Das Pumpspeicherkraftwerk der Forces Motrices Hongrin-Léman SA

Das Pumpspeicherkraftwerk der Forces Motrices Hongrin-Léman SA (FMHL) wurde zwischen 1968 und 1971 errichtet. Angesichts der steigenden Kapazitätsnachfrage und der Erweiterung des 380-kV-Netzes haben die Eigentümer verschiedene Optionen für die Erweiterung der Kraftwerksanlage geprüft.

Diese Überlegungen führten zum Bau einer neuen Kaverne (FMHL+), mit dessen Bau 2011 begonnen wurde und die 2016 in Betrieb genommen werden soll.

Nutzung aller vier Elemente

Der Nachteil einiger natürlicher Ressourcen wie Sonne und Wind ist die Unsicherheit bei der Energieerzeugungsprognose. Dieser Faktor erschwert das Management der Stromnetze und beeinträchtigt ihre Stabilität. Angesichts der abnehmenden Öl- und Gasvorkommen ist die Entwicklung der Nutzung natürlicher Energiequellen jedoch unumgänglich. Das Projekt FMHL+ trägt zur Stabilisierung der Stromerzeugung bei, indem überschüssige Energie aus Solar- und Windkraftanlagen in Form von Wasserkraft im Stausee gespeichert wird. Dank der Pump-Turbinen des Kraftwerks kann das Wasser des Genfer Sees im Stausee gespeichert und dann wieder in Strom umgewandelt und ins Netz eingespeist werden.

Wasserkraft stabilisiert das Stromnetz

Mit einer Leistung von 240 bis 420 MW und einer Leistungsreserve von 60 MW ist das erweiterte Pumpspeicherkraftwerk Veytaux perfekt auf die steigenden Anforderungen des heutigen Strommarktes abgestimmt.

Die Gesamtproduktion der neuen Anlage wird rund 1000 MWh betragen.

Neben der Leistungssteigerung bietet die Erweiterung mehr Flexibilität bei der Energieerzeugung sowie eine hohe Versorgungssicherheit, wobei das oberste Ziel darin besteht, die Stromnetze in der Schweiz und in Europa zu stabilisieren. Zu diesem Zweck wird überschüssige Energie aus Solar- und Windkraftanlagen gespeichert, um Angebot und Nachfrage nach Strom in Echtzeit auszugleichen.

Besondere Anforderungen

Ein solches Projekt bringt natürlich Herausforderungen mit sich, wie die Durchführung der Arbeiten ohne Unterbrechung des Betriebs des bestehenden Kraftwerks oder die Anbindung der neuen Struktur an das bestehende Wehr.

Das Pumpspeicherkraftwerk, das hohe Anforderungen an die Flexibilität der Produktion erfüllen muss, zeichnet sich durch einen komplexen Betrieb und schnelle Umschaltzeiten aus. Mit Hilfe von physikalischen Modellierungstests und numerischen Berechnungen wurden die verschiedenen Anlagenteile überprüft und im Hinblick auf dynamische Betriebsmodelle optimiert. Die Modelle im Maßstab des Laboratoire de Constructions Hydrauliques (LCH) der EPF Lausanne und der Versuchsanstalt für Hydraulik, Hydrologie und Glaziologie der ETH Zürich ermöglichten es, die Strömungen im kleinen und großen Maßstab zu modellieren, um die Auslegung der Anlage zu optimieren.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass das Projekt vollständig unterirdisch ist und von einem einzigen Portal aus realisiert werden muss. Dies hat jedoch den nicht zu unterschätzenden Vorteil, dass das Projekt keine Auswirkungen auf die Umwelt hat.

Der Genfer See als Kraftwerk

Das bestehende Pumpspeicherkraftwerk Veytaux (aus dem Jahr 1971) besteht aus dem auf 1250 m Höhe gelegenen Lac de l'Hongrin mit einem Volumen von 52 Millionen m³ als Oberbecken und dem auf 375 m Höhe gelegenen Lac Léman als Unterbecken, einer 8 km langen Druckleitung (4 m Durchmesser), einem 160 m hohen Wasserturm, einem 1,2 km langen Panzerbrunnen und der Kavernenzentrale des Kraftwerks. Das Projekt umfasst den Bau einer neuen, autonomen Kraftwerkskaverne mit einer Höhe von 57 m, einer Breite von 25 m und einer Länge von 128 m. Das Kraftwerk ist mit zwei dreistufigen Aggregaten mit einer Turbinenleistung von jeweils 120 MW ausgestattet, bestehend aus einer Peltonturbine, einem Generator und einer fünfstufigen Pumpe. Letztere befindet sich etwa 25 m unter dem Genfer See. Das bestehende Wehr sowie die Druckleitung, der Druckschacht und der Überlaufkanal bleiben im Rahmen des Projekts weitgehend erhalten.

Wenn die Turbinen laufen, d. h. wenn Energie benötigt wird, fließt das Wasser aus dem Stausee Hongrin durch die Turbinen in Richtung Genfer See. Bei geringer Stromnachfrage oder überschüssiger Energie wird das Wasser aus dem Genfer See in das obere Becken gepumpt, um dort gespeichert zu werden, bis es wieder turbiniert wird, wenn die Stromnachfrage wieder höher ist.

Effizienz und Rentabilität

Die Gesamtkosten des Projekts belaufen sich auf rund 331 Millionen CHF. Aufgrund des Pump-Turbinen-Betriebs verbraucht das Kraftwerk etwa 20 % mehr Strom, als das Wasser erzeugt, das durch die Turbinen fließt. Die Rentabilität der Anlage errechnet sich jedoch aus der Differenz zwischen dem reduzierten Stromtarif im Pumpbetrieb und dem höheren Tarif im Turbinenbetrieb bei der Stromerzeugung.

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