Pompcentrale

Koepchenwerk in Noordrijn-Westfalen
Pompcentrale in de Schwarza

Een pompcentrale is een waterkrachtcentrale waarin tijdens periodes met lage elektriciteitsvraag water wordt opgepompt naar een hoger gelegen spaarbekken. Als de elektriciteitsvraag hoog is, stroomt het water naar beneden en wordt met een generator elektriciteit opgewekt. De techniek wordt gebruikt voor het afvlakken van de piekbelasting van kolen- en kerncentrales. Hierdoor kunnen deze centrales zoveel mogelijk elektriciteit opwekken bij hun meest efficiënte vermogen. Met pompcentrales kan een rendement van 70–80% worden bereikt.

Werking

Verreweg de meeste opslag van energie in de wereld gaat met pompcentrales. Vanwege het noodzakelijk hoogteverschil tussen het boven- en onderbekken komen de meeste centrales voor in heuvel- of bergachtig gebied. Doordat wind- en zonne-energie weersafhankelijk zijn en het aandeel ervan in de totale elektriciteitsproductie stijgt, neemt het belang van pompcentrales toe. Deze techniek is op dit moment de meest economische manier voor het opslaan van grote hoeveelheden elektrische energie, het wordt ook wel aangeduid als waterbatterij. De benodigde grote investeringen en de aanwezigheid van de juiste geografische omstandigheden zijn belangrijke beslisfactoren. Het is voor energiemaatschappijen in sommige landen een bijkomend voordeel dat op deze manier opgewekte elektriciteit als groene stroom mag worden verkocht.

Er zijn twee types, een gesloten en een open systeem. Bij het gesloten systeem stroom water tussen de twee bekkens zonder enige natuurlijke aanvoer van water. Bij een open systeem krijgt minstens een bekken ook water op een natuurlijke manier aangevoerd. Het meest efficiënt is watertoevoer in het bovenbekken, maar in de praktijk is dit bijna altijd het benedenbekken.

De centrale kan stroom leveren zolang het bovenbekken water bevat. Het water stroomt gecontroleerd weg om de turbines aan te drijven, dit is een proces dat tot ongeveer elf uur kan duren. Daarna moet het bovenbekken eerst weer worden gevuld voor een volgende cyclus kan worden gestart.

De Fengning pompcentrale is een van de grootste in zijn soort ter wereld. Deze Chinese centrale heeft twaalf turbines, een bovenbekken met een energieopslag van 40 tot 60 GWh en stroomt in elf uur leeg. Het kon ongeveer 20 miljoen huishoudens per dag van stroom voorzien.

Anno 2026 zijn er wereldwijd pompcentrales met een totaal geïnstalleerd vermogen van 200 GW, dit is gelijk aan 94% van alle stroomopslagcapaciteit. De resterende zes procent zijn lithium-ion en andere batterijen. Er zijn verder projecten met een vermogen van 105 GW in aanbouw, waarvan 90 GW in de Volksrepubliek China, die uiterlijk omstreeks 2030 in productie komen.

Alternatieven

Er bestaan ideeën om hetzelfde principe toe te passen in gesloten kolenmijnen, waarbij het water 's nachts naar een spaarbekken bovengronds wordt gepompt. Wanneer er piekbelasting is, stroomt het water weer de schacht van de kolenmijn in, waar het een turbine aandrijft die zo diep mogelijk in de schacht is geplaatst. Er zijn ook plannen om 'energie-atollen' te bouwen, die het hoogteverschil van het water in zee en op een kunstmatig spaarbekken op een eiland in zee gebruiken. Een voorbeeld hiervan was het Plan Lievense.

Centrales

Zie de categorie Pumped-storage hydroelectric power plants van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.