Что такое ГАЭС: принцип работы гидроаккумулирующей электростанции

Что такое ГАЭС

В средние века в Англии появился герой по имени Робин Гуд. Он прославился тем, что грабил богатых и раздавал добычу бедным.

Только он сам знал настоящие причины действий Робин Гуда. Злые языки говорили, что выдали лишь небольшую часть. Остальное было либо присвоено, либо перепродано. В тех случаях, когда ему удавалось заполучить какую-нибудь реликвию, он продавал ее по непомерным ценам тем, кому он ее отнес. Однако самые бескорыстные действия часто основаны на личных интересах.

С тех пор, как в мире зародилась энергетическая промышленность, появились нео-Робин Гуды, желающие раскрыть эту новую ценность. Так родилась гидроаккумулирующая станция.

Научное объяснение работы гидроаккумулирующей электростанции кажется несколько неуловимым: гидроаккумулирующая электростанция — это гидроэлектростанция, предназначенная для компенсации суточных колебаний потребления электроэнергии.

В переводе на понятный язык получается, что ГЭС — это электростанция, которая покупает электроэнергию за гроши, чтобы перепродать ее по более высокой цене.

Для чего нужна

Электроэнергия вырабатывается гидроэлектростанциями, атомными электростанциями и тепловыми электростанциями. Обычно они работают на полную мощность вне зависимости от времени суток, сезона и погодных условий. Днем продукт, который они производят, активно потребляется населением и предприятиями, но ночью потребление снижается. В связи с этим существует большая разница между стоимостью электроэнергии в периоды пиковой нагрузки и в ночное время. Проще говоря, днем ​​электричества едва хватает, а ночью оно никому не нужно, что становится большой болью для продюсеров, и они с радостью продают ночное электричество кому угодно, даже за бесценок.

Именно с целью покупки дешевой электроэнергии и ее дальнейшей перепродажи начали строить ГАЭС. Механизм PSPP не очень сложен. Это два больших резервуара, расположенных на разной высоте, генераторы и насосы. Купив дешевую ночную электроэнергию, ГАС перекачивают воду из нижнего бака в верхний. В течение дня, когда потребление электроэнергии увеличивается, гидроаккумулирующие электростанции сбрасывают воду, одновременно вырабатывая дорогостоящую электроэнергию, которую они продают потребителям.

Принцип работы

В гидроаккумулирующей установке применяется простейший принцип работы. Благодаря этому максимальная эффективность может быть достигнута при относительно небольших затратах. Какие основные моменты следует отметить?

• верхний и нижний насос;
• генератор;
• аккумуляторы.

Это оборудование требуется для использования простого действия. Он заключается в использовании движения воды через насосные турбины. В результате гидроэлектростанция выдает постоянную электроэнергию. За исключением того, что он не достигает потребителей сразу, дизайнеры предпочли накапливать его, чтобы обеспечить наиболее стабильную работу.

Схема работы интегрирована с батареями. Они являются основным преимуществом, позволяющим использовать существующий режим высокой нагрузки. Теперь больше не требуются постоянные падения уровня воды, которые обычно возникают из-за открытия турбины и ее слива; конструкторы кардинально изменили работу оборудования.

Электрический ток обеспечивает постоянный режим работы, но остаются дополнительные резервы. Такой подход обеспечил резкое увеличение мощности, поскольку нет избытка. Они автоматически переключаются на дополнительные батареи, которые впоследствии подключаются, чтобы избежать перебоев в электроснабжении.

Такой принцип работы зарекомендовал себя оптимальным, хотя пока не создает серьезной конкуренции с традиционными конструкциями. Однако они остаются фундаментальными, обеспечивая большую часть страны необходимой энергией. На практике более полезно отказаться от устаревших опций, но распространение остается ограниченным.

Основной проблемой остается стоимость оборудования. Огромные затраты на строительство и первоначальный запуск часто приводят к выбору традиционного проекта. Да, энергетические компании продолжают развиваться, но пока не смогли найти упрощений и экономии средств. Хотя в сфере энергоресурсов можно ожидать глобальных изменений по всей планете.

ГАЭС в СССР

В СССР вопрос о создании насосной электростанции был поставлен довольно поздно, когда их уже было не менее 400 во всем мире. В целом, в СССР насосные электростанции давно не были нужны по многим причинам.

1. В отсутствие частной собственности на средства производства государству не имело смысла покупать электроэнергию самому и продавать ее себе.
2. На обширных территориях СССР население было не очень компактным. Потребление электроэнергии населением было низким: телевизор, холодильник, стиральная машина с активацией, утюг и 3-4 лампочки на семью.
3. Производство электроэнергии было недорогим, как и цены на нее.
4. Первая в СССР Кубанская ГАЭС, прежде всего, выполняла функции регулирования воды в Ставропольском канале, а производство электроэнергии было побочным продуктом.

С появлением мегаполисов тоже появились проблемы. Дело даже не в том, что на насосной станции можно было получить прибыль. В условиях холодной войны обострился вопрос энергетической безопасности городов и, в частности, Москвы. Насосные гидроаккумулирующие электростанции могут стать тем звеном, которое гарантировало бы аварийное электроснабжение. Более того, накопительные электростанции уже строились по всему миру, и страна победившего социализма не могла позволить акулам капитализма продвинуться вперед на этом сегменте беговой дорожки.

Загорская ГАЭС

Станцию ​​Загорская было решено построить ближе всего к Москве. Строительной площадкой стала река Куня средних размеров на месте ее протекания в районе села Богородское Сергиево-Посадского района Московской области.

Начальные условия были так себе, но ГАЭС особых условий не требует. Будет естественный источник воды и возможность строительства дополнительного верхнего резервуара для хранения. Высокие берега Куньи предоставили именно такую ​​возможность.

Предположительно, строители сильно пострадали от геолого-метеорологических характеристик площадки строительства ГАЭС. Если не углубляться в описание геоструктуры берегов Куных, его террасы и поймы, то окажется, что это глина на более древнем слое глины, лежащем на глинах среднечетвертичного оледенения. И все это со склонностью к оползням с очень большим годовым количеством осадков. То есть при строительстве все, что могло поскользнуться, утонуть или намокнуть.

Однако строительство было завершено вовремя и качественно, а ГАЭС исправно работает уже много лет, принося прибыль новым владельцам.

Первая и вторая очереди

Первую очередь гидроаккумулирующей электростанции изысканно называют то, что было построено при советской власти, а второй, соответственно, то, что строилось под эгидой РусГидро с 2006 года, на расстоянии примерно 80 метров от первой очереди.

И первая, и вторая ступени имеют примерно одинаковую структуру. Это узлы станций, водопроводы, по которым вода движется под высоким давлением, реверсивные водозаборы, турбины и два бассейна: верхний и нижний.

Станционные узлы

Узлы станции, по сути, являются той точкой опоры, которая контролирует действия всех компонентов Загорской ГАЭС, административно-производственного центра.

Здание первой очереди станции невелико — 178 × 73 × 50. В нем расположены 3 гидроагрегата, насосная система, турбина диаметром более 6 м, мостовые краны и многое другое.

Блок станции второй очереди Загорской ГАЭС несколько отличается по конструкции проектировщиков. Но поскольку узел неполный, сложно сказать, будет ли он когда-либо соответствовать заявленным параметрам.

Верхний аккумулирующий бассейн

Из самого названия следует, что бассейн расположен выше уровня реки Куня. Технически верхний резервуар ГАЭС представляет собой резервуар для наполнения водой и соединен с нижним резервуаром системой реверсивных водозаборов и напорных трубопроводов, расположенных под углом.

Общая емкость верхнего бассейна составляет 30 млн м3. Именно столько воды перекачивает река Куня с помощью очень дешевой электроэнергии. Бывает так:

1. В период падения массового потребления электроэнергии Загорская ГАЭС включает гидроагрегаты. Шесть напорных трубопроводов диаметром более 7 метров каждый переходят в положение откачки, включаются насосы и речная вода перекачивается в верхний бассейн. После наполнения бассейна насосы отключаются, перекрывая обратный поток воды.
2. Когда потребление электроэнергии достигает пика и соответственно увеличивается ее стоимость, Загорская ГАЭС начинает вырабатывать электроэнергию, чтобы быстро продать ее по выгодной цене. Трубы переходят в режим слива воды из верхнего бассейна в нижний. Вода выбрасывается под огромным давлением, приводя в движение турбины.
3. Выработанная таким образом электроэнергия в количестве 4,6-5,2 млн кВт / ч поставляется в энергосистему Москвы и Московской области, доходя до конечных потребителей.
4. С момента уменьшения расхода цикл повторяется снова.

Площадь верхней части бассейна Загорской ГАЭС составляет 2,6 км2.

Реверсивный водоприемник

Это железобетонная конструкция длиной 102 метра, шириной 70 метров и высотой 48 метров. Водозаборник имеет шесть гидротуннелей, по одному на каждую колонну. По сути, реверсивный водозабор — это соединительное кольцо между бассейнами и трубопроводом, на которое все давление воды поступает снизу или сверху. Он находится в районе верхнего водохранилища.

Напорные трубопроводы

Это самый красивый элемент Загорской ГАЭС, который любят фотографировать туристы и журналисты. Поистине впечатляет вид на 6 огромных труб, спускающихся под углом 10 ° с холма, на котором расположен верхний бассейн. Сам склон, на котором пролегают трубы, оборудован многоступенчатой ​​плитой, чем-то напоминающей легендарную лестницу из фильма С. Эйзенштейна «Броненосец Потемкин».

именно по этим трубам, соединяющим реверсивный водозабор со зданием ГАЭС и рекой, образно говоря, течет прибыль электростанции.

Трубы многосекционные железобетонные со стальной внутренней оболочкой толщиной 10 мм. Каждая труба имеет длину почти 800 метров.

Нижний аккумулирующий бассейн

Нижний бассейн представляет собой водохранилище, построенное советскими строителями на реке Куня, перекрыв реку земляной плотиной.

Длина дамбы составляет почти 800 метров, а высота набережной приближается к 30 метрам. В основании дамбы расположены два водосброса, расположенные внизу, для регулирования объема воды в водохранилище. Учитывая неустойчивость местности, советские строители надежно укрепили плотину железобетонными плитами. По плану нижний бассейн должен быть общим для обеих очередей Загорской ГАЭС. Емкость бака позволяет это. Общий объем бассейна составляет 40 млн м3.

Фикция или вторая очередь Загорской ГАЭС

Надо сказать, что строительство Второй очереди в 2006 году началось очень весело. Конечно, строители были далеки от советских темпов, но радостные отношения сменяли друг друга. Рытье траншеи, закладка фундамента под строительство узлового центра, поставка турбин и генераторов, утверждение Государственной экспертной комиссии, бетонирование и многое другое — все прошло по плану, с гордостью за страну. Но затем на второй этап стали обрушиваться несчастья:

1. МВД РФ возбуждает уголовное дело по факту хищения одного миллиарда рублей при строительстве второй очереди. «РусГидро» хотела скрыть проблему с миллиардом, но ВВ вмешались не вовремя. Путин в своей обычной манере выразил свое тяжелое «фи». РусГидро не устояла перед указом вышестоящей инстанции и написала заявление в МВД.
2. 19.12.2012 рушится башенный кран. При обрушении погибают трое рабочих.
3. 18 сентября 2013 года произошел прорыв воды под машинным отделением, и станция была полностью затоплена вместе с ультрасовременным оборудованием. Само машинное отделение сильно затонуло. По факту также возбуждено уголовное дело.

Кто виноват и что делать

На извечный русский вопрос «Кто виноват?» пока нет ответа. Вначале рыхлые слои глины относили к почве. Клей отверг обвинения, приведя в качестве примера непоколебимые здания Первого стадиона. Тогда вина была возложена на некачественный бетон и, в конечном итоге, на Гидропроект как проектировщика Второй очереди.

Насчет уголовного дела о хищении миллиарда пока неизвестно, но «РусГидро» с энтузиазмом приступила к восстановлению разрушенного «РусГидро». Создавались экспертные комиссии, приглашались иностранные специалисты, выкапывались подземные слои глины и заливались подушки из бетона, но, как это часто бывает, ничего хорошего не было сделано. 15 декабря 2017 года РусГидро объявила, что продолжит строительство Второго стадиона до лучших времен. Пессимисты говорят: «навсегда». Поэтому первая очередь Загорской ГАЭС осталась не только первой, но и единственной.

Влияние на экологию

Загорская ГАЭС — не такое крупное сооружение, чтобы наносить значительный ущерб экологии региона. Хотя оба бассейна ГАЭС считаются чисто техническими сооружениями, нижний вполне населен рыбой и рыбаками.

Кроме того, хотя сброс сточных вод из насосной электростанции загрязняет реку Куня, он одновременно активирует процессы самоочищения, которые улучшают качество воды. Другой парадокс заключается в том, что хотя активность PSP препятствует свободному нересту рыб, количество рыб все равно становится больше, так как в нижнем аквариуме они чувствуют себя более свободными и наполненными.

Также не было изменений погодных условий в связи с функционированием ГАЭС.

Как добраться до Загорской ГАЭС и зачем туда ехать

Доехать до Загорской ГАЭС несложно, достаточно ехать по Ярославскому шоссе до Сергиева Посада — он находится в 54 км от МКАД. Доехав до Сергиева Посада, нужно повернуть в сторону Калязино, а от него через 20 км повернуть на Богородское, а затем, в зависимости от ваших предпочтений, либо до самого поселка, либо от заправки слева в резервуар.

Рыбалка

Вы можете ловить рыбу только в нижнем бассейне PSP. Верхний считается закрытым объектом и постоянно охраняется. Рыбаков туда не пускают. Местные жители говорят, что есть какой-то секретный путь, который позволяет попасть в верхний бассейн, но они не указывают, где он находится. Говорят, что в верхнем бассейне очень много рыбы.

Важно! Задумав рыбалку на водоеме, нужно понимать следующее:

1. Вода сливается из верхнего бака в нижний с 8:00 до 18:00.
2. Подъем воды из нижнего бака в верхний начинается в 20.00 и продолжается до 6 утра.
3. Уровень колебаний высоты воды в нижнем водоеме до 25 метров вверх или вниз, а на берегу до 80 метров.
4. Зимой водоем замерзает, и когда вода спускается или поднимается, лед подпрыгивает вверх и вниз.
5. Статическая рыбалка не подойдет. Необходимо постоянно отходить во время подъема или бегать с удочкой по уходящей воде.

Рыба также ловится в зависимости от режима работы PSP. Иногда можно поймать окуня или щуку, иногда лазают только тараканы и лещ. Были пойманы налимы и мелкая рыба. Есть еще креветки.

Совет! Лучше всего ловить рыбу в перерывах между PSP, то есть с 6.00 до 8.00 и с 6.00 до 8.00.

В 2012 году в поселке Богородское на берегу водохранилища построена зона отдыха. Сначала рыбаки жаловались на рыбную чуму, но позже рыбная популяция восстановилась.

Поселок Богородский

Заглянуть в саму деревню не стыдно. Вы можете полюбоваться деревянной церковью и зайти в музей Богородской деревни, где резьба и деревянные игрушки — старинное деревенское ремесло. Правда, в самом Богородском местные продукты не купить. Их выставляют на продажу в наиболее посещаемом туристами объекте — Троице-Сергиевом монастыре, где торговцы размещают свои киоски ближе к месту прибытия туристических автобусов.

Особых достопримечательностей нет ни в Богородском, ни на самой Загорской ГАЭС. Но есть красивая природа средней полосы России, хорошая рыбалка, гостеприимные люди и просто новые места. Что еще нужно для хорошего и недорогого отдыха?