Europaweit einmaliges Pumpspeicherkraftwerk geht in Betrieb

Vieira do Minho, Portugal - Angesichts ungünstiger Rahmenbedingungen stockt in Deutschland der Ausbau von Pumpspeicherkraftwerken. Anders in Portugal: Dort ist ein drehzahlvariables Pumpspeicherkraftwerk in Betrieb gegangen, das weltweit als Vorzeigeprojekt dienen könnte.

Der deutsche Wasserkraftspezialist Voith hatte vom portugiesischen Energiekonzern EDP den Auftrag erhalten, im Nordwesten Portugals ein neues, drehzahlvariables Pumpspeicherkraftwerk zu bauen. Bei der jetzt erfolgreich in Betrieb gegangenen Anlage handelt es sich um das größte Kraftwerk dieser Art in Europa.

Drehzahlvariable Turbine liefert zusätzliche Stabilität bei Spannungsabfall

Im Nordwesten von Portugal ist seit April 2017 das neue Pumpspeicherkraftwerk Frades II in Betrieb. Dafür hat der Technologiekonzern Voith zwei drehzahlvariable Pumpturbinen mit je 390 Megawatt (MW) Nennleistung, zwei asynchrone Motorgeneratoren mit je 440 Megavoltampere (MVA) Nennleistung, die Frequenzumrichter und die Leittechnik sowie stahlwasserbauliche Komponenten geliefert. Nach Angaben von Voith handelt es sich bei den Maschineneinheiten um die leistungsfähigsten und größten in Europa. Betreiber der Anlage ist das portugiesische Versorgungsunternehmen Energias de Portugal (EDP). „Das zentrale Element der Anlage ist ein spezieller asynchroner Motorgenerator: die doppelt gespeiste Asynchronmaschine“, erklärt Thomas König, zuständig für Electrical Balance of Plant bei Voith Hydro Deutschland. Im Unterschied zu einer herkömmlichen Synchronmaschine, deren Drehgeschwindigkeit fest an die Netzfrequenz von 50 Hertz (Hz) gebunden ist, wurde bei den beiden neuen doppelt gespeisten Asynchronmaschinen die mechanische Drehgeschwindigkeit von der Netzfrequenz entkoppelt und kann variieren. Daraus ergeben sich zwei Vorteile: Zum einen kann die Anlage schneller und flexibler auf die aktive und reaktive Nachfrage aus dem Stromnetz reagieren. Zum anderen bietet es zusätzlich Stabilität bei Spannungsabfall, verringert die Wahrscheinlichkeit eines Stromausfalls und ermöglicht die schnelle Wiederinbetriebnahme, sollte es doch zu einem Ausfall kommen.

Betriebsstunden, Verfügbarkeit und Gewinn steigen

Bei der technischen Entwicklung des neuen Pumpspeicherkraftwerks haben die Voith-Ingenieure eine Reihe von Neuerungen und Innovationen umgesetzt. So musste unter anderem der Rotor des Motorgenerators komplett umgestaltet werden, um mit den hohen Zentrifugalkräften, dem viel höheren Strom und der Spannung aus dem Frequenzumrichter fertig zu werden. Davon profitiert auch der Kunde EDP, da sich durch die Motorgenerator-Technologie mit variabler Drehzahl die Gesamtzahl der Betriebsstunden bei Frades II erhöht und die Verfügbarkeit steigt. Das führe letztendlich auch zu mehr Gewinn, so Lars Meier, Leiter Technisches Vertriebs- und Angebotsmanagement bei Voith Hydro Deutschland.