Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Возобновляемая энергетика в современном мире

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС).

Гидравлическое аккумулирование энергии является одной из самых ранних технологий запасания больших объемов энергии. Принципиально ГАЭС представляет собой обычную гидроэлектростанцию (ГЭС), где турбины вращаются потоком набегающей воды за счет разности уровней верхнего и нижнего водяных резервуаров, обеспечивая преобразование потенциальной энергии воды в механическую и затем электрическую энергию. Такая ГЭС дополняется насосными агрегатами (либо на ГАЭС используются оборотные турбо- насосные устройства), которые в часы провала потребления электроэнергии нагнетают воду обратно из нижнего в верхний резервуар. Высокая маневренность ГАЭС обеспечивается регулированием расхода воды.

Первая в мире ГАЭС мощностью около 100 кВт была построена в местечке Леттем (Швейцария) и введена в эксплуатацию в 1882 г. В настоящее время в мире насчитывается более 460 Г АЭС суммарной мощностью около 300 ГВт. Крупные каскады ГАЭС в гористых районах Европы являются хорошим инструментом для регулирования энергетических потоков в электрических сетях, особенно в условиях возрастающей доли нестабильных ВИЭ, таких как солнце и ветер, в энергобалансе Европейского Союза. Вместе с тем бурное расширение масштабов использования ВИЭ потребовало строительства новых линий электропередачи, соединяющих гидроаккумулирующие каскады с ветровыми и солнечными парками, и увеличения пропускной способности существующих. В последнее время широкое распространение получают комбинированные системы ГЭС—ГАЭС [4], сооружаемые непосредственно на реках в местах наибольшего уклона, рис. 7.3. Это позволяет снизить капитальные затраты и увеличить маневренность системы. Дополнительным положительным фактором является возможность длительной эксплуатации наиболее капиталоемких сооружений, таких как плотина. Основными условиями, определяющими целесообразность постройки ГАЭС, ее максимальную энергоемкость и стоимость, являются особенности рельефа местности (как правило, для строительства ГАЭС требуется перепад высоты не менее 100 м), а также необходимость затопления территорий. Именно поэтому в Европе и Японии в настоящее время основной упор сделан не на строительство новых

Схема классической ГАЭС (а) и гибридной ГАЭС—ГЭС (и)

Рис. 7.3. Схема классической ГАЭС (а) и гибридной ГАЭС—ГЭС (и)

ГАЭС, а на модернизацию старых ГЭС с оснащением их дополнительными гидроаккумуляторами [4].

Оценить запасаемую ГАЭС энергию можно, зная высоту /г между верхним и нижним бьефами и массу воды М, запасенную в верхнем водоеме (за вычетом так называемого мертвого объема — объема воды, который находится в верхнем водоеме ниже уровня шлюза):

где ? — ускорение свободного падения; р — КПД генераторов и преобразователей.

В России в настоящее время действует только одна ГАЭС — Загорская мощностью 1,2 ГВт (в режиме выработки электроэнергии). Вблизи нее ведется строительство Загорской ГАЭС-2. Другой проект ОАО «РусГидро» — создание ГАЭС на р. Шапша в Ленинградской области предполагает создание станции мощностью 1,56 ГВт с годовой выработкой 2,34 млрд кВт • ч электроэнергии.

Строительство традиционных ГАЭС малой мощнос ти и энергоемкости связано со значительными затратами. Вместе с гем представляют практический интерес новые технические решения по созданию мобильных ГАЭС сезонного действия, работающих в диапазоне напора от 10 до 500 м и обеспечивающих мощность от 5 до 100 кВт [5] (рис. 7.4). Снижение стоимости конструкций таких

Схема мобильной деривационной микроГЭС

Рис. 7.4. Схема мобильной деривационной микроГЭС:

/ — водоподпорное сооружение ГГУ; 2 — деривационный водовод; 3 — подпорная стенка; 4 — вантовая система закрепления водовода; 5 — грунтонаполняемое сооружение по трассе водовода; 6 — грунтоармированное подпорное сооружение; 7 — контейнер с гидроагрегатом

ГАЭС обусловлено применением гибкого деривационного рукава из композитных материалов, защитных грунтоармированных сооружений, а также мобильной микроГЭС в контейнерном исполнении [6]. По утверждению разработчиков капитальные затраты на мобильные деривационные сезоннодействующие конструкции в несколько раз ниже, чем на постоянные. Они могут представить интерес для применения в малой распределенной энергетике, в том числе для различных потребителей, расположенных в труднодоступных, отдаленных, не электрифицированных районах вблизи малых водотоков. К таким потребителям относятся поселки, фермерские хозяйства, спортивные базы, санатории, а также обладающие высокой мобильностью и не имеющие стационарной привязки предприятия разведки и добычи полезных ископаемых, передвижные туристические базы и т.п.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы