Kraftwasserspeicheranlagen. Von Regierungsbaumeister a. D. R. W. Müller, Witten. MÜLLER, Kraftwasserspeicheranlagen. In früheren Zeiten, wo Anlagen mit Wasserrädern und Wasserturbinen verwendet wurden, dachte niemand jemals daran, die überschüssige Menge Wasser bei Gelegenheit zu verwerten. Textabbildung Bd. 344, S. 153 Abb. 1.Modell eines Großkraftwerkes für Deckung der Spitzenleistung- und zur Erzeugung- von Energie. Das Bild zeigt links ein Wasserkraftwerk von 20000 KW, mit Sulzer-Speichenpumpen ausgerustet. Rechts befindet sich ein Werk mit gleicher Leistung, mit Sulzer-Dieselmotoren ausgestattet. Im Hintergrunde befinden sich das Speicherbecken und die Kraftleitungen, die im Pumpenhaus links auslaufen. Die Stirnwände der Gebäude sind weggelassen, um einen Blick in das Innere des Maschinenhauses zu gestatten. Nur später, als große Wasserkraftwerke gebaut wurden, wurde die Anlage von künstlichen Teichen und Seen, in welche das Wasser durch Gefäll floß, aufgenommen, um die verfügbare Energie möglichst weitgehend und zu jeder Zeit ausnützen zu können, um eine Reserve zu schaffen, um die Schwankungen in der Belastung zu bewältigen. Nachdem sich Kraftwerke mit natürlicher Wasserspeicherung als vorteilhaft im wirklichen Betrieb erwiesen hatten, wurde ein weiterer Schritt vorwärts getan, Wasserkraftspeicheranlagen wurden gebaut, die mit besonderen Pumpen zum Heben des Wassers in die oberen Becken ausgerüstet wurden. Bei diesen Anlagen wird je nach den Verhältnissen das Wasser aus dem Abflußkanal oder aus dem Sammelbecken gepumpt, welches unmittelbar unterhalb des Pumpwerkes liegt und von einem Fluß seine Wässer erhält. In vielen Fällen wird das von den Turbinen kommende Wasser nach dem unteren Sammelbecken gelenkt und dann in das obere Speicherbecken zu Zeiten gepumpt, wo die Nachfrage an Kraft gering ist. Dieses Wiederauffüllen des oberen Sees wird in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt, je nachdem hier der Wasserspiegel schwankt. Diese Zeitabstände können sehr beträchtlich schwanken, was von den Verhältnissen abhängt, unter welchen die Anlage arbeitet. Bei den meisten Wasserkraftspeicheranlagen handelt es sich gewöhnlich darum, genügend Wasser hinaufzupumpen, um die verfügbare Menge zu ergänzen. Textabbildung Bd. 344, S. 154 Abb. 2.Leistungszunahme der von Sulzer gebauten Speicherpumpen von 1894 bis 1928. In vielen Fällen dienen auch die Speicheranlagen zum Ausgleich der Wassermenge, die zu den verschiedenen Jahreszeiten verfügbar ist. Zum Beispiel ist eine solche Speicheranlage, die mit vier 5000-PS-Sulzer-Pumpen ausgerüstet ist, seit 1924 beim Wäggital-Kraftwerk in der Schweiz in Betrieb. Bei den Anlagen, die gegenwärtig im Bau begriffen sind, müssen enorme Wassermengen bewältigt werden, zum Beispiel wird die Wasserkraftspeicheranlage in Herdecke (Westfalen) mit drei 34000-PS-Pumpen ausgestattet, die von Gebr. Sulzer in Zusammenarbeit mit J. M. Voith geliefert werden. Diese Pumpen liefern insgesamt 2160 m3 in der Minute auf eine Höhe von 163 m und sind die größten bis jetzt gebauten Pumpen. Die Abbildung 2 zeigt die Zunahme an Stärke der Pumpen, die für Wasserkraftspeicheranlagen Von Sulzer geliefert wurden. Die erste Anlage dieser Beschreibung – sie war auch die erste Wasserkraftspeicheranlage der Welt – wurde im Jahre 1894 errichtet und benötigte 71 PS zum Treiben der Pumpen. Als paradox mag es erscheinen, zunächst eine enorme Wassermenge in ein höher gelegenes Becken zu pumpen, um es später zur Krafterzeugung zu verwenden, nichtsdestoweniger besitzt die Wasserkraftspeicherung bedeutende Vorteile. Das im oberen Sammelbecken gespeicherte Wasser wird durch die Wassermenge erhöht, die mit billigem, verfügbarem elektrischen Strom hinaufpumpt wird, zum Beispiel während der Nacht, so daß das Elektrizitätswerk in der Lage ist, nicht nur mehr Strom zu Zeiten großer Nachfrage zu liefern, sondern auch die Spitzenleistungen zu bewältigen und so den Vorteil des hohen Tarifpreises zu haben, der dann in Kraft tritt. Als ein strikter Geschäftsvorschlag betrachtet findet die Kraftwasserspeicherung völlige Berechtigung, zum Beispiel Preisunterschied zwischen Nachtstrom und Strom bei Spitzenbelastung; der Preis des letzteren ist immer um das Vielfache höher als der des ersteren. Unter gewissen Umständen können die Preise sogar im Verhältnis von 35: 1 stehen. Ein weiterer Vorteil der Wasserkraftspeicherung liegt in der wirksameren Ausnutzung der Hauptmotoren. Je höher die durchschnittliche Belastung der letzteren ist, desto günstiger sind die Kosten des elektrischen Stromes, da die Summen, die für Abschreibung und Kapitalzinsen erforderlich sind, über eine größere Anzahl von Kilowattstunden verteilt werden. Auch die Unterhaltungskosten sind günstiger, je gleichmäßiger das Werk belastet ist und je näher die wirkliche Belastung der normalen Belastung kommt, für welche die Maschinen gebaut sind. Die zulässigen Kosten der Anlage, um ein nutzbringendes Arbeiten zu gewährleisten, hängen von den Kosten der Pumpenanlageneinrichtung und des Baues der unteren und oberen Staubecken und der Verbindungsrohrleitungen ab, vom Preisunterschied für, elektrischen Strom während des Tages und während der Nacht und ebenfalls von der Kilowattstundenzahl, die im Jahre abgegeben werden und durch das aufgespeicherte Wasser erzeugt werden wird. Interessant ist die Feststellung, daß Kraftwasserspeicheranlagen vorteilhaft nicht nur in Verbindung mit Wasserkraft, sondern auch mit Dampfkraftwerken verwendet werden können. Gegenwärtig sind mehrere große Kraftwasserspeicheranlagen in der Entstehung, die in Verbindung mit Dampfkraftwerken arbeiten werden. Das von den Pumpen in die Staubecken gehobene Wasser, welches durch Ueberschußstrom erfolgt, wird zum Treiben von Wasserturbinen zu Zeiten der größten Stromnachfrage verwendet werden. Die Turbinen sind mit elektrischen Generatoren gekuppelt und die durch diese gelieferte Energie dient zur Ablösung der Belastung im Dampfkraftwerk. Hier handelt es sich aber nur um Wasserkraft, die künstlich mit Hilfe von Dampfmaschinen geschaffen wurde. Textabbildung Bd. 344, S. 154 Abb. 3.Belastungsdiagramm einer elektrischen Zentrale im Ruhrgebiet an einem Wintertage. Um sich ein Bild von der Wirtschaftlichkeit einer Kraftwasserspeicheranlage machen zu können, die mit einem Dampfkraftwerk zusammenarbeitet, genügt es, die Schwankung, im Dampfverbrauch eines Turbogenerators bei verschiedener Belastung zu betrachten. Es ist allgemein bekannt, daß der spezifische Dampfverbrauch, d.h. die erforderliche Dampfmenge, zur Erzeugung der Arbeitseinheit steigt, wenn die Belastung der Maschine sinkt und zwar in dem Maße, daß unter Umständen eine Grenze erreicht wird, wo die Dampferzeugung in den großen Kesseln und das Laufen des Turbogenerators Verluste bringen würde. Infolgedessen wird es wirtschaftlicher sein, mit einer höheren Belastung zu arbeiten, wenn die Ueberschußenergie in dieser oder jener Form aufgespeichert werden kann, um über sie später zu verfügen, wenn der zu erzielende Preis höher ist. Textabbildung Bd. 344, S. 155 Abb. 4.Belastungsdiagramm eines Elektrizitätswerkes einer Großstadt (Berlin) an einem Wintertage. Obere Kurve: Belastung an Wochentagen; Untere Kurve: Belastung an Sonntagen. Je einheitlicher und gleichmäßiger die Belastung eines Dampfkraftwerkes ist, desto höher ist der Wirkungsgra dder Kessel sowohl als der Maschinen, weniger Unkosten sind dann erforderlich und die Unterhaltung der Anlage ist einfacher. Abb. 3 zeigt eine charakteristische Belastungskurve eines elektrischen Kraftwerkes im Ruhrgebiet während 24 Stunden im Winter. Um den Unterschied zwischen Tag- und Nachtbelastung klarer zu machen, ist die Kurve bis zu einem gewissen Grade vereinfacht worden, kleine augenblickliche Schwankungen sind fortgelassen. Der Beginn der Arbeit in den Fabriken, die Einwirkung der Hauptbeleuchtung sowie die stärkere Inanspruchnahme der Straßenbahn zeigen sich Zwischen 6 und 8 Uhr, ein Minimum, der Mittagspause entsprechend, zeigt sich zwischen 12 und 13 Uhr, von 13 bis 14 Uhr steigt die Belastung bei der Wiederaufnahme der Arbeit in den Fabriken, und dann wieder um 16 Uhr infolge des Lichtbedarfes, ein absolutes Maximum wird um 17 Uhr 30 erreicht. Ungefähr um 18 Uhr hören die Fabriken auf und schließen die Werkstätten. Nachdem die Arbeiter und Angestellten heimgekehrt sind, läßt der Verkehr auf den Straßenbahnen nach und es erfolgt infolgedessen ein großes Fallen der Kurve bis auf ein Minimum ungefähr um 20 Uhr 30, dann folgt ein leichtes Ansteigen wahrscheinlich infolge größeren Bedarfs an Beleuchtung in Restaurants, Theatern, Kinos etc. Schließlich fällt die Kurve ständig bis zu einem absoluten Minimum um 1 Uhr. Das verhältnismäßig leichte Ansteigen zwischen 2 und 3 Uhr ist zufällig, es kann die Folge von Nachtarbeit in einer Fabrik sein oder vom Akkumulatorladen. Die Kurve zeigt, daß die Belastung des Elektrizitätswerkes im Laufe von 24 Stunden zwischen 8000 und 30000 KW schwankt, d.h. fast um 300 %. Die mittlere Belastung (Linie AB) ist etwa 16000 KW und das absolute Maximum 30000 KW ist beinahe doppelt so groß. Die Maschinen müssen groß genug sein, diese maximale Belastung auszuhalten. Aus der Kurve kann ersehen werden, daß die effektive Belastung während der Nacht, und während mehrerer Stunden am Tage beträchtlich unter dem Durchschnitt liegt, es ist daher klar, daß die Belastung im Elektrizitätskraftwerk sehr unregelmäßig ist und daß die Maschinen, die groß genug für die Maximalbelastung sein müssen, unwirtschaftlich ausgenutzt werden. Der Verbrauch an elektrischer Energie für die Speicherarbeit, eine Arbeit, die in der Hauptsache durch billige Ueberschußenergie ausgeführt wird, ist in der Kurve durch einfache Schraffierung gezeichnet. Die doppelt schraffierten Flächen zeigen den Betrag an Energie, der durch Speicherung gewonnen wurde, ein Betrag, der zu einem hohen Preis geliefert werden kann zur Zeit der Spitzenbelastung. Die einfach schraffierte Fläche ist größer als die doppelt schraffierte, was dadurch sich erklärt, daß bei Umwandlung von Energie von der einen Art in eine andere, als in Wasserspeicherarbeit, Verluste eintreten, die vom Wirkungsgrad der Pumpen und Turbinen und ebenfalls von der Höhe der Reibungsverluste in den Rohrleitungen abhängen. Textabbildung Bd. 344, S. 155 Abb. 5. 1 – – – –Winterkurve einer Kleinstadt (15000 Einwohner) ohne Industrie-Stromverbrauch hauptsächlich für Beleuchtung; 2 –.–.–   Winterkurve einer Kleinstadt (18500 Einwohner) mit Industrie3 .–––––Herbstkurve einer Zentrale für Landabsatz (Kraft u. Beleuchtung). Die Linie CD gibt die mittlere Belastung des Kraftwerkes an, wenn auch eine Kraftwasserspeicheranlage verwendet wird. Die Kosten der Stromerzeugung für die KW-Stunde sind indessen niedriger, da vor allem der Wirkungsgrad der ganzen Anlage bei höherer Belastung ein besserer ist, und weil auch die Maschinen und Generatoren gleichmäßiger belastet sind. Mit anderen Kraftspeichersystemen verglichen, wie Ruth-Speicher, elektrische Akkumulatoren usw., zeigen Kraftwasserspeicherwerke nicht unbeträchtliche Verluste. Von der für den Antrieb der Pumpen verbrauchten Energie werden nur etwa 50 bis 65 % in Form von elektrischer Energie wiedergewonnen. Trotzdem haben sich solche Anlagen als wirtschaftlich erfolgreich bewiesen, da die Methode der Wasserspeicherung nur für Anlagen von großen Ausmaßen geeignet ist. Abb. 4 zeigt zwei typische Tagesbelastungskurven des Elektrizitätswerkes einer großen Stadt (Berlin). Die obere Kurve ist die Belastung an einem Werktage und die untere die an einem Sonntage, beide im Winter. Der Unterschied zwischen den Belastungen an einem Werktage und an einem Sonntage und zwischen dem maximalen und minimalen Strombedarf ist überwältigend groß. Textabbildung Bd. 344, S. 156 Abb. 6.Sulzer-Speicherpumpe von 4500 PS (zweistufig) für das Wasserkraftwerk Viverone der Società Anonima Elettricità Alta Italia, Turin. Abb. 5 ist ein weiteres Beispiel von charakteristischen Belastungskurven. Kurve 1 zeigt den Verbrauch an elektrischer Kraft im Winter in einer kleinen Stadt (15000 Einwohner), in der es praktisch keine Industrie gibt, der Bedarf ist daher hauptsächlich für häusliche Zwecke, und zwar für Beleuchtung. Kurve 2 ist ebenfalls im Winter aufgenommen und zeigt den Verbrauch an elektrischer Kraft in einer kleinen Stadt (18500 Einwohner), wo schon mehr Industrie vorhanden ist. Der große Unterschied im Charakter der beiden Kurven tritt klar zutage. Zum Schlusse gibt die Kurve 3 den Absatz im Herbst in einem kleinen Kraftwerk an, welches seine elektrische Energie auf das Land abgibt, an Güter usw. Wegen der besonderen Verhältnisse bei landwirtschaftlichen Arbeiten sind die Zeiten der höchsten Belastung von denen der Kurven 1 und 2 verschieden. Da nur ein sehr gerinder Bedarf an Energie für Beleuchtung auf den Gütern benötigt wird, fällt die Kurve scharf zwischen 16 und 16.30 Uhr, wenn die Dunkelheit einsetzt. Alle diese Belastungskurven jedoch, sie mögen in anderen Beziehungen differieren, haben ein Charakteristikum gemeinsam, d.h. einen großen Unterschied zwischen Maximal- und Minimalbelastung, und dies rechtfertigt die Annahme der Kraftspeicheranlagen. Der Hauptgegenstand einer Speicheranlage ist, wie bereits erwähnt, Energie aufzuspeichern während der Stunden des Minimalbedarfs und Zusatzstrom zur Zeit der Spitzenbelastung zu liefern und so die Belastung des Elektrizitätskraftwerkes auszugleichen. Die erste Kraftwasserspeicheranlage in Verbindung mit einem Wasserkraftwerk wurde von Gebr. Sulzer im Jahre 1894 für die Textilfabrik in Creva Luino (Nord-Italien) gebaut. Die Pumpe wurde von einer Wasserturbine durch Riemen getrieben und lieferte Wasser abwechselnd in zwei Staubecken, ein Becken lag 34 m hoch und das andere 64 m hoch über der Pumpe. Wenn die Webstühle im Werk normal liefen, wurde Wasser in das untere Becken gepumpt, nachts und an Sonntagen wurde es in das obere Becken gepumpt. Die von der Pumpe verbrauchte Kraft betrug im ersten Falle 30 PS, im zweiten 71 PS, die Turbine entwickelte 75 PS bei 100 Umdrehungen in der Minute. Die Zentrifugalpumpe war eine dreistufige Vertikalhochdruckpumpe und war die erste mehrstufige Pumpe, die von Gebr. Sulzer gebaut wurde. Dieser bescheidenen Anlage folgten bald weitere von größerer Leistung. Im Jahre 1904 wurde eine Wasserkraftspeicheranlage mit einer vierstufigen Sulzer-Zentrifugalpumpe für die Ölten – Aarburg – Elektrizitätswerke gebaut, die 133 l/sec Wasser liefert auf eine Höhe von 325 m und 800 PS verbraucht. Das Fassungsvermögen des Speicherbeckens beträgt 12000 m3. Mittlerweile ist diese Anlage verändert und bedeutend vergrößert worden. Jetzt ist eine 2700-PS-Sulzer-Pumpe aufgestellt worden, die 458 1/sec auf 349 m fördert. Im Jahre 1907 bis 1909 wurde eine Kraftspeicheranlage mit zwei Sulzer – Hochdruckzentrifugalpumpen, jede für 350 l/sec, für eine Höhe von 161 m für das Schaffhausener Städtische Elektrizitätswerk gebaut. Es sind zwei Maschinensätze in der Kraftspeicheranlage vorhanden, jeder bestehend aus einem 1000-PS-Motorgenerator mit einer 1000-PS-Wasserturbine auf der einen Seite und einer Zentrifugalpumpe auf der anderen Seite; Kupplungen sind vorgesehen, so daß der Motorgenerator die Pumpe treiben kann oder selbst von der Turbine getrieben wird. Die Pumpen hatten damals schon einen Wirkungsgrad von 78 %. Die Motorgeneratoren als Dreiphasen – Synchronmaschinen entwickeln je 1000 PS, wenn sie als Motoren arbeiten, und liefern 1000 KVA, wenn sie als Dreiphasengeneratoren laufen. Die Hochdruckwasserturbinen entwickeln normal 1000 PS, wenn sie mit 100 Umdrehungen in der Minute laufen bei einem Nutzgefäll von 130 m. Die Anlage arbeitet folgendermaßen: Die Pumpen werden mit Hilfe von billiger Ueberschußenergie getrieben und zwar hauptsächlich während der Nacht und füllen das obere Becken, die Wasserturbinen sind dann abgekuppelt. Während des Tages, wenn der Bedarf an Strom steigt, werden die Motorgeneratoren mit den Wasserturbinen gekuppelt und liefern elektrische Energie, die Turbinen werden von dem Wasser getrieben, das vorher in das Speicherbecken gepumpt worden ist. Eine weitere Speicheranlage mit Sulzer-Pumpen wurde im Jahre 1909/10 von der Elektrizitätsgesellschaft Oberitalien (Turin) errichtet, um in Verbindung mit dem Wasserkraftwerk Stura di Viù Funghera zu arbeiten. Die Pumpe (Abb. 6) verbraucht 4000 PS, das obere Becken, welches 143 m höher liegt und ein Fassungsvermögen von 50 000 m3 besitzt, kann in 8½ Stunden gefüllt werden. Textabbildung Bd. 344, S. 157 Abb. 7.Übersichtskarte des Speicherwerkes Niederwartha (Dresden) und der Dampfkraftwerke Bohlen und Hirschfelde. Die Speicheranlage zu Viverone in der Provinz Novare in Italien wurde im Jahre 1912/13 gebaut und verfügt über zwei Seen, die als natürliche und künstliche Speicherbecken dienen; das Fassungsvermögen jeden Sees beträgt 300000 m3, welches noch durch Errichtung von Staudämmen verdreifacht werden kann. Vier-Sulzer-Pumpen, die insgesamt 7750 PS verbrauchen, füllen den oberen See in 21 Stunden. Das aufgespeicherte Wasser wird mit einem Nutzgefäll von 140 bis 150 m verbraucht für Erzeugung von elektrischer Energie, hauptsächlich zur Deckung von Spitzenbelastungen. Außer den bereits erwähnten Speicheranlagen sind noch weitere Speicheranlagen mit Sulzer-Pumpen in Betrieb, so zu Chevenoz (Savoyen), Brunnenmühle (Württemberg), Belleville (Savoyen), Neckartenzlingen (Württemberg), Münster (Elsaß), Urdiceto (Spanien), Clenezzo (Italien). Die Speicheranlage des Waggitalwerkes in der Schweiz enthält vier 5100-PS-Vertikal-Sulzer-Pujnpen, von denen jede 1250 l/sec vom Speicherbecken unterhalb des Kraftwerkes Rempen in den See von Wäggital, der 260 m höher liegt, pumpen kann. Während der Sommermonate wird das Wasser hinaufgepumpt und die aufgespeicherte Menge im Winter verbraucht. Wenn es jedoch erforderlich ist, wird das Wasser, welches durch die Turbinen von Rempen gegangen ist, wieder in den See von Wäggital zu jeder Jahreszeit gepumpt, sobald Ueberschußenergie verfügbar ist bei einem der Kraftwerke, die mit dem gleichen Netz zusammenarbeiten. In diesem Falle ermöglicht die Speicherung mit billiger Ueberschußenergie die Lieferung von täglich etwa 86000 KW-Stunden im Durchschnitt für Spitzenbelastung. Eine Wasserkraftspeicheranlage, die in Verbindung mit einem Dampfkraftwerk arbeitet, wird gegenwärtig in Niederwartha, 12 km von Dresden entfernt, für die Elektrizitätswerke der Stadt Dresden gebaut. Die Skizze (Abb. 7) zeigt die Lage der Anlage und der beiden großen Dampfkraftwerke in Hirschfelde und Bohlen bei den staatlichen Braunkohlenbergwerken, an deren Netz das Werk von Niederwartha angeschlossen werden wird. Textabbildung Bd. 344, S. 157 Abb. 8.Lageplan der Speicheranlage Niederwartha. 1. Unteres Becken; 2. Maschinenhaus; 3. Rohreitung; 4. Wasserschloß; 5. Speicherbecken Elektrische Energie, die in den Kraftwerken während der Nacht erzeugt wird und nicht verkauft werden kann, wird dazu benutzt, Wasser mittels großer Pumpen aus einem Becken an der Elbe zu heben und es in ein Becken zu befördern, das auf den Höhen von Oberwartha liegt (siehe Plan Abb. 8). In den Stunden des größten Bedarfs an elektrischer Energie strömt das Wasser durch die Rohrleitung zu einer Wasserturbinenanlage zurück, die im Kraftwerk in der Nähe des unteren Beckens aufgestellt ist. Dieser Kreislauf wiederholt sich täglich mit dem gleichen Wasser. Die gleichen Rohrleitungen dienen zum Hinaufpumpen und Ablassen des Wassers zwischen den beiden Becken. Die durch das gespeicherte Wasser erzeugte Energie dient für hohe Spitzenleistungen der Dampfkraftwerke Bohlen und Hirschfelde. Ein weiterer Vorteil der Anlage besteht darin, daß sie die Belastung dieser Werke praktisch gleichmäßig macht und dadurch vor allem ihren Wirkungsgrad erhöht; die neue Anlage liegt in unmittelbarer Nähe von Dresden und vermindert die Gefahr von Stromunterbrechungen infolge atmosphärischer Einflüsse, da sie zu jeder Zeit bereit ist, anzulaufen. Das untere Becken am Ufer der Elbe in der Nähe der Eisenbahnstation Niederwartha hat eine Oberfläche von etwa 46 ha und hat 7 m hohe Dämme. Die bei einem Wasserspiegelunterschied von etwa 5 m verfügbare Wassermenge beträgt etwa 2000000 m3. Das Maschinenhaus liegt dicht am unteren Becken und wird zunächst mit vier Maschinensätzen von je 15000 KW ausgerüstet: es ist beabsichtigt, später eine Reserveanlage zu errichten, die zwei weitere Maschinensätze von ebenfalls je 15000 KW erhält. Die Kraftspeicheranlage wird daher nach ihrer Vollendung aus acht Maschinensätzen mit insgesamt 120000 KW bestehen. Jeder Satz besteht aus einem Motorgenerator, der direkt mit einer Pumpe und einer Wasserturbine gekuppelt ist. Während der Nacht arbeitet der Motorgenerator als Motor und ist mit der Pumpe gekuppelt, am Tage arbeitet er als Generator und wird dann von der Wasserturbine getrieben und verbraucht das im oberen Becken aufgestapelte Wasser. Die Horizontalturbinen leisten je 30 000 PS und jede Pumpe erfordert 27000 PS. Textabbildung Bd. 344, S. 158 Abb. 9. Schnitt durch ein Maschinenhaus eines großen Kraftwerkes mit Speicher-Anlage. 1. Wasserturbine; 2. Motor -Alternator; 3. Speicherpumpe;  4. Unterster Wasserstand; 5. Oberster Wasserstand. Von den vier Pumpensätzen für Niederwartha wurden zwei von Gebr. Sulzer und zwei von J. M. Voith (Heidenheim) geliefert. Wie aus dem Lageplan in Abb. 8 ersehen werden kann, haben die Rohrleitungen vom Maschinenhaus bis zum Wasserschloß eine Steigung von 120 m. Um die Rohrleitungen möglichst wirtschaftlich auszunutzen, wurden nur vier Rohrleitungen vorgesehen, so daß zwei Maschinen eine gemeinsame Rohrleitung haben. Bei durchschnittlicher Belastung werden die Verluste durch Reibung in der Rohrleitung etwa 2 m Wassersäule betragen bei einer Wassergeschwindigkeit von etwa 2,77 m/sec in der Rohrleitung. Vom Wasserschloß 4 (Abb. 8) geht die Rohrleitung 3 in sanfter Steigung zum oberen Becken 5, welches durch eine 38 m hohe Sperrmauer gebildet wird, zwischen dem sogenannten Silbergrund zwischen Rennersdorf und Oberwartha. Der Wasserspiegel des oberen Beckens liegt 253 m über dem Meeresspiegel und kann etwa 8 m gesenkt werden, dies gibt ein effektives Speichervermögen von 2000000 m3, also das gleiche wie das untere Becken. Bei einem Nutzgefälle von 142 m entspricht diese Wassermenge einer aufgespeicherten Energie von 560000 KW-Stnuden. Wenn die Anlage mit voller Belastung arbeiten wird, beträgt die Wassermenge, die durch die Rohrleitungen zu den Turbinen im Maschinenbaus geführt wird, etwa 90 m3/sec. Um sich ein Bild von der letzten Zahl zu machen, soll erwähnt werden, daß dies etwa die Menge Wasser ist, die bei niedrigem Wasserstand die Elbe hinunterfließt, Die Abb. 9 zeigt im Schnitt das Krafthaus einer großen Kraftwasserspeicheranlage. 1 ist die Wasserturbine, 2 der Motorgenerator, 3 die Zentrifugalpumpe. Der ganze Satz ist etwa 17 m lang, das Pumpgehäuse hat mehr als 6 m im Durchmesse, 4 und 5 bedeutet der niedrigste bzw. der höchste Wasserstand im unterei Becken. Bei 6 tritt die Hochdruckrohrleitung in das Maschinenhaus ein. Die größte bis heute gebaute Anlage ist das Kraftwerk zu Herdecke, welches für das Rheinisch-Westfälische Elektrizitätswerk gebaut wird. Die Ruhr ist bereits bei Hengstey, etwa 4,5 km nördlich von Hagen, gestaut und bildet einen künstlichen Se von etwa 4,5 km Länge und 400 m mittlerer Breite (siehe Lageplan 10). Der künstliche See dient zu verschiedenen Zwecken. Zunächst bildet er ein Klärbecken für das Wasser der Ruhr, welches eine beträchtliche Menge Schmutz mit sich führt, der aus den vielen Eisenwerken des Bezirkes stammt, zweitens, er gibt der Abdämmung einen Höhenunterschied von etwa 5 m, der zur Erzeugung von elektrischer Kraft verwendet wird, schließlich dient der See als unteres Becken für die Kraftwasserspeicheranlage, die gegenwärtig noch gebaut wird und nach dem gleichen Prinzip wie in Niederwartha arbeiten wird. Textabbildung Bd. 344, S. 158 Abb. 10.Lageplan der Speicheranlage Herdecke. 1 Stausee; 2. Speicherbecken; 3. Kraftwerk; 4. Sperrmauer. Die jährliche Leistung der Speicheranlage in Herdecke wird auf etwa 150000000 KW-Stunden geschätzt. Das obere Becken, welches auf den Höhen des Kleff etwa 160 m über dem Ruhrtal liegt, wird ein Fassungsvermögen von 1500000 m3 haben. Das Krafthaus liegt im Ruhrtal in der Nähe von Herdecke und die Maschineneinrichtung wird von J. M. Voith (Heidenheim) und Gebr. Sulzer geliefert. Augenblicklich werden drei Pumpensätze und ein Turbinensatz (zunächst ohne Pumpe) aufgestellt. Jeder Pumpensatz besteht aus einem Motorgenerator mit einer Wasserturbine auf der einen Seite und einer Zentrilfugalpumpe auf der anderen Seite. Bei einem Gefälle von 163 m entwickelt die Voith-Spiralturbine 48000 PS. Jede Zentrifugalpumpe fördert etwa 12 m3/sec auf eine manometrische Höhe von 166 m. Jede Pumpe verbraucht etwa 32500 bis 36000 PS je nach dem Wasserstand im Speicherbecken. Wie in Niederwartha arbeitet der Motorgenerator als Motor in der Nacht und treibt die Zentrifugalpumpe, der Strom wird vom Wasserkraftwerk der Rheinisch – Westfälischen Elektrizitätswerke geliefert, wenn eine reichliche Lieferung von Ueberschußenergie verfügbar ist. Am Tage wird die Turbine von dem während der Nacht aufgespeicherten Wasser getrieben und treibt den Motorgenerator, der dann als Generator arbeitet und die Hauptnetze der Rheinisch-Westfälischen Elektrizitätswerke speist und die Spitzenbelastungen deckt. Auf diese Weise wird nicht nur der Wirkungsgrad der Werke erhöht, sondern auch der Preis für die Kilowattstunde herabgedrückt.