Pompaccumulatiesystemen

Voorbeelden van pompopslagsystemen

Pompaccumulatiesystemen zijn een van de mogelijkheden om elektrische energie op te slaan. Hieronder worden twee voorbeelden van pompaccumulatiesystemen gegeven.

Wales. De First Hydro Company in bedrijft twee pompaccumulatiesysteem bij Dinorwig and Ffestiniog in Wales, Groot-Brittannië. De installatie bij Dinorwig is de grootste en heeft een vermogen van 1.728 MW. De installatie bij Ffestiniog heeft een vermogen van 360 MW [FHC].

Verenigde Staten. Een ander voorbeeld van een pompaccumulatiesysteem is de 1080 MW Pumped Hydropower Storage Facility Northfield Mountain in Northfield Massachusetts in de Verenigde Staten. Dit opslagsysteem werd in 1972 in bedrijf genomen en was in die tijd het grootste pompaccumulatiesysteem in de VS. Het water van de Connecticut rivier wordt 245 meter omhoog gepompt naar een kunstmatig reservoir met een inhoud van 20 miljoen kubieke meter. Met deze inhoud kan 10 uur op vol vermogen elektriciteit worden geproduceerd met vier omkeerbare turbines. Iedere turbine kan 76 m³ water per seconde omhoog pompen en 270 MW elektriciteit leveren als het water omlaag stroomt. Het systeem kan vanaf stilstand binnen een paar minuten op vol vermogen stroom leveren [US Department of Energy].

OPAC,een pompaccumulatiesysteem in een mijnschacht

Voor Nederland zijn de gebruikelijke pompaccumulatiesystemen minder geschikt omdat hier geen grote hoogteverschillen zijn, behalve als van oude mijnen gebruik wordt. Door Royal Haskoning is in 2007 een plan uitgewerkt om gebruik te maken van oude mijnschachten voor het opslaan van energie in de vorm van waterkracht (OPAC: Ondergrondse Pomp Accumulatie Centrale). Het behelst een bovengronds meer waaruit water 1400 meter diep naar beneden valt in een ondergronds reservoir. In tijden van elektriciteitsoverschot wordt het water uit het ondergrondse reservoir naar boven gepompt. In tijden van schaarste stort het water van het bovengrondse meer in het ondergrondse reservoir en wordt elektriciteit opgewekt. De waterkrachtturbine die het pompen voor zijn rekening neemt en ook de elektriciteit opwekt wordt beneden bij het ondergrondse reservoir geplaatst. Het piekvermogen van de OPAC bedraagt 1400 MW en dit vermogen kan bijna 6 uur lang geleverd worden. In totaal kan dus iets meer dan 8 GWh aan elektriciteit worden geleverd vanuit de OPAC. Het plan Lievense/KEMA behelsde de bouw van een stuwmeer op de Noordzee voor het opslaan van windenergie met een omgekeerd stuwmeer. Tijdens een overschot aan elektrische energie wordt het water uit het meer gepompt; bij een tekort wordt water ingelaten en in elektriciteit omgezet. Het niveau van het valmeer ligt ongeveer 30 tot 40 meter onder het waterniveau van de Noordzee. De opslagcapaciteit is ruim 20 GWh, daarmee kan gedurende minimaal 12 uur een vermogen van gemiddeld 1.500 MW worden geleverd [Wikipedia]

Een pompaccumulatiesysteem met een laag verval

De gebruikelijke pompaccumulatiesystemen vragen een groot hoogteverschil (in de orde van honderden meters) tussen de reservoirs om voldoende energie op te kunnen slaan. Een alternatief wat een kleiner hoogteverschil vraagt is een Deens idee om het water van het hoogste reservoir in te sluiten in een ballon en boven op de ballon een gewicht aan zand aan te brengen. Er hoeft dan geen groot hoogteverschil tussen de reservoirs te zijn. In daluren wordt het gewicht aan zand omhoog gebracht door water in het reservoir te pompen, in piekuren wordt het gewicht aan zand gebruikt om elektriciteit op te wekken door water aan het reservoir te onttrekken. In een ontwerp om dit idee te realiseren wordt gedacht aan een ballonoppervlak van 450 bij 450 meter met daarboven op 10 miljoen ton zand. Het systeem heeft een vermogen van 30 MW en kan 200 MWh opbrengen. Ofwel het kan gedurende meer dan 6 uur een vermogen van 30 MW aan het net leveren voordat het weer opgeladen moet worden. Het verwachtte rendement van het systeem is 80%.