Naturstromspeicher Gaildorf
Der Naturstromspeicher Gaildorf ist ein in Bau befindliches Energieprojekt bei Gaildorf, bei dem ein Windpark mit einem Pumpspeicherkraftwerk kombiniert wird. Das Projekt wurde im September 2011 der Öffentlichkeit vorgestellt; der Spatenstich erfolgte im April 2016. Die Windkraftanlagen, in deren Turmfuß Wasser gespeichert wird, wurden im Dezember 2017 in Betrieb genommen und ans Netz angeschlossen. Das Pumpspeicherwerk sollte 2020 in Betrieb gehen.

Projektziel 
Der Einsatz von fluktuierende erneuerbaren Energiequellen, die nicht der Nachfrage folgen können, führt zu großen täglichen Abweichungen in der Stromerzeugung und zu Überschüssen. Dies führt wiederum zunehmend zu großen Verlusten und negativen Energiepreisen. Daher eignen sich Pumpspeicherkraftwerke, um der Variabilität der Windenergie und Solarenergie entgegenzusetzen und für eine optimale Energieverwendung zu sorgen. Aus diesem Grunde zielt das Projekt darauf einen Beitrag zu einer zuverlässigen und planbaren Stromversorgung aus den fluktuierenden Energiequellen Windenergie und Photovoltaik zu leisten und Regelenergie bereitzustellen.

Finanzierung 
Die Projektkosten sind mit 75 Mio. Euro angesetzt. Die Finanzierung des Projektes wird im Wesentlichen durch die Max Bögl Firmengruppe erfolgen. Bürger aus der Umgebung sollen sich über eine Genossenschaft finanziell an dem Projekt beteiligen können. Aufgrund seiner Pionierfunktion und dem Demonstrationscharakter für weitere ähnliche Projekte wird das Projekt vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit mit 7,15 Mio. Euro gefördert.

Aufbau

Windpark 

Auf dem Teilhöhenzug der Limpurger Berge bei Gaildorf zwischen Kochertal im Westen und Eisbachtal im Osten wurden von ursprünglich sechs geplanten Gamesa G144 mit 5,5 MW Nennleistung im Jahr 2014 vier Windkraftanlagen genehmigt und dann als Typ GE 3.4-137 mit einer Nabenhöhe von 178 m, einem Rotordurchmesser von 137 m und einer Nennleistung von jeweils 3,4 MW errichtet. Die prognostizierte Jahresstromerzeugung aus Wind beträgt 42 GWh. Die 40 Meter hohen Turmfundamente der Windanlagen, die auch als Wasserspeicher genutzt werden, ermöglichen große Nabenhöhen. Eine der vier Anlagen hielt von Herbst 2017 bis Herbst 2019 den Höhenweltrekord für Windenergieanlagen, mit einer Gesamthöhe von 246,5 m bei 178 m Nabenhöhe.
Die Standorte und Höhenlage der vier Windkraftanlagen sind:
WEA2 (, ),
WEA3 (, ),
WEA4 (, ),
WEA5 (, ).

Pumpspeicherkraftwerk 
Die Netzeinspeisungsleistung des Pumpspeicherkraftwerks beträgt bis zu 16 MW. Die Speicherkapazität der Gesamtanlage beträgt laut den Projektbetreibern 70 MWh, das entspricht mehr als fünf Stunden Speicherbetrieb aller Windkraftanlagen bei Nennleistung oder gut vier Stunden Stromerzeugung des Wasserkraftwerks bei Nennleistung.

Oberbecken 
Jeder der vier Windkraftanlage-Standorte verfügt über aus Betonfertigteilen aufgebaute Oberbecken, die jeweils in zwei Teilvolumen unterschiedlicher Höhe aufgetrennt sind. Das 40 Meter hohe zylindrische Turmfundament mit 16 Meter Durchmesser (vom Betreiber als Aktivbecken bezeichnet) kann bis zu 31 Meter mit Wasser gefüllt werden. Das Turmfundament steht in einem zylindrischen Wasserbecken mit 63 Meter Durchmesser (vom Betreiber als Passivbecken bezeichnet). Die Höhe der Passivbecken ist bei den vier Anlagen unterschiedlich dimensioniert, ihre Stauhöhe beträgt zwischen acht und 13 Meter. Aktiv- und Passivbecken sollen nacheinander befüllt und entleert werden. Insgesamt können bis zu 160.000 m³ Wasser gespeichert werden. Die Bezeichnungen Aktivbecken und Passivbecken sind in der Fachliteratur zu Pumpspeicherkraftwerken bisher unbelegt, sie wurden erstmals durch den Betreiber verwendet. Technisch haben beide gleichermaßen die Funktion eines Speicherbeckens.

Im Juli 2017 wurde festgelegt, bei der WEA2 vorerst kein Oberbecken zu errichten.

Rohrleitungssystem 
Ein etwa 3,2 Kilometer langes Druckleitungsrohrsystem soll die vier Wasserspeicher des Windparks untereinander und mit dem Krafthaus im Tal des Kochers bei Gaildorf-Unterrot, das etwa 200 m tiefer liegt, verbinden. Die Polyethylen-Kunststoffrohre („PE“) in DN1800/DN1600 sollen von Egeplast geliefert werden und ab März 2018 mittels Grabenfräsverfahren mit einer Tagesleistung von 60 bis 100 Meter eingebaut werden. Die als „Trifurcator“ bezeichnete stählerne Verteilerrohrleitung, die im Krafthaus den Übergang von der PE-Druckleitung auf die drei Turbinenstichleitungen herstellt, wurde von der Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH im oberösterreichischen Wels vorgefertigt und im Herbst 2018 ins Krafthaus eingebaut. Die Rohrleitungen und das Turbinensystem werden für eine Durchflussmenge von 9,5 m³/s ausgelegt.

Krafthaus 
Das Krafthaus soll am östlichen Ufer des Kochers errichtet werden. Der Anschluss an das westlich des Kochers liegende Unterbecken erfolgt über einen Düker mit DN 2200. Für das Krafthaus sind drei reversible Francisturbinen von Voith Hydro mit Gesamtleistung von 16 MW vorgesehen. Im Speicherbetrieb wird über die Pumpturbinen Wasser aus dem Unterbecken in die Oberbecken gepumpt, bei Strombedarf fließt es über die Turbinen zurück in das Unterbecken. Der Wechsel zwischen Stromerzeugung und Speicherbetrieb soll in 30 Sekunden möglich sein, der Wirkungsgrad der Speicherung soll bei etwa 80 % liegen. ()

Unterbecken 
Eine ohnehin schon geplante Flutmulde am Kocher wird das Unterbecken, das naturnah gestaltet werden soll. Die Flutmulde wird so ausgeführt, dass sie erst bei einem zehnjährigen Hochwasser (HQ10) vom Wasser des Kochers erreicht wird. Das Volumen des Unterbeckens wird so ausgelegt, dass bei gefülltem Unterbecken ein Retentionsraum von 30.000 m³ freigehalten wird. Nach einem Hochwasserereignis, bei dem das Unterbecken als Retentionsraum diente, müssen im Becken befindliche Fische abgefischt werden. Zur Erstbefüllung und zur Wiederbefüllung nach Reparaturen wird eine Wasserentnahme aus dem Kocher in einer Menge von 2 m³/s genehmigt, sofern der verbleibende Mindestabfluss des Kocher 10 m³/s beträgt. Im Betrieb des Pumpspeicherkraftwerks wird, abgesehen von Verdunstung (Evapotranspiration), nur die Pendelwassermenge hin- und hergefördert.

Umspannwerk 
Südlich vom Krafthaus wird ein Umspannwerk zum Anschluss an eine vorhandene 110-kV-Leitung errichtet. Netzbetreiber ist Netze BW.

Schwimmende Photovoltaik 

Im Mai 2021 hat die Naturstromspeicher Gaildorf GmbH & Co. KG bei der Stadt Gaildorf einen Antrag eingereicht für eine Erweiterung um eine ca. 2 Hektar große im Unterbecken schwimmende Photovoltaik-Freiflächenanlage mit ca. 2 MWp.

Politik 
Die Stadt Gaildorf initiierte im Jahr 2011 eine Umfrage und ein Diskussionsforum unter dem Titel e-Bürger-Portal zum Projekt Naturstromspeicher. Am 11. Dezember 2011 fand in Gaildorf ein Bürgerentscheid über das Projekt statt. In diesem stimmten 25,2 % der Wahlberechtigten für das Projekt, 19,3 % lehnten es ab; damit wurde die Stadtverwaltung vom Wähler beauftragt, mit den Investoren Verhandlungen über die Nutzung städtischer Grundstücke zu führen.

Es wurde eine Artenschutzkartierung durchgeführt sowie ein Windmessmast errichtet, mit Hilfe dessen zwei Jahre lang die Windhöffigkeit des Standortes bestimmt wurde. Am 12. Dezember 2011 wurde bekannt, dass Umweltminister Franz Untersteller (Grüne) das Pilotprojekt ausdrücklich begrüßte. Bereits zuvor hatte sich der Gaildorfer Gemeinderat mit großer Mehrheit für das Projekt ausgesprochen. Auch die Haller Bundestagsabgeordnete Annette Sawade (SPD) steht hinter dem Naturstromspeicher und seinem Beitrag zum Gelingen der Energiewende.

Siehe auch 
 Virtuelles Kraftwerk als „regeneratives Kombikraftwerk“
 Energiespeicher
 Erneuerbare Energie
 Dezentrale Stromerzeugung
 Liste der höchsten Bauwerke in Deutschland

Literatur

Weblinks 
 Offizielle Webseite
 Max Bögl Projektseite

Einzelnachweise 

Windkraftanlage in Europa
Geplantes Wasserkraftwerk
Pumpspeicherkraftwerk in Baden-Württemberg
Gaildorf
Bauwerk in Gaildorf
Geplantes Bauwerk in Deutschland
Pumpspeicherkraftwerk in Europa