Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Вітротурбінна гідроакумулювальна електростанція (англ. Wind turbine pumped storage hydropower plant) — комплекс гідро- та вітроенергетичних споруд і обладнання для гідроакумулювання та виробництва електроенергії. Комбінована вітро- гідроенергетична станція може бути такою ж надійною та потужною, як і звичайна велика енергетична станція, так як вона оптимально поєднує у собі переваги різних відновлювальних енергоресурсів. У вітряну погоду вітрові турбіни піднімають воду із нижньої водойми у верхню. накопичуючи потенціальну енергію. У безвітряну погоду гідроагрегати виробляють електричну енергію. використовуючи кінетичну енергію накопиченої води.
Загальна схема вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції
Автономна вітротурбінна гідроакумулювальна електростанція (ВГАЕС) у загальному випадку складається з вітроенергетичної та гідроенергетичної частин. Вітроенергетична споруда включає одну або ряд вітроенергетичних установок WT з каналами генерації електроенергії та (електро)механічну водоперекачуючу насосну систему PS для піднімання води. Вітроенергетичні установки встановлюються на нижньому та/або верхньому б'єфах водотоку (водосховищ). Гідроенергетична частина представляє собою верхнє URes та нижнє LRes накопичувальні водосховища, верхня водойма URes оснащена гідроагрегатами (гідротурбінами та гідрогенераторами) НТ. Вітроенергетичні установки можуть працювати в двох режимах: прямого виробництва електроенергії та гідроакумулювання (перекачування води). У режимі прямої генерації електричної енергії кінетична енергія потоку повітря перетворюється в кінетичну обертальну енергію роторів вітрових турбін WTR та жорстко поєднаних з ними роторів електрогенераторів WG. Електродинамічні системи електрогенераторів WG перетворюють кінетичну енергію роторів в електричну енергію EE. Параметри отриманого електричного струму EC доводяться в електричному адаптері EA до стандартів, придатних для його використання споживачами або постачання в електричну мережу EN. У режимі перекачування води електрична енергія EE, яка виробляється електрогенераторами вітроенергетичних установок, активує насосну водоперекачувальну систему PS. Водоперекачувальні насоси Р піднімають воду з нижнього водосховища LRes у верхнє URes і, таким чином, дозволяють запасати потенціальну енергію води. Акумульований резерв води в подальшому перетворюється в кінетичну енергію падаючого водяного потоку, а потім в кінетичну енергію гідротурбін НТ та поєднаних з ними роторів гідрогенераторів (електрогенераторів гідротурбін). Електродинамічні системи гідрогенераторів перетворюють обертальну кінетичну енергію роторів гідротурбін в електричну енергію. У разі відсутності вітру, живлення споживачів відбувається за рахунок енергії, яку виробляють гідроагрегати, що приводяться в дію потоком накопиченої води. Автономна ВГАЕС має замкнений цикл використання води і в процесі функціонування потребує незначного поповнення її запасів із зовнішнього джерела.
Важлива властивість автономної ВГАЕС — незалежність її від сезонних коливань стоку, тож, вона має суттєві переваги у порівнянні з «класичною» вітровою електростанцією, яка працює виключно в режимі виробництва електроенергії.
Вітроенергетичним спорудам притаманні вади руслово-греблевих ГЕС: заводнення та заболочення земель, зменшення сільськогосподарських угідь, знесення населених пунктів, порушення екологічного балансу, а також негативний вплив на флору та фауну місцевості.
Параметри вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції
Робота автономної вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції характеризується наступними енергетичними параметрами: об'єм водосховища (змінний об'єм води VRes в його резервуарі, об'єм води, який проходить через гідроагрегати протягом певного періоду, наприклад, доби); водяний напір HST, що є різницею висот між початковою та кінцевою точками падіння води; QHPP в одиницю часу; сумарна електрична потужність гідроагрегатів PHPP-EL; кількість гідроагрегатів NHA; електрична потужність одного гідроагрегату PHA-EL; сумарна електрична потужність вітрових агрегатів PWPP-EL; електрична потужність одного вітроагрегату PWA-EL; кількість вітрових агрегатів NWA; час, протягом якого гідроагрегати використовують весь змінний об'єм води, tHPP; сумарна площа обхвату вітрових турбін АWPP; площа обхвату однієї вітротурбіни АWT; сумарна потужність вітрового потоку PWPP; тривалість вітру tWPP; коефіцієнт використання відновлюваної енергії потоку повітря ζWD (коефіцієнт корисної дії вітрової турбіни kWT), ζWD = kWT; коефіцієнт корисної дії вітрогенератора (електрогенератора) kWG; коефіцієнт корисної дії (ВЕУ) kWA; продуктивність водоперекачувальної системи (швидкість заповнювання водосховища) QWPP; кількість та вартість річного виробітку електричної енергії ЕHPP; маса MOFF та/або об'єм VOFFорганічного викопного палива, яке заощаджується при функціонуванні вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції протягом року; прискорення вільного падіння g = 9,81 м/с2.
гідроагрегатами електростанції QHPP в одиницю часу (м3/с) визначаються із співвідношення: QHPP = PHPP/(ρHD·g·HST), де PHPP — потужність ГЕС в ідеальному випадку, без врахувань втрат на проміжних етапах перетворення енергії води в електричну енергію, PHPP = PHD, PHD — потужність водяного потоку, HST — водяний напір, ρHD — густина води, g — прискорення вільного падіння g = 9,81 м/с2.
Об'єм водосховища (змінний об'єм води VRes в його резервуарі, або об'єм води, який проходить через гідроагрегати протягом доби): VRes = QHPP·tHPP.
Кількість електроенергії ЕHPP-EL, яка може бути вироблена за певний час роботи гідроагрегатів, дорівнює добутку їх електричної потужності PHPP-EL на час роботи t: ЕHPP-EL = PHPP-EL·t.
Вартість електричної енергії PPRΣ, яка може бути вироблена за певний період роботи гідроагрегатів електростанції, дорівнює добутку ціни 1 кіловат-години pPR на кількість електроенергії ЕHPP-EL (3): PPRΣ = pPR·ЕHPP-EL.
Електрична потужність вітрових агрегатів, яка забезпечить цілодобову роботу гідроагрегатів турбіни, знаходиться з умови рівності електричної енергії, яка виробляється гідроагрегатами гідроакумулювальної електростанції ЕHPP-EL та енергії, яка витрачається вітроагрегатами гідроакумулювальної електростанції ЕWPP-EL для заповнення водосховища вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції: ЕHPP-EL = ЕWPP-EL.
Величини електричної енергії, яка виробляється гідроелектростанцією і витрачається вітровою електростанцією, можна виразити через електричні потужності гідроагрегатів PHPP-EL та вітроагрегатів PHPP-EL і час tHPP, tWPP, протягом якого працюють гідроагрегати та вітроагрегати, тоді попередній вираз прийме вигляд: PHPP-EL·tHPP = PWPP-EL·tWPP.
З цього рівняння знаходиться сумарна електрична потужність вітроагрегатів PWPP-EL:
PWPP-EL = (tHPP /tWPP)·PHPP-EL.
Сумарна потужність вітрових агрегатів PWPP-EL може бути знайдена також через параметри вітрового потоку та конструктивні параметри вітрових енергетичних установок: PWPP-EL = kWA·PWPP = kWT·kWG·PWPP = 0,5·kWT·kWG·ρWD·АWT·vWD3,
де kWA, kWT, kWG — коефіцієнти корисної дії вітроагрегату, вітротурбіни та вітрогенератора відповідно, kWA = k WT·kWG.
Продуктивність водоперекачувальної системи (швидкість заповнювання водосховища вітроагрегатами) QWPP визначається із співвідношення: QWPP= PWPP-EL/(ρHD·g·HST).
Формула для визначення площі поперечного перерізу повітряного потоку, яка забезпечує електричну потужність PWPP-EL, має вигляд: АWPP = PWPP-EL/(0,5·kWT·kWG·ρWD·vWD3) = 2(tHPP/tWPP)·PHPP-EL/(kWT·kWG·ρWD·vWD3).
Потужність вітрових енергетичних установок обмежена, тож, відбору вітрової енергії з усієї площі поперечного перерізу повітряного потоку можна досягти використанням NWT вітрових енергетичних установок електричною потужністю PWA-EL кожна. Охват вітрової турбіни АWT визначається конструктивними параметрами вітрової турбіни, зокрема, довжиною лопаті (радіусом ротора) RWT:
АWT = π·RWT2.
Кількість вітроенергетичних установок у станції NWA визначається відношенням: NWA = АWPP/АWT.
Радіус ротора вітротурбіни RWT у цьому випадку дорівнює
RWT = √(АWT/π).
Кількість органічного викопного палива (наприклад, об'єм VOFFприродного газу) з питомою теплотворною здатністю сOFF, яке заощаджується при функціонуванні вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції протягом року, розраховується наступним чином: VOFF = ЕHPP-EL/(kOFF сOFF).
де kOFF — коефіцієнт корисної дії теплоенергетичних систем на органічному паливі, в енергоефективних системах kOFF = 0,4.
В таблиці приведені дані розрахунків енергетичних параметрів вітротурбінних гідроакумулювальних електростанцій потужністю 20 МВт, 40 МВт, 60 МВт, 80 МВт та 100 МВт при наступних вихідних даних: водяний напір (висота підйому води) HST = ; час, протягом якого гідроагрегати використовують весь змінний об'єм води, tHPP = 24 години; час, протягом якого працюють вітроагрегати і заповнюють водою весь об'єм водосховища (тривалість вітру) tWPP = 10 годин щодоби; середньостатистичне значення швидкості вітру vWD = 7 м/с; густина повітря ρWD = 1,2 кг/м3; густина води ρHD = 1000 кг/м3; коефіцієнт корисної дії гідроагрегатів kHA = 1; коефіцієнт використання відновлюваної енергії потоку повітря (коефіцієнт корисної дії вітрової турбіни) ζWD = kWT = 0,526 та коефіцієнт корисної дії електрогенератора kWG = 0,95; прискорення вільного падіння g = 9,81 м·с−2.
Таблиця 1. Параметри ВГАЕС підвищеної потужності на основі руслово-греблевих ГЕС
| Гідроенергетика | |||||
| Потужність гідротурбін, МВт | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Витрати води за 1 с., х 102, м3 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| Об'єм водосховища, млн м³ | 17,3 | 34,6 | 51,8 | 69,1 | 86 |
| Енергія за 1 рік, х107, кВт·год | 17,3 | 34,6 | 51,8 | 69,1 | 86 |
| Вартість е-енергії за 1 рік, х106, US$ | 17,3 | 34,6 | 51,8 | 69,1 | 86 |
| Вітроенергетика | |||||
| Потужність ВЕС, МВт | 48 | 96 | 144 | 192 | 240 |
| Накопичення води за 1 с., м3 | 480 | 960 | 1440 | 1920 | 2400 |
| Накопичення води за 10 год., млн. м3 | 17,3 | 34,6 | 51,8 | 69,1 | 86 |
| Енергія ВЕС за 1 с., МДж | 48 | 96 | 144 | 192 | 240 |
Аби забезпечити стабільну вихідну потужність 100 МВт, ВГАЕС на основі існуючої руслово-греблевої ГЕС повинна використовувати 100 одиниць ВЕУ сумарною площею обхвату вітротурбін 2220·103 м2 і потужністю 2,4 МВт кожна. Така ВГАЕС спроможна щосекунди підняти на висоту 10 метрів (у верхнє водосховище) води, накопичити за 10 годин роботи 86·106 м3 води й надати можливість штатним гідротурбінам ГЕС загальною потужністю 100 МВт працювати безперервно протягом 24 годин. ВГАЕС потужністю 100 МВт дозволяє виробити протягом року 86·107кВт·год електроенергії вартістю US$86 млн. За 10 років вартість виробленої електроенергії складе US$860 млн. Проте, вартість електричної енергії, яку виробляє ВГАЕС, не дає повної картини її цінності, так як не менш суттєвими є її екологічні переваги — за 10 років роботи ВГАЕС дозволяє заощадити 238·107 м3 природного газу і, таким чином, зменшити викиди парникових газів в атмосферу. Тож, природно, що вітротурбінна гідроакумулювальна електростанція може бути використана для збільшення маневрових та регулювальних потужностей об'єднаної енергетичної системи. Порівняння потужностей руслово-греблевої електростанції PHPP та вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції PWTPS, створеної на основі цієї руслово-греблевої ГЕС, свідчить на користь ВГАЕС, бо PWTPS " PHPP. Інтеграція вітроенергетичних та гідроенергетичних систем дозволяє повніше використати гідроенергетичний потенціал природних водяних стоків та підвищити енергоефективність існуючих гідроенергетичних споруд. Також відпадає необхідність створення додаткових водойм для гідроакумулювання енергії. Спільне використання гідроенергетичних та вітроенергетичних систем розширяє сферу використання відновлюваних джерел енергії та знижує екологічне навантаження на густонаселені райони.
Вітротурбінна гідроакумулювальна електростанція на основі руслово-греблевої ГЕС
Суттєві енергетичні та екологічні позитиви властиві вітро-гідроенергетичним системам, створеним на базі існуючих руслово-греблевих ГЕС. У таких комбінованих агрегаціях вітряні електростанції, окрім прямої генерації електричного струму, використовуються для повертання «відпрацьованої» води у водосховище для повторного виробництва енергії із застосуванням штатних гідроагрегатів ГЕС. У такий спосіб вдається продовжити в часі робочий режим гідроелектростанцій (збільшити коефіцієнт використання встановленої потужності ГЕС), підвищити стабільність параметрів електричного струму в електромережі і, таким чином, підвищити енергоефективність усієї гідроенергетичної споруди. Що дуже важливо, споруди та обладнання комбінованих вітро-гідроенергетичних систем можуть бути застосовані для виконання функцій класичних гідроакумулювальних електростанцій, тобто, для використання надлишку енергії з електричної мережі при її перевиробництві та пониженому попиті для накопичення потенціальної енергії води, враховуючи великий обсяг вільних місткостей водосховищ, нагадаємо, тільки у водосховищах Дніпровського каскаду ГЕС час від часу внаслідок обміління він становить 5…8 км3.
Див. також
- Вітротурбінна гідроакумулювальна електростанція на основі руслово-греблевої ГЕС
- Гідроелектростанція
- Гідроакумулювальна електростанція
- Безгреблева гідроелектростанція
- Безгреблева гідроелектростанція на основі напівзанурених гідротурбін
- Безгреблева гідроелектростанція на основі занурених гідротурбін
- ТОВ «Ніжинські лабораторії скануючих пристроїв»
Література і посилання
- Сидоров В. І. Технології гідро- та вітроенергетики. — Черкаси: Вертикаль, видавець Кандич С. Г., 2016. — 166 с.
- Сидоров В. І. Вітротурбінні технології гідроакумулювання / Промислова електроенергетика та електротехніка. — 2016. — № 6. — с. 14-24
- Сидоров В. І. Безгреблеві гідроелектростанції на основі занурених та напівзанурених гідротурбін / Промислова електроенергетика та електротехніка. — 2017. — № 3 (105). — с. 18-26
- Сидоров В. І. Зваблення скіфа. Етюди / Черкаси: Вертикаль. Видавець Кандич С. Г. 2016. — 316 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Vitroturbinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya angl Wind turbine pumped storage hydropower plant kompleks gidro ta vitroenergetichnih sporud i obladnannya dlya gidroakumulyuvannya ta virobnictva elektroenergiyi Kombinovana vitro gidroenergetichna stanciya mozhe buti takoyu zh nadijnoyu ta potuzhnoyu yak i zvichajna velika energetichna stanciya tak yak vona optimalno poyednuye u sobi perevagi riznih vidnovlyuvalnih energoresursiv U vitryanu pogodu vitrovi turbini pidnimayut vodu iz nizhnoyi vodojmi u verhnyu nakopichuyuchi potencialnu energiyu U bezvitryanu pogodu gidroagregati viroblyayut elektrichnu energiyu vikoristovuyuchi kinetichnu energiyu nakopichenoyi vodi Chema vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi Zagalna shema vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyiVihidna potuzhnist vitrovoyi elektrostanciyi WPP ta vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi WTPS Avtonomna vitroturbinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya VGAES u zagalnomu vipadku skladayetsya z vitroenergetichnoyi ta gidroenergetichnoyi chastin Vitroenergetichna sporuda vklyuchaye odnu abo ryad vitroenergetichnih ustanovok WT z kanalami generaciyi elektroenergiyi ta elektro mehanichnu vodoperekachuyuchu nasosnu sistemu PS dlya pidnimannya vodi Vitroenergetichni ustanovki vstanovlyuyutsya na nizhnomu ta abo verhnomu b yefah vodotoku vodoshovish Gidroenergetichna chastina predstavlyaye soboyu verhnye URes ta nizhnye LRes nakopichuvalni vodoshovisha verhnya vodojma URes osnashena gidroagregatami gidroturbinami ta gidrogeneratorami NT Vitroenergetichni ustanovki mozhut pracyuvati v dvoh rezhimah pryamogo virobnictva elektroenergiyi ta gidroakumulyuvannya perekachuvannya vodi U rezhimi pryamoyi generaciyi elektrichnoyi energiyi kinetichna energiya potoku povitrya peretvoryuyetsya v kinetichnu obertalnu energiyu rotoriv vitrovih turbin WTR ta zhorstko poyednanih z nimi rotoriv elektrogeneratoriv WG Elektrodinamichni sistemi elektrogeneratoriv WG peretvoryuyut kinetichnu energiyu rotoriv v elektrichnu energiyu EE Parametri otrimanogo elektrichnogo strumu EC dovodyatsya v elektrichnomu adapteri EA do standartiv pridatnih dlya jogo vikoristannya spozhivachami abo postachannya v elektrichnu merezhu EN U rezhimi perekachuvannya vodi elektrichna energiya EE yaka viroblyayetsya elektrogeneratorami vitroenergetichnih ustanovok aktivuye nasosnu vodoperekachuvalnu sistemu PS Vodoperekachuvalni nasosi R pidnimayut vodu z nizhnogo vodoshovisha LRes u verhnye URes i takim chinom dozvolyayut zapasati potencialnu energiyu vodi Akumulovanij rezerv vodi v podalshomu peretvoryuyetsya v kinetichnu energiyu padayuchogo vodyanogo potoku a potim v kinetichnu energiyu gidroturbin NT ta poyednanih z nimi rotoriv gidrogeneratoriv elektrogeneratoriv gidroturbin Elektrodinamichni sistemi gidrogeneratoriv peretvoryuyut obertalnu kinetichnu energiyu rotoriv gidroturbin v elektrichnu energiyu U razi vidsutnosti vitru zhivlennya spozhivachiv vidbuvayetsya za rahunok energiyi yaku viroblyayut gidroagregati sho privodyatsya v diyu potokom nakopichenoyi vodi Avtonomna VGAES maye zamknenij cikl vikoristannya vodi i v procesi funkcionuvannya potrebuye neznachnogo popovnennya yiyi zapasiv iz zovnishnogo dzherela Vazhliva vlastivist avtonomnoyi VGAES nezalezhnist yiyi vid sezonnih kolivan stoku tozh vona maye suttyevi perevagi u porivnyanni z klasichnoyu vitrovoyu elektrostanciyeyu yaka pracyuye viklyuchno v rezhimi virobnictva elektroenergiyi Vitroenergetichnim sporudam pritamanni vadi ruslovo greblevih GES zavodnennya ta zabolochennya zemel zmenshennya silskogospodarskih ugid znesennya naselenih punktiv porushennya ekologichnogo balansu a takozh negativnij vpliv na floru ta faunu miscevosti Parametri vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyiRobota avtonomnoyi vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi harakterizuyetsya nastupnimi energetichnimi parametrami ob yem vodoshovisha zminnij ob yem vodi VRes v jogo rezervuari ob yem vodi yakij prohodit cherez gidroagregati protyagom pevnogo periodu napriklad dobi vodyanij napir HST sho ye rizniceyu visot mizh pochatkovoyu ta kincevoyu tochkami padinnya vodi QHPP v odinicyu chasu sumarna elektrichna potuzhnist gidroagregativ PHPP EL kilkist gidroagregativ NHA elektrichna potuzhnist odnogo gidroagregatu PHA EL sumarna elektrichna potuzhnist vitrovih agregativ PWPP EL elektrichna potuzhnist odnogo vitroagregatu PWA EL kilkist vitrovih agregativ NWA chas protyagom yakogo gidroagregati vikoristovuyut ves zminnij ob yem vodi tHPP sumarna plosha obhvatu vitrovih turbin AWPP plosha obhvatu odniyeyi vitroturbini AWT sumarna potuzhnist vitrovogo potoku PWPP trivalist vitru tWPP koeficiyent vikoristannya vidnovlyuvanoyi energiyi potoku povitrya zWD koeficiyent korisnoyi diyi vitrovoyi turbini kWT zWD kWT koeficiyent korisnoyi diyi vitrogeneratora elektrogeneratora kWG koeficiyent korisnoyi diyi VEU kWA produktivnist vodoperekachuvalnoyi sistemi shvidkist zapovnyuvannya vodoshovisha QWPP kilkist ta vartist richnogo virobitku elektrichnoyi energiyi EHPP masa MOFF ta abo ob yem VOFForganichnogo vikopnogo paliva yake zaoshadzhuyetsya pri funkcionuvanni vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi protyagom roku priskorennya vilnogo padinnya g 9 81 m s2 gidroagregatami elektrostanciyi QHPP v odinicyu chasu m3 s viznachayutsya iz spivvidnoshennya QHPP PHPP rHD g HST de PHPP potuzhnist GES v idealnomu vipadku bez vrahuvan vtrat na promizhnih etapah peretvorennya energiyi vodi v elektrichnu energiyu PHPP PHD PHD potuzhnist vodyanogo potoku HST vodyanij napir rHD gustina vodi g priskorennya vilnogo padinnya g 9 81 m s2 Ob yem vodoshovisha zminnij ob yem vodi VRes v jogo rezervuari abo ob yem vodi yakij prohodit cherez gidroagregati protyagom dobi VRes QHPP tHPP Kilkist elektroenergiyi EHPP EL yaka mozhe buti viroblena za pevnij chas roboti gidroagregativ dorivnyuye dobutku yih elektrichnoyi potuzhnosti PHPP EL na chas roboti t EHPP EL PHPP EL t Vartist elektrichnoyi energiyi PPRS yaka mozhe buti viroblena za pevnij period roboti gidroagregativ elektrostanciyi dorivnyuye dobutku cini 1 kilovat godini pPR na kilkist elektroenergiyi EHPP EL 3 PPRS pPR EHPP EL Elektrichna potuzhnist vitrovih agregativ yaka zabezpechit cilodobovu robotu gidroagregativ turbini znahoditsya z umovi rivnosti elektrichnoyi energiyi yaka viroblyayetsya gidroagregatami gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi EHPP EL ta energiyi yaka vitrachayetsya vitroagregatami gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi EWPP EL dlya zapovnennya vodoshovisha vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi EHPP EL EWPP EL Velichini elektrichnoyi energiyi yaka viroblyayetsya gidroelektrostanciyeyu i vitrachayetsya vitrovoyu elektrostanciyeyu mozhna viraziti cherez elektrichni potuzhnosti gidroagregativ PHPP EL ta vitroagregativ PHPP EL i chas tHPP tWPP protyagom yakogo pracyuyut gidroagregati ta vitroagregati todi poperednij viraz prijme viglyad PHPP EL tHPP PWPP EL tWPP Z cogo rivnyannya znahoditsya sumarna elektrichna potuzhnist vitroagregativ PWPP EL PWPP EL tHPP tWPP PHPP EL Sumarna potuzhnist vitrovih agregativ PWPP EL mozhe buti znajdena takozh cherez parametri vitrovogo potoku ta konstruktivni parametri vitrovih energetichnih ustanovok PWPP EL kWA PWPP kWT kWG PWPP 0 5 kWT kWG rWD AWT vWD3 de kWA kWT kWG koeficiyenti korisnoyi diyi vitroagregatu vitroturbini ta vitrogeneratora vidpovidno kWA k WT kWG Produktivnist vodoperekachuvalnoyi sistemi shvidkist zapovnyuvannya vodoshovisha vitroagregatami QWPP viznachayetsya iz spivvidnoshennya QWPP PWPP EL rHD g HST Formula dlya viznachennya ploshi poperechnogo pererizu povitryanogo potoku yaka zabezpechuye elektrichnu potuzhnist PWPP EL maye viglyad AWPP PWPP EL 0 5 kWT kWG rWD vWD3 2 tHPP tWPP PHPP EL kWT kWG rWD vWD3 Potuzhnist vitrovih energetichnih ustanovok obmezhena tozh vidboru vitrovoyi energiyi z usiyeyi ploshi poperechnogo pererizu povitryanogo potoku mozhna dosyagti vikoristannyam NWT vitrovih energetichnih ustanovok elektrichnoyu potuzhnistyu PWA EL kozhna Ohvat vitrovoyi turbini AWT viznachayetsya konstruktivnimi parametrami vitrovoyi turbini zokrema dovzhinoyu lopati radiusom rotora RWT AWT p RWT2 Kilkist vitroenergetichnih ustanovok u stanciyi NWA viznachayetsya vidnoshennyam NWA AWPP AWT Radius rotora vitroturbini RWT u comu vipadku dorivnyuye RWT AWT p Kilkist organichnogo vikopnogo paliva napriklad ob yem VOFFprirodnogo gazu z pitomoyu teplotvornoyu zdatnistyu sOFF yake zaoshadzhuyetsya pri funkcionuvanni vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi protyagom roku rozrahovuyetsya nastupnim chinom VOFF EHPP EL kOFF sOFF de kOFF koeficiyent korisnoyi diyi teploenergetichnih sistem na organichnomu palivi v energoefektivnih sistemah kOFF 0 4 V tablici privedeni dani rozrahunkiv energetichnih parametriv vitroturbinnih gidroakumulyuvalnih elektrostancij potuzhnistyu 20 MVt 40 MVt 60 MVt 80 MVt ta 100 MVt pri nastupnih vihidnih danih vodyanij napir visota pidjomu vodi HST chas protyagom yakogo gidroagregati vikoristovuyut ves zminnij ob yem vodi tHPP 24 godini chas protyagom yakogo pracyuyut vitroagregati i zapovnyuyut vodoyu ves ob yem vodoshovisha trivalist vitru tWPP 10 godin shodobi serednostatistichne znachennya shvidkosti vitru vWD 7 m s gustina povitrya rWD 1 2 kg m3 gustina vodi rHD 1000 kg m3 koeficiyent korisnoyi diyi gidroagregativ kHA 1 koeficiyent vikoristannya vidnovlyuvanoyi energiyi potoku povitrya koeficiyent korisnoyi diyi vitrovoyi turbini zWD kWT 0 526 ta koeficiyent korisnoyi diyi elektrogeneratora kWG 0 95 priskorennya vilnogo padinnya g 9 81 m s 2 Tablicya 1 Parametri VGAES pidvishenoyi potuzhnosti na osnovi ruslovo greblevih GES GidroenergetikaPotuzhnist gidroturbin MVt 20 40 60 80 100Vitrati vodi za 1 s h 102 m3 2 4 6 8 10Ob yem vodoshovisha mln m 17 3 34 6 51 8 69 1 86Energiya za 1 rik h107 kVt god 17 3 34 6 51 8 69 1 86Vartist e energiyi za 1 rik h106 US 17 3 34 6 51 8 69 1 86VitroenergetikaPotuzhnist VES MVt 48 96 144 192 240Nakopichennya vodi za 1 s m3 480 960 1440 1920 2400Nakopichennya vodi za 10 god mln m3 17 3 34 6 51 8 69 1 86Energiya VES za 1 s MDzh 48 96 144 192 240 Abi zabezpechiti stabilnu vihidnu potuzhnist 100 MVt VGAES na osnovi isnuyuchoyi ruslovo greblevoyi GES povinna vikoristovuvati 100 odinic VEU sumarnoyu plosheyu obhvatu vitroturbin 2220 103 m2 i potuzhnistyu 2 4 MVt kozhna Taka VGAES spromozhna shosekundi pidnyati na visotu 10 metriv u verhnye vodoshovishe vodi nakopichiti za 10 godin roboti 86 106 m3 vodi j nadati mozhlivist shtatnim gidroturbinam GES zagalnoyu potuzhnistyu 100 MVt pracyuvati bezperervno protyagom 24 godin VGAES potuzhnistyu 100 MVt dozvolyaye virobiti protyagom roku 86 107kVt god elektroenergiyi vartistyu US 86 mln Za 10 rokiv vartist viroblenoyi elektroenergiyi sklade US 860 mln Prote vartist elektrichnoyi energiyi yaku viroblyaye VGAES ne daye povnoyi kartini yiyi cinnosti tak yak ne mensh suttyevimi ye yiyi ekologichni perevagi za 10 rokiv roboti VGAES dozvolyaye zaoshaditi 238 107 m3 prirodnogo gazu i takim chinom zmenshiti vikidi parnikovih gaziv v atmosferu Tozh prirodno sho vitroturbinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya mozhe buti vikoristana dlya zbilshennya manevrovih ta regulyuvalnih potuzhnostej ob yednanoyi energetichnoyi sistemi Porivnyannya potuzhnostej ruslovo greblevoyi elektrostanciyi PHPP ta vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi PWTPS stvorenoyi na osnovi ciyeyi ruslovo greblevoyi GES svidchit na korist VGAES bo PWTPS PHPP Integraciya vitroenergetichnih ta gidroenergetichnih sistem dozvolyaye povnishe vikoristati gidroenergetichnij potencial prirodnih vodyanih stokiv ta pidvishiti energoefektivnist isnuyuchih gidroenergetichnih sporud Takozh vidpadaye neobhidnist stvorennya dodatkovih vodojm dlya gidroakumulyuvannya energiyi Spilne vikoristannya gidroenergetichnih ta vitroenergetichnih sistem rozshiryaye sferu vikoristannya vidnovlyuvanih dzherel energiyi ta znizhuye ekologichne navantazhennya na gustonaseleni rajoni Vitroturbinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya na osnovi ruslovo greblevoyi GESVitrotubinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya na osnovi isnuyuchoyi ruslovo greblevoyi GES Suttyevi energetichni ta ekologichni pozitivi vlastivi vitro gidroenergetichnim sistemam stvorenim na bazi isnuyuchih ruslovo greblevih GES U takih kombinovanih agregaciyah vitryani elektrostanciyi okrim pryamoyi generaciyi elektrichnogo strumu vikoristovuyutsya dlya povertannya vidpracovanoyi vodi u vodoshovishe dlya povtornogo virobnictva energiyi iz zastosuvannyam shtatnih gidroagregativ GES U takij sposib vdayetsya prodovzhiti v chasi robochij rezhim gidroelektrostancij zbilshiti koeficiyent vikoristannya vstanovlenoyi potuzhnosti GES pidvishiti stabilnist parametriv elektrichnogo strumu v elektromerezhi i takim chinom pidvishiti energoefektivnist usiyeyi gidroenergetichnoyi sporudi Sho duzhe vazhlivo sporudi ta obladnannya kombinovanih vitro gidroenergetichnih sistem mozhut buti zastosovani dlya vikonannya funkcij klasichnih gidroakumulyuvalnih elektrostancij tobto dlya vikoristannya nadlishku energiyi z elektrichnoyi merezhi pri yiyi perevirobnictvi ta ponizhenomu popiti dlya nakopichennya potencialnoyi energiyi vodi vrahovuyuchi velikij obsyag vilnih mistkostej vodoshovish nagadayemo tilki u vodoshovishah Dniprovskogo kaskadu GES chas vid chasu vnaslidok obmilinnya vin stanovit 5 8 km3 Div takozhVitroturbinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya na osnovi ruslovo greblevoyi GES Gidroelektrostanciya Gidroakumulyuvalna elektrostanciya Bezgrebleva gidroelektrostanciya Bezgrebleva gidroelektrostanciya na osnovi napivzanurenih gidroturbin Bezgrebleva gidroelektrostanciya na osnovi zanurenih gidroturbin TOV Nizhinski laboratoriyi skanuyuchih pristroyiv Literatura i posilannyaSidorov V I Tehnologiyi gidro ta vitroenergetiki Cherkasi Vertikal vidavec Kandich S G 2016 166 s Sidorov V I Vitroturbinni tehnologiyi gidroakumulyuvannya Promislova elektroenergetika ta elektrotehnika 2016 6 s 14 24 Sidorov V I Bezgreblevi gidroelektrostanciyi na osnovi zanurenih ta napivzanurenih gidroturbin Promislova elektroenergetika ta elektrotehnika 2017 3 105 s 18 26 Sidorov V I Zvablennya skifa Etyudi Cherkasi Vertikal Vidavec Kandich S G 2016 316 s