[Zurück]

J. Radl:
"Pumpspeicherausbau bei erhöhtem Anteil erneuerbarer Energieträger";
Betreuer/in(nen): J. Summhammer, G. Totschnig; 141 Atominstitut, 2013; Abschlussprüfung: 14.10.2013.

Um den Klimawandel nicht weiter zu beschleunigen, muss der Ausstoß von
Treibhausgasen beachtlich reduziert werden. In der Elektrizitätswirtschaft kann dies durch die vermehrte Nutzung erneuerbarer Energien erreicht werden.
Eines der Hauptprobleme bei der Durchdringung der neuen regenerativen
Energien, Photovoltaik und Windstrom, ist die hohe Fluktuation in der
Erzeugung. Dadurch, dass keine durchgehende sichere Erzeugung nur durch diese beiden Technologien gewährleistet werden kann, müssen für den Fall eines Energieengpasses entweder enorme Reservekapazitäten bereitgehalten werden, oder durch andere Erzeugungstechnologien die Versorgungssicherheit gewährleistet werden. Energieüberschüsse aus der Wind- und Photovoltaikerzeugung sollen nach Möglichkeit in diversen Speichertechnologien als Reserve behalten werden, um bei erhöhter Stromnachfrage die gespeicherte Energie zu verbrauchen, um den Einsatz konventioneller Kraftwerke so gering wie möglich zuhalten.

Um eine Lösung zu diesen Problemen zu finden, wurde unter der Leitung von Dr. Gerhard Totschnig das Strommarktmodell HiREPS (High Resolution Power System Model) entwickelt. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde ein hydrologisches Wasserkraftwerksmodell für Österreich erstellt sowie die Analyse, Simulation und Validierung der Wind- und Photovoltaikstromerzeugung behandelt.
Diese Arbeit fließt in das Gesamtmodell ein, welches zusätzlich die
Wasserkraftwerkssimulation von Deutschland sowie die Simulation der
thermischen Kraftwerke beinhaltet, welche maßgeblich für den Strompreis sind.
Im Referenzszenario wird der Wasserkraftwerkseinsatz anhand des
Spotmarkt-Strompreises von 2006 simuliert, um die gegenwärtige Situation, insbesondere die klare Unterscheidung zwischen Jahres-, Wochen- und Tagesspeicher, zu verdeutlichen.

Durch die Simulation eines Energiesystems der Zukunft mit einem hohen
Erzeugungsanteil aus erneuerbarer Energie für Österreich und Deutschland, werden diverse Speichertechnologien betrachtet und der optimale Kraftwerkspark und -einsatz berechnet, um den Anteil des CO2-Ausstoßes an der Stromerzeugung um 90% zu 2012 zu reduzieren, wobei der Fokus auf dem Pumpspeicherausbau liegt und auf die veränderte Bewirtschaftung spezifischer Speichertypen eingegangen wird.

The emission of greenhouse gases has to be significantly reduced in order to avoid the acceleration of climate change. In the electricity industry,this can be achieved by increasing the usage of renewable energies. With the high market penetration of the renewable energies: solar and wind power, the highly fluctuating timing for production is one of the main problems.The fact that no continuous safe production can be ensured by these two technologies leads to either (a) keeping enormous reserve capacities, or (b) ensuring back up technologies in case of an energy shortage. Surplus energy from wind and
photovoltaic generation needs to be retained in various reserve storage facilities. In case of increased electricity demand, this energy can be used to significantly decrease the usage of conventional power plants. In order to find a solution to these problems,the energy market model HiREPS (High Resolution
Power System Model) was developed under the direction of Dr. Gerhard
Totschnig. As part of this thesis, a hydrological model for water power plants in Austria was developed. As well,the analysis, simulation, and validation of wind and solar power generation were treated. This work is part of the overall model, which includes an additional hydro electric power plant simulation for Germany,
and the simulation of thermal power plants. The fuel costs of the thermal power plants are the main booster for electricity costs, and therefore cannot be neglected.

In the reference scenario, the water power plant use is based on the spot market price of electricity in 2006, to simulate the current situation. Particularly, the clear distinction of different hydro power storage types (day, week and year
storage basins) is to be shown.

By simulating a future power system with a high proportion of renewable energies for Austria and Germany, various storage technologies need to be considered. The optimum power plant system and power plant usage to
decrease the CO2 emission by 90% from 2012 is to be found. The focus is on the pumped storage expansion and the change of usage of the different hydro power storage types.

Windenergie, Photovoltaik, Pumpspeicher, 90% CO2 reduction, Austrian-German electricity grid

http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_220888.pdf