La central hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo es la tecnología más utilizada y madura para el almacenamiento de energía a gran escala, y su capacidad instalada puede alcanzar gigavatios. Actualmente, la central hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo es la que presenta la mayor madurez de desarrollo a nivel mundial.
Las centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo cuentan con una tecnología madura y estable, además de ofrecer grandes beneficios integrales. Se utilizan a menudo para la reducción de picos de demanda y para la reserva. Son la tecnología más utilizada y madura en el almacenamiento de energía a gran escala, y su capacidad instalada puede alcanzar los gigavatios.
Según estadísticas incompletas del Comité Profesional de Almacenamiento de Energía de la Asociación de Investigación Energética de China, actualmente, la central hidroeléctrica de bombeo con mayor desarrollo y mayor capacidad instalada en el mundo es la de almacenamiento de bombeo. En 2019, la capacidad global de almacenamiento de energía alcanzó los 180 millones de kW, y la capacidad instalada de las centrales hidroeléctricas de bombeo superó los 170 millones de kW, lo que representa el 94 % del almacenamiento energético mundial.
Una central hidroeléctrica de bombeo aprovecha la energía generada durante la baja carga del sistema eléctrico para bombear agua a un punto elevado para su almacenamiento y descargarla para la generación de energía durante el período de máxima carga. Cuando la carga es baja, la central hidroeléctrica de bombeo es el usuario; en condiciones de máxima carga, funciona como una central eléctrica.
La unidad de una central hidroeléctrica de bombeo tiene dos funciones básicas: bombeo y generación de energía. La unidad funciona como una turbina hidráulica durante la carga máxima del sistema eléctrico. La apertura del álabe guía de la turbina hidráulica se ajusta mediante el regulador para convertir la energía potencial del agua en energía mecánica de rotación de la unidad, que posteriormente se convierte en energía eléctrica mediante el generador.
Cuando la carga del sistema eléctrico es baja, funciona como bomba de agua. La energía eléctrica en el punto más bajo se utiliza para bombear agua del depósito inferior al superior. Mediante el ajuste automático del regulador, la apertura del álabe guía se ajusta automáticamente según la altura de la bomba, y la energía eléctrica se convierte en energía potencial de agua para su almacenamiento.
La central hidroeléctrica de bombeo es la principal responsable del recorte de picos, la modulación de frecuencia, el modo de emergencia y el arranque en negro del sistema eléctrico. Esto permite mejorar y equilibrar la carga del sistema, mejorar la calidad del suministro eléctrico y los beneficios económicos del mismo, y es fundamental para garantizar el funcionamiento seguro, económico y estable de la red eléctrica. La central hidroeléctrica de bombeo se conoce como "estabilizador", "regulador" y "equilibrador" en el funcionamiento seguro de la red eléctrica.
La tendencia de desarrollo de las centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo en el mundo se caracteriza por una alta caída de agua, gran capacidad y alta velocidad. Una caída de agua alta significa que la unidad está alcanzando una mayor caída de agua. Una gran capacidad significa que la capacidad de una sola unidad está aumentando. Una alta velocidad significa que la unidad adopta una velocidad específica más alta.
Estructura y características
Los edificios principales de una central hidroeléctrica de bombeo generalmente incluyen el embalse superior, el embalse inferior, el sistema de conducción de agua, la central eléctrica y otros edificios especiales. En comparación con las centrales hidroeléctricas convencionales, las estructuras hidráulicas de las centrales hidroeléctricas de bombeo presentan las siguientes características principales:
Hay dos embalses. En comparación con las centrales hidroeléctricas convencionales con la misma capacidad instalada, la capacidad del embalse de las centrales hidroeléctricas de bombeo suele ser pequeña.
El nivel del agua del embalse fluctúa considerablemente, con frecuentes subidas y bajadas. Para la estabilización de picos y el relleno de valles en la red eléctrica, el rango de variación diaria del nivel del embalse de las centrales hidroeléctricas de bombeo suele ser amplio, generalmente superior a 10-20 m, y en algunas centrales alcanza los 30-40 m. La velocidad de variación del nivel del embalse es rápida, generalmente de hasta 5-8 m/h, o incluso de 8-10 m/h.
Los requisitos para la prevención de filtraciones en el embalse son estrictos. Si la central hidroeléctrica de bombeo puro pierde mucha agua debido a fugas en el embalse superior, su generación de energía se verá reducida. Por lo tanto, los requisitos para la prevención de filtraciones en el embalse son estrictos. Al mismo tiempo, para prevenir el deterioro de las condiciones hidrogeológicas en la zona del proyecto, los daños por filtraciones y las fugas concentradas causadas por filtraciones de agua, también se establecen requisitos más estrictos para la prevención de filtraciones en el embalse.
La caída de agua es alta. La caída de agua de las centrales hidroeléctricas de bombeo es generalmente alta, generalmente entre 200 y 800 m. La central hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo de Jixi, con una capacidad instalada total de 1,8 millones de kW, es el primer proyecto de una sección de caída de 650 metros en China, y la central hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo de Dunhua, con una capacidad instalada total de 1,4 millones de kW, es el primer proyecto de una sección de caída de 700 metros en China. Con el continuo desarrollo del nivel técnico de las centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo, el número de centrales hidroeléctricas de gran caída y gran capacidad en China aumentará cada vez más.
La altura de instalación de la unidad es baja. Para contrarrestar la influencia de la flotabilidad y las filtraciones en la central, las grandes centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo, tanto nacionales como internacionales, han adoptado en los últimos años principalmente la forma de centrales subterráneas.
Hora de publicación: 25 de abril de 2022
