Pumpspeicherkraftwerke sind die am weitesten verbreitete und ausgereifteste Technologie zur Energiespeicherung im großen Maßstab. Ihre installierte Leistung kann bis in den Gigawattbereich reichen. Derzeit sind Pumpspeicherkraftwerke weltweit am weitesten entwickelt.
Pumpspeicherkraftwerke verfügen über ausgereifte und stabile Technologie und bieten umfassende Vorteile. Sie werden häufig zur Spitzenlastkappung und im Standby-Betrieb eingesetzt. Pumpspeicherkraftwerke sind die am weitesten verbreitete und ausgereifteste Technologie für die großtechnische Energiespeicherung. Die installierte Leistung eines Kraftwerks kann bis in den Gigawattbereich reichen.
Laut unvollständigen Statistiken des Fachausschusses für Energiespeicherung der China Energy Research Association ist das Pumpspeicherkraftwerk derzeit das am weitesten entwickelte und mit der größten installierten Leistung weltweit. Bis 2019 erreichte die globale Energiespeicherkapazität 180 Millionen Kilowatt, und die installierte Leistung von Pumpspeicherkraftwerken überstieg 170 Millionen Kilowatt, was 94 % der gesamten globalen Energiespeicherung entspricht.
Pumpspeicherkraftwerke nutzen die Energie bei geringer Auslastung des Stromnetzes, um Wasser zur Speicherung in höhere Lagen zu pumpen und bei Spitzenlast Wasser zur Stromerzeugung abzuleiten. Bei geringer Auslastung ist das Pumpspeicherkraftwerk der Verbraucher; bei Spitzenlast fungiert es als Kraftwerk.
Die Einheit eines Pumpspeicherkraftwerks erfüllt zwei grundlegende Funktionen: Pumpen und Stromerzeugung. Während der Spitzenlast des Stromnetzes arbeitet die Einheit als hydraulische Turbine. Die Öffnung der Leitschaufel der hydraulischen Turbine wird über das Reglersystem eingestellt, um die potenzielle Energie des Wassers in mechanische Energie der Einheitsrotation umzuwandeln. Anschließend wird die mechanische Energie über den Generator in elektrische Energie umgewandelt.
Bei geringer Netzlast wird es als Wasserpumpe genutzt. Die elektrische Energie am Tiefpunkt wird genutzt, um Wasser vom unteren in den oberen Behälter zu pumpen. Durch die automatische Regelung des Reglersystems wird die Öffnung der Leitschaufel automatisch an die Pumpenförderhöhe angepasst und die elektrische Energie in potenzielle Wasserenergie zur Speicherung umgewandelt.
Pumpspeicherkraftwerke sind hauptsächlich für die Spitzenlastkappung, Frequenzmodulation, Notstromversorgung und den Schwarzstart des Stromnetzes verantwortlich. Sie können die Netzlast optimieren und ausgleichen, die Stromversorgungsqualität verbessern und den wirtschaftlichen Nutzen des Stromnetzes steigern und sind die tragende Säule für den sicheren, wirtschaftlichen und stabilen Betrieb des Stromnetzes. Pumpspeicherkraftwerke dienen als „Stabilisatoren“, „Regler“ und „Ausgleichsorgane“ für den sicheren Betrieb des Stromnetzes.
Der Entwicklungstrend bei Pumpspeicherkraftwerken weltweit geht in Richtung hoher Fallhöhe, großer Kapazität und hoher Drehzahl. Hohe Fallhöhe bedeutet, dass die Anlage eine höhere Fallhöhe erreicht. Große Kapazität bedeutet, dass die Kapazität einer einzelnen Anlage steigt. Hohe Drehzahl bedeutet, dass die Anlage eine höhere spezifische Drehzahl erreicht.
Struktur und Eigenschaften
Zu den Hauptgebäuden eines Pumpspeicherkraftwerks gehören im Allgemeinen das Oberbecken, das Unterbecken, das Wasserleitungssystem, das Kraftwerk und weitere spezielle Gebäude. Im Vergleich zu konventionellen Wasserkraftwerken weisen die hydraulischen Strukturen von Pumpspeicherkraftwerken folgende Hauptmerkmale auf:
Es gibt zwei Staubecken. Im Vergleich zu konventionellen Wasserkraftwerken gleicher installierter Leistung ist die Speicherkapazität von Pumpspeicherkraftwerken in der Regel gering.
Der Wasserstand im Stausee schwankt stark und steigt und fällt häufig. Um die Aufgabe der Spitzenausgleichung und Talauffüllung im Stromnetz zu erfüllen, schwankt der Wasserstand des Stausees von Pumpspeicherkraftwerken in der Regel stark, in der Regel über 10 bis 20 m, manche Wasserkraftwerke erreichen sogar 30 bis 40 m. Die Schwankungsrate des Wasserstandes ist hoch, in der Regel bis zu 5 bis 8 m/h, manchmal sogar 8 bis 10 m/h.
Die Anforderungen an den Sickerwasserschutz des Reservoirs sind hoch. Verliert ein reines Pumpspeicherkraftwerk durch Leckagen im oberen Reservoir viel Wasser, reduziert sich die Stromerzeugung. Daher sind die Anforderungen an den Sickerwasserschutz des Reservoirs hoch. Gleichzeitig werden höhere Anforderungen an den Sickerwasserschutz des Reservoirs gestellt, um eine Verschlechterung der hydrogeologischen Bedingungen im Projektgebiet, Sickerwasserschäden und konzentrierte Leckagen durch Wassereintritt zu verhindern.
Die Wassersäule ist hoch. Pumpspeicherkraftwerke weisen in der Regel eine hohe Wassersäule auf, meist 200 bis 800 m. Das Pumpspeicherkraftwerk Jixi mit einer installierten Gesamtleistung von 1,8 Millionen kW ist das erste Projekt mit einer Fallhöhe von 650 Metern in China, das Pumpspeicherkraftwerk Dunhua mit einer installierten Gesamtleistung von 1,4 Millionen kW das erste Projekt mit einer Fallhöhe von 700 Metern in China. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung des technischen Niveaus von Pumpspeicherkraftwerken wird die Anzahl von Hochdruck- und Großkraftwerken in China stetig steigen.
Die Anlage befindet sich in niedriger Höhe. Um den Einfluss von Auftrieb und Sickerwasser auf das Kraftwerk zu minimieren, werden in den letzten Jahren bei großen Pumpspeicherkraftwerken im In- und Ausland meist unterirdische Kraftwerke gebaut.
Veröffentlichungszeit: 25. April 2022
