La centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio è la tecnologia più diffusa e matura per l'accumulo di energia su larga scala, con una capacità installata che può raggiungere i gigawatt. Attualmente, è la centrale ad accumulo di pompaggio con la scala di sviluppo più matura al mondo.
La centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio vanta una tecnologia consolidata e stabile, con elevati vantaggi a livello globale. Viene spesso utilizzata per la riduzione dei picchi di produzione e per le applicazioni di standby. La centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio è la tecnologia più diffusa e matura per l'accumulo di energia su larga scala, e la sua capacità installata può raggiungere i gigawatt.
Secondo le statistiche incomplete del Comitato Professionale per l'accumulo di energia della China Energy Research Association, attualmente la centrale idroelettrica ad accumulo con lo sviluppo più maturo e la maggiore capacità installata al mondo è la centrale idroelettrica ad accumulo. Entro il 2019, la capacità di accumulo di energia globale ha raggiunto i 180 milioni di kW, mentre la capacità installata delle centrali idroelettriche ad accumulo ha superato i 170 milioni di kW, rappresentando il 94% dell'accumulo di energia globale totale.
La centrale idroelettrica ad accumulo e pompaggio utilizza l'energia disponibile a basso carico del sistema elettrico per pompare acqua verso l'alto, dove viene immagazzinata, e scaricarla per la produzione di energia durante il periodo di picco. Quando il carico è basso, la centrale idroelettrica ad accumulo e pompaggio è l'utente; durante il periodo di picco, è una centrale elettrica.
L'unità della centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio svolge due funzioni principali: pompaggio e produzione di energia. L'unità funziona come una turbina idraulica durante i picchi di carico del sistema elettrico. L'apertura della paletta direttrice della turbina idraulica viene regolata tramite il sistema di regolazione per convertire l'energia potenziale dell'acqua in energia meccanica di rotazione dell'unità, che viene poi convertita in energia elettrica tramite il generatore.
Quando il carico del sistema elettrico è basso, viene utilizzato come pompa idraulica. L'energia elettrica presente nel punto più basso viene utilizzata per pompare l'acqua dal serbatoio inferiore a quello superiore. Grazie alla regolazione automatica del sistema di regolazione, l'apertura della paletta direzionale viene regolata automaticamente in base alla prevalenza della pompa e l'energia elettrica viene convertita in energia potenziale per l'accumulo di acqua.
La centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio è principalmente responsabile del taglio dei picchi, della modulazione di frequenza, dello standby di emergenza e dell'avvio in assenza di corrente del sistema elettrico, che possono migliorare e bilanciare il carico del sistema elettrico, migliorare la qualità dell'approvvigionamento energetico e i benefici economici del sistema, e rappresenta il pilastro per garantire il funzionamento sicuro, economico e stabile della rete elettrica. La centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio è nota come "stabilizzatore", "regolatore" e "bilanciatore" nell'ambito del funzionamento sicuro della rete elettrica.
La tendenza di sviluppo delle centrali idroelettriche a pompaggio nel mondo è quella di raggiungere un salto elevato, una grande capacità e un'alta velocità. Un salto elevato significa che l'unità si sta sviluppando verso un salto d'acqua maggiore. Un'alta capacità significa che la capacità di una singola unità sta aumentando. Un'alta velocità significa che l'unità adotta una velocità specifica più elevata.
Struttura e caratteristiche
Gli edifici principali di una centrale idroelettrica ad accumulo di pompaggio generalmente comprendono un bacino di raccolta superiore, un bacino di raccolta inferiore, un sistema di trasporto dell'acqua, una centrale elettrica e altri edifici speciali. Rispetto alle centrali idroelettriche convenzionali, le strutture idrauliche delle centrali idroelettriche ad accumulo di pompaggio presentano le seguenti caratteristiche principali:
Ci sono due bacini idrici. Rispetto alle centrali idroelettriche convenzionali con la stessa capacità installata, la capacità del bacino delle centrali idroelettriche ad accumulo è solitamente ridotta.
Il livello dell'acqua del bacino idrico varia notevolmente e si alza e si abbassa frequentemente. Per consentire il raggiungimento dei picchi di carico e il riempimento delle valli nella rete elettrica, l'intervallo di variazione giornaliera del livello dell'acqua del bacino idrico della centrale idroelettrica ad accumulo è solitamente ampio, generalmente superiore a 10-20 m, e alcune centrali idroelettriche raggiungono i 30-40 m. La velocità di variazione del livello dell'acqua del bacino idrico è elevata, generalmente fino a 5-8 m/h, o addirittura 8-10 m/h.
I requisiti per la protezione anti-infiltrazione del bacino sono elevati. Se la centrale idroelettrica a pompaggio puro perde molta acqua a causa delle perdite del bacino superiore, la produzione di energia della centrale sarà ridotta. Pertanto, i requisiti per la protezione anti-infiltrazione del bacino sono elevati. Allo stesso tempo, al fine di prevenire il deterioramento delle condizioni idrogeologiche nell'area del progetto, danni da infiltrazione e perdite concentrate causate da infiltrazioni d'acqua, vengono richiesti requisiti più severi per la prevenzione delle infiltrazioni del bacino.
Il salto d'acqua è elevato. Il salto d'acqua delle centrali idroelettriche a pompaggio è generalmente elevato, per lo più tra i 200 e gli 800 metri. La centrale idroelettrica a pompaggio di Jixi, con una capacità installata totale di 1,8 milioni di kW, è il primo progetto con sezione a salto di 650 metri in Cina, mentre la centrale idroelettrica a pompaggio di Dunhua, con una capacità installata totale di 1,4 milioni di kW, è il primo progetto con sezione a salto di 700 metri in Cina. Con il continuo sviluppo del livello tecnico delle centrali idroelettriche a pompaggio, il numero di centrali idroelettriche ad alto salto e grande capacità in Cina aumenterà sempre di più.
L'altezza di installazione dell'unità è bassa. Per superare l'influenza della spinta idroelettrica e delle infiltrazioni sulla centrale, negli ultimi anni le grandi centrali idroelettriche ad accumulo costruite in patria e all'estero hanno adottato principalmente la forma di centrali sotterranee.
Data di pubblicazione: 25 aprile 2022
