Зуун гаруй жилийн турш усан цахилгаан станц нь сэргээгдэх эрчим хүчний тулгын чулуу байсаар ирсэн бөгөөд усны хүчийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэж байна. Гэвч өнөөгийн эрчим хүчний салбарт зүгээр л эрчим хүч үйлдвэрлэх нь хангалтгүй юм. Гол бэрхшээл нь үүнийг хадгалах явдал бөгөөд усан цахилгаан станцууд дэлхийн хамгийн хүчирхэг батерей болохын тулд гайхалтай өөрчлөлтийг хийж байна. Энэхүү нийтлэлд батлагдсан аварга том технологиос эхлээд эрчим хүчний сүлжээг дахин тодорхойлж чадах шинээр гарч ирж буй шийдлүүд хүртэл усан цахилгаан станцын эрчим хүч хадгалах шинэлэг ертөнцийг авч үзэх болно.
Ажлын морь: Шахуургаар ажилладаг агуулахын усан цахилгаан станц (PSH)
Том хэмжээний усан цахилгаан станцын хамгийн тогтсон, өргөн хэрэглэгддэг хэлбэр нь шахуургатай усан цахилгаан станц (УЦЭХ) юм. Ихэнхдээ "аварга том батерей" гэж нэрлэгддэг УЦЭХ байгууламж нь усны потенциал энерги хэлбэрээр энерги хадгалдаг усан цахилгаан станцын нэг төрөл юм.
Энэ хэрхэн ажилладаг вэ
Энэ зарчим нь энгийн байдлаараа дэгжин юм:
Цэнэглэх (Хадгалах): Цахилгаан эрчим хүчний эрэлт багатай үед (оргил ачааллын бус цагаар) эсвэл салхи, нарны эрчим хүч зэрэг бусад эх үүсвэрээс илүүдэл эрчим хүч авах үед хямд цахилгаан эрчим хүчийг ашиглан доод усан сангаас дээд усан сан руу ус шахаж, системийг үр дүнтэйгээр "цэнэглэдэг".
Цэнэггүйжүүлэх (Үйлдвэрлэл): Цахилгаан эрчим хүчний эрэлт огцом нэмэгдэхэд (оргил ачааллын үед) дээд усан сангаас ус ялгардаг. Энэ нь хонгилоор уруудаж, турбинуудыг эргүүлж цахилгаан үйлдвэрлэж, дараа нь сүлжээнд буцаан нийлүүлдэг.
Энэ үйл явц нь PSH-д сүлжээний уян хатан байдал, тогтвортой байдлыг хангах боломжийг олгодог. Энэ нь хэдхэн минутын дотор ажиллаж эхлэх бөгөөд оргил үеийн эрэлтийг хангах эрчим хүчийг хурдан нийлүүлж, салхи, нарны эрчим хүч зэрэг бусад сэргээгдэх эрчим хүчний тасалдалтай шинж чанарыг тэнцвэржүүлж чадна.
Хэмжээ ба дэлхийн нөлөө
PSH нь дэлхийн эрчим хүчний хадгалалтын ландшафтыг давамгайлж, дэлхийн хадгалсан эрчим хүчний хүчин чадлын дийлэнх хэсгийг эзэлдэг. Бодит жишээнүүд нь түүний цар хүрээг онцолж байна:
Дэлхийн удирдагчид: Япон, Хятад, АНУ зэрэг орнууд PSH-ийн суурилуулсан хүчин чадлаар тэргүүлдэг.
Тайванийн онцлох үйл явдал: Тайваньд байрлах 1602 МВт хүчин чадалтай Минтан шахуургын цахилгаан станц нь оргил ачааллын бус үед цөмийн болон дулааны эрчим хүчийг хадгалах зорилгоор барьсан аварга том PSH байгууламжийн тод жишээ юм.
Инновацийн хил хязгаар: Усан цахилгаан станцын шинэ хадгалах технологиуд
PSH нь үр дүнтэй боловч тодорхой газарзүйн байршил шаарддаг, барилгын ажил урт хугацаа шаарддаг бөгөөд байгаль орчинд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг. Энэ нь дараагийн үеийн технологийн хөгжлийг түлхэц болгосон.
1. Гибрид усан цахилгаан хадгалах системүүд
Хүчирхэг чиг хандлага нь усан цахилгаан станцуудыг бусад хадгалах технологиудтай нэгтгэж, дээд зэргийн эрлийз системүүдийг бий болгох явдал юм.
Усан цахилгаан станц + Батерей: Номхон далайн баруун хойд үндэсний лабораторийн 2025 онд хийсэн судалгаагаар 240 МВт-ын усан цахилгаан станцын даланг 60 МВт-ын батерейны системтэй хослуулснаар жилийн орлогыг 6 сая гаруй ам.доллараар нэмэгдүүлэх боломжтой болохыг тогтоожээ. Батерей нь усан турбинуудыг байнга асааж, зогсоох хэрэгцээг бууруулж, турбины элэгдэл, эвдрэлийг 98%-иас дээш бууруулж, ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.
Усан цахилгаан станц + Маховик: Хятадад хийсэн судалгаагаар 300 МВт-ын шахуургатай агуулахын төхөөрөмжийг 25 МВт-ын маховик массивтай хослуулснаар системийн давтамжийн зохицуулалтын гүйцэтгэлийг хоёр дахин нэмэгдүүлж, сүлжээг илүү хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай болгож, засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулдаг болохыг харуулсан.
2. “Усгүй” ба авсаархан усан цахилгаан станц
Шинэ ойлголтууд нь усан цахилгаан станцын тодорхойлолтыг өөрөө сорьж байна.
Хэт өндөр даралттай хадгалах төхөөрөмж: Хятадын Улсын сүлжээний 2023 оны шинэлэг санаа нь усны даралтыг бий болгохын тулд асар том далангийн оронд шахсан агаарыг ашигладаг. Систем нь агаарыг шахаж энергийг хадгалдаг бөгөөд дараа нь агаар нь хязгаарлагдмал орон зайд усыг дардаг. Цахилгаан үйлдвэрлэхийн тулд шахсан агаар нь усыг турбинаар дамжуулан түлхдэг. Энэ нь усны нөөц багатай газарт хамаагүй бага талбайг ашиглах боломжийг олгодог.
“Усгүй” далан: Их Британийн стартап компани болох RheEnergise нь усыг өндөр нягтралтай, байгаль орчинд ээлтэй R19 шингэнээр орлуулах системийг боловсруулж байна. Усны нягтралаас 2.5 дахин их энэхүү шингэн нь зөвхөн 40%-ийн хэмжээтэй, нам дор газарт системтэй ижил хүчийг бий болгож, уул шаарддаггүй “шахдаг” агуулахын мянга мянган шинэ боломжит газрыг нээж өгч байна.
3. Усан цахилгаан станц ба устөрөгч
Усан цахилгаан станцыг улирлын чанартай удаан хугацаанд хадгалахын тулд устөрөгчтэй хослуулах нь ирээдүйтэй арга зам юм. Өөрөөр хэлбэл үр ашиггүй болох байсан усан цахилгаан үүсгүүрийг "хязгаарласан" гэх мэт илүүдэл цахилгааныг электролизээр дамжуулан ногоон устөрөгч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Энэхүү устөрөгчийг хадгалж, дараа нь түлшний эсүүдэд цахилгаан үйлдвэрлэх эсвэл бусад үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглаж, цэвэр, өндөр нягтралтай эрчим хүч хадгалах шийдлийг бий болгож болно.
Дижитал шилжилт
Орчин үеийн усан цахилгаан станцын агуулах нь илүү ухаалаг болж байна. Энэ салбар үйл ажиллагааг оновчтой болгохын тулд дижиталчлал болон хиймэл оюун ухаан (AI)-ийг ашиглаж байна. Digital Twin зэрэг технологиуд нь дэд бүтцийн бодит цагийн виртуал загваруудыг бий болгодог бол хиймэл оюун ухааны алгоритмууд нь засвар үйлчилгээний хэрэгцээг урьдчилан таамаглаж, цаг агаар, эрэлтийн урьдчилсан мэдээнд үндэслэн үйлдвэрлэлийн хуваарийг оновчтой болгож, нийт аюулгүй байдал, үр ашгийг дээшлүүлж чаддаг.
Усан цахилгаан станц нь зөвхөн урсдаг голуудаас цахилгаан үйлдвэрлэх тухай биш болсон. Шахуургын агуулах болон эрлийзжүүлэлт болон шинэ хадгалах хэрэгслийн дэвшилтэт инновациудын тусламжтайгаар цэвэр, найдвартай, орчин үеийн эрчим хүчний системийн зайлшгүй тулгуур болох үүргээ бататгаж байна. Дэлхий ертөнц салхи, нарны эрчим хүч зэрэг хувьсах сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийг нэмэгдүүлсээр байгаа тул усан цахилгаан станцууд их хэмжээний эрчим хүч хадгалж, сүлжээний тогтвортой байдлыг хангах чадвар нь улам бүр үнэ цэнэтэй болж, энэхүү сонгодог сэргээгдэх эрчим хүчний технологи нь эрчим хүчний шилжилтийн гол цөм хэвээр үлдэхийг баталгаажуулах болно.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 10-р сарын 20
