8.5. Схемы насосного аккумулирования энергии

Для насосного аккумулирования энергии необходимы верхний и нижний бассейны, водопроводящие сооружения и оборудование для перекачки воды из нижнего в верхний бассейн и последующего использования этой воды для выработки электрической энергии.

При отсутствии приточности к верхнему бассейну схема ГАЭС является простейшей (рис. 2-10). В обороте находится практически один и тот же объем воды; потери испарения и фильтрации должны возмещаться из какого-либо источника.

Верхний бассейн устраивается путем частичной срезки и обвалования возвышенности или путем сооружения плотины в ущелье. При наличии высокогорного озера оно может быть использовано в качестве верхнего бассейна. Для нижнего бассейна могут быть использованы водохранилище, озеро или река. Иногда для нижнего бассейна могут быть использованы заброшенные шахты, например угольные, или создан специальный подземный резервуар.

При больших напорах ГАЭС применяются компоновки с насосо-турбинными водоводами трубопроводами или штольнями. При благоприятных природных условиях непосредственно у верхнего бассейна устраивается водоприемник, который используется для подачи воды в водовод и далее к турбинам и приема воды в верхний бассейн при

работе насосов. Если водоприемник удален от верхнего бассейна то приходится сооружать между ними канал или туннель.

На ГАЭС устанавливаются или насосы и турбины, или обратимые гидравлические машины (насосо-турбины), которые могут работать попеременно как насос и как тур­бина. Электрическая машина тоже может быть изготовленa как обра­тимая и работать попеременно двигателем и генератором. Механиче­ски сочлененные обратимые гидравлическая и этектрическая машины составляют обратимый гидроагрегат. Такие агрегаты устанавливаются при напорах до 650 м. Широко распространены трехмашинные агрегаты, когда на одном валу размещается обратимая электрическая машина, турбина и насос. Между турбиной и насосом ставят муфту, которая позволяет отключать насос при paботе турбины. На рис 2 - 11 представлен энергобаланс трехмашинного агрегата мощностью 100 МВт ГАЭС Вианден-1.

При соответствующем обосновании устанавливаютсяpaздельные агрегаты: насосный (электрический двигатель и насос) и турбинный (гидротурбина и гидрогенератор). Такую схему иногда называют четырехмашинной (более подробно см гл 8 и 26)

Здание ГАЭС соору­жается на поверхности земли или под землей Специфическую компо­новку будут иметь ГАЭС с подземными нижними резервуарами, которые, как показывают предва­рительные расчеты, могут оказаться экономичными при напорах 800—1200 м и более.

Если имеется значительный приток воды к верхнему бассейну, то электростанция становит­ся ГЭС —ГАЭС. При на­порах до 35—45 м такие электростанции будут руслового типа, при Н более 45 м — приплотинного или деривационного типа. Компоновка сооружений ГЭС — ГАЭС аналогична ГЭС, а необходимость иметь верхний и нижний бассейны и возможность перекачки воды из ниж­него бассейна в верхний присущи ГАЭС.

Насосное аккумулирование энергии особенно выгоню, когда напор насосов оказывается намного меньше напора турбин, как показано на рис 2-12. При благоприятных топографических и энергетических условиях может оказаться целесообразным использование НС в качестве ГАЭС. Для этого необходимо иметь верхний и нижний бассейны и оборудовать станцию обратимыми агрегатами. Такие гидроэнергетические установки будем называть НС-ГАЭС.