Elektrownia szczytowo-pompowa

Elektrownia szczytowo-pompowa (ESP) – zakład przemysłowy, którego zadaniem jest przemiana energii elektrycznej w energię grawitacyjną wody pompowanej do górnego zbiornika oraz proces odwrotny.

W elektrowni szczytowo-pompowej zamienia się energię elektryczną na energię potencjalną grawitacji poprzez wpompowanie wody ze zbiornika dolnego do górnego w okresie nadwyżki produkcji nad zapotrzebowaniem na energię elektryczną (np. w nocy), a następnie, w godzinach szczytu, następuje odwrócenie procesu.

Na tym też opiera się ekonomika działania tych elektrowni. Energia elektryczna jest skupowana w okresie, kiedy jest najtańsza, a oddawana do systemu (sprzedawana) w okresie najwyższego zapotrzebowania i za wyższą cenę.

Wbrew nazwie elektrownia taka nie produkuje sumarycznie prądu i jest de facto bardzo skutecznym akumulatorem o ogromnej pojemności i sprawności energetycznej rzędu 70–80%^[1]. Istotną jej zaletą jest możliwość względnie szybkiego uruchomienia w nagłym przypadku; pełną moc osiąga ona w ciągu kilku minut (np. w Elektrowni Porąbka-Żar rozruch turbin trwa 180 sekund).

Elektrownie szczytowo-pompowe uzupełniają źródła energii, w których występują okresowe nadwyżki energii, czy to spowodowane niemożnością szybkiego dostosowania ilości wytwarzanej energii elektrycznej do bieżącego zapotrzebowania (na przykład w konwencjonalnych elektrowniach cieplnych opalanych węglem, siłowniach jądrowych mających ograniczoną możliwość sterowania) czy źródłach odnawialnych jak fotowoltaika, czy turbiny wiatrowe. W przypadku siłowni cieplnych nadwyżka mocy, która musi być utrzymywana w porze nocnej, przepadłaby bezpowrotnie, gdyby nie została zmagazynowana przez elektrownie szczytowo-pompowe w energii potencjalnej wody.

Elektrownie szczytowo-pompowe są najpowszechniej (obecnie i już od kilkudziesięciu lat) używanymi dużymi magazynami energii elektrycznej – 95% światowych zasobów o łącznej mocy 184 GW, z ciągłymi perspektywami i potrzebami ich dalszego rozwoju^[2]. Alternatywami dla nich są między innymi: magazynowanie energii za pomocą sprężonego powietrza, produkcja syntetycznych paliw, magazynowanie energii w postaci termicznej oraz wiele innych rodzajów magazynów energii, które jednak najczęściej są bardziej kosztowne lub nadal nie dość rozwinięte technologicznie^[3].