PREČERPÁVACIA VODNÁ ELEKTRÁREŇ

Základným princípom fungovania vodných elektrární je využitie energie pohybujúcej sa vody, ktorá je privádzaná na turbínu. Pohyb vody (kinetická energia) vyvolá roztočenie turbíny (mechanická energia) spojenej s generátorom, v ktorom dochádza k premene mechanickej energie na elektrickú energiu. Elektrická energia sa potom odvádza do elektrickej siete, kde sa môže využiť na zásobovanie domácností a firiem.
 

Vodné elektrárne majú vysokú schopnosť rýchlej regulácie výroby elektriny. Pre porovnanie, regulácia výroby elektrickej energie vo vodných elektrárňach sa môže vykonať v priebehu niekoľkých minút, v jadrových elektrárňach môže trvať až niekoľko hodín. Táto schopnosť rýchlej regulácie výroby elektrickej energie je kľúčová pre udržanie stability energetickej siete. Keď sa napríklad v určitom okamihu spotreba elektriny zvýši (v dôsledku zvýšeného dopytu v priemysle alebo domácnostiach), vodné elektrárne môžu okamžite zvýšiť výrobu. Naopak, keď spotreba elektriny klesne, vodné elektrárne môžu výrobu rýchlo znížiť a zabrániť tak preťaženiu siete a obmedzeniu, či dokonca výpadku dodávok elektriny.
 

Porovnateľnú schopnosť rýchlej regulácie výroby elektrickej energie majú už len plynové elektrárne, ktorých prevádzka má však významný dopad na životné prostredie, a to vzhľadom na produkciu skleníkových plynov, čím prispievajú k urýchleniu globálneho otepľovania a klimatickej zmeny, ktorých dôsledky majú negatívny dopad na ekosystémy, biodiverzitu, poľnohospodárstvo, vodné zdroje, ľudské zdravie, ekonomiku a sociálnu stabilitu.
 

Svojou schopnosťou rýchlej reakcie na zmeny v dopyte po elektrike a to bez produkcie skleníkových plynov a iných škodlivých emisií počas svojej prevádzky majú vodné elektrárne nenahraditeľné miesto v energetickej sústave.

Jedinečným typom vodných elektrární sú prečerpávacie vodné elektrárne, ktoré navyše poskytujú možnosť uskladnenia elektrickej energie. Tieto vodné elektrárne využívajú pre svoju prevádzku aspoň dve vodné nádrže, ktoré sú umiestnené v rôznych výškových úrovniach (tzv. horná a dolná nádrž). Pohyb vody tečúcej cez turbíny prečerpávacej vodnej elektrárne z hornej nádrže do dolnej nádrže umožňuje výrobu elektrickej energie. Tieto turbíny však majú aj možnosť spätného chodu, kedy pracujú ako čerpadlá, ktoré umožňujú tok vody z dolnej nádrže do hornej nádrže. Voda vyčerpaná do hornej nádrže je uskladnená a pripravená na využitie v čase zvýšenej potreby dodávky elektriny do siete. Čerpanie vody z dolnej nádrže do hornej nádrže sa uskutočňuje počas nízkeho dopytu po elektrine, čím sa využíva prebytočná energia v sieti.
 

Prečerpávacie vodné elektrárne sú jediným typom elektrární, ktoré majú vysokú regulačnú schopnosť bez produkcie skleníkových plynov a zároveň schopnosť využitia prebytočnej energie v sieti čerpaním vody, čím umožňujú uskladnenie elektrickej energie na neskoršie použitie. Potreba prečerpávacích vodných elektrární sa stále zvyšuje v dôsledku rastúceho podielu obnoviteľných zdrojov energie, ako sú solárne a veterné elektrárne, ktoré sú závislé od  počasia, čo znamená, že ich výroba nie je vždy stabilná ani predvídateľná. Takáto nepredvídateľnosť výroby elektrickej energie ohrozuje stabilitu elektrizačnej sústavy a dodávky elektrickej energie do firiem ako aj domácností.

1. Dve nádrže:
   PVE má zvyčajne dve nádrže – jednu umiestnenú v hornej časti (vyvýšenú) a druhú v dolnej časti (nižšiu). Rozdiel medzi nimi vytvára potenciálnu energiu, ktorú je možné využiť na výrobu elektriny.
    

2. Proces čerpania (veľká spotreba energie):
   Keď je v systéme nadbytok elektrickej energie (napríklad počas nocí, kedy je dopyt po elektrine nízky), elektrická energia je použitá na čerpanie vody z dolnej nádrže do hornej. Tento proces je podobný „načerpávaniu“ energie a skladovaniu vody do vyššej nádrže.
    

3. Výroba elektriny (nárazový dopyt po energii):
   Keď je dopyt po elektrine vysoký (napríklad počas dňa alebo v čase špičky), voda z hornej nádrže je uvoľnená a kvôli gravitácii tečie späť do dolnej nádrže. Tento pohyb vody poháňa turbíny, ktoré generujú elektrickú energiu.
    

4. Rýchla reakcia na dopyt:
   PVE dokáže veľmi rýchlo reagovať na zmeny v dopyte po energii, čo je veľmi výhodné pre stabilizáciu siete, keď dochádza k výkyvom v dodávkach energie z iných zdrojov (napr. z veterných alebo solárnych elektrární).