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 на основі руслово-греблевої ГЕС (англ. Wind turbine pumped storage hydropower plant on the basis of existing «dammed water» riverbed HPP) — комплекс гідро- та вітроенергетичних споруд і обладнання для гідроакумулювання та виробництва електроенергії. Вітротурбінна гідроакумулювальна електростанція призначена для створення гідроакумулювальних потужностей, використовуючи існуючі напірні руслово-греблеві гідроелектростанції. 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.
Загальна схема вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції
Схема вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції (ВГАЕС) на основі руслово-греблевої ГЕС включає руслово-греблеву гідроелектростанцію HPP, вітрові електростанції WPP1 та WPP2, насосну водоперекачувальну систему PS1-PS2 та трубопровід TNG. Одна вітрова електростанція WPP1 встановлюється на нижньому б'єфі водотоку, на безпечній відстані від греблі D, друга вітрова електростанція WPP2 — на верхньому б'єфі. Насосна водоперекачувальна система PS1-PS2 забезпечує підняття води з нижнього б'єфу русла у верхнє водосховище і складається з водозабірних вузлів та (електро)механічних водоперекачувальних насосів Р, розташованих групами по одній, або по обох сторонах греблі. Насоси живляться від вітрових електростанцій WPP1 та WPP2, а також від об'єднаної електромережі EN в класичному режимі гідроакумулювання. Водоперекачувальні насоси Р піднімають воду у верхнє водосховище трубопроводом TNG, який включає в себе кілька водоперекачувальних рукавів, встановлених поверх, або ж в обхід греблі.
Режими роботи вітротурбінної гідроакумулювальної електростанції
Вітротурбінна гідроакумулювальна електростанція може працювати у трьох наступних режимах: (1) роздільної генерації електричної енергії вітровими електростанціями та гідроелектростанцією й постачання виробленої електричної енергії в об'єднану електричну мережу; (2) гідроакумулювання вітровими електростанціями й генерації електричної енергії гідроелектростанцією; (3) класичного гідроакумулювання за допомогою насосної водоперекачувальної системи з відбором пікових надлишків електричної енергії з об'єднаної електричної мережі. При роботі ВГАЕС в режимі генерації електричної енергії кінетична енергія рухомого повітря перетворюється в кінетичну обертальну енергію роторів вітрових турбін електростанцій WPP1 та WPP2 та з'єднаних з ними роторів електрогенераторів, які за допомогою електродинамічної системи перетворюють кінетичну енергію повітря в електричну енергію. Параметри електричної енергії доводяться за допомогою електричних адаптерів до потрібних стандартів, й вона подається в об'єднану електричну мережу EN. При роботі ВГАЕС в режимі вітротурбінного гідроакумулювання електрична енергія з вітрових електростанцій WPP1 та WPP2 активує (електро)механічні насоси Р, які через трубопровід TNG повертають «відпрацьовану» воду з нижнього рівня водотоку у верхнє водосховище, таким чином, збільшуючи резерв потенціальної енергії. В подальшому накопичена вода при падінні перетворюється в електричну енергію за допомогою штатних турбін гідроелектростанції HPP. У режимі класичного гідроакумулювання надлишки електричної енергії з об'єднаної електромережі EN подаються на водоперекачувальну систему PS1-PS2 і активують насоси Р, які через трубопровід TNG піднімають воду з нижнього б'єфу у верхнє водосховище.
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.
Комбінована ВГАЕС є екологічним та економічним проектом для захисту клімату та природи. Вона може включати ряд ВЕС та руслово-греблевих ГЕС, реконструйованих для цілей гідроакумулювання, керованих таким чином, аби задовольнити потребу в електроенергії при різних погодних умовах. Доказано, що вітротурбінні гідроакумулювальні електростанції можуть бути такими ж надійними та потужними, як і звичайні потужні енергетичні станції, так як вони оптимально поєднують у собі переваги різних відновлюваних енергоресурсів. Рівень виробництва електричної енергії вітротурбінними гідроакумулювальними електростанціями не залежить від річкового стоку, тож, така співпраця корисна класичним руслово-греблевим ГЕС. Та найбільше благо від ВГАЕС — для об'єднаної енергетичної системи.
Вітротурбінні гідроакумулювальні електростанції на каскаді існуючих ГЕС
При роботі вітротурбінних гідроакумулювальних електростанцій WTPS1, WTPS2, зведених на каскаді ГЕС HPP1 та HPP2, потрібно враховувати енергетичні параметри як кожної окремої структури, наприклад, вітрових електростанцій WPP1, WPP2, так і взаємний вплив електростанцій на
заповнюваність водосховищ водою. Зокрема, необхідно контролювати: вільні об'єми VA, VB, VC, VD, VE у водосховищах A, B, C, D і E; наявність в них води для перекачування; швидкість вітру vBA, vCB, vDC, vED, vIE в акваторіях різних ГЕС та швидкість заповнювання водосховищ (продуктивність водоперекачуючих систем PS) QBA, QCB, QDC, QED, QIE. Тобто, робота вітротурбінних гідроакумулювальних електростанцій каскаду має бути синхронізована. Вплив нестабільності вітру на акваторіях електростанцій на своєчасність заповнювання водосховищ може бути подолано, наприклад, використанням надлишків електроенергії в електричній мережі у нічний час для заповнення проблемних об'ємів. Система автоматичного регулювання має забезпечувати максимальне заповнення басейнів, розташованих вище по руслу, бо згодом вода «спрацьовує» через всі нижні водосховища каскаду.
У межах України ВГАЕС, які інтегровані з класичними руслово-греблевими ГЕС, можуть додатково безперебійно виробляти електроенергію потужністю 2,5 ГВт, а це середньорічна потужність трьох енергетичних ядерних реакторів атомної електростанції. Ще більша цінність ВГАЕС як маневрова та регулювальна потужність для об'єднаної енергетичної системи. Потужні вітротурбінні гідроакумулювальні електростанції WTPS1, WTPS2, WTPS3, створені на базі руслово-греблевих гідроелектростанцій HPP1, HPP2 та HPP3, спроможні успішно урівноважувати генерацію електричної енергії атомними електростанціями NPP1, NPP2, NPP3, тепловими електростанціями TPP1, TPP2, вітровими та сонячними електростанціями зі споживанням електричної енергії населенням, комунальним господарством, промисловими та агропромисловими об'єктами. Вітротурбінні гідроакумулювальні електростанції оптимізують енергоефективність існуючих руслово-греблевих ГЕС гідроакумулюванням «відпрацьованої» води за допомогою вітрових турбін, таким чином, балансуючи пікові навантаження потужних електричних мереж та збільшуючи маневрові потужності всієї енергосистеми.
Тож, можливості та безпечні технології отримання додаткових маневрових потужностей існують. Їх впровадження дозволяє диспетчерам об'єднаної енергосистеми України відмовитись від крайніх і непередбачуваних заходів.
Потреба в регулюванні потужності енергетичних систем не є суто українською. Як свідчать тенденції розвитку електроенергетики, майбутнє — за вітротурбінними гідроакумулювальними електростанціями. Традиційна конкуренція, яка здавен існує між гідроенергетикою та вітроенергетикою, врешті, поступиться місцем їх інтеграції. Більшість країн, у тому числі і наша, скористається можливостями, які надає інтеграція вітротурбінних технологій гідроакумулювання з існуючими технологіями руслово-греблевих ГЕС. Нові технології дадуть змогу раціонально, по-господарськи використовувати кожен літр води, кожен подих вітру, кожен Джоуль гідравлічної і вітрової енергії, і прикладні дослідження є тому запорукою.
Див. також
- Вітротурбінна гідроакумулювальна електростанція
- 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 гідроакумулювальні електростанції / 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 na osnovi ruslovo greblevoyi GES angl Wind turbine pumped storage hydropower plant on the basis of existing dammed water riverbed HPP kompleks gidro ta vitroenergetichnih sporud i obladnannya dlya gidroakumulyuvannya ta virobnictva elektroenergiyi Vitroturbinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya priznachena dlya stvorennya gidroakumulyuvalnih potuzhnostej vikoristovuyuchi isnuyuchi napirni ruslovo greblevi gidroelektrostanciyi 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 Vitrotubinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya na osnovi isnuyuchoyi ruslovo greblevoyi GES Zagalna shema vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyiVitrotubinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya VGAES na osnovi isnuyuchoyi GAES Shema vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyi VGAES na osnovi ruslovo greblevoyi GES vklyuchaye ruslovo greblevu gidroelektrostanciyu HPP vitrovi elektrostanciyi WPP1 ta WPP2 nasosnu vodoperekachuvalnu sistemu PS1 PS2 ta truboprovid TNG Odna vitrova elektrostanciya WPP1 vstanovlyuyetsya na nizhnomu b yefi vodotoku na bezpechnij vidstani vid grebli D druga vitrova elektrostanciya WPP2 na verhnomu b yefi Nasosna vodoperekachuvalna sistema PS1 PS2 zabezpechuye pidnyattya vodi z nizhnogo b yefu rusla u verhnye vodoshovishe i skladayetsya z vodozabirnih vuzliv ta elektro mehanichnih vodoperekachuvalnih nasosiv R roztashovanih grupami po odnij abo po oboh storonah grebli Nasosi zhivlyatsya vid vitrovih elektrostancij WPP1 ta WPP2 a takozh vid ob yednanoyi elektromerezhi EN v klasichnomu rezhimi gidroakumulyuvannya Vodoperekachuvalni nasosi R pidnimayut vodu u verhnye vodoshovishe truboprovodom TNG yakij vklyuchaye v sebe kilka vodoperekachuvalnih rukaviv vstanovlenih poverh abo zh v obhid grebli Rezhimi roboti vitroturbinnoyi gidroakumulyuvalnoyi elektrostanciyiVitroturbinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya mozhe pracyuvati u troh nastupnih rezhimah 1 rozdilnoyi generaciyi elektrichnoyi energiyi vitrovimi elektrostanciyami ta gidroelektrostanciyeyu j postachannya viroblenoyi elektrichnoyi energiyi v ob yednanu elektrichnu merezhu 2 gidroakumulyuvannya vitrovimi elektrostanciyami j generaciyi elektrichnoyi energiyi gidroelektrostanciyeyu 3 klasichnogo gidroakumulyuvannya za dopomogoyu nasosnoyi vodoperekachuvalnoyi sistemi z vidborom pikovih nadlishkiv elektrichnoyi energiyi z ob yednanoyi elektrichnoyi merezhi Pri roboti VGAES v rezhimi generaciyi elektrichnoyi energiyi kinetichna energiya ruhomogo povitrya peretvoryuyetsya v kinetichnu obertalnu energiyu rotoriv vitrovih turbin elektrostancij WPP1 ta WPP2 ta z yednanih z nimi rotoriv elektrogeneratoriv yaki za dopomogoyu elektrodinamichnoyi sistemi peretvoryuyut kinetichnu energiyu povitrya v elektrichnu energiyu Parametri elektrichnoyi energiyi dovodyatsya za dopomogoyu elektrichnih adapteriv do potribnih standartiv j vona podayetsya v ob yednanu elektrichnu merezhu EN Pri roboti VGAES v rezhimi vitroturbinnogo gidroakumulyuvannya elektrichna energiya z vitrovih elektrostancij WPP1 ta WPP2 aktivuye elektro mehanichni nasosi R yaki cherez truboprovid TNG povertayut vidpracovanu vodu z nizhnogo rivnya vodotoku u verhnye vodoshovishe takim chinom zbilshuyuchi rezerv potencialnoyi energiyi V podalshomu nakopichena voda pri padinni peretvoryuyetsya v elektrichnu energiyu za dopomogoyu shtatnih turbin gidroelektrostanciyi HPP U rezhimi klasichnogo gidroakumulyuvannya nadlishki elektrichnoyi energiyi z ob yednanoyi elektromerezhi EN podayutsya na vodoperekachuvalnu sistemu PS1 PS2 i aktivuyut nasosi R yaki cherez truboprovid TNG pidnimayut vodu z nizhnogo b yefu u verhnye vodoshovishe Kaskadne roztashuvannya vitroturbinnih gidroakumulyuvalnih elektrostancij 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 Kombinovana VGAES ye ekologichnim ta ekonomichnim proektom dlya zahistu klimatu ta prirodi Vona mozhe vklyuchati ryad VES ta ruslovo greblevih GES rekonstrujovanih dlya cilej gidroakumulyuvannya kerovanih takim chinom abi zadovolniti potrebu v elektroenergiyi pri riznih pogodnih umovah Dokazano sho vitroturbinni gidroakumulyuvalni elektrostanciyi mozhut buti takimi zh nadijnimi ta potuzhnimi yak i zvichajni potuzhni energetichni stanciyi tak yak voni optimalno poyednuyut u sobi perevagi riznih vidnovlyuvanih energoresursiv Riven virobnictva elektrichnoyi energiyi vitroturbinnimi gidroakumulyuvalnimi elektrostanciyami ne zalezhit vid richkovogo stoku tozh taka spivpracya korisna klasichnim ruslovo greblevim GES Ta najbilshe blago vid VGAES dlya ob yednanoyi energetichnoyi sistemi Vitroturbinni gidroakumulyuvalni elektrostanciyi na kaskadi isnuyuchih GESPri roboti vitroturbinnih gidroakumulyuvalnih elektrostancij WTPS1 WTPS2 zvedenih na kaskadi GES HPP1 ta HPP2 potribno vrahovuvati energetichni parametri yak kozhnoyi okremoyi strukturi napriklad vitrovih elektrostancij WPP1 WPP2 tak i vzayemnij vpliv elektrostancij na Shema pobudovi vitroturbinnih gidroakumulyuvalnih elektrostancij na Dniprovskomu kaskadi ruslovo greblevih GES zapovnyuvanist vodoshovish vodoyu Zokrema neobhidno kontrolyuvati vilni ob yemi VA VB VC VD VE u vodoshovishah A B C D i E nayavnist v nih vodi dlya perekachuvannya shvidkist vitru vBA vCB vDC vED vIE v akvatoriyah riznih GES ta shvidkist zapovnyuvannya vodoshovish produktivnist vodoperekachuyuchih sistem PS QBA QCB QDC QED QIE Tobto robota vitroturbinnih gidroakumulyuvalnih elektrostancij kaskadu maye buti sinhronizovana Vpliv nestabilnosti vitru na akvatoriyah elektrostancij na svoyechasnist zapovnyuvannya vodoshovish mozhe buti podolano napriklad vikoristannyam nadlishkiv elektroenergiyi v elektrichnij merezhi u nichnij chas dlya zapovnennya problemnih ob yemiv Sistema avtomatichnogo regulyuvannya maye zabezpechuvati maksimalne zapovnennya basejniv roztashovanih vishe po ruslu bo zgodom voda spracovuye cherez vsi nizhni vodoshovisha kaskadu Optimizaciya potuzhnosti ob yednanoyi energosistemi za dopomogi vitrotubinnih gidroakumulyuvalnih elektrostancij U mezhah Ukrayini VGAES yaki integrovani z klasichnimi ruslovo greblevimi GES mozhut dodatkovo bezperebijno viroblyati elektroenergiyu potuzhnistyu 2 5 GVt a ce serednorichna potuzhnist troh energetichnih yadernih reaktoriv atomnoyi elektrostanciyi She bilsha cinnist VGAES yak manevrova ta regulyuvalna potuzhnist dlya ob yednanoyi energetichnoyi sistemi Potuzhni vitroturbinni gidroakumulyuvalni elektrostanciyi WTPS1 WTPS2 WTPS3 stvoreni na bazi ruslovo greblevih gidroelektrostancij HPP1 HPP2 ta HPP3 spromozhni uspishno urivnovazhuvati generaciyu elektrichnoyi energiyi atomnimi elektrostanciyami NPP1 NPP2 NPP3 teplovimi elektrostanciyami TPP1 TPP2 vitrovimi ta sonyachnimi elektrostanciyami zi spozhivannyam elektrichnoyi energiyi naselennyam komunalnim gospodarstvom promislovimi ta agropromislovimi ob yektami Vitroturbinni gidroakumulyuvalni elektrostanciyi optimizuyut energoefektivnist isnuyuchih ruslovo greblevih GES gidroakumulyuvannyam vidpracovanoyi vodi za dopomogoyu vitrovih turbin takim chinom balansuyuchi pikovi navantazhennya potuzhnih elektrichnih merezh ta zbilshuyuchi manevrovi potuzhnosti vsiyeyi energosistemi Tozh mozhlivosti ta bezpechni tehnologiyi otrimannya dodatkovih manevrovih potuzhnostej isnuyut Yih vprovadzhennya dozvolyaye dispetcheram ob yednanoyi energosistemi Ukrayini vidmovitis vid krajnih i neperedbachuvanih zahodiv Potreba v regulyuvanni potuzhnosti energetichnih sistem ne ye suto ukrayinskoyu Yak svidchat tendenciyi rozvitku elektroenergetiki majbutnye za vitroturbinnimi gidroakumulyuvalnimi elektrostanciyami Tradicijna konkurenciya yaka zdaven isnuye mizh gidroenergetikoyu ta vitroenergetikoyu vreshti postupitsya miscem yih integraciyi Bilshist krayin u tomu chisli i nasha skoristayetsya mozhlivostyami yaki nadaye integraciya vitroturbinnih tehnologij gidroakumulyuvannya z isnuyuchimi tehnologiyami ruslovo greblevih GES Novi tehnologiyi dadut zmogu racionalno po gospodarski vikoristovuvati kozhen litr vodi kozhen podih vitru kozhen Dzhoul gidravlichnoyi i vitrovoyi energiyi i prikladni doslidzhennya ye tomu zaporukoyu Div takozhVitroturbinna gidroakumulyuvalna elektrostanciya 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 gidroakumulyuvalni elektrostanciyi 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