Что такое гаэс расшифровка
Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС)
В работе энергетических систем нет определенной стабильности в обеспечении потребителей электричеством. В дневное время часто возникают пиковые нагрузки, а ночью потребление снижается и себестоимость электроэнергии возрастает. В такие периоды требуется быстрый переход из одного рабочего режима в другой. Однако, имеющиеся виды тепловых и атомных установок не способны в короткий срок снизить свою мощность при резком спаде потребления. Разрешить эту проблему может гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС), накапливающая энергию в период низкого потребления и возвращающая ее при пиковых нагрузках. Подобная схема способствует повышению поставок электричества, позволяет избежать резких скачков энергоснабжения в разное время суток.
Устройство и основные компоненты
Типовая гидравлическая аккумулирующая электростанция включает в общий комплекс следующие составляющие:
Внутри здания электростанции располагается оборудование гидромеханического и электротехнического назначения. Схема размещения представляет собой трехмашинную компоновку, состоящую из насоса, турбины и генератора-электродвигателя. Более современным считается двухмашинный вариант, включающий в себя генератор-электродвигатель и турбину-насос или обратимую турбину.
При отсутствии в верхнем бассейне естественного притока воды, станция будет работать лишь на аккумулированной жидкости. Такие установки относятся к категории чистых. Смешанные электростанции оборудуются бассейнами с естественным притоком, позволяющим получать дополнительные объемы воды. В данном случае используется и аккумулированная и приточная жидкость.
Примерно такой же вариант используется гидроэлектростанциями, расположенными каскадом. Здесь кроме основных турбинных агрегатов, устанавливаются обратимые насосы или турбины, качающие воду из нижнего водохранилища в верхнее.
Как работает двойная система
Время действия гидроаккумулирующих электростанций разделяется на два основных периода или режима. По такому же принципу работает ГЭС электростанция. При использовании первого рабочего режима установка потребляет электроэнергию, производимую тепловой электростанцией. Подача электричества осуществляется при минимальной нагрузке на ТЭС, при этом вся избыточная энергия используется насосами.
Такой период может продолжаться от 7 до 12 часов. За это время на ГАЭС осуществляется перекачивание воды из нижнего водохранилища в верхнее, создавая таким образом определенный запас энергии.
Когда возникает максимальная нагрузка, водяная электростанция переходит в турбинный режим, при котором вся накопленная энергия отдается обратно в сеть за счет сделанного запаса воды, вращающей генераторную турбину. Период нагрузки продолжается в среднем 2-6 часов в течение суток. Подобная схема обеспечивает электроэнергией какой-либо населенный пункт или объект промышленного назначения и поддерживает требуемую мощность в периоды пиковых нагрузок.
Гидроаккумулирующая электростанция размещается неподалеку от мощных потребителей, рядом с тепловыми станциями или АЭС. Подобное размещение выполняется с учетом гидрологических, топографических, геологических условий и других внешних факторов. Должна присутствовать обязательная возможность устройства нижнего и верхнего водохранилищ на максимально близком расстоянии друг от друга. При соблюдении всех необходимых условий, коэффициент полезного действия ГАЭС можно довести до 0,6-0,7.
В большинстве случаев осуществляется привязка к имеющимся озерам, другим водохранилищам или на реке. Количество электроэнергии, аккумулированной в системе, напрямую зависит от объема бассейнов и напора турбинных насосов.
Использование ГАЭС в мире и в Российской Федерации
Широкое распространение и развитие гидроаккумулирующие электростанции получили в Европе. Основной причиной послужило регулярное повышение стоимости потребленной электроэнергии. Поэтому в настоящее время производится их повсеместная установка, часто выполняемая в городской черте.
Первая такая станция была сооружена итальянцами в 1908 году. Ее мощность составляла 1 мегаватт. В середине 20-го века во всех странах подобных сооружение насчитывалось уже 40. В дальнейшем их количество продолжало расти. В 1965 году – 110, в 2000 году – примерно 300, общей производительностью 100 ГВт.
ГИДРОАККУМУЛИ́РУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТА́НЦИЯ
Том 7. Москва, 2007, стр. 72
Скопировать библиографическую ссылку:
ГИДРОАККУМУЛИ́ РУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТ А́НЦИЯ (ГАЭС), насосно-аккумулирующая гидроэлектростанция, которая перекачиванием воды из нижнего бассейна в верхний накапливает (аккумулирует) избыточную энергию, вырабатываемую другими электростанциями, когда спрос на электрич. энергию мал (напр., ночью), и преобразует потенциальную энергию запасённой воды в электрическую (вода из верхнего бассейна через гидроагрегаты перетекает в нижний) в часы пиковых нагрузок в энергосистеме. ГАЭС бывают двух видов – совмещённые и несовмещённые. Последние получили наибольшее распространение в мире, их технологич. схема включает: два бассейна или водохранилища (естественного либо искусственного типа), расположенных один над другим для создания необходимого перепада высот (напора), напорные водоводы (трубопровод) и здание ГАЭС, где размещается необходимое энергетич. оборудование. Гидроагрегаты, установленные в здании ГАЭС у нижнего конца трубопровода, могут быть трёхмашинными, состоящими из соединённых на одном валу обратимой электрич. машины (двигатель-генератор), гидротурбины и насоса, или двухмашинными. Гидроагрегаты совр. ГАЭС (двухмашинные) состоят из обратимых насоса-турбины и двигателя-генератора. При спаде нагрузки в энергосистеме, работая в режиме насоса, гидроагрегаты закачивают воду из нижнего бассейна в верхний (аккумулятор), потребляя энергию из сети. В периоды пиковой нагрузки вода из верхнего бассейна по трубопроводу подводится к гидроагрегатам ГАЭС, включённым на работу в турбинном режиме; выработанная при этом электроэнергия отдаётся в сеть энергосистемы, а вода накапливается в нижнем водоёме. Количество аккумулированной электроэнергии определяется ёмкостью бассейнов и рабочим напором ГАЭС. По конструктивным особенностям различают два осн. типа ГАЭС: электростанции, которые используют для произ-ва энергии только воду, поданную из нижнего в верхнее водохранилище, и электростанции, использующие как перекачанную воду, так и естеств. сток реки. Время пуска и смена режимов работы ГАЭС измеряются несколькими минутами.
Гидроаккумулирующие электростанции, принцип действия ГАЭС, устройство
ГАЭС (гидроаккумулирующие электростанции) служат для накопления электроэнергии во время низкого потребления сетями электричества (в ночной период) и отдачи её во время пиковых нагрузок, уменьшая тем самым необходимость изменения мощности в течение суток основных электростанций (атомных, тепловых). Тепловые и атомные станции не способны быстро снижать свою мощность во время значительного спада потребления, поэтому ночью себестоимость электроэнергии существенно возрастает и электростанции работают в значительной степени вхолостую.
История использования гидроаккумулирующих электростанций
Чтобы улучшить качество энергоснабжения и увеличить эффективность всей системы, были разработаны ГАЭС. Первые подобные станции были построены в конце 19 века в Западной Европе, в частности в 1882 г. в Швейцарии была запущена установка Леттем мощностью 103 кВт. Аналогичное сооружение через 12 лет было запущено на одной из прядильных фабрик Италии. До 20 столетия функционировало всего 4 ГАЭС, к 60-м гг. 20 века насчитывалось уже 72 работающие установки, к 2010 г. их число достигло 460.
У гидроаккумулирующих электростанций есть два периода работы — насосный и турбинный. Во время первого режима ГАЭС является потребителем электроэнергии, которая подаётся от тепловых электростанций во время минимальной нагрузки на последние (обычно примерно 7-12 часов в сутки). При этом на ГАЭС происходит перекачка воды в верхний аккумулирующий бассейн из нижнего питающего водохранилища (станция запасает энергию). В турбинном режиме ГАЭС отдаёт накопленную энергию обратно в сеть во время максимальной нагрузки на неё (2-6 часов в сутки). Вода в этот период из верхнего бассейна направляется обратно в питающее водохранилище, вращая при этом турбину генератора.
Верхний бассейн может не иметь естественной приточности, работая исключительно на запасённой в наносный период воде. Такие ГАЭС принято называть «чистыми». Также функционируют «смешанные» гидроаккумулирующие станции, верхний бассейн которых имеет дополнительную естественную приточность. При этом в турбинном режиме используется и аккумулированная, и поступающая естественным образом вода.
Принцип действия насосно-аккумулирующих электростанций заключается в преобразовании энергии воды. В таких инженерных сооружениях есть два периода работы: насосный и турбинный. В первый период электростанция является потребителем энергии от других видов, например, тепловых электростанций. В это время с помощью насосов вода перекачивается в верхний бассейн (происходит зарядка). Во время турбинного режима работы вода вращает турбины, попадая в нижнее хранилище, с помощью чего запасённая энергия отдаётся потребителю (разрядка).
Делается это для того, чтобы обеспечить города, промышленность необходимой мощностью во время пикового энергопотребления.
Кроме верхнего бассейна и питающего водохранилища в состав ГАЭС входит здание электростанции, железобетонный или металлический напорный водопровод, водоприёмник, который служит для подачи воды в верхний бассейн во время работы станции в насосный период и для забора воды из него в турбинный период. В самом здании электростанции устанавливается турбина, генератор-электродвигатель и насос либо только генератор-электродвигатель и обратимая турбина (турбина-насос).
Чаще всего ГАЭС устанавливаются рядом с мощными потребителями энергии недалеко от мощных тепловых или атомных электростанций там, где этому способствуют топографические, гидрологические и геологические условия. Необходимо, чтобы на местности имелась возможность устроить верхний бассейн и нижнее водохранилища рядом друг с другом. КПД гидроаккумулирующих станций колеблется в диапазоне 0,6 — 0,7. Обычно для работы используются уже существующие водохранилища и озёра или те места, где верхний бассейн имеет естественную приточность.
Разделяют «чистые» гидроаккумулирующие станции и «смешанные». В первом случае верхний бассейн не обладает естественной приточностью, таким образом энергия вырабатывается только за счёт запасённой заранее воды. В смешанных электростанция используется кроме аккумулированного объёма ещё и приточный сток. КПД подобных сооружений составляет 60-70%. Обычно устанавливаются вблизи мощных электростанций, там где возможно организовать нижнее водохранилище и верхнее хранилище близко друг к другу.
Другой вид аккумулирующих электростанций — ветряные. В них используется простой принцип, когда ветер вращает ветряное колесо, а энергия запасается в аккумуляторной батарее. Они намного меньше гидроаккумулирующих электростанций по размеру. Сейчас активно развиваются конструкции малой мощности, направленные на обеспечение энергией отдельных домов и фермерских хозяйств. Мощность их составляет 300 Вт — 20 кВт. Ветрогенераторы средней мощности могут снабжать электричеством небольшие удалённые населённые пункты с общим потреблением 20 — 600 кВт. Мощные аккумулирующие станции выдают более мегаватта.
В связи с постоянным повышением тарифов на электроэнергию подобные сооружения получили большое распространение в Европе. Сейчас они устанавливаются повсеместно, в том числе и в черте города. К недостаткам можно отнести создаваемый шум на уровне 45 дБ и выше. Также во многих странах запрещается их использование в сезон миграции птиц.
Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС)
ГАЭС использует в своей работе либо комплекс генераторов и насосов, либо обратимые гидроэлектроагрегаты, которые способны работать как в режиме генераторов, так и в режиме насосов.
Во время ночного провала энергопотребления ГАЭС получает из энергосети дешевую электроэнергию и расходует ее на перекачку воды в верхний бьеф (насосный режим).
Во время утреннего и вечернего пиков энергопотребления ГАЭС сбрасывает воду из верхнего бьефа в нижний, вырабатывает при этом дорогую пиковую электроэнергию, которую отдает в энергосеть (генераторный режим).
В крупных энергосистемах большую долю могут составлять мощности тепловых и атомных электростанций, которые не могут быстро снижать выработку электроэнергии при ночном снижении энергопотребления или же делают это с большими потерями.
Этот факт приводит к установлению существенно большей коммерческой стоимости пиковой электроэнергии в энергосистеме, по сравнению со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой в ночной период.
В таких условиях использование ГАЭС экономически эффективно и повышает как эффективность использования других мощностей (в том числе и транспортных), так и надежность энергоснабжения.
Первые ГАЭС в начале 20 го в. имели КПД не больше 40%, КПД современных ГАЭС составляет 70–75%.
Первые ГАЭС появились в конце 19 го в.
Так, в 1882 г. в Швейцарии, в окрестностях Цюриха, была построена установка Леттен (Letten) с двумя насосами общей мощностью в 103 кВт.
Спустя 12 лет подобная установка заработала на одной из итальянских прядильных фабрик.
Гидроаккумулирующая электростанция
Полезное
Смотреть что такое «Гидроаккумулирующая электростанция» в других словарях:
Гидроаккумулирующая электростанция — (ГАЭС) гидроэлектростанция, используемая для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. Содержание 1 Принцип работы 2 История 3 … Википедия
гидроаккумулирующая электростанция — ГАЭС Гидроэлектрическая станция, оборудованная агрегатами для гидроаккумулирования. [ГОСТ 19185 73] электростанция гидpoаккумулирующая Гидроэлектростанция, потребляющая в насосном режиме электроэнергию для преобразования её в механическую энергию … Справочник технического переводчика
гидроаккумулирующая электростанция — ГАЭС Гидроэлектрическая станция, оборудованная агрегатами для гидроаккумулирования. [ГОСТ 19185 73] электростанция гидpoаккумулирующая Гидроэлектростанция, потребляющая в насосном режиме электроэнергию для преобразования её в механическую энергию … Справочник технического переводчика
ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ — (ГАЭС) гидроэлектростанция, которая перекачиванием воды из нижнего бассейна в верхний накапливает (аккумулирует) избыточную энергию, вырабатываемую другими электростанциями, когда спрос на электрическую энергию мал (напр., ночью), и преобразует… … Большой Энциклопедический словарь
гидроаккумулирующая электростанция — Гидроэлектростанция, которая перекачиванием воды из нижнего бассейна в верхний накапливает избыточную энергию, вырабатываемую другими электростанциями, когда спрос на электроэнергию мал, и преобразует потенциальную энергию запасенной воды в… … Словарь по географии
гидроаккумулирующая электростанция — hidroakumuliacinė elektrinė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. pumped storage power plant; pumped storage power station vok. Pumpspeicherkraftwerk, n rus. гидроаккумулирующая электростанция, f pranc. centrale de pompage, f … Automatikos terminų žodynas
гидроаккумулирующая электростанция — hidroakumuliacinė elektrinė statusas T sritis Energetika apibrėžtis Elektrinė, kurioje energija kaupiama kaip vandens atsarga. Joje perteklinė (nakties, ne darbo metu) elektros energija naudojama vandeniui pumpuoti į viršutinę (akumuliacinę)… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ — (ГАЭС), насосно аккумулирующая электростанция, гидроэлектрическая станция, принцип действия к рой заключается в преобразовании электрич. энергии, получаемой от др. электростанций, в потенц. энергию воды (аккумулирование) с последующим по мере… … Большой энциклопедический политехнический словарь
гидроаккумулирующая электростанция — (ГАЭС), гидроэлектрическая станция, способная накапливать запас воды в верхнем бассейне для дальнейшего его использования (гл. обр. выработки электроэнергии) по мере необходимости. Гидротехнические сооружения ГАЭС состоят, как правило, из двух… … Энциклопедия техники
гидроаккумулирующая электростанция — (ГАЭС), гидроэлектростанция, которая перекачиванием воды из нижнего бассейна в верхний накапливает (аккумулирует) избыточную энергию, вырабатываемую другими электростанциями, когда спрос на электроэнергию мал (напр., ночью). Затем преобразует… … Географическая энциклопедия