Гэтыя электрастанцыі прыводзяцца ў дзеянне за сто секунд
Гідраакумулюючыя электрастанцыі ёсць шмат у якіх краінах. У Швейцарыі, напрыклад, яны вырабляюць больш за траціну ўсёй электраэнергіі. У Беларусі такіх пакуль няма. Расказваем, чым яны адметныя.
13.08.2023 / 16:22
Круоніская гідраакумулюючая электрастанцыя. Літва. Фота: Wikimedia Commons
Гідраакумулюючая электрастанцыя (ГАЭС) — спецыяльны від гідраэлектрастанцый, якая выкарыстоўваецца для выраўноўвання сутачнай неаднароднасці графіка электрычнай нагрузкі.
Яны працуюць па прынцыпе назапашвання энергіі ў выглядзе патэнцыйнай энергіі вады ў верхнім вадасховішчы і яе пераўтварэнні ў электрычную энергію ў ніжнім праз турбіны і генератары.
У перыяды пікавага попыту ГАЭС выпрацоўваюць дарагую пікавую энергію, скідаючы ваду з верхняга вадаёма ў ніжні.
Усё адбываецца імгненна: сілавую ўстаноўку можна вывесці са стану спакою на поўную магутнасць прыкладна за сотню секунд. Такая гнуткасць робіць гэтыя сістэмы захоўвання асабліва каштоўнымі для энергетыкі.
Гідраэлектраэнергія з гідраакумуляваннем дазваляе эканоміць энергію з «перарывістых крыніц» (такіх як сонечная энергія, вецер) і іншых аднаўляльных крыніц або залішнюю электраэнергію з крыніц пастаяннай базавай нагрузкі ў перыяды больш высокага попыту.
Як працуе
Гідраакумулюючая электрастанцыя выкарыстоўвае ваду для захоўвання і выпрацоўкі энергіі. Аб'ект складаецца з двух басейнаў на рознай вышыні. Паміж сабою яны злучаны напорным валам і падземным памяшканнем, у якім знаходзяцца помпы, турбіны і генератары.
Вось як працуюць гідраакумулюючыя электрастанцыі: вада падае зверху праз свайго роду велізарны вадаправодны кран і цячэ праз турбіны на шляхі да ніжняга рэзервуара. Яны прыводзяць у дзеянне генератары, якія выпрацоўваюць электраэнергію. Фота: Wikimedia Commons
Верхні басейн ГАЭС можа быць штучным ці натуральным (напрыклад, возера), ніжнім басейнам часта служыць вадаём, які ўтварыўся з прычыны перакрыцця ракі плацінай. Адна з пераваг ГАЭС складаецца ў тым, што яны не залежаць ад сезонных ваганняў сцёку вады.
Для перапампоўкі вады з ніжняга ў верхні басейн выкарыстоўваюцца помпы ці абарачальныя гідраагрэгаты, якія працуюць на таннай электраэнергіі, атрыманай ад іншых крыніц у перыяды нізкага попыту. Чым вышэй узровень вады ў вадасховішчы, тым вышэй магутнасць даступнай энергіі.
Такая электрастанцыя таксама прымяняецца для «захоўвання энергіі», выпрацаванай зменнымі крыніцамі, напрыклад, сонечнай энергіі або энергіі ветру. Перапампоўка вады ажыццяўляецца, калі выпрацоўваюцца сонечная і/ці ветравая энергія, якая затым «захоўваецца» ў выглядзе патэнцыйнай энергіі, складзенай у вадзе, а затым пры неабходнасці можа быць зноў трансфармаваная ў энергію.
У чым карысць
Па даным Глабальнай базы па захоўванню энергіі Міністэрства энергетыкі ЗША на гідраакумулюючыя электрастанцыі прыпадала каля 90% захоўваемай энергіі. Энергаэфектыўнасць гідраакумулюючых сховішчаў вар'іруецца ад 70% да 80%. Некаторыя крыніцы сцвярджаюць, што яна дасягае 87%.
Аптымальная колькасць гідраакумулюючых станцый робіць энергасістэму ўстойлівай і стабільнай да магістральных аварый і непрадбачаных пікавых спажыванняў, раптоўных аварый на іншых генерыруючых аб'ектах. Калі верхні вадаём збірае значную колькасць ападкаў ці сілкуецца ракой, то такая электрастанцыя можа быць чыстым вытворцам энергіі, як традыцыйная гідраэлектрастанцыя.
Распаўсюджанасць у свеце
Цяпер у свеце дзейнічае каля 250 такіх электрастанцый. Напрыклад, у Літве гэта Круоніская гідраакумулюючая электрастанцыя , якая пачала працаваць у 1992 годзе.
На першым месцы па вытворчасці электраэнергіі пры дапамозе гідраакумулюючых электрастанцый знаходзіцца Швейцарыя. У краіне такія электрастанцыі выпрацоўваюць больш за трэць усёй электраэнергіі.
Але з пяці найбольш магутных ГАЭС тры знаходзяцца ў Кітаі, дзве ў ЗША і адна ў Японіі. А сукупная магутнасць такіх электрастанцый ЗША і Японіі складае каля 40% сумарнай магутнасці ГАЭС планеты.
Будаўніцтва такіх сістэм часта патрабуе сур'ёзных умяшанняў у прыроду і ландшафт, бо неабходна перакрываць раку і затапляць вялікія ўчасткі зямлі. Каб звесці да мінімуму ўздзеянне на навакольнае асяроддзе, некаторыя электрастанцыі знаходзяцца поўнасцю пад зямлёй.
Чытайце яшчэ:
Германія разглядае магчымасць вярнуцца да атамнай энергетыкі
Сонечная энергетыка ў Германіі: усё больш сонца, панэляў і інвестыцый