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Unternehmensmeldungen, 23.07.2010, 11:18

Stahl für Strom aus Wasserkraft

Die ThyssenKrupp Steel Europe AG liefert 17.000 Tonnen hochfestes, vergütetes Grobblech für das Pumpspeicherwerk Ingula des südafrikanischen Energieversorgers Eskom. Aus dem Stahl werden Druckrohrleitungen mit bis zu 5,1 Metern Durchmesser für das Speicherwerk gefertigt. Das Werk ist zurzeit im Bau und soll Ende 2012 in Betrieb gehen. Eskom will mit der 16,6 Milliarden Euro teuren Investition künftig flexibler auf Spitzenbelastungen bei der Stromversorgung reagieren können.

Bei Pumpspeicherwerken wie Ingula dienen große Wasserreservoire als Speicher für Energie, die bei Bedarf kurzfristig in Strom umgewandelt und in das Versorgungsnetz eingespeist werden kann. Zu dem im Drakensberg-Gebirge an der Grenze der Provinzen Free State und KwaZulu-Natal gelegenen Werk gehören zwei Stauseen mit jeweils 22 Millionen Kubikmeter Fassungsvermögen. Die beiden Seen liegen etwa sechs Kilometer entfernt voneinander, der Höhenunterschied beträgt 470 Meter. Dazwischen liegt eine Kraftwerkszentrale mit vier Turbinen mit einer Kapazität von jeweils 333 Megawatt. Die Turbinen können sowohl als Generatoren zur Stromerzeugung wie auch als Pumpen eingesetzt werden. Die Zentrale liegt unter der Erde und ist mit den beiden Seen durch unterirdische Leitungen verbunden.

Zu Tageszeiten, in denen der Stromverbrauch Spitzenwerte erreicht, leitet man Wasser vom oberen in den unteren See. Dabei treibt das Wasser die Turbinen an und der so erzeugte Strom lässt sich als zusätzliche elektrische Energie ins Netz einspeisen. Sind die Verbrauchsspitzen vorüber, wird das Wasser wieder in den oberen See zurück gepumpt. Obwohl man beim Pumpen wieder Strom verbraucht, rechnet sich das Konzept für den Betreiber: Die in Phasen schwacher Nachfrage verbrauchte Elektrizität ist billiger als der Strom, den man für den Bedarf in Spitzenzeiten erzeugt. Außerdem wird die Stromversorgung flexibler und die vorhandenen Kraftwerke lassen sich gleichmäßiger und damit kostengünstiger betreiben.

Die 17.000 Tonnen vergütetes Grobblech für das Projekt sind der größte Einzelauftrag, seit diese Produktlinie vor mehr als 40 Jahren im ThyssenKrupp Konzern eingeführt wurde. Grobblech nennen Stahlerzeuger Bleche ab drei Millimeter Dicke. Die für Ingula gelieferten Stahlplatten sind 32 bis 60 Millimeter dick. Für die hoch beanspruchten Rohre wird der Werkstoff mit der Bezeichnung NAXTRA M 700 eingesetzt. Er besitzt eine Streckgrenze von 700 Megapascal und eine hohe Zähigkeit, so dass die Rohre auch bei Minustemperaturen von 40 Grad nicht spröde oder brüchig werden. Seine Eigenschaften verdankt der Werkstoff unter anderem einer Wärmebehandlung, bei der das Material zunächst auf über 900 Grad erhitzt, dann mit Wasser schnell abgekühlt und anschließend erneut erwärmt wird.

Das Leitungssystem des Ingula Pumpspeicherwerks besteht aus Tunneln und Schächten, die teilweise mit Beton und in den Zonen mit besonders hohem Wasserdruck mit NAXTRA M 700 ausgekleidet sind. Am stärksten beansprucht ist der Bereich vor der Kraftwerkszentrale. Dort kann vorübergehend eine Belastung entstehen, die einer Wassersäule von 490 Meter entspricht. Außerdem wird die hohe Festigkeit der Stahlauskleidung gebraucht, um die Schächte dauerhaft zu stabilisieren. Aus NAXTRA werden insgesamt 4,6 Kilometer Druckrohrleitungen gefertigt.

ThyssenKrupp Steel Europe hat den Auftrag nicht nur aufgrund der erstklassigen Eigenschaften des Werkstoffs, sondern auch wegen der Qualität seiner technischen Kundenberatung erhalten. Beratungsintensiv ist vor allem das Schweißen hochfester Grobblech-Stähle. Weil das wärmebehandelte Material dabei erneut erhitzt wird, muss man genau auf die richtigen Schweißbedingungen und Abkühlzeiten achten, damit der Werkstoff seine guten Eigenschaften auch im Bereich der Schweißnähte behält.

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