Selected structural and material challenges of pumped-storage hydro power plants in Poland and worldwide

openaccess, Vol. 640 (12) 2025 / poniedziałek, 29 grudnia, 2025

Wybrane wyzwania konstrukcyjne i materiałowe dotyczące szczytowo-pompowych elektrowni wodnych w Polsce i na świecie

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.12.19

citation/cytuj: Dudziak S., Kozyra Z., Zbiciak A., Bartman M. Selected structural and material challenges of pumped-storage hydro power plants in Poland and worldwide. Materiały Budowlane. 2025. Volume 640. Issue 12. Pages 186-191. DOI: 10.15199/33.2025.12.19 

This paper presents selected design and material challenges associated with the construction and operation of pumped‑storage power plants in Poland and worldwide. The plant’s operating environment is not fully controllable due to water contamination in the reservoirs and its aggressiveness, particularly towards the concrete in the supporting structure. Another challenge is vibration, which is caused by operating mechanical equipment and the dynamic action of water during pumping and discharge. Despite numerous technical challenges, pumped-storage power plants remain a key component of the power system, supporting grid stability and the development of renewable energy sources.

W artykule przedstawiono wybrane wyzwania konstrukcyjne i materiałowe dotyczące budowy i eksploatacji elektrowni szczytowo-pompowych w Polsce i na świecie. Środowisko pracy elektrowni nie jest w pełni możliwe do kontroli ze względu na zanieczyszczenia wody w zbiornikach i jej stopnia agresywności zwłaszcza w przypadku betonu w konstrukcji wsporczej. Kolejnym wyzwaniem są drgania, których źródłem są pracujące urządzenia mechaniczne oraz dynamiczne działanie wody w trybie pompowania, jak i zrzutu wody. Pomimo wielu wyzwań technicznych, elektrownie szczytowo-pompowe pozostają kluczowym elementem systemu energetycznego, wspierając stabilność sieci i rozwój odnawialnych źródeł energii.
pumped-storage power plant (PSPP); concrete; vibrations; supporting structure.

elektrownia szczytowo-pompowa (ESP); beton; drgania; konstrukcja wsporcza.
  1. Kulpa J, Kopacz M, Stecuła K, Olczak P. Pumped Storage Hydropower as a Part of Energy Storage Systems in Poland–Młoty Case Study. Energies 2024, 17, 1830. https://doi.org/10.3390/en17081830
  2. Twaróg B. (2023). Modelling a pumped storage power plant on the example of the Porąbka Żar power plant. Technical Transactions, e2023001. https:// doi.org/10.37705/TechTrans/e2023001;
  3. Odnawialne źródła energii, pod red. M. Wichlińskiego, Rozdział 2. Mirek P., Podstawy konwersji energii w elektrowniach szczytowo-pompowych, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 2021, e-ISBN 978-83-7193-867-2;
  4. https://www.linkedin.com/posts/ckd-blansko_hydropower-hydro-spiral-activity-7342838819500552193-gnQd/?utm_source=share&utm_medium=member_desktop&rcm=ACoAAAOvnp0Bqqp9t5t6aSiVvxLhEK HSTjg-WAU (z dnia 18.08.2025 r.);
  5. Gao X, Fu D, Wu H. Embedment of Steel Spiral Cases in Concrete: Lessons from a Structural Deformation Accident in China. Appl. Sci. 2022, 12, 8395. https://doi.org/10.3390/app12178395;
  6. Fyall Z, Wysocki L. Korozja ługująca w żelbetowych zbiornikach do magazynowania wody przeznaczonej do spożycia, Materiały Budowlane, 2022; 2(594): DOI: 10.15199/33.2022.02.07;
  7. Kurpinska M, Haustein E. Experimental Study of the Resistance to Influence of Aggressive Liquids on Lightweight Concrete. Materials 2021, 14, 4185. https://doi.org/10.3390/ma14154185;
  8. Aguiar JB, Camões A, Moreira P.M. Performance of Concrete in Aggressive Environment, International Journal of Concrete Structures and Materials, Vol. 2, No. 1, pp. 21~25, June 2008;
  9. Todorov, G, Kralov I, Kamberov K, Sofronov Y, Zlatev B, Zahariev E. Investigation and Identification of the Causes of the Unprecedented Accident at the “Chaira” Pumped Hydroelectric Energy Storage Plant. Water 2024, 16, 3393. https://doi.org/10.3390/w16233393;
  10. Jinjian Zhang, Zhenyue Ma, Xueni Wang, Leike Zhang, Qianqian Wu, Mengyao Li, Vibration control on coupled unit-plant structure of pumped storage power station during sudden load-up process, Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 212, 2024, 111333, ISSN 0888‒3270, https://doi. org/10.1016/j.ymssp.2024.111333;
  11. Zhong, T.; Feng, X.; Zhang, Y.; Zhou, J. Multiple-TMD-Based Structural Vibration Control for Pumped Storage Power Plants. Appl. Sci. 2020, 10, 5577, https://doi.org/10.3390/app10165577.
dr inż. Sławomir Dudziak, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0001-6287-2005
dr inż. Zofia Kozyra, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0001-7506-420X
prof. dr hab. inż. Artur Zbiciak, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0001-8882-2938
dr inż. Marcin Bartman, Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny
ORCID: 0009-0005-0991-3396

dr inż. Zofia Kozyra, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0001-7506-420X

Correspondence address: zofia.kozyra@pw.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.12.19

Article in PDF file

Received: 11.08.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 11.08.2025 r.
Revised: 03.10.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 03.10.2025 r.
Published: 23.12.2025 / Opublikowano: 23.12.2025 r.