Zadaniem elektrowni szczytowo-pompowej jest produkcja energii elektrycznej z energii grawitacyjnego spadku wody. W okresie nadwyżki produkcji energii elektrycznej wpompowuje się wodę ze zbiornika dolnego do górnego, zwiększając jej energię potencjalną. W okresie zwiększonego zużycia prądu, m.in. w godzinach szczytu, następuje wypuszczanie wody ze zbiornika górnego na turbinę i produkcja energii elektrycznej. Na tym też opiera się ekonomika działania tych elektrowni. Energia jest akumulowana w okresie, kiedy jest najtańsza, a oddawana do systemu (sprzedawana) w okresie najwyższego zapotrzebowania. Elektrownia taka jest de facto bardzo skutecznym akumulatorem o ogromnej pojemności i sprawności energetycznej na poziomie 70–80%. Istotną jej zaletą jest możliwość względnie szybkiego uruchomienia w nagłym przypadku – pełną moc osiąga ona w ciągu kilku minut (np. w Elektrowni Porąbka-Żar rozruch turbin trwa tylko 180 sekund).
Elektrownie szczytowo-pompowe uzupełniają źródła energii, w których występują okresowe nadwyżki energii, czy to spowodowane niemożnością szybkiego dostosowania ilości wytwarzanej energii elektrycznej do bieżącego zapotrzebowania (na przykład w konwencjonalnych elektrowniach cieplnych opalanych węglem, siłowniach jądrowych mających ograniczoną możliwość sterowania), czy źródłach odnawialnych jak fotowoltaika, czy turbiny wiatrowe. W przypadku siłowni cieplnych nadwyżka mocy, która musi być utrzymywana w porze nocnej, przepadłaby bezpowrotnie, gdyby nie została zmagazynowana przez elektrownie szczytowo-pompowe. Elektrownie szczytowo-pompowe są najpowszechniej (obecnie i już od kilkudziesięciu lat) używanymi dużymi magazynami energii elektrycznej – 95% światowych zasobów o łącznej mocy 184 GW, z ciągłymi perspektywami i potrzebami ich dalszego rozwoju.
W Polsce działają elektrownie szczytowo-pompowe o sumarycznej mocy 1767 MW, a kolejne 2500 MW jest w planach – mówiła wiceminister klimatu i środowiska Anna Łukaszewska-Trzeciakowska podczas posiedzenia podkomisji sejmowej. Dodała, że w tej chwili elektrownie szczytowo-pompowe to jedyny dostępny wielkoskalowy magazyn energii. Inwestycje w kolejne tego typu projekty są potrzebne, biorąc pod uwagę szybki rozwój odnawialnych źródeł energii, które w dużej mierze są zależne od pogody.
Więcej w tym artykule.
Przygotował: Piotr Okarmus
Zakład Technologii Koksowniczych