Application en centrale hydroélectrique

Application en centrale hydroélectrique

Les usines hydroélectriques à pompage sont principalement utilisées pour les centrales électriques de stockage par pompage. Lorsque la charge du réseau électrique est inférieure à la charge de base, elles peuvent être utilisées comme pompe à eau, utilisant la capacité excédentaire de production pour pomper de l'eau depuis le réservoir en aval vers le réservoir amont afin de stocker l'énergie sous forme d'énergie potentielle ; lorsque la charge du système est supérieure à la charge de base

À cette charge, il peut être utilisé comme une centrale hydroélectrique pour produire de l'électricité afin de réguler la charge de pointe. Par conséquent, la centrale de stockage par pompage pur ne peut pas augmenter la puissance du système électrique, mais elle peut améliorer le fonctionnement économique de l'unité de production thermique et augmenter l'efficacité globale du système électrique. Depuis les années 1950, les unités de stockage par pompage ont reçu une attention considérable et un développement rapide dans les pays du monde entier.

Les unités de stockage par pompage développées dans les premiers jours ou avec de grandes hauteurs adoptent principalement le type à trois machines, composé d'un générateur-moteur, d'une centrale hydroélectrique et d'une pompe à eau connectées en série. Ses avantages sont que la centrale hydroélectrique et la pompe sont conçues séparément, ce qui peut offrir une efficacité plus élevée, et l'unité tourne dans la même direction lors de la production d'électricité et du pompage, et peut être rapidement convertie de la production d'électricité au pompage, ou du pompage à la production d'électricité. En même temps, la centrale hydroélectrique peut être utilisée pour démarrer l'unité. Ses inconvénients sont un coût élevé et un investissement important dans la centrale.

Les aubes de la roue d’une pompe à écoulement diagonal peuvent pivoter, ce qui lui confère de bonnes performances opérationnelles même lorsque la hauteur manométrique et la charge varient. Toutefois, en raison des limitations liées aux caractéristiques hydrauliques et à la résistance des matériaux, sa hauteur manométrique maximale n’atteignait, au début des années 1980, que 136,2 mètres (centrale de Takane Première, Japon). Pour des hauteurs manométriques supérieures, des centrales hydroélectriques à pompage de type Francis sont requises.

La centrale hydroélectrique à accumulation par pompage est équipée de réservoirs supérieur et inférieur. Dans la condition de stockage d’une même énergie, l’augmentation de la hauteur de chute permet de réduire la capacité de stockage, d’accroître la vitesse de l’unité et de diminuer le coût du projet. En conséquence, les centrales hydroélectriques à haute chute, supérieures à 300 mètres, se développent rapidement. La centrale hydroélectrique à pompe de type Francis présentant la plus haute chute au monde est installée à la centrale de Bainabashta en Yougoslavie. Sa puissance unitaire est de 315 MW, la hauteur de chute de la centrale hydroélectrique est de 600,3 mètres ; la hauteur de chute de la pompe est de 623,1 mètres et sa vitesse est de 428,6 tr/min. Elle entre en service chaque année.