In der Schweiz werden drei Arten von Wasserkraftwerken betrieben: Laufwasserkraftwerke, Speicherkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke.
Speicherkraftwerke
Die Speicherseen sind im Allgemeinen künstliche Wasserflächen mit Stauanlagen oder Dämmen, durch die das Wasser zurückgehalten wird und bei erhöhtem Bedarf genutzt werden kann, um Strom zu erzeugen.
Speicherkraftwerke nutzen den Höhenunterschied zwischen dem Speichersee und dem Kraftwerk, um schnell und flexibel Strom zu erzeugen. Sie können ihre Produktion in Abhängigkeit von dem täglichen Strombedarf anpassen und Regelenergie liefern.
Der Strom kann nicht im Stromnetz gespeichert werden. Mit anderen Worten : Die Produktion der Elektrizitätswerke muss jederzeit der im Netz verbrauchten Menge entsprechen. Wenn ein Elektrogerät eingeschaltet wird, muss ein Kraftwerk die notwendige Energie für den Betrieb dieses Geräts produzieren. Sobald das Gerät wieder ausgeschaltet wird, muss das Kraftwerk seine Produktion daher einschränken.
Speicherkraftwerke können unmittelbar reagieren und zu jedem Zeitpunkt mehr oder weniger Energie produzieren, um die Netzstabilität aufrechtzuerhalten.
Speicherkraftwerke spielen für unsere Energie der Zukunft eine wesentliche Rolle.
In den kommenden Jahren werden immer mehr Windturbinen und Photovoltaik-Anlagen mit dem Stromnetz verbunden. Diese Anlagen produzieren unregelmäßig Energie.
Speicherkraftwerke decken Lastspitzen ab. Sie können schnell eingesetzt werden, um die notwendige Energie zu produzieren, wenn kein Wind weht oder ein wolkenbedeckter Himmel die Energieproduktion von Photovoltaik-Anlage beeinträchtigt. Speicherkraftwerke sind daher wichtig, um die Spannung in Höchstspannungsnetzen aufrecht zu erhalten und Systemdienstleistungen zu liefern.
Laufwasserkraftwerke
Laufwasserkraftwerke werden an Strömen und Flüssen gebaut und bestehen aus einer Stauanlage und einer Maschinenhalle. Sie nutzen den Höhenunterschied entlang des Wasserlaufs, um Strom zu erzeugen. Der Durchfluss des Wasserlaufs wird direkt und kontinuierlich genutzt. Die Produktion hängt daher von der verfügbaren Wassermenge und dem Höhenunterschied ab.
Sie ist starken saisonalen Schwankungen unterworfen und schwer zu regulieren. Laufwasserkraftwerke können als Niederdruck- oder Hochdruckanlagen konzipiert werden. Niederdruckanlagen werden in Ebenen mit einem geringen Höhenunterschied und großen Wassermengen eingesetzt. Hochdruckanlagen zeichnen sich durch einen großen Höhenunterschied und relativ geringe Wassermengen aus.
Diese Kraftwerke sind an daher an die Flüsse in den Bergen angepasst. In einem klassischen Laufwasserkraftwerk befindet sich die Maschinenhalle direkt an der Stauanlage. Die Kraftwerke hingegen verfügen über einen Kanal oder eine längere Ableitungsgalerie. Die Stauanlage befindet sich daher oftmals mehrere Kilometer bergaufwärts davor. Sie zeichnen sich im Allgemeinen durch einen größeren Höhenunterschied, aber auch durch Teilstücke mit einer größeren Restdurchflussmenge aus.
Da Laufwasserkraftwerke rund um die Uhr Strom erzeugen, werden sie für die Deckung der Grundlast genutzt.
Pumpspeicherkraftwerke
Im Gegensatz zu einfachen Speicherkraftwerken erzeugen Pumpspeicherkraftwerke nicht nur Spitzenenergie, sondern können auch überschüssigen Strom im Netz bei geringem Verbrauch speichern.
Pumpspeicherkraftwerke verfügen daher über einen höher gelegenen Speichersee und einen tiefergelegenen Speichersee, aus dem das bereits zur Stromerzeugung genutzte Wasser in den höhergelegenen See gepumpt wird.
Der Vorteil : Ein Pumpspeicherkraftwerk kann von dem überschüssigen Strom, der beispielsweise durch Windturbinen oder Photovoltaik-Anlagen produziert wird, profitieren, indem es Wasser speichert, um dieses später zur Produktion von Energie zu nutzen.
Es verbraucht jedoch 20 % mehr Energie, um das Wasser zu pumpen, als es benötigt, um anschließend daraus Strom zu produzieren.
Pumpspeicherkraftwerke produzieren daher keine zusätzliche Elektrizität, sondern erhöhen die verfügbare Leistung.
So leisten sie einen wichtigen Beitrag zu der Versorgungssicherheit und der Stabilität des Netzes.
Beispiel:
Pumpspeicherkraftwerke sind Anlagen, deren Bau kostenintensiv ist und deren Rentabilität in hohem Maß von Preisschwankungen abhängig ist. Dank ihrer hohen Flexibilität können sie durch Systemdienstleistungen, die für die Aufrechterhaltung der Netzstabilität unverzichtbar sind, zusätzliche Einnahmen erzielen.