المصدر: drax.com
ما هو التخزين المائي الذي يتم ضخه
هيدرو التخزين الضخ (PSH) هو طريقة واسعة النطاق لتخزين الطاقة التي يمكن تحويلها إلى طاقة كهرومائية. تم استخدام تقنية التخزين طويل الأمد لأكثر من نصف قرن لموازنة الطلب على شبكة الكهرباء في بريطانيا العظمى وتمثل أكثر من 99 في المائة من سعة تخزين الطاقة السائبة في جميع أنحاء العالم.
كيف يعمل
المبدأ بسيط. تحتوي مرافق التخزين التي يتم ضخها على خزانين للمياه على ارتفاعات مختلفة على منحدر حاد. عندما تكون هناك طاقة زائدة على الشبكة ويكون الطلب على الكهرباء منخفضًا ، تُستخدم الطاقة لضخ المياه من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي باستخدام التوربينات القابلة للعكس. عندما يكون الطلب مرتفعًا ، يتم إطلاق الماء إلى أسفل منحدر إلى الخزان السفلي ، مما يؤدي إلى توجيه التوربينات في الاتجاه الآخر لتوليد الكهرباء.
يمكن لمحطات الطاقة المائية للتخزين التي يتم ضخها أن توفر أيضًا خدمات إضافية للمساعدة في تحقيق التوازن في نظام الطاقة ، مثل القصور الذاتي من التوربينات الدوارة ، مما يضمن تشغيل النظام بالتردد الصحيح ويقلل من مخاطر انقطاع التيار الكهربائي.
لماذا يعتبر التخزين المائي الذي يتم ضخه مهمًا لانتقال الطاقة
تتحول الحكومات في جميع أنحاء العالم من الوقود الأحفوري إلى مصادر الطاقة المتجددة لتحقيق أهدافها المناخية. لكن تقنيات الطاقة ذات الأهمية الحاسمة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية تشكل تحديات لمشغلي شبكات الطاقة.
كونها تعتمد على الطقس ، فإن الإمداد من هذه الطاقة المتجددة متقطع. على سبيل المثال ، شكلت مزارع الرياح ما يقرب من ربع إجمالي توليد الكهرباء في المملكة المتحدة في عام 2020 ، ولكن في بعض الأيام ، تم تلبية أقل من 10 في المائة من احتياجات الكهرباء في البلاد عن طريق الرياح. تشكل أنماط الطقس المتغيرة والظواهر الجوية القاسية مع فترات طويلة من الرياح الخفيفة أو ضوء النهار المنخفض تهديدًا إضافيًا لاستقرار الشبكة.
عندما ينخفض إنتاج الطاقة المتجددة ، يلجأ مشغلو الشبكة في الغالب إلى محطات الطاقة التي تعمل بالغاز لسد الفجوة. لكن الاعتماد على الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي على المدى الطويل لتحقيق التوازن في الشبكة سيعرض للخطر الجهود المبذولة للوصول إلى صافي الانبعاثات الصفرية بحلول عام 2050.
تعمل مرافق التخزين المائية التي يتم ضخها بواسطة الضخ بمثابة "بطاريات مائية" واسعة النطاق. إنها طريقة مرنة لتخزين الطاقة الزائدة الناتجة عن مصادر الطاقة المتجددة ، وفعالة من حيث التكلفة وعلى نطاق واسع.
كيف يمكن زيادة السعة المائية للتخزين التي يتم ضخها
نظرًا لإيقاف تشغيل محطات الطاقة الحرارية القديمة وتوفير مصادر الطاقة المتجددة حصة متزايدة من إمدادات الكهرباء ، ستحتاج سعة التخزين إلى النمو إذا أريد تحقيق الأهداف المناخية. على مدى العقدين إلى الثلاثة عقود القادمة ، ستحتاج سعة تخزين الطاقة في بريطانيا العظمى وحدها إلى زيادة عشرة أضعاف ، من 3 جيجاوات (GW) إلى حوالي 30 جيجاوات.
تتطلب محطات توليد الطاقة الكهرومائية التي يتم تخزينها بالضخ مواقع محددة للغاية ، مع وجود مسطحات مائية كبيرة بين ارتفاعات مختلفة. هناك المئات ، إن لم يكن الآلاف ، من المواقع المحتملة في جميع أنحاء المملكة المتحدة ، بما في ذلك المناجم والمحاجر والكهوف تحت الأرض ، لكن تكلفة تطوير مرافق جديدة تمامًا باهظة. تتمثل الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لزيادة سعة التخزين في توسيع المصانع الحالية ، مثل محطة توليد الكهرباء Cruachan في اسكتلندا.