Thủy điện tích năng hoạt động như một cục pin khổng lồ. Khi giá điện rẻ, máy bơm sẽ di chuyển nước từ hồ chứa thấp hơn lên hồ chứa cao hơn. Khi nhu cầu tăng đột biến, nước sẽ chảy ngược xuống qua các tuabin, tạo ra điện năng. Cùng một lượng nước đó sẽ tuần hoàn giữa hai hồ chứa trong nhiều thập kỷ.

Đây là hình thức lưu trữ năng lượng lưới điện lâu đời nhất và lớn nhất. Những nhà máy đầu tiên ra đời vào những năm 1890. Ngày nay, thủy điện tích năng chiếm hơn 90% tổng dung lượng lưu trữ toàn cầu. Một nhà máy có thể lưu trữ hàng nghìn megawatt-giờ và xả điện trong nhiều giờ hoặc nhiều ngày. Hiệu suất chu trình khép kín đạt khoảng 70 đến 80%.

Ưu điểm của hệ thống này là quy mô và thời gian hoạt động. Pin lưu trữ rẻ hơn cho các nhu cầu ngắn hạn. Thủy điện tích năng có thể hoạt động trong thời gian dài. Hạn chế của nó là vị trí địa lý và chi phí. Nó cần hai hồ chứa ở độ cao khác nhau, lý tưởng nhất là gần nhau. Việc xây dựng các nhà máy mới mất nhiều năm và phải trải qua quá trình xem xét tác động môi trường. Tuy nhiên, nó vẫn rất cần thiết để cân bằng lưới điện với tỷ lệ điện gió và điện mặt trời cao.

Các tính năng chính

• Hai hồ chứa nước ở độ cao khác nhau.
• Máy bơm và tuabin
• Lưu trữ trong thời gian dài
• Hiệu suất khứ hồi cao
• Phụ thuộc vào địa lý