La centrale hydroélectrique à accumulation par pompage est la technologie la plus répandue et la plus aboutie en matière de stockage d'énergie à grande échelle, et sa puissance installée peut atteindre le gigawatt. Actuellement, il s'agit de la centrale à accumulation par pompage la plus développée au monde.
La centrale hydroélectrique à accumulation par pompage bénéficie d'une technologie éprouvée et stable, offrant des avantages globaux importants. Elle est fréquemment utilisée pour l'écrêtement des pointes de consommation et comme source d'énergie de secours. La centrale à accumulation par pompage est la technologie la plus répandue et la plus aboutie en matière de stockage d'énergie à grande échelle, et sa puissance installée peut atteindre le gigawatt.
D'après les statistiques incomplètes du Comité professionnel du stockage d'énergie de l'Association chinoise de recherche énergétique, la centrale hydroélectrique à accumulation par pompage est actuellement la plus développée et celle qui possède la plus grande capacité installée au monde. En 2019, la capacité mondiale de stockage d'énergie atteignait 180 millions de kW, et la capacité installée des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage dépassait 170 millions de kW, représentant 94 % du stockage mondial total.
Une centrale hydroélectrique à accumulation par pompage utilise l'énergie disponible sur le réseau électrique en période de faible consommation pour pomper l'eau vers un réservoir en altitude afin de la stocker, puis la restitue pour produire de l'électricité lors des pics de consommation. En période de faible consommation, la centrale est utilisatrice ; en période de forte consommation, elle est productrice d'électricité.
L'unité d'une centrale hydroélectrique à accumulation par pompage remplit deux fonctions principales : le pompage et la production d'électricité. Elle fonctionne comme une turbine hydraulique lors des pics de consommation du réseau. L'ouverture des aubes directrices de la turbine est ajustée par le système de régulation afin de convertir l'énergie potentielle de l'eau en énergie mécanique de rotation, puis cette énergie mécanique est convertie en énergie électrique par le générateur.
Lorsque la charge du réseau électrique est faible, il fonctionne comme une pompe à eau. L'énergie électrique produite à ce moment-là est utilisée pour pomper l'eau du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur. Grâce à la régulation automatique du système, l'ouverture des aubes directrices est ajustée en fonction de la hauteur manométrique, et l'énergie électrique est convertie en énergie potentielle de l'eau pour le stockage.
Les centrales hydroélectriques à accumulation par pompage sont principalement responsables de l'écrêtement des pointes de consommation, de la modulation de fréquence, de l'alimentation de secours et du redémarrage après une panne générale du réseau électrique. Elles permettent d'améliorer et d'équilibrer la charge du réseau, d'optimiser la qualité de l'alimentation et d'accroître sa rentabilité. Elles constituent un pilier essentiel pour garantir le fonctionnement sûr, économique et stable du réseau électrique. Dans ce contexte, les centrales hydroélectriques à accumulation par pompage jouent un rôle crucial en tant que stabilisateurs, régulateurs et équilibreurs.
La tendance mondiale en matière de centrales hydroélectriques à accumulation par pompage est caractérisée par une chute de chute importante, une grande capacité et une vitesse élevée. Une chute de chute importante signifie que la centrale est conçue pour atteindre une hauteur de chute plus élevée. Une grande capacité signifie que la capacité d'une unité unitaire 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 hydroélectrique 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 classiques de même puissance installée, la capacité des réservoirs des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage est généralement plus faible.
Le niveau d'eau du réservoir varie considérablement, avec des fluctuations fréquentes. Afin de lisser les pics de consommation et de compenser les creux de production sur le réseau électrique, l'amplitude de variation quotidienne du niveau d'eau des réservoirs des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage est généralement importante, souvent supérieure à 10 à 20 m, et atteignant même 30 à 40 m dans certaines centrales. La vitesse de variation du niveau d'eau est rapide, généralement de 5 à 8 m/h, voire de 8 à 10 m/h.
Les exigences en matière d'étanchéité du réservoir sont élevées. Si une centrale hydroélectrique à accumulation par pompage subit une perte d'eau importante due à une fuite du réservoir supérieur, sa production d'électricité s'en trouvera réduite. C'est pourquoi les exigences en matière d'étanchéité du réservoir sont strictes. Parallèlement, afin de prévenir la dégradation des conditions hydrogéologiques de la zone du projet, les dommages liés aux infiltrations et les fuites concentrées qu'elles engendrent, des exigences encore plus élevées sont imposées en matière de prévention des infiltrations du réservoir.
La hauteur de chute est importante. La hauteur de chute des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage est généralement élevée, le plus souvent de 200 à 800 mètres. La centrale de Jixi, d'une puissance installée totale de 1,8 million de kW, est la première centrale de Chine à avoir une chute de 650 mètres, tandis que celle de Dunhua, d'une puissance installée totale de 1,4 million de kW, est la première à avoir une chute de 700 mètres. Avec le développement constant des techniques de construction des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage, le nombre de centrales à haute chute et de grande capacité en Chine va continuer d'augmenter.
L'unité est installée à une faible altitude. Afin de pallier l'influence de la poussée d'Archimède et des infiltrations sur la centrale, les grandes centrales hydroélectriques à accumulation par pompage construites ces dernières années, tant en Chine qu'à l'étranger, adoptent majoritairement la forme d'une centrale souterraine.
Date de publication : 25 avril 2022
