Spaarbekkencentrale

Betekenis

Een spaarbekkencentrale is een vorm van waterkrachtcentrale die zowel energie opslaat als produceert door gebruik van een boven- en een benedenwaterlichaam. Water uit het spaarbekken wordt gecontroleerd naar beneden geleid door turbines om elektriciteit op te wekken; bij een pompaccumulatiecentrale kan water met pompen teruggebracht worden naar het bovenbekken.

Toepassing

De spaarbekkencentrale dient voor energieopslag en -productie, met name als buffer voor schommelingen in de elektriciteitsvraag en -aanbod.

• Opslaan van overtollige elektriciteit door water naar het bovenmeer te pompen (bijvoorbeeld 's nachts of bij overschot aan wind- en zonne-energie).
• Opwekken van elektriciteit door water uit het bovenmeer door turbines naar het benedenmeer te laten stromen.
• Bieden van snel beschikbare energiereserve voor het elektriciteitsnet.
• Dagelijkse of regelmatige cycli van vullen en legen van het spaarbekken.

Aandachtspunten

• Vereist een aanzienlijk hoogteverschil tussen boven- en benedenmeer; meer valhoogte levert meer potentiële energie.
• Heeft vaak een grote oppervlakte en diepte nodig om langdurig grote waterhoeveelheden te bewaren.
• Kan vismigratie beïnvloeden; vistrappen kunnen noodzakelijk zijn.
• Capaciteit is beperkt: bij leeg bovenmeer stopt de energieproductie; regelmatig bijvullen kan vereist zijn.
• Voor veel installaties is een pomp gewenst om water terug te pompen wanneer elektriciteit goedkoop is.

Werking / principe

De opgewekte vermogens hangen af van debiet en valhoogte volgens de formule P = ρ·g·Q·h·η, waarbij:

• ρ de dichtheid is (kg/m3; water 1000 kg/m3),
• g de valversnelling is (m/s2),
• Q het debiet is (m3/s),
• h de valhoogte is (m),
• η het rendement van de centrale is (meestal 75–80%, afhankelijk van onder meer de turbines). Het systeem werkt als energiebuffer: bij goedkope of overtollige elektriciteit pompen pompen het water terug naar het bovenbekken; bij vraag wordt het water naar beneden geleid om stroom te produceren.

Voordelen

• Eenvoudige afstemming van opgewekt vermogen aan vraagschommelingen.
• Vrijwel onmiddellijk beschikbare energiereserve; snelle opstart en afsluiting (bijvoorbeeld enkele tientallen seconden).
• Biedt een tegenwicht voor wisselende hernieuwbare productie (wind en zon).
• Niet-vervuilende energiebron die geen water verbruikt en nauwelijks brandstoffen nodig heeft (voornamelijk elektriciteit voor pompen).
• Beperkte milieu-impact vergeleken met sommige andere energiebronnen.

Nadelen

• Beperkte toepasbaarheid door de nood aan een flink hoogteverschil tussen boven- en benedenmeer.
• Grote oppervlakte en ecologische ingrepen voor het spaarbekken kunnen nodig zijn.
• Mogelijke noodzaak voor bijkomende voorzieningen zoals vistrappen.
• Opslagcapaciteit is niet onbeperkt; energieopwekking stopt als het bovenmeer leeg is.