Elektrownie szczytowo-pompowe (ESP) są masowymi akumulatorami energii. Zasada ich działania sprowadza się do przelewania wody pomiędzy dwoma zbiornikami – dolnym i górnym. W okresie przekazywania energii elektrycznej do systemu energetycznego z ESP woda przepływa ze zbiornika górnego do dolnego przez turbinę wodną. W okresie nadmiaru energii w systemie energetycznym, zasilane energią elektryczną pompy pompują wodę ze zbiornika dolnego do górnego. Ten drugi jest przeważnie sztucznym zbiornikiem połączonym
rurociągiem ze zbiornikiem dolnym, często naturalnym ciekiem wodnym, zlewiskiem. Sprawność elektryczna akumulacji całego układu, będąca iloczynem sprawności jego poszczególnych elementów (turbin, pomp, automatyki sterującej, strat przepływu wody w rurociągach, odparowania wody), jest najwyższa, jaką w praktyce uzyskuje się dla akumulacji dużych mocy i w istniejących obiektach; osiąga 74% (ESP Dlouhe Strane, Czechy).
Sprawność oraz techniczne opanowanie pompowania i turbinowej generacji, praca na czynniku naturalnym, powszechnie dostępnym (wodzie), stanowi o popularności ESP i jej dominacji w światowym magazynowaniu energii elektrycznej na poziomie 95%. Dla systemu elektroenergetycznego równie istotny jak dostępna moc jest czas reakcji sterowanych (włączanych/wyłączanych) na odległość elektrowni. W przypadku wspomnianego, stosunkowo nowego obiektu w Dlouhe Strane, Czechy, włączenie do ruchu to mniej niż 6 minut. W przypadku największego – 1 GW europejskiego ESP w Szwajcarii 10 minut wystarczy na przełączenie obiektu z pracy turbinowej na pracę pompową.

Elektrownie szczytowo-pompowe budowane od początku zeszłego stulecia (1905 r., Szwajcaria) mają funkcję stabilizowania systemu energii elektrycznej oraz jej akumulacji w czasie nadprodukcji energii. W związku z realizowaną skutecznie funkcją zapewniania bezpieczeństwa, koszty budowy ESP nie amortyzowały się w trakcie jej eksploatacji i nie był to wymóg konieczny w trakcie planowania takich obiektów. W epoce poprzedzającej odnawialne źródła energii (OZE) ESP były często elementem dużych, stabilnych jednostek wytwórczych, które eksploatowano bez zmiany obciążenia, np. z powodów bezpieczeństwa przy elektrowniach atomowych. Stąd obecność ESP w Żarnowcu (największej polskiej ESP).
Sytuacja gospodarki energetycznej w Polsce na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat nie była łaskawa
wobec ESP. Istniejące obiekty, łącznie ok. 1,7 GW, są eksploatowane, lecz pozostające w budowie, np. od 1972 r. ESP Młoty w Bystrzycy Kłodzkiej (750 MW) pozostają na etapie montażu finansowego, a nie zabudowy pomp i turbin na obiekcie. ESP dużych mocy nie są obecnie objęte stałym, przewidywalnym wsparciem finansowym państwa. W definicjach, które obowiązują w unijnych dyrektywach nie zostały również określone jako obiekty OZE, co tłumaczone jest emisją gazów cieplarnianych w procesach gnilnych flory w zbiornikach wodnych. Nie ma także zachęt ustawowych dla komercyjnych inwestycji w ESP. Samorządy będące właścicielami gruntów, na których możliwe jest stawianie ESP, nie chcąc, bądź nie są w stanie partycypować w kosztach budowy zbiorników, które pełnią również funkcje retencji.

Cały artykuł w magazynie Pompy Pompownie 1/2021.