Softstarter im Kavernenkraftwerk So gelingt der Umstieg auf saubere Energien

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Die fünf Pumpspeicherkraftwerke von Schluchseewerk im Schwarzwald gelten als Deutschlands größter Energiespeicher. Sie gleichen Schwankungen im Aufkommen regenerativer Energieformen wie Wind und Sonne aus. In seinem Kavernenkraftwerk Säckingen hat der Betreiber die Steuerung der Pumpen mit einem Softstarter von ABB modernisiert: Die „sanfte“ Schalttechnologie soll die Anlage vor Überlastung schützen.

Pumpspeicherkraftwerke haben hierzulande eine lange Tradition: Das Kraftwerk Säckingen im baden-württembergischen Landkreis Waldshut ging beispielsweise schon vor mehr als 50 Jahren in Betrieb. Es war seinerzeit das erste deutsche Wasserkraftwerk in Kavernenbauweise, bei dem Pumpen, Turbinen und Generatoren unterirdisch in einem Hohlraum – eben der Kaverne – untergebracht sind. Generell machen sich Pumpspeicherkraftwerke den Höhenunterschied zwischen zwei Wasserreservoirs zunutze: Bei einem Überangebot im Energienetz wird Wasser aus dem unteren Reservoir in das höhergelegene Becken gepumpt. Umgekehrt fließt es bei höherer Nachfrage über Turbinen zurück, die ihrerseits Generatoren zur Stromproduktion antreiben.

Upgrade für verbesserten Ausfallschutz

Das Oberbecken des Kraftwerks Säckingen liegt auf dem nahegelegenen Eggberg. Von dort aus stürzt das Wasser 400 Meter senkrecht in die Tiefe, wo es in einer 33 Meter hohen Kaverne oberhalb des Rheins auf bis zu vier Turbinen trifft. Hier sind auch die mächtigen Hochleistungspumpen installiert, die bei Energieüberschuss das Becken auf dem Eggberg mit Hochrheinwasser füllen. In diesem mehr als 2 Millionen Kubikmeter großen Reservoir sammelt sich zusätzlich Wasser aus natürlichen Zuflüssen, sodass die Generatoren teilweise sogar regenerative Energie erzeugen. Die Gesamtleistung der Generatoren beläuft sich auf 360 Megawatt, während die Pumpleistung 296 Megawatt beträgt.

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„Zur flexiblen Steuerung der An- und Abschaltprozesse unserer Pumpen vertrauen wir seit langem auf die robuste Softstarter-Technologie von ABB; auch beim jüngsten Upgrade griffen wir wieder auf innovative Produkte dieses Herstellers zurück“, sagt Marius Rupprecht, aus dem Asset-Management der Schluchseewerk. Handlungsbedarf war entstanden, weil durch die Installation einer Backup-Lenzpumpe die Betriebssicherheit erhöht werden sollte. Nach intensiver Beratung mit den Experten von ABB, entschied sich der Kraftwerksbetreiber für einen Softstarter der neuesten Generation – konkret für den PSTX470-600-70.

Lebensversicherung für Hochleistungspumpen

„Unsere Flaggschiffreihe PSTX kombiniert jahrelange Forschung mit profundem Anwendungs-Knowhow. Hier im Pumpspeicherkraftwerk Säckingen schützt der Softstarter die Pumpenmotoren künftig noch zuverlässiger vor elektrischer Überlastung“, kommentiert Burcin Ünal, Produktspezialist für Softstarter bei ABB. Damit im Bedarfsfall die Inbetriebnahme ohne Zeitverzug erfolgen kann, nahm sein Kollege Michael Hess vom zuständigen ABB-Serviceteam eine Vorkonfiguration exakt nach den Vorgaben des Auftraggebers vor.

Neben dem erwähnten Motorschutz inklusive ausgefeiltem Fehlerstrom-, Über- und Unterspannungsschutz zeichnen sich die PSTX-Softstarter insbesondere durch ihre hochflexiblen Einstellmöglichkeiten aus. Dies ermöglicht eine präzise Anpassung an unterschiedliche Applikationen – zum Beispiel bei der Drehmomentregelung: Je nach Anwendungsfall lässt sich mit den neuen ABB-Modellen die Methode zum Pumpenstopp ohne Druckstoß bzw. Wasserschlag optimieren. Erleichtert werden solche anwendungsspezifischen Einstellungen durch ein komfortables Volltext-LCD-Display sowie vorprogrammierte Standardwerte und eine lückenlose Ereignisprotokollierung.

Nachhaltig, sicher und offen für Zukunftsoptionen

Weitere Vorzüge der PSTX Softstarter von ABB ergeben sich aus ihrem zweistufigen Anschaltprozess: Nach dem sanften Hochfahren der Pumpe durch speziell gefertigte Thyristoren – aktiviert PSTX automatisch einen integrierten Bypass, sobald die volle Drehzahl erreicht ist. Auf diese Weise entsteht kaum Abwärme und die Verlustleistung der Thyristoren wird minimiert. Außerdem dämpft der geregelte Einschaltprozess die ansonsten unvermeidlichen Stromspitzen: Störungen im Versorgungsnetz gehören damit der Vergangenheit an.

Nicht zuletzt schont ein optimierter, sanfter Hochlauf auch die mechanischen Bauteile – was die Lebensdauer der hochwertigen Pumpanlagen verlängert. Um die Betriebssicherheit noch weiter zu erhöhen, kann der Bypass im dortigen PSTX zudem über einen separaten Schütz-Schalter direkt gestartet werden. Übrigens handelt es sich hierbei gleichfalls um ein ABB-Produkt – nämlich um das Schütz AF370 mit hoher Energieeffizienz dank geringer Halteleistung.

„Die Komplettierung der bestehenden Softstarter-Plattform durch den neuen PSTX von ABB ist für uns ein wichtiger Baustein sowohl zur Verbesserung der Zuverlässigkeit als auch der Wirtschaftlichkeit in unserem Pumpspeicherkraftwerk Säckingen. Denn maximale Stabilität ist die Voraussetzung dafür, dass wir als verlässlicher Garant der Versorgungssicherheit unseren Beitrag zum Erfolg der Energiewende in Deutschland leisten können“, resümiert Rupprecht.

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