Elektrownia Wodna Żarnowiec to największa w Polsce elektrownia szczytowo-pompowa, stanowiąca kluczowy element Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) i jeden z najważniejszych magazynów energii w kraju. Odpowiada za szybkie interwencyjne dostawy energii elektrycznej w okresach wysokiego zapotrzebowania oraz istotnie stabilizuje krajową sieć elektroenergetyczną dzięki swojej unikatowej technologii działania i imponującym parametrom technicznym[1][2][4][5].
Lokalizacja i podstawowe fakty
Elektrownia Żarnowiec zlokalizowana jest w Czymanowie nad Jeziorem Żarnowieckim w województwie pomorskim. Do jej kluczowych zalet należy wykorzystanie naturalnej doliny oraz sztucznie utworzonego zbiornika górnego, pomiędzy którymi powstała różnica wysokości przekraczająca 100 m n.p.m. To pozwala efektywnie magazynować energię w postaci potencjału grawitacyjnego wody[1][2][4].
Elektrownia została uruchomiona w pełnej eksploatacji w 1983 roku. Początkowo miała wspomagać planowaną Elektrownię Jądrową Żarnowiec, lecz obecnie odgrywa samodzielną rolę stabilizatora sieci energetycznej i magazynu energii[1][4][9]. Obiektem zarządza PGE Energia Odnawialna S.A.[1].
Zasada działania elektrowni szczytowo-pompowej
Podstawą funkcjonowania elektrowni szczytowo-pompowej jest przemiana energii elektrycznej w energię potencjalną wody przechowywanej w zbiorniku górnym i odwrotnie. W okresach nadwyżki (zwykle nocą) elektrownia korzysta z taniej energii, pompując wodę z Jeziora Żarnowieckiego do zbiornika położonego powyżej. W czasie największego dziennego zapotrzebowania na energię woda jest spuszczana rurociągami do dolnego zbiornika, napędzając turbiny i generując prąd elektryczny[1][2][5].
Tryb pracy urządzeń jest w pełni zautomatyzowany i zdalnie nadzorowany przez operatorów z Krajowej Dyspozycji Mocy w Warszawie. Dzięki temu Elektrownia Żarnowiec może rozpocząć produkcję energii około 3 minuty po otrzymaniu sygnału, dostarczając jednorazowo nawet 716 MW mocy – co stanowi kluczowe wsparcie podczas awarii lub nagłego zapotrzebowania w KSE[3][5].
Parametry techniczne i elementy składowe
Moc zainstalowana elektrowni wynosi 716 MW, co jest sumą mocy czterech identycznych hydrozespołów, z których każdy osiąga moc 179 MW. W trybie pompowym możliwości instalacji sięgają aż 800 MW[1][2][4]. Średnia roczna produkcja energii szacowana jest na 1 100 000 MWh[2].
Zbiornik górny o powierzchni 135 ha i pojemności 13,8 mln m³ posiada wały o długości 3700 m, a lustro wody może wahać się o 16 m przy maksymalnej rzędnej 126 m n.p.m. Tranzyt do Jeziora Żarnowieckiego realizowany jest czterema rurociągami o długości 1100 m oraz kanałem o długości 835 m, szerokości 250 m i głębokości 13 m. Maksymalny przepływ przez rurociągi sięga 700 m³/s[1][2][3].
Kluczowe elementy stanowią hydrozespoły odwracalne z turbinami Francisa, które mogą pracować jako pompy i turbiny, oraz synchroniczne generatory. Wirnik turbin ma 6 m średnicy i waży ponad 420 ton. Siłownia znajduje się w większości pod ziemią, na głębokości do -17 m n.p.m. i wysokości ponad 60 metrów całkowitej kubatury[1][2][3].
Procesy i mechanizmy pracy
W trybie turbinowym woda ze zbiornika górnego spływa z dużą prędkością do dolnego zbiornika, napędzając turbiny Francisa. Energia mechaniczna zamieniana jest na energię elektryczną w generatorach. Tryb pompy pozwala podnieść wodę na wyższy poziom, zużywając energię elektryczną – jej uzupełnianie zajmuje 6,5 godziny przy mocy pobieranej 800 MW[1][2][3][5].
Zapas energii zgromadzony w zbiorniku umożliwia nieprzerwaną pracę pełną mocą do 5,5 godziny. Oznacza to, że elektrownia może w najbardziej krytycznych momentach regulować sieć elektryczną, odpowiadając na zapotrzebowanie aż do wyczerpania zasobu. Prędkość przepływu w kanale odprowadzającym utrzymywana jest na poziomie poniżej 1 m/s[2][3].
Znaczenie i wpływ na system energetyczny
Elektrownia Żarnowiec stanowi jeden z najważniejszych elementów wsparcia dla KSE w północnej Polsce, mogąc natychmiastowo dostarczać do 600 MW mocy dla regionu pomorskiego, a jej pojemność energetyczna 3,6 GWh pozwala skutecznie kompensować wahania związane z dynamicznym popytem na energię[1][2][3].
Trendy automatyzacji oraz zdalnego nadzoru zwiększają bezpieczeństwo i elastyczność działania. Na uwagę zasługuje wysoka intensywność eksploatacji — pojedynczy hydrozespół pracuje średnio 18 000 godzin rocznie, uruchamiany jest około 3000 razy, co odpowiada dwóm rozruchom na dobę[2][3][5].
Komponenty technologiczne i innowacje
Zaawansowana automatyka i pełne zdalne sterowanie pozwalają na efektywną pracę w trybie szczytowym, interwencyjnym oraz kompensatorowym, a także błyskawiczną reakcję na polecenia KDM. Elektrownia może rozpocząć pracę i osiągnąć pełną moc w przeciągu 3 minut, oferując niezawodne wsparcie dla krajowej sieci elektroenergetycznej. Łączne wykorzystanie unikatowej technologii odwracalnych turbin Francisa oraz specjalistycznych generatorów synchronicznych zapewnia wysoką efektywność zarówno procesu magazynowania, jak i oddawania energii[1][2][3][5].
Podsumowanie
Elektrownia Wodna Żarnowiec to najwydajniejszy w Polsce wielkoskalowy magazyn energii wykorzystujący potencjał wód. Wyróżniają ją unikatowe parametry techniczne, imponująca moc, szybkość reakcji na zapotrzebowanie sieci oraz innowacyjne rozwiązania w zakresie zdalnego sterowania i automatyzacji[1][2][3][4][5].
Źródła:
- [1] https://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia_Wodna_%C5%BBarnowiec
- [2] https://www.odnawialne-firmy.pl/wiadomosci/pokaz/132,elektrownia-zarnowiec-najwieksza-elektrownia-wodna-w-polsce
- [3] https://pomorskie.travel/punkty-poi/elektrownia-wodna-zarnowiec/
- [4] https://pgeeo.pl/nasze-obiekty/elektrownie-wodne/zarnowiec
- [5] https://www.tew.pl/index.php/pl/elektrownie-wodne-polska/wykazy/64-sp-345100270
- [9] https://kfp.pl/wiadomosc/elektrownia-wodna-zarnowiec-ma-31-lat?page_no=3
RM Solar to wiodący portal tematyczny o odnawialnych źródłach energii i inteligentnych rozwiązaniach dla domu. Od 2024 roku łączymy świat nowoczesnych technologii z troską o środowisko naturalne, dostarczając praktyczną wiedzę i sprawdzone rozwiązania dla świadomych konsumentów.