Elektrownia szczytowo-pompowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Górny zbiornik elektrowni szczytowo-pompowej Dlouhé Stráně w Czechach z widoczną w oddali górą Pradziad z wieżą na jej szczycie
Przykładowy schemat konstrukcji elektrowni szczytowo-pompowej

Elektrownia szczytowo-pompowa (ESP) – zakład przemysłowy, którego zadaniem jest przemiana energii elektrycznej w energię grawitacyjną wody pompowanej do górnego zbiornika oraz proces odwrotny.

W elektrowni szczytowo-pompowej zamienia się energię elektryczną na energię potencjalną grawitacji poprzez wpompowanie wody ze zbiornika dolnego do górnego w okresie nadwyżki produkcji nad zapotrzebowaniem na energię elektryczną (np. w nocy), a następnie, w godzinach szczytu, następuje odwrócenie procesu.

Na tym też opiera się ekonomika działania tych elektrowni. Energia elektryczna jest skupowana w okresie, kiedy jest najtańsza, a oddawana do systemu (sprzedawana) w okresie najwyższego zapotrzebowania i za wyższą cenę.

Wbrew nazwie elektrownia taka nie produkuje sumarycznie prądu i jest de facto bardzo skutecznym akumulatorem o ogromnej pojemności i sprawności energetycznej rzędu 70-80%[1]. 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 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 w energii potencjalnej wody.

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[2]. Alternatywami dla nich są między innymi: magazynowanie energii za pomocą sprężonego powietrza, produkcja syntetycznych paliw, magazynowanie energii w postaci termicznej oraz wiele innych rodzajów magazynów energii, które jednak najczęściej są bardziej kosztowne lub nadal nie dość rozwinięte technologicznie[3].

Elektrownie szczytowo-pompowe w Polsce[edytuj | edytuj kod]

Ogółem, w skali kraju elektrownie szczytowo-pompowe oferują 1,8 GW mocy i magazynowanie niecałych 9 GWh.[11][13] Dla porównania moc 26 ESP w Niemczech wynosi 6,3 GW plus wykorzystanie 3,4 GW spoza kraju[2], w Wielkiej Brytanii moc ESP wynosi 2,9 GW a magazynowanie 30 GWh (2009)[11].

Planowane elektrownie szczytowo-pompowe w Polsce[edytuj | edytuj kod]

  • Elektrownia szczytowo-pompowa Młoty (Kotlina Kłodzka) – budowę rozpoczęto w roku 1972, po czym w 1981 ją wstrzymano. Obecnie rozważane jest wznowienie budowy (szacowany koszt inwestycji 3-4 mld PLN). Projektowana moc 750 MW, magazynowanie 3,5[14]-4[8] GWh[15][16],
  • Elektrownia szczytowo-pompowa Kadyny/Tolkmicko (pow. elbląski). Projektowana moc 1040 MW, magazynowanie 12 GWh[7] (byłaby największą w kraju)[17],
  • Elektrownia szczytowo-pompowa Rożnów II. Projektowana moc 700 MW, magazynowanie 3,5 GWh[8][7]

Rozważane historycznie elektrownie szczytowo-pompowe w Polsce[edytuj | edytuj kod]

Największe elektrownie szczytowo-pompowe na świecie[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Jacob, Thierry.Pumped storage in Switzerland - an outlook beyond 2000 Stucky. Accessed: 13 February 2012.
  2. a b Dariusz Ciepiela: Niemcy budują elektrownie szczytowo-pompowe. U nas temat ucichł. wnp.pl, 2020-07-28. [dostęp 2021-10-21].
  3. Chmielewski A., Kupecki J., Szabłowski Ł., Fijałkowski K.J., Zawieska J., Bogdziński K., Kulik O. i Adamczewski T.: Dostępne i przyszłe formy magazynowania energii. Fundacja WWF Polska, 2020. [dostęp 2021-10-21]. ISBN 978-83-60757-55-0.
  4. Janusz Steller: Hydropower and its development • Energetyka wodna i jej rozwój. Acta Energetica, 2013, 3/16 s. 7-20. [dostęp 2022-04-23]. (ang. • pol.).
  5. a b Janusz Steller: Z dziejów energetyki wodnej na ziemiach polskich – część II. Energetyka Wodna, 2014. [dostęp 2022-04-23]. (pol.).
  6. Elektrownia Wodna Żarnowiec - historia i dzień dzisiejszy. elektroenergetyka.pl. [dostęp 2022-03-09]. (pol.).
  7. a b c d e f Zespół ekspercki ds. budowy ESP: Rola elektrowni szczytowo-pompowych w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym: uwarunkowania i kierunki rozwoju - Raport. gov.pl, 2022. [dostęp 2022-08-17].
  8. a b c Tomasz Elżbieciak: Elektrownie szczytowo-pompowe coraz pilniej potrzebne. WysokieNapiecie.pl, 2022-06-27. [dostęp 2022-08-17].
  9. Patrycja Rapacka: Mała wielka elektrownia szczytowo-pompowa Porąbka Żar. globenergia.pl. [dostęp 2022-03-09].
  10. Zespół Elektrowni Wodnych Solina–Myczkowce. [dostęp 2014-02-15]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-02-21)].
  11. a b c d e David J.C. MacKay: Zrównoważona energia – bez bicia piany. UIT Cambridge (2008), Fundacja EkoRozwoju (2011), 2011. s. 201. [dostęp 2022-03-10]. ISBN 978-83-923848-1-6. (ang. • pol.).
  12. Energa zakończyła modernizację elektrowni Żydowo
  13. Stanisław Lewandowski, Mariusz Lewandowski, Janusz Steller: Hydrozespoły odwracalne o zmiennej prędkości obrotowej – możliwości i korzyści techniczno-ekonomiczne. [dostęp 2022-03-10].
  14. Karol Kołtowski: Nowa elektrownia szczytowo-pompowa. Wznowią prace po 33 latach. gadzetomania.pl, 2022-01-18. [dostęp 2022-08-17].
  15. Dariusz Ciepiela: PGE rozważa dokończenie budowy elektrowni za 4 mld zł. wnp.pl, 2021-05-06. [dostęp 2021-10-21].
  16. Elektrownia Młoty jednak powstanie? PGE przeprowadza analizę prawną. money.pl, 2021-05-06. [dostęp 2021-10-21].
  17. Stanisław Lewandowski, Tadeusz Kiedrowski, Adam Adamkowski, Janusz Steller: Wybrane doświadczenia modernizacji hydrozespołu nr 2 Elektrowni Szczytowo-Pompowej Żarnowiec. elektroenergetyka.pl, 02 2003. [dostęp 2022-04-23]. (pol.).
  18. Andrzej Korczak, Jan Rduch: Energetyka wodna w Polsce; stan aktualny i perspektywy rozwoju. wis.pol.lublin.pl, 2009. [dostęp 2022-08-17].
  19. a b Tomasz Elżbieciak: Wodne elektrownie szczytowe mogą wrócić z wielką pompą. WysokieNapiecie.pl, 2022-03-29. [dostęp 2022-04-24]. (pol.).
  20. Józef Sawicki: Analiza technicznych możliwości budowy elektrowni szczytowo-pompowej w odkrywkach KWB „Bełchatów”. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, 2009, 128(36) s. 211-219. [dostęp 2022-04-23]. (pol.).
  21. Jakub Jurasz: Optymalizacja mocy zainstalowanej w słoneczno-wiatrowo-pompowym układzie źródeł energii. AGH, Wydział Zarządzania, Katedra Inżynierii Zarządzania, 06 2016. s. 45-47. [dostęp 2022-04-23]. (pol.).
  22. Jakub Jurasz: Integracja źródeł generacji wiatrowej i słonecznej z krajową siecią energetyczną w oparciu o elektrownie szczytowo-pompowe. AGH, 2017-07-05. s. 22. [dostęp 2022-04-23]. (pol.).
  23. Rząd planuje budowę nowych elektrowni szczytowo-pompowych. Turów wpisuje się idealnie!. WysokieNapiecie.pl, 2021-10-27. [dostęp 2022-08-17].
  24. Pomysł na Turów? Elektrownia szczytowo-pompowa. zgorzelec.info, 2022-01-21. [dostęp 2022-08-17].
  25. Elektrownia Turów ma szansę produkować zieloną energię. portalkomunalny.pl, 2020-10-06. [dostęp 2022-08-17].
  26. a b c Największa elektrownia szczytowo-pompowa na świecie rozpoczęła pracę. gramwzielone.pl, 2022-01-14. [dostęp 2022-03-10].
  27. Zhang Mingxin: Clean power plant online to ensure sound Beijing Winter Olympics. ecns.cn, 2021-12-31. [dostęp 2022-04-23]. (ang.).
  28. Ryan Koronowski: The Inside Story Of The World's Biggest 'Battery' And The Future Of Renewable Energy. [w:] Think Progress [on-line]. 2013-08-27. [dostęp 2022-03-10]. [zarchiwizowane z tego adresu (2019-06-11)]. (ang.).
  29. Pumped-Storage Hydroelectric Plants in China. 2011-12-31. [dostęp 2022-03-10]. [zarchiwizowane z tego adresu].
  30. Huizhou Pumped-storage Power Station. PSIQuartz. [dostęp 2022-03-10]. [zarchiwizowane z tego adresu (15 July 2011)].
  31. Ludington Pumped Storage. [dostęp 2022-03-10]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-10-23)].
  32. Sandia National Laboratories: DOE OE Global Energy Storage Database. [dostęp 2022-03-10].
  33. La Muela II Pumped storage power station | Iberdrola. [dostęp 2022-03-10]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-12-21)].