Ihmiset ovat käyttäneet liikkuvaa vettä energian luomiseen tuhansien vuosien ajan. Nykyään pumpattu vesi on yleisin verkkoon kytketyn energian varastoinnin muoto maailmassa.
Tämä tekniikka on valokeilassa, koska se pariutuu niin hyvin aurinko- ja tuulienergian kanssa. Päivän aikana, jolloin aurinkopaneelit ja tuulipuistot tuottavat korkeimman energian tason, ihmiset eivät todellakaan tarvitse paljon sähköä. Energiaa ei menetetä, ellei sitä ole varastoitu jonnekin.
Pumppuvesi voi varastoida ylimääräisen energian halvalla ja helposti, vapauttaen sen taas yöllä, kun kysyntä nousee.
Näin se kaikki toimii:
Kuinka se toimii
Yksinkertaisesti sanottuna, siihen sisältyy veden pumppaus mäen yläosassa olevaan säiliöön, kun energiaa on runsaasti, ja sitten annetaan sen virtaa takaisin turbiinin läpi tuottaakseen sähköä kysynnän kasvaessa.
Kuten kaikki säilytysjärjestelmät, saat vähemmän energiaa ulos kuin laitoit in - tässä tapauksessa yleensä noin 80% alkuperäisestä syötöstä - koska menetät energiaa kitkalle putkissa, turbiinissa ja generaattorissa. Vertailun vuoksi litium-ioni-akut ovat lähellä 90-95% tehokas, kun taas vetyenergian varastointi on alle 50% tehokas
Aiheeseen liittyvää aineistoa
Hyöty on se, että voimme tallentaa paljon energiaa mäen yläosaan ja pitää sitä siellä varastossa, kunnes tarvitsemme energiaa takaisin. Sitten se voidaan vapauttaa putkien kautta (tätä kutsutaan ”penstockiksi”) sähkön tuottamiseksi. Tämä tarkoittaa sitä, että pumpattu vesi voi luoda paljon ylimääräistä sähköä, kun kysyntä on suurta (esimerkiksi lämpöaallon aikana).
Pumppuveden haittana on, että sinulla on oltava kaksi säiliötä, jotka on erotettu merkittävällä korkeuserolla (tyypillisesti tarvitaan enemmän kuin 200m, yli 300m on ihanteellinen). Joten se ei toimi siellä, missä sinulla ei ole kukkuloita. Tutkimus on kuitenkin löytänyt 22,000 potentiaaliset sivustot Australiassa.
Pumppuvesisäiliö yhdistetään perinteisesti suhteellisen joustamattomien hiili- tai ydinvoimalaitosten kanssa käyttämällä vajaakäytössä olevaa sähköä, kun kysyntä on heikkoa (viikonloppuisin ja öisin), jolloin saadaan lisätuotantoa, kun kysyntä kasvaa päivällä ja illalla.
Tuulen ja aurinkoenergian käytön nopean kasvun myötä pumpattu vesivoima on jälleen kiinnostunut. Tämä johtuu siitä, että tuuli- ja aurinkovoimalaitosten tuotanto on riippuvainen säävaihteluista. Esimerkiksi aurinkovoimalaitokset tuottavat eniten sähköä päivän keskellä, kun taas sähkön kysyntä on usein korkeinta illalla. Tuuli voi kuolla tuntikausia tai jopa päiviä, jolloin puhaltaa yhtäkkiä kaasua. Pumpatulla vedellä voi olla avainrooli tämän vaihtelevuuden tasoittamisessa.
Jos tuuli- ja aurinkovoimaloiden tuottama sähkö on enemmän kuin kysyntä, energiaa on vähennettävä (ja se menettää), ellei meillä ole tapaa varastoida sitä. Tämän ylimääräisen voiman käyttäminen veden pumppaamiseen mäkeä kohti tarkoittaa, että aurinko- tai tuulivoimaa ei hukkaanta ja vettä voidaan pitää säiliöissä, kunnes kysyntä nousee illalla.
Energian varastointitekniikoita on paljon erilaisia, jokaisella on omat etunsa ja haittansa. Suurikokoisissa verkkoon liitetyissä järjestelmissä, joissa vaaditaan monta tuntia varastointia, pumpattu hydro on taloudellisesti kannattavin vaihtoehto.
Author
Roger Dargaville, vanhempi luennoitsija, Monashin yliopisto
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat
