Гідроакумулюючі електричні станції

Графік навантаження споживачів має провали й максимуми, як протягом доби, так і протягом місяця, кварталу або року. Це означає, що в одні години необхідна більша сумарна потужність генераторів, а в інші - частина генераторів або навіть електростанцій повинна бути відключена. Кількість електростанцій й їхня сумарна потужність визначається тривалим максимумом навантаження. Це приводить до неповного використання устаткування й подорожчання електроустаткування. У міру розвитку суспільства, поліпшення добробуту нерівномірність споживання електроенергії збільшується, причому змінити кардинально це положення не можна, тому що воно залежить від усталеного режиму життя людей і ряду причин, які не залежать від людей (наприклад, освітлення включається тільки ввечері). У той же час більшість електроенергії виробляється на теплових й атомних електростанціях, для яких бажаний рівномірний графік навантаження. Звичайні парові котли й турбіни на цих станціях допускають зміну навантаження лише на 10-15%. Дефіцит маневрених потужностей («піки» навантаження) покривається ГЕС, однак вони не завжди можуть мати достатній запас води. Проблему покриття «піків» вирішують гідроакумулюючі станції, які під час спаду навантаження накопичують воду й споживають електроенергію із системи, а під час «піків» - витрачають запас води й генерують електроенергію.

ГАЕС має верхній басейн, у якому відбувається накопичення води й агрегати для закачування води в басейн і виробництва електроенергії. Застосовується чотири- три - і двомашинне компонування агрегатів станцій.

Технологічна схема ГАЕС наведена на рис. 2.6.

Рис. 2.6 – Технологічна схема ГАЕС

При чотиримашинному компонуванні для виробництва електроенергії використовуються турбіни Т і генератори Г, а для перекачування води - електричні двигуни Д и насоси Н

У силу незалежності роботи генератора й насоса така компонувальна схема може бути економічно більш вигідною. Наприклад, у Швейцарії на ГАЕС Гримзель генератори розташовані на одній річці, а насоси - на іншій, що протікає вище. При цьому на перекачування води у верхній басейн затрачується значно менше енергії, ніж отримується при спрацьовуванні води в турбінах.

Скорочення числа машин істотно знижує вартість ГАЕС. Об'єднання функцій генератора й двигуна в одній машині привело до тримашинного компонування станцій.

Ефективність ГАЕС значно зросла після появи оборотних гідротурбін, що виконують функції і турбін і насосів. Таким чином, кількість машин зведена до двох

Однак станції двомашинного компонування мають більше низький ккд. Крім того, при такому компонуванні виникає ряд технологічних складностей, наприклад пов'язаних з охолодженням, тому що вентилятори можуть працювати тільки при одному напрямку обертання.

Ккд ГАЕС становить 70-75%. Для ГАЕС характерна також відносно невисока вартість будівельних робіт. Для порівняння: на 1 кВт установленої потужності на великих річкових ГЕС потрібно 10м³ бетону, а на великих ГАЕС декілька десятих м³.