Optimisation and future outlook for pumped storage power plants

Abstract

Nowadays pumped storage power plants (PSPP) play an even more significant role than before, as theincrease renewable energy sources, such as wind and solar, increases the volatile energy which can causeregulatory problems for the power grid. With their ability to store and generate energy quickly, PSPP aretherefore a possibility to counter these effects. Although these power plants are important for the stabilityof the grids nowadays, due to the current electricity market prices their ability to run a profit has beendiminished and therefore they are not operated as much. In the example of the KWO (Kraftwerke OberhasliAG) power plant Grimsel 2, there will be an attempt to implement an economic optimisation of thepower plant. Built upon this it will be reviewed if an installation of a battery pack in combination with apumped storage power plant, with other words creating a hybrid pumped storage power plant, couldmake a difference in the running of the plant. As the dimensions of such a battery for regulatory or quickstart purposes would have large dimensions, it will only be looked at from a technical and not economicalaspect. Furthermore, it will be looked at how PSPP will perform with the increase of wind and solarpower over the years to come.As the technical aspects are looked at to improve the cost effectiveness of the power plants, a change ofpolitics will determine the future of these plants. Therefore, it will be further investigated what the Swissgovernment has planned, and a comparison is drawn to Austria.

In Vergleich zu früher spielen Pumpspeicherkraftwerke eine viel wichtigere Rolle, da mit der Zunahme von Solar-(PV) und Windenergie die volatile Energie im elektrischen Netz steigt und dies einen erhöhten Regelbedarf mit sich bringt. Pumpspeicherkraftwerke besitzen die Möglichkeit große Energiemengen zu speichern und rasch freizugeben oder einzuspeisen, um den Energiehaushalt im Netz zu balancieren.Trotz ihrer wichtigen Rolle für das Netz, nimmt aufgrund der niedrigen Strompreise die ökonomische Wirtschaftlichkeit ab und somit werden diese Kraftwerke nicht so häufig eingesetzt, wie es eigentlich möglich wäre. Mithilfe des Referenzbeispiels Grimsel 2 der KWO (Kraftwerke Oberhasli AG) in der Schweiz wird versucht eine Optimierung des Betriebs zu finden welche auch die steigende Anzahl an PV und Windkraftanlagen in den kommenden Jahren berücksichtigen wird. Zusätzlich wird untersucht,ob eine Hybridisierung, also eine Kombination mit einem Batteriespeicher, dem Pumpspeicherkraftwerk Vorteile bringen würde. Allerdings wird hier nur ein Augenmerk auf die technische Umsetzung und nicht die Wirtschaftlichkeit gelegt. Weiters wird recherchiert welche politischen Änderungen es in der Schweiz geben wird, um diese Kraftwerke wieder wirtschaftlich betreiben zu können und ein Vergleich mit den Ansätzen in Österreich angestellt.