Vesivoimalan sovellus

Vesivoimalan sovellus

Pumpaavat vesivoimalat käytetään pääasiassa pomppuelintarvikevoimaloissa. Kun sähköjärjestelmän kuormitus on alempi kuin peruskulutus, niitä voidaan käyttää vesipommina, joka hyödyntää ylimääräistä tuotantokapasiteettia veden pomppimiseen alavuorosta ylävuoroon potentiaalienergian muodossa; kun kuormitus on korkeampi kuin peruskulutus

Tällä tuloksella sitä voidaan käyttää vesivoimalana sähkön tuottamiseen huipputuloksen säätämiseksi. Siksi pelkkä pumpaava varastovoimala ei voi lisätä sähköjärjestelmän tehoä, mutta se voi parantaa lämpövoimayksikön taloudellista toimintaa ja korvata sähköjärjestelmän yleisen tehokkuuden. 1950-luvulta alkaen pumpaavat varastoyksiköt ovat saaneet laajaa huomiota ja nopeaa kehitystä maailman eri maissa.

Varastointiyksiköt, jotka kehitettiin varhaisessa vaiheessa tai joilla on korkeat vesipaineet, käyttävät useimmiten kolme-yksikköä, joka koostuu generaattorimotorista, vesienergiakannasta ja sarjassa yhdistetyistä vesipumpeista. Sen edut ovat se, että vesienergiakanta ja pumpuksen suunnittelu tapahtuu erillisesti, mikä voi antaa paremman tehokkuuden, ja että yksikkö pyörii samassa suunnassa energian tuotannossa ja pomppauksessa, ja se voidaan nopeasti siirtää energian tuotannosta pomppaukseen tai päinvastoin. Samalla vesienergiakanta voidaan käyttää yksikön käynnistämiseen. Sen haittoja ovat kuitenkin korkeat kustannukset ja suurempi sijoitusvoitto.

Vinovirtauspumpun pyörivän osan siivet voivat kääntyä, ja se toimii edelleen hyvin, vaikka paine ja kuorma muuttuisivat, mutta hydraulisten ominaisuuksien ja materiaalin lujuuden rajoitusten vuoksi sen korkein saavutettu paine oli 1980-luvun alussa vain 136,2 metriä (Japanin Takane 1 -voimalaitos). Korkeampia paineita varten tarvitaan Francis-pumpun vesivoimakoskia.

Pumppuvaravoimalaitos on varustettu ylä- ja alareservoareilla. Saman energiamäärän varastointiin vaadittava varastotilavuus pienenee, kun pumppuvaravoimalaitoksen korkeus kasvaa; samalla voimalaitoksen yksikön kierrosnopeus kasvaa ja hankkeen kustannukset vähenevät. Tämän seurauksena yli 300 metrin korkeuden omaavia pumppuvaravoimalaitoksia kehitetään nopeasti. Maailman korkeimman pääkorkeuden omaava Francis-pumppuhydropower-laitos on asennettu Jugoslavian Bainabashta–voimalaitokseen. Sen yksittäinen teho on 315 MW, hydropower-laitoksen pääkorkeus on 600,3 metriä; pumppuun liittyvä pääkorkeus on 623,1 metriä ja kierrosnopeus 428,6 rpm. Laitos otettiin käyttöön joka vuosi.