Pompalanır için bir tekniktir elektrik enerjisi depolama depolama havuzuna, depolamak için bir nehir veya havuzundan suyu ihtiva elektrik üretimi ve daha sonra - pompa olduğu - daha yüksek talep olan kayıp kenara su ve set talep yüksek olduğunda elektrik enerjisi üretir - bu türbin. Elektrik arzı ve talebi arasındaki ayarlamaya katılır .
Bu teknik ilk olarak 1890'larda İsviçre ve İtalya'da kullanıldı. 2019'da küresel kurulu kapasite 158 GW'a ulaştı .
Pompalanan depolama tesislerine ayrıca “Pompalanan enerji aktarım istasyonları” için STEP adı verilir .
Pompalı depolama, geri dönüşümlü olma özelliğine sahip bir hidroelektrik santrali ile elektrik üretmekten ibarettir . Su, elektrik enerjisi ( türbin ) üretmek için üst rezervuardan alınır veya potansiyel enerjisini artırmak için ( pompalama ) alt rezervuardan üst rezervuara yükseltilir , bu da enerji depolamayı mümkün kılar .
Bir pompa depolama döngüsü, yaklaşık % 15 ila 30'luk bir enerji kaybına neden olur .
Pompalı depolama, birkaç biriktirme barajı ile daha karmaşık kullanımlar için de kullanılır. Şebekede fazla elektrik olduğunda, daha düşük rakımlardaki depolama barajlarından yüksek rakımlara su pompalamak için kullanılır. Elektrik talebi arttığında, daha yüksek rakımdaki depolama barajı vadideki suyu türbinler ve elektrik üretir. Böylece su, pompalandığı yerden başka bir yerde türbinlenir.
Fransa'daki en büyük pompalı depolama kompleksi, Isère'deki Grand'Maison tesisidir . İki rezervuardan oluşur. 132 milyon metreküp kullanışlı hacme sahip Lac de Grand'Maison adı verilen üst rezervuar ve 14,3 milyon metreküp kullanışlı hacme sahip Lac du Verney adı verilen alt rezervuar .
Bu nedenle, optimum pompa depolama işletiminde mevcut maksimum hacim 14,3 milyon metreküptür. Daha ileri gitmek mümkündür, ancak basit bir türbin rejimi ile veya Eau d'Olle'nin doğal katkılarını ekleyerek .
Türbinlerde maksimum elektrik üretim gücü 1.800 MW'tır . Bu gücün anda, “su tüketimi” 216.3 olan m 3 / sn veya saatte milyon 0,78 hakkında metreküp. Optimum pompa depolama işleminde , alt gölü tamamen doldurmak (boşsa) ve 33.000 MWh üretmek 18 saatten biraz fazla sürer .
Pompalamada on iki grubun sekizi tersine çevrilebilir. Üst göle doğru 135 m 3 / s yükselme kapasitesine sahipler , yani saatte yarım milyon metreküpten biraz daha az, 1.270 MW'lık bir güce ihtiyaç duyuyorlar (bir nükleer ünitenin üretiminden daha yüksek). Daha sonra alt gölü boşaltmak ve 37.000 MWh'den biraz fazla tüketmek için 29 saatten biraz fazla pompalama gerekiyor .
Pompalı depolama santrallerinin kurulu gücü 2019 yılında , Çin'de 30.290 MW (% 19.2), Japonya'da 27.637 MW (% 17.5) ve Amerika Birleşik Devletleri'nde 22.855 MW olmak üzere 157.994 MW'a ulaştı . bu üç ülke dünya toplamının% 51,2'sini oluşturmaktadır.
2019 yılında pompalı depolama santrallerinin kurulu gücüBölge |
2019'un sonunda toplam güç ( GW ) |
|||
Doğu Asya ve Pasifik | 68.3 | |||
Avrupa | 54.9 | |||
Kuzey ve Orta Amerika | 23.0 | |||
Güney ve Orta Asya | 7.5 | |||
Afrika | 3.4 | |||
Güney Amerika | 1.0 | |||
Dünya | 158 | |||
Ana ülkeler | ||||
Çin | 30.29 | |||
Japonya | 27.64 | |||
Amerika Birleşik Devletleri | 22.85 | |||
İtalya | 7.68 | |||
Almanya | 6.36 | |||
ispanya | 6.12 | |||
Fransa | 5.84 | |||
Avusturya | 5.60 | |||
Hindistan | 4.79 | |||
Güney Kore | 4.70 | |||
İsviçre | 3.03 | |||
Güney Afrika | 2.91 | |||
İngiltere | 2.83 | |||
Portekiz | 2.82 | |||
Tayvan | 2.60 | |||
Polonya | 1.78 | |||
Ukrayna | 1.56 | |||
Norveç | 1.44 | |||
Bulgaristan | 1.40 | |||
Rusya | 1.38 | |||
Avustralya | 1.34 | |||
Belçika | 1.31 | |||
Lüksemburg | 1.30 | |||
Çek Cumhuriyeti | 1.17 | |||
İran | 1.04 | |||
Slovakya | 1.02 | |||
Tayland | 1.00 | |||
Arjantin | 0.97 | |||
Litvanya | 0.90 | |||
Yunanistan | 0.70 | |||
Filipinler | 0.68 | |||
Sırbistan | 0.64 | |||
Fas | 0.46 | |||
Veri kaynağı: Uluslararası Hidroelektrik Birliği. |
Bu bölüm enerji santrallerini güçleri açısından karşılaştırmaktadır. Önemli bir kriter olan, ancak nadiren normal kaynaklar tarafından sağlanan toplam depolanabilir enerjiden bahsetmez.
2019'da, pompalama / türbin gücüne en iyi sahip ülkeler şunlardır:
Dünyanın en güçlü pompalanan depolama tesisi içinde biridir Banyosu County (3003 MW cinsinden), Amerika Birleşik Devletleri de, Virginia ; onu iki Çin elektrik santrali izliyor: Huizhou (2.448 MW ) ve Guangzhou (2.400 MW ).
Avrupa, dünyadaki en büyük 50 AAT'den 12'sine sahiptir:
Çin, yapım aşamasında olan çok sayıdaki rüzgar ve güneş enerjisi santralinin kesintilerini telafi etmek için 2020 yılına kadar 40 GW'dan fazla pompalı depolamaya ulaşma hedefini belirlemiştir ; 60 GW inşaat veya geliştirme aşamasındadır ve Ulusal Enerji İdaresi 2025 yılına kadar 90 GW kurulu güce ulaşmayı ummaktadır .
2020 yılında Japon merkez binası Kannagawa almalı 2 e 2820 ile dünyayı MW .
2014 ve 2020 yılları arasında, 27 civarında 60 proje GW , Avrupa'da planlanan özellikle İspanya'da ve 11 eklemeyi planlıyoruz üç Alp ülkelerde ek GW (4 GW Almanya'da, 3,5 GW Avusturya'da ve 3.5 GW Avusturya ve de GW de İsviçre).
Fransa'da, EDF iki AAT'yi yenilemeye başladı:
Sadece Savoie'deki 2.500 MW dahil olmak üzere potansiyel hala 6.000 MW olacaktır , ancak imtiyazlar için yaklaşan rekabet EDF'nin yatırımlarını yavaşlatıyor. Ağa bağlanmanın maliyetleri, yerel sakinlerin kabul edilebilirlik sorunları, düzenleyici kısıtlamalar ve elektrokimyasal pillerle rekabet olasılığı, yeni projelerin önündeki engellerdir.
Deniz suyu pompalı depolama santrali projeleri, açık deniz rüzgar çiftlikleri inşaatının başlamasından bu yana önerilmiştir . Rüzgar türbinlerinin aralıklı üretimini telafi etmek için, zayıf rüzgar veya yüksek talep dönemlerinde kullanmak amacıyla, yüksek rüzgar dönemlerinde üretilen fazla elektriği depolama kapasiteleri eklemek ; pompalı depolama güç istasyonları, bu depolamayı gerçekleştirmek için ideal çözümdür. Rüzgar türbinlerinin üretimindeki güçlü dalgalanmalardan kaynaklanan elektrik şebekesine yönelik iletim kayıplarını ve rahatsızlıklarını en aza indirmek için, rüzgar çiftliklerine mümkün olduğunca yakın bu tür santraller inşa etmek, dolayısıyla uçurumların tepesine rezervuarlar inşa etmek arzu edilir. ve bu uçurumların eteğindeki enerji santralleri.
Böyle bir tesis Japonya'da , Okinawa adasında 1999 yılında ortalama 136 metrelik bir düşüşle ve sekiz saat süreyle kullanılabilen 30 MW türbin kapasitesiyle inşa edildi , ancak birkaç yıl çalıştıktan sonra kapatıldı .
Fransa'da, Kanal ve Bretanya kıyılarının potansiyelini belirlemeye yönelik, ilginç görünen birkaç çalışma yapılmıştır. Bir düzine alan rekabet kriterini karşılıyor: alçak bir rezervuar olarak deniz arasında yaklaşık 100 metrelik bir düşüş ile bir uçurumun üzerindeki köylerden uzakta bulunan 1 ila 2 km 2'lik bir rezervuar , 1 ila 2 GW'lık bir yatırım için kurulu kapasite mevcut dağ atıksu arıtma tesislerine benzer şekilde yaklaşık iki milyar avro. EDF , biri Guadeloupe ve diğeri Réunion'da olmak üzere , deniz atıksu arıtma tesislerinin potansiyelini 5.000 MW olarak tahmin etmektedir . ENSEEIHT tarafından projenin teknik fizibilitesi, azaltılmış çevresel etkisi, ancak mevcut koşullar altında kârlılığı olmaması, ancak ortaya çıkan kısıtlamaların artan maliyeti ile hızla değişebilecek bir sonuç çıkaran detaylı bir proje gerçekleştirilmiştir . rüzgar türbinlerinin üretimini şebekeye entegre ederek.
Belçika'da yapay bir ada projesi , Kuzey Denizi'ndeki rüzgar çiftlikleri tarafından üretilen enerjiyi , uçurum AAT'lerinin tersine bir modele göre depolamayı amaçlamaktadır : nehrin merkezindeki bir kuyudan gelen su. fazla enerji, ardından deniz suyu türbinlenerek, düşük rüzgar veya yüksek talep dönemlerinde kuyuyu dolduracaktır.
El Hierro hidro rüzgâr santrali en küçük adada, Kanarya adalar Fas kıyıları yer alan, özerklik amaçlayan bir yaklaşımla rüzgar türbinleri ve pompalanan depolama birleştiren bir sistemin bir örneğidir. Elektrik. Beş rüzgar türbini ve iki havza, 10.000 kişi için 11.5 megavat sağlayan 700 metrelik bir düşüşün üzerindeki borularla birbirine bağlanmıştır . Rüzgar türbinlerinin talebi fazlasıyla ürettiği enerji, rüzgarın olmadığı aşamalarda şebekeyi beslemek için depolanır. 2016 yılında, "hidro-rüzgar" santrali adanın elektrik ihtiyacının ortalama% 41'ini karşıladı; kapsama oranı 500 saat boyunca% 100'e veya yılın% 5,7'sine ulaştı.
Langhans-Erik Leif, Ruhr Üniversitesi arasında Bochum , bir sistem çalışılan rüzgar türbininin bir hidrolik güç pompalanır depolama bağlanmış . Fazla rüzgar enerjisi, suyu yükseltilmiş bir havzaya getirmek için kullanılır; bu su rezervi, zayıf rüzgar veya yüksek talep dönemlerinde elektrik üretmek için türbinlidir .
Özellikle Almanya'da birçok fikir ortaya atıldı:
Pazara, üretimin% 80'ini oluşturan ancak Güney Kore ve Çin'deki şirketlerin artan rekabetiyle karşı karşıya olan üç büyük oyuncu hakimdir : General Electric yenilenebilir enerji ( ABD ) (eski adıyla Alstom Hydro ), Andritz ( Avusturya ) ve Voith Hydro ( Almanya ).
Aralıklı enerjileri entegre etmek için enerji depolamaya ve merkezi olmayan esnek üretime katkıda bulunmak için küçük pompa-depolama enerji santrallerinin kullanımı önerilmiştir . Bununla birlikte, pratikte Avrupa'da yenilenebilir enerjilerin, özellikle rüzgar türbinlerinin geliştirilmesi, tesislerin karlı hale getirilmesi için gerekli olan gece ve gündüz arasındaki fiyat farkındaki azalma nedeniyle mevcut elektrik santrallerinin kullanımının azaltılmasına katkıda bulunmuştur. pompa-depolama döngüsünün neden olduğu enerji kaybı göz önüne alındığında. Bununla birlikte, boşluktaki bu azalma, kısmen, kömür fiyatlarındaki ve CO 2 emisyon tahsisatlarındaki düşüşe de bağlanabilir . .
Üç Alp ülkesinden (Almanya, Avusturya ve İsviçre) gelen enerjiden sorumlu bakanlar, 5 Mayıs 2012, gelecekte elektrik üretimi için yenilenebilir enerjilerin geliştirilmesinin, taşıma ve depolama kapasitelerinde karşılık gelen bir güçlendirme olmadan yapılamayacağını ve şu anda mevcut olan tek büyük ölçekli depolama tekniğinin pompalı depolama santralleri olduğunu belirtti; bu tekniği geliştirmek için çabalarını koordine etmeye kararlıdırlar . Üç ülkenin elektrik sektörünün profesyonel dernekleri, hükümetleri düzenleyici ve mali kolaylaştırma önlemleri için çağırarak, pompalı depolamayı teşvik etmek için ortaklaşa bir girişim başlattılar.
Bir pompa-depolama istasyonunun genel verimliliği, güçten gaza güç işlemi için% 25-35'e kıyasla% 75-80 civarındadır .