نیروگاه تلمبه ذخیره ای چیست؟

نیروی جاذبه نیرویی قدرتمند و گریزناپذیر است که همیشه ما را احاطه می کند و همچنین یکی از پایه ترین فن آوری های ذخیره انرژی یعنی نیروگاه تلمبه ذخیره ای را پشتیبانی می کند.

نیروگاه تلمبه ذخیره ای 

  نیروگاه تلمبه ذخیره ای انرژی را به صورت آب در یک مخزن فوقانی ذخیره می کند که از یک مخزن دیگر در ارتفاع پایین تر پمپ می شود. در دوره هایی که تقاضای برق زیاد است ، انرژی با ذخیره آب ذخیره شده از طریق توربین ها به همان روشی که یک نیروگاه برق آبی معمولی است ، تحریک می شود. در دوره هایی با تقاضای کم (معمولاً شب ها یا آخر هفته ها که برق نیز هزینه کمتری دارد) ، با استفاده از برق کم هزینه از شبکه ، مخزن بالایی شارژ می شود تا آب را به مخزن فوقانی برگرداند این نیروگاه ها به طور معمول بسیار کارآمد هستند و می تواند از نظر تعادل بار در کل سیستم برق بسیار مفید باشد. پتانسیل آنها در ارائه خدمات شبکه جانبی حیاتی می تواند بسیار مقرون به صرفه باشد.

تاریخچه

•   اولین بار از سیستم تلمبه ذخیره ای در دهه ۱۸۹۰ در ایتالیا و سوئیس استفاده شد.
• در دهه ۱۹۳۰ توربین برق آبی قابل برگشت ساخته و در دسترس قرار گرفت. این توربین ها می توانستند به صورت توربین- ژنراتور و در جهت عکس  به صورت پمپ های مجهز به موتور الکتریکی عمل کنند. 
• در سال ۲۰۰۰، ایالات متحده آمریکا دارای ظرفیت تلمبه ذخیره ای به میزان ۵/۱۹ گیگاوات بود که ۵/۲ درصد ظرفیت تولید بار پایه این کشور را به عهده داشت.
• در سال ۱۹۹۹، اروپا از مجموع ۱۸۸ گیگاوات نیروی برق آبی ۳۲ گیگاوات ظرفیت تلمبه ذخیره ای داشت که نشان دهنده ۵/۵ درصد مجموع ظرفیت برق در اروپا است.

 عملکرد نیروگاه تلمبه ذخیره ای

این روش ذخیره سازی انرژی، قدیمی ترین نوع ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ است و با یک اصل بسیار ساده کار می کند به این صورت که دو مخزن در ارتفاعات مختلف مورد نیاز است و هنگامی که آب از مخزن فوقانی به مخزن پایین تر منتقل می شود ، انرژی از طریق توربین و ژنراتور جهت ایجاد برق هدایت می شود. سپس آب به مخزن فوقانی برگشت داده می شود. اتلاف انرژی در تبدیل انرژی از یک شکل به شکل دیگر 80٪ است در حال حاضر 95٪ از کل ظرفیت ذخیره سازی الکتریکی در مقیاس بزرگ در سراسر جهان توسط نیروگاه تلمبه ذخیره ای تأمین می شود. علی رغم مفید بودن و این که یک فناوری کاملاً آزمایش شده است ، اما محدودیت های خود را دارد. به عنوان مثال مخازن به ورودی آب بستگی دارند و در بسیاری از موارد ورودی فصلی است.

پتانسیل آینده

بر اساس گزارش IHA ، کل ظرفیت نیروگاه تلمبه ذخیره ای در سال گذشته 158 گیگاوات برآورد شد.مطالعات متعدد پتانسیل گسترده ای را برای مکانهای ذخیره سازی در سراسر جهان شناسایی کرده است و تحقیقات در حال رشدی در مورد امکان مقاوم سازی معادن ، غارهای زیرزمینی ، سدهای بدون نیروگاه و نیروگاههای آبی معمولی وجود دارد. انتظار می رود که ظرفیت ذخیره سازی نیروگاه تلمبه ذخیره ای تقریباً 50 درصد افزایش یابد.موانع موجود دراین نوع نیروگاه شامل مقررات موجود در بازار و چارچوب های سیاست است که نمی توانند انگیزه تحولات جدید را ایجاد کنند.انعطاف پذیری و خدمات ذخیره سازی ارائه شده توسط نیروگاه تلمبه ذخیره ای هنوز به اندازه کافی ارزیابی نشده است ، که باعث کاهش سرمایه گذاری بخش خصوصی و جلوگیری از پروژه های جدید بالقوه می شود. فقط حجم کوچکی از سدهای جهان برای تولید برق آبی ساخته شده اند که بیشتر آنها برای آبیاری ، تأمین آب ، کنترل سیل و سایر اهداف استفاده می شود. ظرفیت تولید نیروگاه تلمبه ذخیره ای در سال 2019 به 1308 گیگاوات رسید. چین ، برزیل ، ایالات متحده آمریکا ، کانادا و هند با ظرفیت نصب شده بزرگترین تولید کننده برق آبی هستند. بین سالهای 2015 و 2019 ، متوسط رشد سالانه جهانی در ظرفیت نصب شده برق آبی 2.1 درصد بوده است.

اجزای نیروگاه تلمبه ذخیره ای 

 این نیروگاه ها نیز مانند بقیه نیروگاه ها، داراي اجزاي اصلی ضروري براي تولید قدرت، یعنی توربین، ژنراتور، گاورنر (Governor) و تحریک کننده مجهز به دستگاه تنظیم ولتاژ هستند.