Hydroelektrizität der gepumpten Lagerung (PSH) ist ein Typ der hydroelektrischen Energieerzeugung, die von einigen Kraftwerken für das Lastausgleichen verwendet ist. Die Methode versorgt Energie in der Form von Wasser, das von einem niedrigeren Erhebungsreservoir bis eine höhere Erhebung gepumpt ist. Preisgünstige unter der Spitze liegende elektrische Macht wird verwendet, um die Pumpen zu führen. Während Perioden der hohen elektrischen Nachfrage wird das versorgte Wasser durch Turbinen veröffentlicht, um elektrische Macht zu erzeugen. Obwohl die Verluste des pumpenden Prozesses das Werk einen Nettoverbraucher der Energie insgesamt, der Systemzunahme-Einnahmen durch den Verkauf von mehr Elektrizität während Perioden des Spitzenbedarfs machen, wenn Elektrizitätspreise am höchsten sind.

Gepumpte Lagerung ist die Form der größten Kapazität der Bratrost-Energielagerung verfügbar, und bezüglich des Märzes 2012, Electric Power Research Institute (EPRI) berichtet, dass PSH für mehr als 99 % der Hauptteil-Lagerungskapazität weltweit verantwortlich ist, ungefähr 127,000 MW vertretend. PSH hat berichtet, dass sich Energieeffizienz in der Praxis zwischen 70% ändert

zu 87 %.

Übersicht

In Zeiten der niedrigen elektrischen Nachfrage wird Übergenerationskapazität verwendet, um Wasser ins höhere Reservoir zu pumpen. Wenn es höhere Nachfrage gibt, wird Wasser zurück ins niedrigere Reservoir durch eine Turbine veröffentlicht, Elektrizität erzeugend. Umkehrbare Bauteile der Turbine/Generators handeln als Pumpe und Turbine (gewöhnlich ein Turbinendesign von Francis). Fast alle Möglichkeiten verwenden den Höhe-Unterschied zwischen zwei natürlichen Wassermassen oder künstlichen Reservoiren. Reine Werke der gepumpten Lagerung wechseln gerade das Wasser zwischen Reservoiren aus, während die Annäherung "der Pumpe zurück" eine Kombination der gepumpten Lagerung und herkömmlichen Wasserkraftwerke ist, die natürlichen Strom-Fluss verwenden. Werke, die gepumpte Lagerung nicht verwenden, werden herkömmliche Wasserkraftwerke genannt; herkömmliche Wasserkraftwerke, die bedeutende Lagerungskapazität haben, können im Stande sein, eine ähnliche Rolle im elektrischen Bratrost als gepumpte Lagerung, durch das Aufschieben der Produktion, bis erforderlich, zu spielen.

Eindampfungsverluste vom ausgestellten Wasserspiegel und Umwandlungsverluste in Betracht ziehend, können etwa 70 % bis 85 % der elektrischen Energie, die verwendet ist, um das Wasser ins Hochreservoir zu pumpen, wiedergewonnen werden. Die Technik ist zurzeit die rentabelsten Mittel, große Beträge der elektrischen Energie auf einer Betriebsbasis zu versorgen, aber Kapitalkosten und die Anwesenheit der passenden Erdkunde sind kritische Entscheidungsfaktoren.

Die relativ niedrige Energiedichte von gepumpten Lagerungssystemen verlangt entweder eine sehr große Wassermasse oder eine große Schwankung in der Höhe. Zum Beispiel haben 1000 Kilogramme Wasser (1 Kubikmeter) an der Oberseite von einem 100-Meter-Turm eine potenzielle Energie von ungefähr 0.272 Kilowatt · h (fähig dazu, die Temperatur desselben Betrags von Wasser um nur 0.23 Celsius-= 0.42 Fahrenheit zu erheben). Die einzige Weise, einen bedeutenden Betrag der Energie zu versorgen, ist durch das Auffinden einer großen Wassermasse auf einem Hügel relativ nahe, aber so hoch wie möglich oben, einer zweiten Wassermasse. An einigen Stellen kommt das natürlich, in anderen vor eine oder beide Wassermassen sind künstlich gewesen. Projekte, in denen beide Reservoire künstlich sind, und an dem keine natürlichen Wasserstraßen beteiligt werden, werden allgemein "geschlossenen Regelkreis" genannt.

Dieses System kann wirtschaftlich sein, weil es Lastschwankungen auf dem Macht-Bratrost glatt macht, ist das Erlauben von Thermalkraftwerken wie kohlenentlassene Werke und Kernkraftwerke und erneuerbare Energiekraftwerke, die Grundlast-Elektrizität zur Verfügung stellen, um fortzusetzen, an der Maximalleistungsfähigkeit (Grundlast-Kraftwerke) zu funktionieren, während sie das Bedürfnis danach reduzieren, Kraftwerke "zu kulminieren", die dieselben Brennstoffe wie viele baseload Thermalwerke, Benzin und Öl verwenden, aber für die Flexibilität aber nicht maximale Thermalleistungsfähigkeit entworfen worden. Jedoch sind Kapitalkosten für die speziell angefertigte Hydrolagerung relativ hoch.

Zusammen mit dem Energiemanagement kontrolliert gepumpte Lagerungssystemhilfe elektrische Netzfrequenz und stellt Reservegeneration zur Verfügung. Thermalwerke sind viel weniger im Stande, auf plötzliche Änderungen in der elektrischen Nachfrage zu antworten, potenziell Frequenz und Stromspannungsinstabilität verursachend. Gepumpte Lagerungswerke, wie andere Wasserkraftwerke, können antworten, um Änderungen innerhalb von Sekunden zu laden.

Der erste Gebrauch der gepumpten Lagerung war in den 1890er Jahren in Italien und der Schweiz. In den 1930er Jahren sind umkehrbare hydroelektrische Turbinen verfügbar geworden. Diese Turbinen konnten als beide Turbinengeneratoren und rückwärts als elektrischer Motor gesteuerte Pumpen funktionieren. Die letzten in der groß angelegten Techniktechnologie sind variable Geschwindigkeitsmaschinen für die größere Leistungsfähigkeit. Diese Maschinen erzeugen in der Synchronisation mit der Netzfrequenz, aber funktionieren asynchron (unabhängig der Netzfrequenz) als Motorpumpen.

Der erste Gebrauch der gepumpten Lagerung in den Vereinigten Staaten war 1930 durch Connecticut Electric and Power Company mit einem großen Reservoir, das in der Nähe von Neuem Milford, Connecticut gelegen ist, Wasser vom Fluss Houstatonic bis das Lagerungsreservoir um 230 Fuß oben pumpend.

Ein neuer Gebrauch für die gepumpte Lagerung soll die schwankende Produktion von periodisch auftretenden Macht-Quellen ebnen. Die gepumpte Lagerung stellt eine Last in Zeiten der hohen Elektrizitätsproduktion und niedrigen Elektrizitätsnachfrage zur Verfügung, zusätzliche Systemmaximalkapazität ermöglichend. In bestimmten Rechtsprechungen können Elektrizitätspreise Null oder gelegentlich negativ (Ontario Anfang September 2006) bei Gelegenheiten nah sein, dass es mehr elektrische Generation gibt als Last, die verfügbar ist, um es zu absorbieren; obwohl zurzeit das selten wegen des Winds allein ist, vergrößerte Windgeneration die Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse vergrößern kann. Es ist besonders wahrscheinlich, dass gepumpte Lagerung besonders wichtig als ein Gleichgewicht für die sehr in großem Umfang photovoltaic Generation werden wird.

Weltgebrauch der Hydroelektrizität der gepumpten Lagerung

2009 hat Welt gepumpt Lagerungserzeugen-Kapazität war 104 GW, während andere Quellforderung 127 GW, der die große Mehrheit aller Typen des Dienstprogramm-Ranges elektrische Lagerung umfasst. Die EU hatte 38.3 GW Nettokapazität (36.8 % der Weltkapazität) aus insgesamt 140 GW der Wasserkraft und des Darstellens 5 % der elektrischen Gesamtnettokapazität in der EU. Japan hatte 25.5 GW Nettokapazität (24.5 % der Weltkapazität).

2010 hatten die Vereinigten Staaten 21.5 GW der gepumpten Lagerungserzeugen-Kapazität (20.6 % der Weltkapazität). PHS haben-5501 (netto)-GWh der Energie 2010 erzeugt, weil mehr Energie im Pumpen verbraucht wird, als es erzeugt wird.

Fünf größte betriebliche Werke der gepumpten Lagerung werden unten verzeichnet:

Potenzielle Technologien

Der Gebrauch von unterirdischen Reservoiren ist untersucht worden. Neue Beispiele schließen das vorgeschlagene Gipfel-Projekt in Norton, Ohio und das Gestell-Hoffnungsprojekt in New Jersey ein, das eine ehemalige Eisenmine als das niedrigere Reservoir verwendet haben sollte. Mehrere neue Untergrundbahn hat gepumpt Lagerungsprojekte sind vorgeschlagen worden. Kostenvoranschläge für diese Projekte sind höher als für Oberflächenprojekte, aber ihr Gebrauch könnte die Zahl von gepumpten Lagerungsseiten außerordentlich ausbreiten.

Ein neues Konzept soll Windturbinen oder Sonnenmacht verwenden, Wasserpumpen direkt, tatsächlich ein 'Energiespeicherungswind oder Sonnendamm' zu steuern. Das konnte einen effizienteren Prozess zur Verfügung stellen und nützlich die Veränderlichkeit der Energie wegräumen, die vom Wind oder der Sonne gewonnen ist.

Man kann gepumptes Seewasser verwenden, um die Energie zu versorgen. Die 30 MW Yanbaru Projekt in Okinawa waren die erste Demonstration der gepumpten Lagerung des Meerwassers. Ein 300 MW Meerwasser-basiertes Projekt ist kürzlich auf Lanai, die Hawaiiinseln vorgeschlagen worden, und mehrere Meerwasser-basierte Projekte sind kürzlich in Irland vorgeschlagen worden. Ein anderes potenzielles Beispiel davon konnte in einer Gezeitentalsperre oder Gezeitenlagune verwendet werden. Ein potenzieller Vorteil davon entsteht, wenn Meerwasser erlaubt wird, hinter der Talsperre oder in die Lagune beim Hochwasser zu fließen, wenn der Wasserspiegel jede Seite der Barriere grob gleich ist, wenn der potenzielle Energieunterschied Null nah ist. Dann wird Wasser an niedrigen Gezeiten veröffentlicht, als ein Kopf von Wasser hinter der Barriere aufgebaut worden ist, wenn es einen viel größeren potenziellen Energieunterschied zwischen den zwei Wassermassen gibt. Das Ergebnis, das ist, dass, wenn die Energie, die verwendet ist, um das Wasser zu pumpen, wieder erlangt wird, es zu einem Grad abhängig vom Kopf von aufgebautem Wasser multipliziert haben wird. Eine weitere Erhöhung soll mehr Wasser beim Hochwasser pumpen, das weiter den Kopf mit zum Beispiel periodisch auftretendem renewables vergrößert. Zwei Kehrseiten sind, dass der Generator unter dem Meeresspiegel sein muss, und dass Seeorganismen dazu neigen würden, auf der Ausrüstung zu wachsen und Operation zu stören. Das ist nicht ein Hauptproblem für das Kraftwerk von EDF LA RANCE TIDAL in Frankreich.

Anstatt Wasser bergauf zu pumpen, kann die gepumpte Lagerungsidee umgekehrt werden, Luft unter Wasser pumpend.

Siehe auch

• Bratrost-Energielagerung
• Hydroelektrizität
• Wasserkraft
• Liste von Wasserkraftwerken der gepumpten Lagerung

Außenverbindungen