Las centrales hidroeléctricas de bombeo son la tecnología más utilizada y consolidada en el almacenamiento de energía a gran escala, y su capacidad instalada puede alcanzar el nivel de gigavatios. Actualmente, las centrales hidroeléctricas de bombeo presentan el mayor grado de desarrollo a nivel mundial.
Las centrales hidroeléctricas de bombeo poseen una tecnología madura y estable, y ofrecen grandes beneficios integrales. Se utilizan frecuentemente para la reducción de picos de demanda y como fuente de energía de reserva. Son la tecnología más extendida y consolidada en el almacenamiento de energía a gran escala, y su capacidad instalada puede alcanzar niveles de gigavatios.
Según las estadísticas incompletas del Comité Profesional de Almacenamiento de Energía de la Asociación China de Investigación Energética, actualmente, la central hidroeléctrica de bombeo con el desarrollo más avanzado y la mayor capacidad instalada del mundo es la central hidroeléctrica 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 total de energía a nivel mundial.
La central hidroeléctrica de bombeo utiliza la energía del sistema eléctrico durante los periodos de baja demanda para bombear agua a un embalse elevado para su almacenamiento, y la descarga para la generación de energía durante los periodos de máxima demanda. Cuando la demanda es baja, la central hidroeléctrica de bombeo es usuaria; en los periodos de máxima demanda, es una central eléctrica.
La unidad de la 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 de la paleta guía de la turbina hidráulica se ajusta mediante el sistema de regulación para convertir la energía potencial del agua en energía mecánica de rotación de la unidad, y luego la energía mecánica se convierte en energía eléctrica a través del generador;
Cuando la carga del sistema eléctrico es baja, se utiliza como bomba de agua. La energía eléctrica en el punto de baja carga se emplea para bombear agua desde el depósito inferior al superior. Mediante el ajuste automático del regulador, la apertura de la paleta guía se ajusta automáticamente según la altura de elevación de la bomba, y la energía eléctrica se convierte en energía potencial del agua para su almacenamiento.
La central hidroeléctrica de bombeo es la principal responsable de la reducción de picos de demanda, la modulación de frecuencia, la reserva de emergencia y el arranque en negro del sistema eléctrico. Esto permite mejorar y equilibrar la carga del sistema, optimizar la calidad del suministro eléctrico y los beneficios económicos, y constituye un pilar 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 la operación segura de la red eléctrica.
La tendencia de desarrollo de las centrales hidroeléctricas de bombeo en el mundo se caracteriza por una mayor altura de caída, gran capacidad y alta velocidad. Una mayor altura de caída implica que la unidad se desarrolla para alcanzar una altura de caída mayor. Una gran capacidad significa que la capacidad de una sola unidad aumenta. Una alta velocidad implica que la unidad adopta una velocidad específica mayor.
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 sala de máquinas 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 de los embalses de las centrales hidroeléctricas de bombeo suele ser pequeña.
El nivel del agua del embalse varía considerablemente, subiendo y bajando con frecuencia. Para cumplir con la tarea de reducir los picos de demanda y compensar los valles en la red eléctrica, la variación diaria del nivel del agua del embalse de la central hidroeléctrica de bombeo suele ser grande, generalmente superior a 10-20 m, y algunas centrales hidroeléctricas alcanzan los 30-40 m, y la tasa de variación del nivel del agua del embalse es rápida, generalmente de hasta 5-8 m/h, o incluso de 8-10 m/h.
Los requisitos para la protección contra filtraciones en el embalse son exigentes. Si la central hidroeléctrica de bombeo pierde gran cantidad de agua debido a fugas en el embalse superior, su generación de energía se verá reducida. Por lo tanto, los requisitos para la protección contra filtraciones en el embalse son muy estrictos. Asimismo, para prevenir el deterioro de las condiciones hidrogeológicas en la zona del proyecto, los daños por filtraciones y las fugas concentradas causadas por estas, se exigen requisitos más rigurosos para la prevención de filtraciones en el embalse.
La altura de caída del agua es elevada. La altura de caída de las centrales hidroeléctricas de bombeo suele ser alta, generalmente entre 200 y 800 metros. La central hidroeléctrica de bombeo de Jixi, con una capacidad instalada total de 1,8 millones de kW, es el primer proyecto con una caída de 650 metros en China, y la central hidroeléctrica de bombeo de Dunhua, con una capacidad instalada total de 1,4 millones de kW, es el primer proyecto con una caída de 700 metros en China. Con el continuo desarrollo del nivel técnico de las centrales hidroeléctricas de bombeo, el número de centrales hidroeléctricas de gran altura y capacidad en China irá en aumento.
La altura de instalación de la unidad es baja. Para superar la influencia de la flotabilidad y las filtraciones en la central eléctrica, las grandes centrales hidroeléctricas de bombeo construidas en el país y en el extranjero han adoptado en los últimos años, en su mayoría, la forma de central subterránea.
Fecha de publicación: 25 de abril de 2022
