spaarbekkencentrale, pompaccumulatiecentrale, pompcentrale, hydro-elektrische centrale met spaarbekken, stuwmeer, valmeer

De spaarbekkencentrale is een manier van energieopslag en productie van elektriciteit, een vorm van waterkrachtcentrale. De spaarbekkencentrale bestaat uit een spaarbekken (stuwmeer, "bovenmeer", bovenbekken, bovenbassin, eventueel een kunstmatig meer) en een benedenmeer of rivier en genereert elektriciteit door het water uit het spaarbekken door turbines te leiden naar het benedenmeer.

Een spaarbekken is een natuurlijk of kunstmatig meer waarin water verzameld wordt dat gecontroleerd afgevoerd kan worden om nuttig te gebruiken, bijvoorbeeld door een generator aan te drijven waarmee elektriciteit opgewekt wordt. Het hoofdkenmerk van een spaarbekken is sparen, d.w.z. je wilt een zeer grote hoeveelheid water hebben en je wilt het besteden voor iets dat je nuttig vindt. 
Het spaarbekken heeft bij voorkeur deze kenmerken:
- het ligt hoger dan waar het voor gebruikt wordt (bijvoorbeeld de elektriciteitscentrale: de zwaartekracht zorgt voor transport van het water van het spaarbekken naar de centrale)
- het is diep en uitgestrekt (zodat water er langdurig opgeslagen kan worden voordat het, ook in grote hoeveelheden, gebruikt wordt)
- de afvoer naar de centrale o.d. is regelbaar (bijvoorbeeld de hoeveelheid op te wekken energie wordt geregeld door de hoeveelheid doorgestroomd water)
- er is een rivier of benedenmeer aanwezig om het gebruikte water in op te vangen
- er is een noodafvoer naar een gebied dat een teveel aan water goed kan bergen of verwerken (om wateroverlast van de omgeving te vermijden bij een te grote aanvoer van water of bij teveel regenval).
- voor veel spaarbekkens is ook een pomp wenselijk om water uit de benedenrivier of het benedenmeer weer in het spaarbekken te brengen (wanneer de energie om de pomp aan te drijven goedkoop is).
Het hoofddoel van een spaarbekken is het verzamelen van water voor onmiddellijk of later nuttig gebruik. Het hoofddoel van een retentiebekken ligt in het tijdelijk vasthouden van water, bijvoorbeeld om wateroverlast te vermijden.

Het spaarbekken van dit type elektriciteitscentrale wordt gevuld met water wanneer elektriciteit goedkoop is. In de stille uren ('s nachts en in het weekend) en bij te veel geproduceerde windenergie of zonne-energie (pv-panelen) is er een overschot aan elektriciteit en is die goedkoop. Deze situatie wordt benut om met een pomp het water van het benedenmeer of van een rivier naar het bovenmeer te leiden. De cyclus van vullen en legen van het spaarbekken kan zich bijvoorbeeld elke dag herhalen.
De spaarbekkencentrale is een vorm van groene stroom.

Belangrijkste voordelen van een energiecentrale met een spaarbekken zijn: 
- kan zeer snel opgestart worden en weer afgesloten worden van het elektriciteitsnet (een vereiste bij onvoorspelbare energieën als wind- en zonne-energie)
- een zeer milieuvriendelijke methode.

Belangrijkste nadelen van een spaarbekkencentrale
- Er is een aardig hoogteverschil nodig tussen bovenmeer en benedenmeer, dus deze methode is niet overal op een eenvoudige manier toepasbaar; hoe hoger het verschil, des te meer potentiële energie is beschikbaar; formule vermogen P = ρ.g.Q.h.η, waarbij ρ is dichtheid (kg/m3; water 1000 kg/m3), g is valversnelling (m/s2), Q is debiet (m3/s), h is valhoogte (m) en η is rendement van de centrale (meestal 75-80%, afhankelijk van o.m. de turbines)
- Er is een forse oppervlakte nodig voor het spaarbekken
- Er zijn wellicht vistrappen nodig om de vissen te sparen
- De capaciteit is natuurlijk niet ongelimiteerd (als het bovenmeer leeg is, wordt er geen energie meer opgewekt, vandaar dat regelmatig 's nachts met goedkope stroom het meer gevuld kan worden).

Voordelen van een spaarbekkencentrale (met dank aan Engie)
- "Eenvoudige afstemming van het opgewekte vermogen aan vraagschommelingen
- Vrijwel onmiddellijk beschikbare energiereserve bij problemen op het elektriciteitsnet
- Kan zeer snel worden opgestart (enkele tientallen seconden, als snel extra elektriciteit nodig is) en weer worden afgeschakeld (als geen extra elektriciteit meer nodig is)
- Laat toe om een tegenwicht te bieden voor de wisselende en onvoorspelbare hernieuwbare productie (wind, zon)
- Niet-vervuilende energiebron die geen water verbruikt en nauwelijks brandstoffen nodig heeft (voornamelijk elektriciteit voor de aandrijving van pompen e.d.)
- Beperkte milieu-impact omdat de meeste technische installaties zich ondergronds bevinden."

Wellicht is er in Zuid-Limburg of elders een centrale met groot spaarbekken te realiseren. Na de Deltawerken en Ruimte voor de rivier kunnen we toch wel een groot bekken (het Bekken van Limburg, of elders) bouwen voor ongeveer de meest milieuvriendelijke manier van grootschalige energieopslag.
Een groot stuk nieuw land in de Noordzee worden gebruikt om een spaarbekken te maken, eventueel gecombineerd met een "Schiphol-aan-zee". 

stuwmeer als energieopslag bij een spaarbekkencentrale:

principe van een spaarbekkencentrale coo trois-ponts in belgië met bovenmeer (hier twee stuwmeren) en benedenmeer (engie); klik voor groter...!:

schema van een deel van de machinezaal met turbine van de bovenstaande spaarbekkencentrale (engie)

In Vianden (Luxemburg) staat al sinds 1964 een spaarbekkencentrale. Er is een kunstmatig meer van 8 km lang met een capaciteit van 6 miljoen m3 water.

In Coo (België) staat sinds 1979 een spaarbekkencentrale met een totaalcapaciteit aan energie van 5 GWh/dag en 1600 GWh/jaar, verdeeld over twee bovenbekkens (het eerste spaarbekken dateert al van 1972). De turbinewerking van bekken 1 is 6 uur en van bekken 2 is 5 uur; oppompen in "goedkope tijd" duurt resp. 7,5 uur en 5,75 uur. Het maximale vermogen is 1164 MW in 5 uur (dan zijn de beide spaarbekkens leeg) bij een totaal aantal m3 water van 8.500.000 m3. Dat geeft, bij 500 m3 water per minuut door de turbine, een vermogen van bijna 8 kW per m3 water dat door de turbine gaat.

Spaarbekken en valmeer
In het Plan Lievense wordt het Markermeer (met verhoogde dijken) benut als spaarbekken, een briljant idee uit 1981 van Luc Lievense (1924-2015). 
Een slim en uitvoerbaar alternatief is juist geen stuwmeer, maar een valmeer zoals in dit plan: 
"Zo kwam het plan tot stand: een waterkering tussen de Tweede Maasvlakte en Goeree-Overflakkee in de vorm van een duinenrij en een afsluitbaar 'opslagmeer', ook wel valmeer genoemd. Het waterpeil in het meer kan 17,5 meter dalen en stijgen en er past zo’n 400 miljoen kubieke meter water in. Het meer wordt voorzien van pompen, die in seconden kunnen worden omgezet in turbines. Het idee is dat de pompen -zolang ze niet nodig zijn voor de waterveiligheid - aanslaan op het moment dat er overvloedig stroom beschikbaar is van wind- en zonneparken. Zodra het overschot in elektriciteitsaanbod omslaat in een tekort, kan het valmeer weer vollopen en wekken de turbines elektriciteit op." (Delta21)

Documentatie
- Spaarbekkencentrale Coo, Elektriciteit produceren uit water (van Engie)

Zie eventueel opslag van energie (potentiële energie) voor meer manieren van energieopslag.

Verg. getijdencentrale, stromend water centale (waterstroming centrale), retentie (als andere manier van "vasthouden van water").

Eng. hydro-electric plant with upper and lower reservoir