Reverzibilne hidroelektrane bi unutar Europske Unije mogle postati troškovno najefikasniji način za regulaciju frekvencije unutar cjelokupne zajedničke energetske mreže Europe.
Integracija velike količine varijabilnih obnovljivih izvora električne energije kao što su solarne elektrane i vjetroelektrane će zahtijevati razvoj velikih reverzibilnih hidroelektrana. U svijetu je tokom zadnjih 40 godina izgrađeno mnogo takvih reverzibilnih hidroelektrana, od kojih se mnoge mogu revitalizirati na način da u mreži budućnosti pruža usluge balansiranja mreže.
Skoro sve revirzibilne hidroelektrane imaju jedinice koje se vrte fiksnom brzinom. To znači da u modu kada pumpa vodu ona ili ne radi ili radi pri punoj snazi. Rezultat toga je da druge fleksibilne elektrane moraju raditi kada i takva hidroelektrana. U Austriji gdje ima veći broj hidroelektrana dio jedinica proizvodi električnu energiju, a dio pumpa čime se djelomično rješava regulacija frekvencije. No, ovaj način rada ima negativan utjecaj na efikasnost sustava čime se zapravo zagrijava voda u gornjem rezervoaru. Fiksna brzina također limitira mogućnosti hidrauličke jedinice u modu kada radi kao turbina.
U Europi je nedavno predstavljena tehnologija varijabilne brzine za reverzibilne hidroelektrane, čime one dobijaju mogućnost reguliranja snage i u proizvodnji i u pumpanju, a ne kao do sada samo pri proizvodnji. S obzirom da ovo povećava fleksibilnost reverzibilnih hidroelektrana, oni postaju praktički najbolje rješenje za pomoćne usluge unutar elektroenergetske mreže.
Iako postoji nekoliko reverzibilnih hidroelektrana sa varijabilnom brzinom u Europi koje su u pogonu ili se grade (1.000 MW Linthal, 942 MW Nant de Drance i 800 MW Venda Nova), industrija nema iskustva sa nadogradnjom konvencionalnih elektrana u varijabilnu brzinu. Nadogradnja je puno kompleksnija od gradnje novih elektrana zog toga što su takvi sustavi volumno veći te zahtijevaju instalaciju kompleksnije elektroničke opreme.
Stoga je prije dvije godine u Europi pokrenut eStorage projekt kojeg su pokrenuli Elia, EDF, Kema, Alstom i Imperial College. Cilj ovog projekta je razviti troškovno efikasno rješenje za širok primjenu reverzibilnih hidroelektrana sa varijabilnog brzinom te poboljšati sustave upravljanja mrežom na način da se omogući integracija veće količine obnovljivih izvora energije.
Cilj konzorcija je bio slijedeći:
– demonstrirati tehnički i ekonomsku isplativost nadogradnje postojeće reverzibilne hidroelektrane Le Cheylas na tehnologiju varijabilne brzine, čime se omogućuje regulacija u pumpnom načinu rada, te povećati ukupnu efikasnost u obadva moda rada
– poboljšati IT sustave kako bi se demonstrirale nove mogućnosti balansiranja uz spremanje energije sa posebnim osvrtom na tržišne sustave u realnom vremenu
– dokazati prednosti reverzibilnih hidroelektrana sa varijabilnim brzinama
– razviti tehnološka rješenja koja bi omogućila nadogradnju 75% Europskih reverzibilnih hidroelektrana na varijabilnu brzinu kako bi se dobilo fleksibilno balansiranje u modu pumpanja
– predložiti promjene na regulatornom okviru kako bi se omogućilo fleksibilno korištenje tehnologija za spremanje energije
Kao prvi korak je krenula revitalizacija reverzibilne hidroelektrane Le Cheylas koja se nalazi u Francuskim Alapama i kojom EDF upravlja od 1979. godine. Postrojenje proizvodi električnu energiju korištenje rezervoara koji je s njim spojeno sa tunelom dugačkim 20 kilometara, uz prosječnu godišnju proizvodnju električne energije od 550 GWh. Pumpanje se odvija po noći. Projekt se sastoji od jedne strojarnice, koja se sastoji od dvije identične 270 MVA reverzibilne jedinice. Cilj eStorage projekta je da se dvije jedinice prebace u varijabilni način rada.
Detaljnom analizom rada hidroelektrane između 2010. i 2012. godine utvrđeno je da bi nadogradnjom jedinice 2 u pumpnom načinu rada omogućili istoj +/- 40 MW frekvencijski kontrole. Time bi reverzibilna hidroelektrana povećala svoju mogućnost upravljanja frekvencijom za čak 57%. Uzimajući u obzir današnju cijenu fleksibilnosti u sustavu, procijenjeni su dodatni godišnji prihodi od 2 milijuna eura za hidroelektranu, a u budućnosti bi takav iznos bio i veći zbog sve veće potrebe za takvim pomoćnim uslugama.
Nakon što su utvrđeni sve ove prepreke, trenutačno je projekt ušao u fazu gradnju pri čemu će se napraviti potpuna revitalizacija jedinice čime će se produžiti i radni vijek same jedinice. Treba uzeti u obzir da revitalizacija može biti obavljena tri puta brže nego izgradnja novog projekta uz deset puta manje troškove. Ova konverzija može biti dio rješenja za integraciju varijabilne proizvodnje u Europskom miksu elektrana.
Izvor; Obnovljivi
