A usina hidrelétrica reversível (URG) é a tecnologia mais amplamente utilizada e madura para armazenamento de energia em larga escala, com capacidade instalada de até gigawatts. Atualmente, é a URG com a escala de desenvolvimento mais madura do mundo.
As usinas hidrelétricas reversíveis possuem tecnologia madura e estável, além de altos benefícios abrangentes. São frequentemente utilizadas para cortes de pico e para geração de energia em modo de espera. As usinas hidrelétricas reversíveis são a tecnologia mais amplamente utilizada e madura para armazenamento de energia em larga escala, e sua capacidade instalada pode atingir gigawatts.
De acordo com estatísticas incompletas do Comitê Profissional de Armazenamento de Energia da Associação Chinesa de Pesquisa Energética, atualmente, a usina hidrelétrica reversível com o desenvolvimento mais maduro e a maior capacidade instalada do mundo é a usina hidrelétrica reversível. Em 2019, a capacidade global de armazenamento de energia atingiu 180 milhões de kW, e a capacidade instalada das usinas hidrelétricas reversíveis ultrapassou 170 milhões de kW, representando 94% do total de armazenamento de energia global.
A usina hidrelétrica reversível utiliza a energia em baixa carga do sistema elétrico para bombear água para locais mais altos para armazenamento e descarregar água para geração de energia durante o período de pico de carga. Quando a carga está baixa, a usina hidrelétrica reversível é a usuária; em pico de carga, é uma usina de energia.
A unidade da Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado tem duas funções básicas: bombeamento e geração de energia. A unidade opera como uma turbina hidráulica durante o pico de carga do sistema elétrico. A abertura da palheta guia da turbina hidráulica é ajustada através do sistema regulador para converter a energia potencial da água em energia mecânica de rotação da unidade, e então a energia mecânica é convertida em energia elétrica através do gerador.
Quando a carga do sistema de energia está baixa, ele é usado como uma bomba d'água para operar. A energia elétrica no ponto mais baixo é usada para bombear água do reservatório inferior para o reservatório superior. Através do ajuste automático do sistema regulador, a abertura da palheta guia é ajustada automaticamente de acordo com a altura manométrica da bomba, e a energia elétrica é convertida em energia potencial de armazenamento de água.
A usina hidrelétrica reversível (HUR) é a principal responsável pelo corte de picos, modulação de frequência, reserva de emergência e partida a frio do sistema elétrico, o que pode melhorar e equilibrar a carga do sistema, melhorar a qualidade do fornecimento de energia e os benefícios econômicos do sistema, além de ser o pilar para garantir a operação segura, econômica e estável da rede elétrica. A HUR é conhecida como "estabilizadora", "reguladora" e "balanceadora" na operação segura da rede elétrica.
A tendência de desenvolvimento de usinas hidrelétricas reversíveis no mundo é de alta queda d'água, grande capacidade e alta velocidade. Alta queda d'água significa que a unidade está evoluindo para uma queda d'água maior. Grande capacidade significa que a capacidade de uma única unidade está aumentando. Alta velocidade significa que a unidade adota uma velocidade específica mais alta.
Estrutura e características
As principais edificações de uma Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado geralmente incluem reservatório superior, reservatório inferior, sistema de transporte de água, casa de força e outras edificações especiais. Em comparação com as usinas hidrelétricas convencionais, as estruturas hidráulicas das usinas hidrelétricas de armazenamento bombeado apresentam as seguintes características principais:
Existem dois reservatórios. Em comparação com usinas hidrelétricas convencionais com a mesma capacidade instalada, a capacidade do reservatório das usinas hidrelétricas reversíveis é geralmente pequena.
O nível da água do reservatório varia bastante, subindo e descendo com frequência. Para realizar a tarefa de redução de picos e preenchimento de vales na rede elétrica, a variação diária do nível da água do reservatório em usinas hidrelétricas de armazenamento bombeado é geralmente grande, geralmente superior a 10 a 20 m, e algumas usinas hidrelétricas chegam a 30 a 40 m, e a taxa de variação do nível da água do reservatório é rápida, geralmente de até 5 a 8 m/h, ou mesmo de 8 a 10 m/h.
Os requisitos para proteção contra infiltração de reservatórios são elevados. Se a usina hidrelétrica reversível pura perder muita água devido ao vazamento do reservatório superior, a geração de energia da usina será reduzida. Portanto, os requisitos para proteção contra infiltração de reservatórios são elevados. Ao mesmo tempo, a fim de evitar a deterioração das condições hidrogeológicas na área do projeto, danos por infiltração e vazamentos concentrados causados por infiltração de água, requisitos mais rigorosos também são impostos para a prevenção de infiltração de reservatórios.
A queda d'água é alta. A queda d'água da Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado é geralmente alta, geralmente entre 200 e 800 m. A Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado de Jixi, com capacidade instalada total de 1,8 milhão de kW, é o primeiro projeto de seção de queda d'água de 650 metros na China, e a Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado de Dunhua, com capacidade instalada total de 1,4 milhão de kW, é o primeiro projeto de seção de queda d'água de 700 metros na China. Com o desenvolvimento contínuo do nível técnico das usinas hidrelétricas de armazenamento bombeado, o número de usinas hidrelétricas de alta queda d'água e grande capacidade na China aumentará cada vez mais.
A elevação de instalação da unidade é baixa. Para superar a influência da flutuabilidade e da infiltração na casa de força, grandes usinas hidrelétricas de armazenamento bombeado construídas no país e no exterior têm adotado, principalmente, o formato de casa de força subterrânea nos últimos anos.
Horário da publicação: 25/04/2022
