Ludingtonin pumppuvoimalaitos

Ludingtonin pumppuvoimalaitos on vesivoimalaitoksen tapaan toimiva pumppuvoimalaitos ja varastoallas Ludingtonissa Michiganissa Yhdysvalloissa. Se oli valmistuessaan maailman suurin pumppuvoimala. Voimalaitoksen omistaa omistavat yhdessä DTE Energy ja Consumers Energy, joka operoi laitoksen toimintaa.
Voimalaitoksessa on meneillään voimantuotantokoneistojen uusinta, joka ilmeisesti päättyy tänä vuonna. Artikkelissä ilmoitetaan uusien koneistojen tiedot jo nyt.
Yläallas ja pato.
Yläallas on rakennettu hyödyntäen maaston hiekkaharjuja, jotka sijaitsevat aivan Michiganjärven rannan tuntumassa. Varastoallas on noin 4,9 kilometriä pitkä, 1,6 kilometriä leveä ja sen syvyys täytenä on 34 metriä. Sitä kiertää maapato, jonka korkeus on 31 metriä. Altaaseen mahtuu 102 miljoonaa kuutiometriä vettä ja täytenä sen pinta-ala on 3,4 neliökilometriä. Hiekkaharjun pohjamateriaalin huokoisuus pakotti rakentajat levittämään pohjalle savi ja asvalttikerrokset, jottei vesi suotuisi maaperään.
Voimala.
Voimalaitoksessa on vesivoimaa tuottamassa kuusi pumpputurbiinia, joilla voidaan myös pumpata vettä. Vesi liikkuu yläaltaasta alas 340 metriä pitkiä paineputkia myöten Michiganjärven tasalla sijaitsevalle voimalalle. Paineputkien sisähalkaisija on 7,3 metriä ja ulkohalkaisija 8,5 metriä. Tuotannon huippuhetkellä vettä virtaan noin 2 000 kuutiometriä sekunnissa (m³/s).
Vanhat Hitachin laitteet on vuosina 2013–2020 vaihdettu Tosiban toimittamiin uusiin. Uudet pumpputurbiinit ovat yhdeksänsiipisiä Francis-turbiineja, joiden juoksupyörä on halkaisijaltaan 8,2 metriä ja paino 270 tonnia. Voimalan kapasiteetti on näin kasvanut 1 872 megawatista (MW) 2 160 megawattiin. Moottorigeneraattorit voivat toimia sekä sähkögeneraattoreina että sähkömoottoreina. Niiden tehoksi on ilmoitettu 450 MVA. Ne kytketään muuntajan kautta 345 000 voltin voimalinjoihin, joita on myös kuusi.
Toimintaa.
Voimala toimii sen mukaan, miten sähköverkossa liikutellaan sähköä vuorokauden eri aikoina. Sähkönkulutuksen vähennyttyä on sähköenergiasta ylitarjontaa ja sen markkinahinta laskee alas. Silloin on sekä tilaisuus että kannattavaa käyttää sähköenergiaa veden pumppaamiseen järvestä yläaltaaseen. Kun sähköverkon sähköstä on kysyntää, joka ylittää sähkön tarjonnan, voidaan sähköä myydä kalliimmalla kuin sitä pumpattaessa ostettiin. Myyntihinnan ja ostohinnan erotus tekee voimalaitoksesta kannattavan. Energia on halvinta yleensä öisin ja kalleinta päivisin. Voimala työllistää 41 henkilöä .
Matkailua.
Voimala sijaitsee Lakeshore Driven varrella ja voimalalla voi kiivetä näköalapaikalle padon reunalle. Sieltä on näköala sekä varastoaltaalle että järvelle.
Historiaa.
Voimalaitos alettiin rakentamaan heinäkuussa 1968 ja se kytkettiin sähköverkkoon vuonna 1973. Laitoksen hinnaksi tuli 315 miljoonaa dollaria.
Voimalaitoksen voimantuottokoneistosta ollaan uusimassa kaikki mekaaniset ja sähköiset osat alkaen tuloputken suulta imuputkeen asti. Vanhat 312 MW pumpputurbiinit vaihdetaan uusiin 360 MW turbiineihin ja vanhat 325MVA/388MVA moottorigeneraattorit vaihdetaan uusiin 455 MVA moottorigeneraattoreihin. Voimalan kapasiteetti oli aiemmin 1 872 MW ja vaihdoksen jälkeen se on 2 160 MW. Noin 800 miljoonaa dollaria maksava hanke on alkanut vuonna 2013. Ensimmäinen uusittu koneisto osallistui tuotantoon maaliskuusta 2015 alkaen ja toinen koneisto aloitti toimintansa toukokuussa 2016. Kaikki kuusi koneistoa on vaihdettu suunnitelmien niin toteutuessa kevääseen 2020 mennessä.