ტუმბო-აკუმულატორის ელექტროსადგურის სტრუქტურა და მახასიათებლები და მისი კონსტრუქცია

ტუმბო-აკუმულატორიანი ჰიდროელექტროსადგური ფართომასშტაბიანი ენერგიის შენახვის ყველაზე ფართოდ გამოყენებადი და განვითარებული ტექნოლოგიაა, რომლის დადგმული სიმძლავრე გიგავატს აღწევს. ამჟამად, ტუმბო-აკუმულატორიანი ელექტროსადგური მსოფლიოში ყველაზე განვითარებული მასშტაბის მქონეა.
ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგურს აქვს განვითარებული და სტაბილური ტექნოლოგია და მაღალი ყოვლისმომცველი უპირატესობები. ის ხშირად გამოიყენება პიკური სიმძლავრის შესამცირებლად და სარეზერვო ფუნქციონირებისთვის. ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგური ყველაზე ფართოდ გამოყენებული და განვითარებული ტექნოლოგიაა მასშტაბური ენერგიის შენახვის სფეროში და მისი დადგმული სიმძლავრე შეიძლება გიგავატს მიაღწიოს.
ჩინეთის ენერგეტიკული კვლევის ასოციაციის ენერგიის შენახვის პროფესიული კომიტეტის არასრული სტატისტიკის მიხედვით, ამჟამად, მსოფლიოში ყველაზე განვითარებული და ყველაზე დიდი დადგმული სიმძლავრის მქონე ტუმბო-შენახვის ჰიდროელექტროსადგური ტუმბო-შენახვის ჰიდროელექტროსადგურია. 2019 წლისთვის გლობალური ენერგიის შენახვის სიმძლავრემ 180 მილიონ კვტ-ს მიაღწია, ხოლო ტუმბო-შენახვის ჰიდროელექტროსადგურების დადგმულმა სიმძლავრემ 170 მილიონ კვტ-ს გადააჭარბა, რაც გლობალური ენერგიის შენახვის მთლიანი სიმძლავრის 94%-ს შეადგენს.

ტუმბო-აკუმულატორიანი ჰიდროელექტროსადგური იყენებს ენერგიას ენერგოსისტემის დაბალი დატვირთვის დროს წყლის მაღალ წერტილში შესანახად და წყლის გადასაქაჩად პიკური დატვირთვის პერიოდში ენერგიის გენერირებისთვის. როდესაც დატვირთვა დაბალია, ტუმბო-აკუმულატორიანი ჰიდროელექტროსადგური არის მომხმარებელი; პიკური დატვირთვის დროს კი - ელექტროსადგური.
ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგურის ბლოკს ორი ძირითადი ფუნქცია აქვს: ტუმბო და ელექტროენერგიის გამომუშავება. ბლოკი ელექტროსისტემის პიკური დატვირთვის დროს ჰიდრავლიკური ტურბინის სახით მუშაობს. ჰიდრავლიკური ტურბინის მიმმართველი ფრთის გახსნა რეგულატორის სისტემის მეშვეობით რეგულირდება, რათა წყლის პოტენციური ენერგია ბლოკის ბრუნვის მექანიკურ ენერგიად გარდაიქმნას, შემდეგ კი მექანიკური ენერგია გენერატორის მეშვეობით ელექტროენერგიად გარდაიქმნება;
როდესაც ენერგოსისტემის დატვირთვა დაბალია, ის გამოიყენება წყლის ტუმბოს სახით მუშაობისთვის. დაბალ წერტილში არსებული ელექტროენერგია გამოიყენება წყლის ქვედა რეზერვუარიდან ზედა რეზერვუარში გადასაქაჩად. რეგულატორის სისტემის ავტომატური რეგულირების საშუალებით, მიმმართველი ფრთის გახსნა ავტომატურად რეგულირდება ტუმბოს წნევის მიხედვით და ელექტროენერგია გარდაიქმნება წყლის პოტენციურ ენერგიად შესანახად.
ტუმბო-აკუმულატორიანი ჰიდროელექტროსადგური ძირითადად პასუხისმგებელია ენერგოსისტემის პიკური დატვირთვის შემცირებაზე, სიხშირის მოდულაციაზე, საგანგებო ლოდინის რეჟიმში და შავიდან გაშვებაზე, რაც აუმჯობესებს და აბალანსებს ენერგოსისტემის დატვირთვას, აუმჯობესებს ენერგომომარაგების ხარისხს და ენერგოსისტემის ეკონომიკურ სარგებელს და წარმოადგენს ელექტროქსელის უსაფრთხო, ეკონომიური და სტაბილური მუშაობის უზრუნველყოფის საყრდენს. ტუმბო-აკუმულატორიანი ჰიდროელექტროსადგური ცნობილია როგორც „სტაბილიზატორი“, „რეგულატორი“ და „ბალანსატორი“ ელექტროქსელის უსაფრთხო მუშაობისთვის.
მსოფლიოში ტუმბო-აკუმულატორიანი ჰიდროელექტროსადგურების განვითარების ტენდენცია მაღალი დაწნევის, დიდი სიმძლავრის და მაღალი სიჩქარისაა. მაღალი წყლის დაწნევა ნიშნავს, რომ აგრეგატი უფრო მაღალი წყლის დაწნევისკენ ვითარდება. დიდი სიმძლავრე ნიშნავს, რომ ცალკეული აგრეგატის სიმძლავრე იზრდება. მაღალი სიჩქარე ნიშნავს, რომ აგრეგატი უფრო მაღალ სპეციფიკურ სიჩქარეს იღებს.

სტრუქტურა და მახასიათებლები
ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგურის ძირითადი შენობები, როგორც წესი, მოიცავს ზედა წყალსაცავს, ქვედა წყალსაცავს, წყლის გამტარ სისტემას, ელექტროსადგურს და სხვა სპეციალურ შენობებს. ტრადიციულ ჰიდროელექტროსადგურებთან შედარებით, ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგურების ჰიდრავლიკურ ნაგებობებს აქვთ შემდეგი ძირითადი მახასიათებლები:
არსებობს ორი წყალსაცავი. იგივე დადგმული სიმძლავრის მქონე ჩვეულებრივ ჰიდროელექტროსადგურებთან შედარებით, ტუმბო-აკუმულატორიანი ჰიდროელექტროსადგურების წყალსაცავის სიმძლავრე, როგორც წესი, მცირეა.
წყალსაცავში წყლის დონე მნიშვნელოვნად იცვლება და ხშირად იმატებს და ეცემა. ელექტროქსელში პიკური დონის შემცირებისა და ხეობის შევსების მიზნით, ტუმბო-აკუმულატორის წყალსაცავის წყლის დონის დღიური ცვალებადობის დიაპაზონი, როგორც წესი, დიდია, ზოგადად 10-20 მეტრზე მეტი, ზოგიერთი ჰიდროელექტროსადგური კი 30-40 მეტრს აღწევს, ხოლო წყალსაცავის წყლის დონის ცვალებადობის სიჩქარე სწრაფია, ზოგადად 5-8 მ/სთ-მდე ან თუნდაც 8-10 მ/სთ-მდე.
წყალსაცავის გაჟონვის საწინააღმდეგო მოთხოვნები მაღალია. თუ ზედა წყალსაცავის გაჟონვის გამო სუფთა ტუმბოთი მომუშავე ჰიდროელექტროსადგური დიდ წყალს დაკარგავს, ელექტროსადგურის ელექტროენერგიის გამომუშავება შემცირდება. შესაბამისად, წყალსაცავის გაჟონვის საწინააღმდეგო მოთხოვნები მაღალია. ამავდროულად, პროექტის არეალში ჰიდროგეოლოგიური პირობების გაუარესების, გაჟონვით გამოწვეული დაზიანების და წყლის გაჟონვით გამოწვეული კონცენტრირებული გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად, წყალსაცავის გაჟონვის პრევენციისთვისაც უფრო მაღალი მოთხოვნებია წამოყენებული.
წყლის წნევა მაღალია. ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგურის წყლის წნევა ზოგადად მაღალია, ძირითადად 200-800 მ. ჯისის ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგური, რომლის საერთო დადგმული სიმძლავრე 1.8 მილიონი კვტ-ია, ჩინეთში პირველი 650 მეტრიანი წნევის სექციის პროექტია, ხოლო დუნჰუას ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგური, რომლის საერთო დადგმული სიმძლავრე 1.4 მილიონი კვტ-ია, ჩინეთში პირველი 700 მეტრიანი წნევის სექციის პროექტია. ტუმბო-აკუმულატორის ჰიდროელექტროსადგურების ტექნიკური დონის უწყვეტ განვითარებასთან ერთად, ჩინეთში მაღალი წნევის და დიდი სიმძლავრის ჰიდროელექტროსადგურების რაოდენობა სულ უფრო და უფრო გაიზრდება.

აგრეგატის მონტაჟის სიმაღლე დაბალია. ელექტროსადგურზე ამომგდები ძალისა და გაჟონვის გავლენის დასაძლევად, ბოლო წლებში, როგორც ქვეყნის შიგნით, ასევე მის ფარგლებს გარეთ აშენებული დიდი ტუმბო-აკუმულატორიანი ჰიდროელექტროსადგურები ძირითადად მიწისქვეშა ელექტროსადგურების ფორმას იღებენ.