מבנה ומאפיינים של תחנת כוח אגירה שאובה ובנייתה

תחנת כוח הידרואלקטרית עם אגירה שאובה היא הטכנולוגיה הנפוצה והבוגרת ביותר באגירת אנרגיה בקנה מידה גדול, וקיבולת המותקנת של תחנת הכוח יכולה להגיע לרמת ג'יגה-וואט. כיום, תחנת הכוח עם אגירה שאובה היא בעלת קנה המידה הבוגר ביותר בעולם.
תחנת כוח הידרואלקטרית לאגירת אנרגיה שאובה בעלת טכנולוגיה בוגרת ויציבה ויתרונות מקיפים גבוהים. היא משמשת לעתים קרובות לגילוח שיא ולמצב המתנה. תחנת כוח הידרואלקטרית לאגירת אנרגיה שאובה היא הטכנולוגיה הנפוצה והבוגרת ביותר באגירת אנרגיה בקנה מידה גדול, וקיבולת המותקנת של תחנת הכוח יכולה להגיע לרמת ג'יגה-וואט.
על פי נתונים סטטיסטיים חלקיים של הוועדה המקצועית לאגירת אנרגיה של איגוד המחקר של האנרגיה של סין, נכון לעכשיו, תחנת הכוח ההידרו-כוח לאגירת שאיבה בעלת הפיתוח הבוגר ביותר והקיבולת המותקנת הגדולה ביותר בעולם היא תחנת הכוח לאגירת שאיבה. עד שנת 2019, קיבולת אחסון האנרגיה העולמית הגיעה ל-180 מיליון קילוואט, וקיבולת המותקנת של תחנות הכוח ההידרו-כוח לאגירת שאיבה עלתה על 170 מיליון קילוואט, המהווים 94% מכלל אחסון האנרגיה העולמי.

תחנת כוח הידרואלקטרית לאגירה שאובה משתמשת באנרגיה בעומס נמוך של מערכת החשמל כדי לשאוב מים למקום גבוה לאגירה, ולפלוט מים לייצור חשמל בתקופת עומס שיא. כאשר העומס נמוך, תחנת הכוח ההידרואלקטרית לאגירה שאובה היא המשתמשת; בעומס שיא, זוהי תחנת כוח.
ליחידת תחנת הכוח ההידרואלקטרית לאגירת מים שאובה שתי פונקציות בסיסיות: שאיבה וייצור חשמל. היחידה פועלת כטורבינה הידראולית במהלך עומס שיא של מערכת החשמל. פתיחת שביל ההנחיה של הטורבינה ההידראולית מותאמת באמצעות מערכת הווסת כדי להמיר את האנרגיה הפוטנציאלית של המים לאנרגיה מכנית של סיבוב היחידה, ולאחר מכן האנרגיה המכנית מומרת לאנרגיה חשמלית באמצעות הגנרטור;
כאשר העומס על מערכת החשמל נמוך, היא משמשת כמשאבת מים לפעולה. האנרגיה החשמלית בנקודה הנמוכה משמשת לשאיבת מים מהמאגר התחתון למאגר העליון. באמצעות כוונון אוטומטי של מערכת הווסת, פתיחת שביל ההנחיה מותאמת אוטומטית בהתאם לראש המשאבה, והאנרגיה החשמלית מומרת לאנרגיה פוטנציאלית של מים לאחסון.
תחנת כוח הידרואלקטרית לאגירת שאיבה אחראית בעיקר על גילוח שיא, אפנון תדר, מצב חירום והפעלה בשחור של מערכת החשמל, מה שיכול לשפר ולאזן את העומס של מערכת החשמל, לשפר את איכות אספקת החשמל ואת היתרונות הכלכליים של מערכת החשמל, והיא עמוד התווך להבטחת פעולה בטוחה, כלכלית ויציבה של רשת החשמל. תחנת כוח הידרואלקטרית לאגירת שאיבה ידועה כ"מייצב", "ווסת" ו"מאזן" בהפעלה בטוחה של רשת החשמל.
מגמת הפיתוח של תחנות כוח הידרואלקטריות עם אגירה שאובה בעולם היא גובה מים גבוה, קיבולת גדולה ומהירות גבוהה. גובה מים גבוה פירושו שהיחידה מתפתחת לגובה מים גבוה יותר. קיבולת גדולה פירושה שהקיבולת של יחידה בודדת עולה. מהירות גבוהה פירושה שהיחידה מאמצת מהירות ספציפית גבוהה יותר.

מבנה ומאפיינים
המבנים העיקריים של תחנת כוח הידרואלקטרית לאגירת מים שאובה כוללים בדרך כלל מאגר עליון, מאגר תחתון, מערכת הולכת מים, תחנת כוח ומבנים מיוחדים אחרים. בהשוואה לתחנות כוח הידרואלקטריות קונבנציונליות, למבנים ההידראוליים של תחנות כוח הידרואלקטריות לאגירת מים שאובה יש את המאפיינים העיקריים הבאים:
ישנם שני מאגרים. בהשוואה לתחנות כוח הידרואלקטריות קונבנציונליות בעלות אותה קיבולת מותקנת, קיבולת המאגר של תחנות כוח הידרואלקטריות עם אגירה שאובה היא בדרך כלל קטנה.
מפלס המים במאגר משתנה מאוד ועולה ויורד לעתים קרובות. על מנת לבצע את משימת גילוח השיאים ומילוי העמק ברשת החשמל, טווח השינויים היומי של מפלס המים במאגר של תחנות כוח הידרואלקטריות לאגירת מים שאובה הוא בדרך כלל גדול, בדרך כלל יותר מ-10 ~ 20 מטר, וחלק מתחנות הכוח ההידרואלקטריות מגיעות ל-30 ~ 40 מטר, וקצב השינויים של מפלס המים במאגר הוא מהיר, בדרך כלל עד 5 ~ 8 מטר לשעה, או אפילו 8 ~ 10 מטר לשעה.
הדרישות למניעת חלחול במאגר הן גבוהות. אם תחנת הכוח ההידרואלקטרית עם אגירה שאובה טהורה מאבדת הרבה מים עקב דליפה מהמאגר העליון, ייצור החשמל של תחנת הכוח יופחת. לכן, הדרישות למניעת חלחול במאגר הן גבוהות. יחד עם זאת, על מנת למנוע הידרדרות של התנאים ההידרוגיאולוגיים באזור הפרויקט, נזקי חלחול ודליפה מרוכזת הנגרמים מחלחול מים, מועלות גם דרישות גבוהות יותר למניעת חלחול במאגר.
גובה המים גבוה. גובה המים של תחנת הכוח ההידרואלקטרית לאגירה שאובה הוא בדרך כלל גבוה, בעיקר 200 ~ 800 מטר. תחנת הכוח ההידרואלקטרית לאגירה שאובה ג'ישי, עם קיבולת מותקנת כוללת של 1.8 מיליון קילוואט, היא פרויקט מקטע המים הראשון בסין באורך 650 מטר, ותחנת הכוח ההידרואלקטרית לאגירה שאובה דונהואה, עם קיבולת מותקנת כוללת של 1.4 מיליון קילוואט, היא פרויקט מקטע המים הראשון בסין באורך 700 מטר. עם הפיתוח המתמשך של הרמה הטכנית של תחנות הכוח ההידרואלקטריות לאגירה שאובה, מספר תחנות הכוח ההידרואלקטריות בעלות גובה המים והקיבולת הגדולה בסין יגדל ויגדל.

גובה ההתקנה של היחידה נמוך. על מנת להתגבר על השפעת הציפה והחלחול על תחנת הכוח, תחנות כוח הידרואלקטריות גדולות לאגירת מים שאובה שנבנו בארץ ובחו"ל אימצו בשנים האחרונות בעיקר צורה של תחנות כוח תת-קרקעיות.