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Zur Deckung eines unmittelbar erhöhten Strombedarfes muss ein Kraftwerk schnell den erforderlichen Strom liefern. Pumpspeicherkraftwerke erfüllen diese Bedingung geradezu ideal.
Wenn Strom angefordert wird, fließt Wasser von einem höher gelegenen Becken durch einen Druckschacht auf die Turbine. Diese ist mit einem Generator verbunden, der Strom erzeugt und an das öffentliche Stromnetz abgibt. Das Anfahren einer Turbine vom Stillstand bis auf Volllast dauert nur wenige Minuten.
Das Oberbecken wird nachts oder an Wochenenden mithilfe überschüssiger Energie aus thermischen Kraftwerken mit Wasser gefüllt. Der Generator wird dabei als Motor benutzt und treibt die Speicherpumpe an. Sie fördert das Wasser aus dem Unterbecken über den Druckschacht hinauf ins Oberbecken. Dort wird es bis zum nächsten Spitzenstrom-Bedarf gelagert.
Die Pumpspeichermaschinensätze bestehen meist aus drei getrennten Maschinenteilen: