

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Fragen und Antworten

Wie groß ist die Kraftwerksgruppe Pfreimd?

Wann wurde die Kraftwerksgruppe errichtet?

Wozu braucht man ein Wasser-schloss?

Die Kraftwerksgruppe Pfreimd erstreckt sich über insgesamt 13 Flusskilometer der Pfreimd und nimmt eine Fläche von 68 Hektar ein. Der Großteil dieser Fläche sind Speicherbecken. Diese sind durch Druckrohrleitungen mit einer Gesamtlänge von 5.725 Metern und einem Durchmesser von 3,5 beziehungsweise 4,9 Metern verbunden.

Lange, horizontale Rohrleitungen in Wasserkraftanla-gen benötigen jeweils ein sogenanntes Wasserschloss, um Druckschwankungen in der Rohrleitung zu begren-zen. Das Wasserschloss des Eulengrundstollens ist als Betonturm ausgeführt. In diesem wird die Wassersäule mit Hüben von bis zu sieben Metern nach oben und unten innerhalb weniger Minuten ausgeglichen.

Bereits im Jahr 1952 wurde die Talsperre Trausnitz mit den beiden heute noch existierenden Laufwasserturbinen in Be-trieb genommen. 1955 ging dann das Pumpspeicherwerk Reisach in Betrieb – zunächst mit zwei Pumpspeichersätzen. Im selben Jahr folgte die Laufwasserturbine im neu errichte-ten Kraftwerksgebäude Tanzmühle. Schließlich wurde 1959 der Pumpspeichersatz des Kraftwerks Tanzmühle in Betrieb genommen, und im Jahr 1961 nahm der dritte Pumpspeicher-satz im Pumpspeicherkraftwerk Reisach den Betrieb auf.

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Noch Fragen? Senden Sie uns einfach eine E-Mail: [email protected]

Gibt es Berührungspunkte zwischen der Kraftwerks-gruppe Pfreimd und anderen erneuerbaren Energien?

Was ist der Wälzbetrieb?

Warum braucht man Pumpspeicherkraft-werke, wenn sie mehr Strom verbrauchen, als sie erzeugen?

Über die vorhandenen 20 kV-Schaltanlagen der Laufwasserkraftwerke können auch andere Anlagen wie Solar- und Windparks in der Region den erzeugten Strom einspeisen.

Beim klassischen Wälzbetrieb wird Wasser während der Schwachlastzeiten (z. B. Nacht-stunden oder am Wochenende) vom Unterbe-cken in den Hochspeicher gepumpt. Somit steht das Wasser während Zeiten höheren Bedarfs wieder zum Turbinenbetrieb zu Verfügung.

Pumpspeicherkraftwerke bieten derzeit die einzige großtechnische Möglichkeit zur Speicherung von elektrischer Energie – bei einem hohen Wirkungsgrad von bis zu 80 Prozent. In einem elektrischen System müssen die Erzeugung und der Verbrauch von Strom in jedem Augenblick im Gleich-gewicht sein, d. h. der Strom muss in dem Moment erzeugt werden, in dem er verbraucht wird. So wird durch die flexible Speichermöglichkeit und das schnelle Regelvermögen von Pumpspeicherkraftwerken der Einsatz von regenerativen Energieträgern ermöglicht.

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ENGIE Deutschland | Energiezukunft gestalten

Als weltweit führender Anbieter von Energie und Energieeffizienz-Dienst-leistungen engagiert sich ENGIE da-für, den Zugang zu nachhaltiger Energie zu sichern, die Versorgungs-sicherheit zu gewährleisten und die verfügbaren Ressourcen schonend einzusetzen.

ENGIE richtet sich an Unternehmen, Kommunen und Privat-kunden und bietet ihnen effiziente und innovative Energie-lösungen. Basis aller Aktivitäten ist die umfassende Expertise unserer Mitarbeiter in den Schlüsselfeldern erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Flüssigerdgas sowie digitale Tech-nologien. Die ENGIE-Gruppe hat das Ziel, eine treibende Kraft für die Dekarbonisierung der weltweiten Energieversorgung zu sein und will dazu u. a. die erneuerbaren Energien weiter aus-bauen. Deren Anteil am Energiemix der Gruppe konnte in den Jahren 2009 bis 2015 bereits um 50 % auf heute 19 Gigawatt gesteigert werden. Bis zum Jahr 2025 soll die installierte Leis- tung aus erneuerbaren Energien sogar noch verdoppelt werden.

ENGIE Deutschland ENGIE Deutschland ist in allen Bereichen aktiv, die für einenachhaltige Energiezukunft relevant sind. Wir erzeugen, kau-fen, verteilen, liefern und sparen Energie. Wir betreiben Ge-bäude und Anlagen und betreuen sie mit umfassenden Ser-vices. Und wir beherrschen die Technik: Wir planen, bauen und unterhalten gebäude- und energietechnische Systeme und Anlagen. Wir erzeugen umweltfreundlich Strom und Fernwärme und arbeiten dabei eng mit lokalen Partnern zu-sammen. Unseren Industriekunden und Kommunen bieten wir neben der marktnahen Energiebeschaffung und der Opti-mierung von Verbrauch und Erzeugung auch die Planung und Umsetzung von Eigenversorgungskonzepten auf Basis von erneuerbaren Energien oder Kraft-Wärme-Kopplung. Wir ver-knüpfen unser Know-how in der Anlagen- und Gebäudetechnik, bei Facility Services und Energy Services, um die Energie unserer Kunden jederzeit effizient einzusetzen.

Führende Spezialisten für gebäudetechnischen Anlagenbau, Anlagen- und Prozesstechnik, Facility Management, Energiemanagement und industrielle Kältetechnik

ENGIE Deutschland

Mitarbeiter Windparks in fünf Bundesländern

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Hochspeicher

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ENGIE Deutschland steht für eine nachhaltige Energiezukunft und verbesserte Energieeffizienz. Wir erzeugen, kaufen, verteilen, liefern und sparen Energie. Als Dienstleister mit ausgeprägtem technischen Know-how planen, bauen und betreiben wir gebäude- und energietechnische Systeme und Anlagen und betreuen sie mit umfassenden Services. Mehr als 100 Jahre erfolgreiche Firmengeschichte und die Kraft der weltweiten ENGIE-Gruppe machen uns zu einem Partner, der Energien jeden Tag optimal einsetzt – auch die der Menschen, die mit uns zusammenarbeiten.

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Kraftwerksgruppe Pfreimd Seestraße 692555 TrausnitzT +49 9655 9228-0 F +49 9655 9228-399

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FotosChristoph Busse, Luftbild A. Laumer, Weiden

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