Гидроаккумулирующие электростанции

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС)

Описание ГАЭС приведено в пп. 3.5.2. Уплотнение графика нагрузки с помощью ГАЭС показано на рис. 3.67.

В период малых нагрузок энергосистемы ГАЭС перекачивает из нижнего резервуара в верхний, потребляя при этом энергию и увеличивая нагрузку в период ночного провала. В режиме максимальных нагрузок ГАЭС работает в генераторном режиме и расходует воду, запасенную в верхнем водохранилище.

[pic 1]

Рис.3.67. Выравнивание графика нагрузки с помощью ГАЭС

Время хранения запасенной энергии в ГАЭС практически неограниченно, так как потери связаны только с испарением воды с поверхности водохранилища и ее фильтрацией через грунт.

Воздухоаккумулирующие электростанции (ВАЭС)

Схема ВАЭС, использующей энергию сжатого воздуха, показана на рис. 3.68.

[pic 2]

Рис.3.68. Схема ВАЭС:

1-разъемные муфты; 2-электрическая машина (генератор-двигатель);

3-компрессор; 4-подземный резервуар (хранилище сжатого воздуха);

5-камера сгорания; 6-газовая турбина

Модифицированная газовая турбина через разъемные муфты связана с электрической машиной и компрессором. В часы минимальных нагрузок электрическая машина работает в режиме синхронного электродвигателя и вращает компрессор, закачивающий воздух в подземный резервуар. В период максимума нагрузки воздух из хранилища поступает в камеру сгорания, где происходит его подогрев до 500÷550оС и подача на лопатки газовой турбины. При этом электрическая машина переходит в генераторный режим и вырабатывает ЭЭ, отдаваемую в сеть. В отличие от традиционной ГТУ для привода компрессора энергия газовой турбины не расходуется. В Германии эксплуатируется ВАЭС «Хунторф» мощностью 290 МВт. Воздух закачивается в два подземных хранилища под давлением 6 МПа. В качестве хранилищ используются полости, вымытые в пластах каменной соли. Объем хранилища 300 тыс.м3обеспечивает работу ГТУ в течение двух часов.

Инерционные накопители

Относятся к классу динамических, накапливающих энергию во вращающейся массе. Накопитель состоит из вращающегося ротора со значительным моментом инерции (маховика) и трансмиссии, т.е. системы для подвода и отвода энергии. Запасенная маховиком энергия определяется по формуле:

Wo = ks σ / ρ ,

где ks – коэффициент формы колеса; σ – допустимое механическое напряжение в материале ротора; ρ – плотность маховика.

Энергоемкость маховика, изготовленного из стекловолокна с эпоксидной связкой, составляет около 105Дж/кг. Инерционные накопители мощностью 0,5÷1 МВт используются в системах бесперебойного электропитания особо ответственных потребителей. Например, опытная установка СГЭП-500 мощностью 500кВт позволяет обеспечить электроснабжение потребителей, когда допустимое время перерыва питания составляет 0,2÷0,3 с.