Prečerpávacia vodná elektráreň je najrozšírenejšou a najvyspelejšou technológiou vo veľkokapacitnom skladovaní energie a inštalovaný výkon elektrárne môže dosiahnuť úroveň gigawattov. V súčasnosti je prečerpávacou vodnou elektrárňou s najvyspelejším stupňom rozvoja na svete.
Prečerpávacia vodná elektráreň má vyspelé a stabilné technológie a komplexné výhody. Často sa používa na zníženie špičkového výkonu a na záložný režim. Prečerpávacia vodná elektráreň je najrozšírenejšou a najvyspelejšou technológiou vo veľkokapacitnom skladovaní energie a inštalovaný výkon elektrárne môže dosiahnuť úroveň gigawattov.
Podľa neúplných štatistík Profesionálneho výboru pre skladovanie energie Čínskej asociácie pre energetický výskum je v súčasnosti prečerpávacou vodnou elektrárňou s najrozvinutejším rozvojom a najväčšou inštalovanou kapacitou na svete prečerpávacia vodná elektráreň. Do roku 2019 dosiahla globálna kapacita skladovania energie 180 miliónov kW a inštalovaná kapacita prečerpávacích vodných elektrární presiahla 170 miliónov kW, čo predstavuje 94 % celkovej globálnej skladovacej kapacity energie.
Prečerpávacia vodná elektráreň využíva energiu pri nízkom zaťažení energetickej sústavy na čerpanie vody do vyššie položeného miesta na uskladnenie a na vypúšťanie vody na výrobu energie počas obdobia špičkového zaťaženia. Pri nízkom zaťažení je prečerpávacia vodná elektráreň užívateľom; pri špičkovom zaťažení je to elektráreň.
Jednotka prečerpávacej vodnej elektrárne má dve základné funkcie: čerpanie a výrobu energie. Jednotka pracuje ako hydraulická turbína počas špičkového zaťaženia energetickej sústavy. Otvorenie rozvádzacej lopatky hydraulickej turbíny sa nastavuje pomocou regulačného systému, aby sa potenciálna energia vody premenila na mechanickú energiu otáčania jednotky, a potom sa mechanická energia prostredníctvom generátora premieňa na elektrickú energiu.
Keď je zaťaženie energetickej sústavy nízke, používa sa ako vodné čerpadlo. Elektrická energia v najnižšom bode sa používa na čerpanie vody zo spodnej nádrže do hornej nádrže. Prostredníctvom automatického nastavenia regulačného systému sa otvor vodiacej lopatky automaticky nastavuje podľa dopravného tlaku čerpadla a elektrická energia sa premieňa na potenciálnu energiu vody na akumuláciu.
Prečerpávacia vodná elektráreň je zodpovedná najmä za elimináciu špičiek, moduláciu frekvencie, núdzový pohotovostný režim a štart z čiernej zóny energetickej sústavy, čo môže zlepšiť a vyvážiť zaťaženie energetickej sústavy, zlepšiť kvalitu dodávky energie a ekonomické výhody energetickej sústavy a je pilierom zabezpečenia bezpečnej, ekonomickej a stabilnej prevádzky energetickej siete. Prečerpávacia vodná elektráreň je známa ako „stabilizátor“, „regulátor“ a „vyvažovač“ v bezpečnej prevádzke energetickej siete.
Trendom vývoja prečerpávacích vodných elektrární vo svete je vysoký spád, veľká kapacita a vysoká rýchlosť. Vysoký spád vody znamená, že jednotka sa vyvíja k vyššiemu spádu vody. Veľká kapacita znamená, že kapacita jednej jednotky sa zvyšuje. Vysoká rýchlosť znamená, že jednotka dosahuje vyššiu špecifickú rýchlosť.
Štruktúra a charakteristiky
Hlavné budovy prečerpávacích vodných elektrární zvyčajne zahŕňajú hornú nádrž, dolnú nádrž, systém prepravy vody, strojáreň a ďalšie špeciálne budovy. V porovnaní s konvenčnými vodnými elektrárňami majú hydraulické konštrukcie prečerpávacích vodných elektrární tieto hlavné charakteristiky:
Existujú dve nádrže. V porovnaní s konvenčnými vodnými elektrárňami s rovnakou inštalovanou kapacitou je kapacita nádrží prečerpávacích vodných elektrární zvyčajne malá.
Hladina vody v nádrži sa výrazne mení a často stúpa a klesá. Aby sa v elektrickej sieti vyrovnali špičky a údolia, denný rozsah kolísania hladiny vody v nádrži prečerpávacej vodnej elektrárne je zvyčajne veľký, zvyčajne viac ako 10 ~ 20 m a niektoré vodné elektrárne dosahujú 30 ~ 40 m. Rýchlosť kolísania hladiny vody v nádrži je rýchla, zvyčajne až 5 ~ 8 m/h alebo dokonca 8 ~ 10 m/h.
Požiadavky na ochranu pred priesakom v nádrži sú vysoké. Ak čisto prečerpávacia vodná elektráreň stratí veľa vody v dôsledku priesaku z hornej nádrže, výroba energie elektrárne sa zníži. Preto sú požiadavky na ochranu pred priesakom v nádrži vysoké. Zároveň, aby sa zabránilo zhoršeniu hydrogeologických podmienok v oblasti projektu, poškodeniu priesakom a koncentrovanému úniku spôsobenému priesakom vody, kladú sa aj vyššie požiadavky na prevenciu priesaku v nádrži.
Hladina vody je vysoká. Hladina vody v prečerpávacích vodných elektrárňach je vo všeobecnosti vysoká, prevažne 200 ~ 800 m. Prečerpávacia vodná elektráreň Jixi s celkovou inštalovanou kapacitou 1,8 milióna kW je prvým projektom s 650 metrovým spádovým úsekom v Číne a prečerpávacia vodná elektráreň Dunhua s celkovou inštalovanou kapacitou 1,4 milióna kW je prvým projektom s 700 metrovým spádovým úsekom v Číne. S neustálym rozvojom technickej úrovne prečerpávacích vodných elektrární bude počet vysokotlakových a veľkokapacitných vodných elektrární v Číne čoraz väčší.
Inštalačná výška jednotky je nízka. Aby sa prekonal vplyv vztlaku a priesakov na elektráreň, veľké prečerpávacie vodné elektrárne postavené doma aj v zahraničí v posledných rokoch väčšinou prijímajú typ podzemnej elektrárne.
Čas uverejnenia: 25. apríla 2022
