Inleiding Waterkrachtcentrale

 

België kan slechts een klein deel van zijn elektriciteit uit waterkracht halen. Toch vormt  de waterkrachtcentrale van Coo een onmisbare schakel in onze nationale elektriciteitsvoorziening. Dat komt omdat Coo een bijzonder type waterkrachtcentrale is: een “spaarbekkencentrale” met groot vermogen. Coo beantwoordt snel en rendabel aan de piekvragen naar elektriciteit.

">

 

Coo de oplossing voor verschillende problemen

p> 

 

1)    Tijdens de “dal uren” verbruikt de pompinstallatie van Coo energie. Dit is geen verpilling. Coo zorgt er mee voor dat andere centrals ’s nachts niet onbenut blijven. Dat is namelijk niet rendabel en levert relatief duurdere energie op. Anderzijds spring Coo tijdens de “piekuren” bij met opgespaarde goedkope energie, ie anders moet geleverd worden door duurdere centrales.

 

2)    De pompcentrale kan, als reserve-eenheid, veel sneller worden opgestart. Bij de onbeschikbaarheid van een andere centrale, of bij een plotse toename van de vraag, volstaan een paar minuten om het tekort op te vangen. Zonder pompcentrale moeten klassieke centrales op “draaiende reserve” worden gehouden. Om in te springen als het nodig is. Zelfs als Coo niet werkt, bespaart ze!

 

Verschil waterkrachtcentrale en spaarbekkencentrale

 

Waterkrachtcentrale

De   spaarbekkencentrale van Coo onderscheidt zich van wat wij doorgaans verstaan onder “waterkrachtcentrale”. In bergstreken zorgen afsmeltende gletsjers en wintersneeuw voor een massa water dat zo snel mogelijk naar beneden wil. Als men dat water hoog op de bergwand opvangt en via pijpleidingen naar het dal voert, bekomt men goedkopen elektriciteit. Het water heeft immers voldoende druk om de schoepen van de turbine aan het draaien te brengen. De turbine is op haar beurt gekoppeld aan een alternator, die de beweging omzet in elektrische stroom.

 

Spaarbekkencentrale

In België zijn er geen bergrivieren met een debiet dat groot genoeg is voor een centrale van enig formaat. Grote hoogteverschillen, die voor de nodige potentiële energie zorgen, zijn er evenmin. Er bevinden zich in de Ardennen een aantal, meestal oudere, waterkrachtcentrales, maar hun vermogen is erg bescheiden.

Toch wordt in België het principe van de hydraulische energie op vrij grote schaal toegepast door de bouw van “kunstmatige” waterkrachtcentrales. De centrale van Coo is de grootste dergelijke “spaarbekkencentrale”. Daarbij wordt heel economisch gebruik gemaakt van goedkope elektriciteit om water van een lager naar een hoger gelegen bekken te pompen tijdens de zogenaamde daluren, vooral ’s nachts dus. Als overdag de vraag naar elektriciteit plats toeneemt, laat men het water weer naar beneden stromen om zo de turbo-alternatoren aan te drijven.

Als Coo op volle capaciteit draait, kan ze gedurende 6 uur een vermogen van 1000MW leveren. Dat is evenveel als een eenheid van de kerncentrale Doel of Tihange.

Uiteraard levert zo’n spaarbekkencentrale geen gratis elektriciteit. Elke kubieke meter water die neerstroomt, is eerst naar boven gepompt. In de pijpleidingen en de pomp-turbines treden ook wrijvingsverliezen op. Uiteindelijk geeft de centrale 76% elektrische energie terug van wat ze heeft gebruikt bij het oppompen. M.a.w. een verlies van 24%!!!

De centrale van Coo wordt volledig op afstand bediend vanuit het nationaal verdeelcentrum te Linkebeek. Dat beslist wanneer en welke groepen van Coo moeten functioneren om een zo constant mogelijke levering van elektriciteit aan het net mogelijk te maken.

 

Bovenbekkens

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000MW opwekken met waterkracht is geen lachertje. Het veronderstelt een enorme hoeveelheid water dat van grote hoogte naar beneden stroomt. De kunstmatige bovenbekkens van de centrale van Coo bevatten respectievelijk 1en 4,5 miljoen m3 water, samen 850miljoen emmers dus. Bulldozers groeven op de heuvelkam twee reusachtige putten van zo’n 16m diep. De uitgegraven grond werd netjes aan de randen opgestapeld, zodat de uiteindelijke diepte nog ongeveer verdubbelde. Een dikke laag bitumineus beton op de bodem en dijken verzekert de waterdichtheid van beide bekkens. Eventuele lekken kunnen via een ingenieus systeem makkelijk gelokaliseerd worden.

 

Beide bekkens zijn volledig van mekaar gescheiden en via afzonderlijke drukleidingen met de centrale verbonden. Om een idee te krijgen van het waterdebiet, volstaat het om de inlaatopeningen te bekijken waardoor het water naar beneden stroomt. Op de bodem van het eerste bekken geeft een achthoekige betonconstructie toegang tot een verticale ondergrondse schacht. Aan elk van de acht zijden bevindt zich een doorlaatopening van 6 op 8m. Het tweede bekken heeft één enkele diepgelegen zijdelingse opening van 100m2.

 

Benedenbekken

Het benedenbekken moet uiteraard evenveel water kunnen bevatten als beide bovenbekkens samen. De 8,5 miljoen m3 vullen bijna de volledige meander van Coo, die met twee dijken werd afgedamd. De totale oppervlakte bedraagt hier 71ha. Om het benedenbekken de eerste keer te vullen, werd een pompstation gebouwd. Overtollig water kan weg langs een overbruggingstunnel en een galerij.

 

Turbine-pompen en alternatoren-moteren

 

 

 

Het neerstromende water van de bovenbekkens wordt naar de turbines geleid. In zo’n turbine drukt het water tegen een schoepenrad, dat hierdoor ronddraait. De as waarop dit schoepenrad gemonteerd zit, loopt verder door tot in de alternator. Die zet de draaibeweging om in elektriciteit. Zo’n alternator bestaat uit een krachtige elektromagneet (“rotor” genoemd), die ronddraait binnen een vast gedeelte (de “stator”). In de wikkelingen van de stator wordt dan een driefasige wisselstroom opgewekt.

 

De turbo-alternatoren van Centrale Coo zijn van een heel speciaal type. Hierboven beschreven we de turbo-alternator die de kracht van het neerstromend water omzet in stroom. Om ’s nachts al dat water weer naar de bovenbekkens te pompen, keert men het systeem gewoon om. De alternator wekt dit keer geen elektriciteit op maar verbruikt elektriciteit. Zijn rotor gaan aan het draaien, nu uiteraard in tegenovergestelde richting. De alternator is een elektromotor geworden. Het schoepenrad van de turbine, dat op dezelfde as gemonteerd staat, draait mee, en stuwt het water naar boven. De turbine is een pomp geworden. Een heel bijzonder regelsysteem zorgt voor het vlot omschakelen van pomp-naar turbineregime en omgekeerd. Groepen 1 tot 3 halen 300 omwentelingen per minuut (nominaal vermogen telkens 158MW), de krachtiger machines 4,5 en 6draaien aan 272,7 omwentelingen per minuut (nominaal vermogen telkens 230MW).

Bij turbine-werking stroomt per seconde een kleine 500m3 voorbij de turbo-alternatoren. Per 5 seconden is dat de inhoud van een volledig Olympisch zwembad! Pompen gaat iets trager. Per seconde pompt Coo tussen 325 en 415m3 de hoogte in.