Les centrales hydroélectriques à accumulation par pompage constituent la technologie la plus répandue et la plus aboutie en matière de stockage d'énergie à grande échelle. Leur puissance installée peut atteindre des gigawatts. Il s'agit actuellement de la centrale à accumulation par pompage la plus aboutie au monde.
Les centrales hydroélectriques à accumulation par pompage bénéficient d'une technologie mature et stable, offrant des avantages considérables. Elles sont souvent utilisées pour l'écrêtement des pointes de production et le stockage de secours. Elles constituent la technologie la plus répandue et la plus mature pour le stockage d'énergie à grande échelle, et leur capacité installée peut atteindre le gigawatt.
Selon les statistiques incomplètes du Comité professionnel du stockage d'énergie de l'Association chinoise de recherche énergétique, la centrale hydroélectrique à accumulation par pompage la plus mature et la plus grande capacité installée au monde est actuellement celle-ci. En 2019, la capacité mondiale de stockage d'énergie a atteint 180 millions de kW, et la capacité installée des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage a dépassé 170 millions de kW, représentant 94 % du total mondial du stockage d'énergie.
Une centrale hydroélectrique à accumulation par pompage utilise l'énergie produite lors des périodes de faible charge du réseau pour pomper l'eau vers les points hauts afin de la stocker, et pour la restituer aux points de pointe afin de produire de l'électricité. En période de faible charge, la centrale hydroélectrique à accumulation par pompage est l'utilisateur ; en période de pointe, elle est une centrale électrique.
La centrale hydroélectrique de pompage-turbinage a deux fonctions principales : le pompage et la production d'électricité. Elle fonctionne comme une turbine hydraulique pendant les pics de charge du réseau. L'ouverture des aubes directrices de la turbine hydraulique est réglée par le régulateur afin de convertir l'énergie potentielle de l'eau en énergie mécanique de rotation, laquelle est ensuite convertie en énergie électrique par le générateur.
Lorsque la charge du système électrique est faible, il est utilisé comme pompe à eau. L'énergie électrique au point bas est utilisée pour pomper l'eau du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur. Grâce au réglage automatique du régulateur, l'ouverture de l'aube directrice s'adapte automatiquement à la hauteur de refoulement de la pompe, et l'énergie électrique est convertie en énergie potentielle d'eau pour le stockage.
Les centrales hydroélectriques de pompage-turbinage assurent principalement l'écrêtement des pointes, la modulation de fréquence, le secours et le redémarrage autonome du réseau électrique. Elles permettent d'améliorer et d'équilibrer la charge, la qualité de l'alimentation électrique et les avantages économiques du système. Elles constituent un pilier essentiel pour garantir un fonctionnement sûr, économique et stable du réseau électrique. Les centrales hydroélectriques de pompage-turbinage sont appelées « stabilisateur », « régulateur » et « équilibreur » pour la sécurité du réseau électrique.
La tendance mondiale en matière de développement des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage est à la forte chute, à la grande capacité et à la vitesse élevée. Une forte chute d'eau signifie que l'unité évolue vers une chute d'eau plus importante. Une grande capacité signifie que la capacité d'une unité augmente. Une vitesse élevée signifie que l'unité adopte une vitesse spécifique plus élevée.
Structure et caractéristiques
Les principaux bâtiments d'une centrale hydroélectrique à accumulation par pompage comprennent généralement un réservoir supérieur, un réservoir inférieur, un système d'adduction d'eau, une centrale électrique et d'autres bâtiments spécifiques. Comparées aux centrales hydroélectriques classiques, les structures hydrauliques des centrales à accumulation par pompage présentent les principales caractéristiques suivantes :
Il existe deux réservoirs. Comparée aux centrales hydroélectriques conventionnelles de même puissance installée, la capacité du réservoir des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage est généralement faible.
Le niveau d'eau des réservoirs varie considérablement, avec des fluctuations fréquentes. Afin de réduire les pointes de débit et de combler les creux du réseau électrique, les variations quotidiennes du niveau d'eau des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage sont généralement importantes, dépassant généralement 10 à 20 m, et certaines centrales atteignent 30 à 40 m. La vitesse de variation du niveau d'eau des réservoirs est rapide, atteignant généralement 5 à 8 m/h, voire 8 à 10 m/h.
Les exigences en matière de protection contre les infiltrations d'eau dans les réservoirs sont élevées. Si la centrale hydroélectrique à accumulation par pompage subit des pertes importantes en raison d'une fuite du réservoir supérieur, sa production d'électricité sera réduite. Par conséquent, les exigences en matière de protection contre les infiltrations sont élevées. Parallèlement, afin de prévenir la dégradation des conditions hydrogéologiques dans la zone du projet, les dommages causés par les infiltrations et les fuites concentrées causées par ces dernières, des exigences plus strictes sont également imposées pour la prévention des infiltrations dans les réservoirs.
La hauteur de chute est élevée. La hauteur de chute des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage est généralement élevée, généralement entre 200 et 800 m. La centrale hydroélectrique à accumulation par pompage de Jixi, d'une puissance installée totale de 1,8 million de kW, est le premier projet de section de 650 m de chute en Chine, et la centrale hydroélectrique à accumulation par pompage de Dunhua, d'une puissance installée totale de 1,4 million de kW, est le premier projet de section de 700 m de chute en Chine. Avec le développement continu du niveau technique des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage, le nombre de centrales hydroélectriques à haute chute et de grande capacité en Chine va augmenter.
L'installation de l'unité est réalisée à faible altitude. Afin de pallier l'influence de la flottabilité et des infiltrations sur la centrale, les grandes centrales hydroélectriques à accumulation par pompage construites en Chine et à l'étranger ont généralement adopté ces dernières années la forme de centrales souterraines.
Date de publication : 25 avril 2022
