Jump to content

Гидроаккумулирующая гидроэлектроэнергия

Схема TVA гидроаккумулирующей станции на гидроаккумулирующей электростанции Раккун-Маунтин в Теннесси, США.

Гидроаккумулирующая гидроэлектростанция ( ПСГ ), или гидроаккумулирующая гидроэлектроэнергия ( ПГЭС ), — это тип гидроаккумулирования энергии , используемый электроэнергетическими системами для балансировки нагрузки . Этот метод сохраняет энергию в виде гравитационной потенциальной энергии воды, перекачиваемой из резервуара с более низкой высотой на более высокую. Для работы насосов обычно используется недорогая избыточная электроэнергия в непиковое время. В периоды высокого спроса на электроэнергию накопленная вода выпускается через турбины для производства электроэнергии.

Гидроаккумулирующая гидроэлектроэнергия позволяет энергию из непостоянных источников (таких как солнечная энергия , ветер ) и других возобновляемых источников энергии или избыточную электроэнергию из источников постоянной базовой нагрузки (таких как уголь или ядерная энергия) на периоды повышенного спроса. экономить [1] [2] Водоемы, используемые для гидроаккумулирования, могут быть довольно небольшими по сравнению с озерами обычных гидроэлектростанций аналогичной мощности, а периоды генерации часто составляют менее половины дня.

КПД PSH туда и обратно колеблется в пределах 70–80%. Хотя потери в процессе перекачки делают станцию ​​в целом чистым потребителем энергии, система увеличивает доходы за счет продажи большего количества электроэнергии в периоды пикового спроса , когда цены на электроэнергию самые высокие. Если верхнее озеро собирает значительное количество осадков или питается рекой, то станция может быть чистым производителем энергии, как традиционная гидроэлектростанция.

Насосное хранилище на сегодняшний день является самой мощной формой сетевого хранения энергии , и по состоянию на 2020 г. На долю приходится около 95% всех активных систем хранения данных по всему миру, с общей установленной пропускной способностью более 181 ГВт и общей установленной мощностью более 1,6 ТВтч . [3]

Основной принцип

[ редактировать ]
Распределение мощности гидроаккумулирующей гидроэлектростанции в течение суток. Зеленый цвет представляет собой мощность, потребляемую при перекачке. Красный — это вырабатываемая энергия.
Энергия такого источника, как солнечный свет, используется для подъема воды вверх против силы тяжести, придавая ей потенциальную энергию. Сохраненная потенциальная энергия позже преобразуется в электричество, которое добавляется в электросеть, даже если исходный источник энергии недоступен.

Гидроаккумулирующая гидроэлектростанция обычно состоит из двух резервуаров для воды, расположенных на разной высоте и соединенных друг с другом. В периоды низкого спроса на электроэнергию избыточные генерирующие мощности используются для перекачки воды в верхний резервуар. При более высоком спросе вода сбрасывается обратно в нижний резервуар через турбину , производящую электроэнергию. На гидроаккумулирующих станциях обычно используются реверсивные турбинно-генераторные агрегаты, которые могут действовать как насос, так и турбогенератор (обычно турбины Фрэнсиса ). конструкции [4] Работа с переменной скоростью еще больше оптимизирует эффективность обратного хода на гидроаккумулирующих станциях. [5] [6] В приложениях микро-PSH группа насосов и насос как турбина (PAT) могут быть реализованы соответственно для фаз накачки и генерации. [7] Один и тот же насос можно было использовать в обоих режимах, изменяя направление и скорость вращения: [7] рабочая точка при перекачке обычно отличается от рабочей точки в режиме PAT.

В системах с замкнутым контуром чистые гидроаккумулирующие станции хранят воду в верхнем резервуаре без естественного притока, тогда как в обратных гидроэлектростанциях используется комбинация гидроаккумулирующих и традиционных гидроэлектростанций с верхним резервуаром, который частично пополняется естественными притоками из ручей или река. Электростанции, которые не используют гидроаккумулирующие станции, называются обычными гидроэлектростанциями; Обычные гидроэлектростанции, обладающие значительной аккумулирующей способностью, могут играть в электрической сети ту же роль , что и гидроаккумулирующие станции, если они оборудованы соответствующим образом.

Экономическая эффективность

[ редактировать ]

Принимая во внимание потери на конверсию и потери на испарение с открытой поверхности воды, рекуперации энергии на уровне 70–80% и более. можно достичь [8] [9] [10] [11] [12] Этот метод в настоящее время является наиболее экономически эффективным способом хранения больших объемов электроэнергии, но капитальные затраты и необходимость соответствующего географического расположения являются решающими факторами при выборе места для гидроаккумулирующих электростанций.

Относительно низкая плотность энергии насосных систем хранения требует либо больших потоков, либо больших перепадов высот между резервуарами. Единственный способ сохранить значительное количество энергии — это разместить большой водоем относительно близко, но как можно выше над вторым водоемом. В некоторых местах это происходит естественным путем, в других один или оба водоема были рукотворными. Проекты, в которых оба водохранилища являются искусственными и в которых ни один из резервуаров не имеет естественного притока, называются системами «замкнутого цикла». [13]

Эти системы могут быть экономичными, поскольку они сглаживают колебания нагрузки в энергосистеме, позволяя тепловым электростанциям, таким как угольные электростанции и атомные электростанции , которые обеспечивают базовую нагрузку электроэнергией, продолжать работать с пиковой эффективностью, одновременно снижая потребность в «пиковых» нагрузках. «электростанции, которые используют то же топливо, что и многие тепловые электростанции с базовой нагрузкой, газ и нефть, но были разработаны с учетом гибкости, а не максимальной эффективности. Следовательно, гидроаккумулирующие системы имеют решающее значение при координации больших групп гетерогенных генераторов . Капитальные затраты на гидроаккумулирующие станции относительно высоки, хотя это несколько смягчается доказанным длительным сроком службы, составляющим десятилетия, а в некоторых случаях и более столетия. [14] [15] что в три-пять раз дольше, чем у обычных аккумуляторов. Когда цены на электроэнергию становятся отрицательными , операторы гидроэлектростанций могут заработать дважды: «покупая» электроэнергию для перекачки воды в верхний резервуар по отрицательным спотовым ценам и снова при продаже электроэнергии в более позднее время, когда цены будут высокими.

Верхнее водохранилище Ллин Ствлан и плотина гидроаккумулирующей системы Ффестиниог в Северном Уэльсе . На нижней электростанции установлены четыре водяные турбины, которые вырабатывают 360 МВт электроэнергии в течение 60 секунд после возникновения потребности.

Наряду с управлением энергией, гидроаккумулирующие системы помогают стабилизировать частоту электрической сети и обеспечить выработку резерва. Тепловые электростанции гораздо менее способны реагировать на внезапные изменения спроса на электроэнергию, которые потенциально могут вызвать нестабильность частоты и напряжения . Гидроаккумулирующие станции, как и другие гидроэлектростанции, могут реагировать на изменения нагрузки в течение нескольких секунд.

Наиболее важным применением гидроаккумулирующих электростанций традиционно было балансирование электростанций с базовой нагрузкой, но их также можно использовать для уменьшения колебаний мощности прерывистых источников энергии . Гидроаккумулятор обеспечивает нагрузку в периоды высокой выработки электроэнергии и низкого спроса на электроэнергию, обеспечивая дополнительную пиковую мощность системы. В некоторых юрисдикциях цены на электроэнергию могут быть близки к нулю, а иногда и отрицательными в тех случаях, когда имеется больше электроэнергии, чем имеется нагрузки для ее поглощения. Хотя в настоящее время это редко происходит только за счет ветровой или солнечной энергии, более широкое использование такой генерации увеличит вероятность таких случаев. [ нужна ссылка ]

Вполне вероятно, что гидроаккумулирующая энергия станет особенно важной в качестве баланса для крупномасштабной фотоэлектрической и ветровой генерации. [16] Увеличение мощности передачи на большие расстояния в сочетании со значительными объемами хранения энергии станет важной частью регулирования любого крупномасштабного развертывания прерывистых возобновляемых источников энергии. [17] Высокий уровень проникновения ненадежной возобновляемой электроэнергии в некоторых регионах обеспечивает 40% годового производства, но 60% может быть достигнуто до того, как потребуются дополнительные хранилища. [18] [19] [20]

Малые объекты

[ редактировать ]

Меньшие гидроаккумулирующие электростанции не могут достичь такой же экономии за счет масштаба , как более крупные, но некоторые из них существуют, включая недавний проект мощностью 13 МВт в Германии. Shell Energy предложила проект мощностью 5 МВт в штате Вашингтон. Некоторые предложили разместить в зданиях небольшие гидроаккумулирующие станции, хотя они еще не экономичны. [21] Кроме того, крупные водоемы сложно вписать в городской ландшафт (а нестабильный уровень воды может сделать их непригодными для рекреационного использования). [21] Тем не менее, некоторые авторы считают технологическую простоту и безопасность водоснабжения важными внешними факторами . [21]

Требования к местоположению

[ редактировать ]

Основное требование для PSH – холмистая местность. Глобальный атлас гидроэнергетики с нуля [22] перечисляет более 600 000 потенциальных объектов по всему миру, что примерно в 100 раз больше, чем необходимо для поддержки 100% возобновляемой электроэнергии. Большинство из них представляют собой замкнутые системы вдали от рек. Районов с природной красотой и новых плотин на реках можно избегать из-за очень большого количества потенциальных участков. В некоторых проектах используются существующие резервуары (получившие название «голубое поле»), например схема Snowy 2.0 мощностью 350 гигаватт-час. [23] строящийся в Австралии. Некоторые недавно предложенные проекты предлагают использовать «заброшенные» места, такие как заброшенные шахты, такие как проект Кидстон. [24] строящийся в Австралии. [25]

Воздействие на окружающую среду

[ редактировать ]

Требования к воде для ПШ невелики: [26] около 1 гигалитра воды для первоначального заполнения на гигаватт-час хранилища. Эта вода перерабатывается вверх и вниз по склону между двумя водохранилищами в течение многих десятилетий, но потери на испарение (сверх того, что обеспечивают осадки и любой приток из местных водоемов) должны быть возмещены. Потребности в земле также невелики: около 10 гектаров на гигаватт-час хранилища, [26] что намного меньше, чем площадь, занимаемая солнечными и ветряными электростанциями, которые могло бы поддерживать хранилище. Насосные гидроаккумулирующие станции замкнутого цикла (береговые) имеют наименьшие выбросы углекислого газа. [27] на единицу хранения всех кандидатов на крупномасштабное хранение энергии.

Потенциальные технологии

[ редактировать ]

Морская вода

[ редактировать ]

Гидроаккумулирующие станции могут работать на морской воде, хотя существуют дополнительные проблемы по сравнению с использованием пресной воды, такие как коррозия в соленой воде и рост ракушек. [28] Открытая в 1966 году приливная электростанция Ранс мощностью 240 МВт во Франции может частично работать как гидроаккумулирующая станция. Когда приливы случаются в непиковые часы, турбины можно использовать для закачки в водохранилище большего количества морской воды, чем могло бы принести прилив естественным путем. Это единственная крупномасштабная электростанция такого рода.

мощностью 30 МВт В 1999 году проект Янбару на Окинаве стал первой демонстрацией гидроаккумулирования морской воды. С тех пор он был выведен из эксплуатации. Проект гидроаккумулирующей станции Ланаи мощностью 300 МВт на основе морской воды рассматривался для Ланаи, Гавайи, а проекты на основе морской воды были предложены в Ирландии. [29] В паре предлагаемых проектов в пустыне Атакама на севере Чили будет использоваться фотоэлектрическая солнечная энергия мощностью 600 МВт («Небо Тарапаки») вместе с гидроаккумулирующей электростанцией мощностью 300 МВт («Зеркало Тарапаки»), поднимающая морскую воду на 600 метров (2000 футов) вверх по прибрежному утесу. [30] [31]

Пресноводные прибрежные водоемы

[ редактировать ]

Пресная вода из разливов рек сохраняется в акватории моря, заменяя морскую воду за счет строительства прибрежных водохранилищ . Запасенная речная вода перекачивается на возвышенности путем строительства ряда насыпных каналов и гидроаккумулирующих гидроэлектростанций с целью хранения энергии, орошения, промышленного, муниципального строительства, омоложения чрезмерно эксплуатируемых рек и т. д. Эти многоцелевые проекты прибрежных водохранилищ предлагают масштабную перекачку воды. гидроэнергетический потенциал для использования переменной и прерывистой солнечной и ветровой энергии, которые являются углеродно-нейтральными, чистыми и возобновляемыми источниками энергии. [32]

Подземные резервуары

[ редактировать ]

Исследовано использование подземных резервуаров. [33] Недавние примеры включают предлагаемый проект Summit в Нортоне, штат Огайо , предлагаемый проект Мэйсвилл в Кентукки (подземный известняковый рудник) и проект Маунт-Хоуп в Нью-Джерси , который должен был использовать бывший железный рудник в качестве нижнего резервуара. Предлагаемое хранилище энергии на площадке Каллио в Пюхяярви ( Финляндия ) будет использовать самый глубокий рудник цветных металлов в Европе с перепадом высот 1450 метров (4760 футов). [34] Было предложено несколько новых проектов подземных насосных хранилищ. Оценка стоимости за киловатт для этих проектов может быть ниже, чем для наземных проектов, если они используют существующее подземное пространство шахт. Возможности использования подходящего подземного пространства ограничены, но количество возможностей подземных насосных хранилищ может увеличиться, если заброшенные угольные шахты окажутся подходящими. [35]

В Бендиго , Виктория, Австралия, Группа устойчивого развития Бендиго предложила использовать старые золотые рудники под Бендиго для хранения гидроэнергии с помощью насосов. [36] В Бендиго самая большая концентрация глубоких шахт с твердыми породами в мире: во второй половине XIX века под Бендиго было затоплено более 5000 шахт. Самая глубокая шахта простирается вертикально под землей на 1406 метров. Недавнее предварительное технико-экономическое обоснование показало, что эта концепция жизнеспособна при генерирующей мощности 30 МВт и времени работы 6 часов при высоте воды более 750 метров.

Американский стартап Quidnet Energy изучает возможность использования заброшенных нефтяных и газовых скважин для гидроаккумулирования. В случае успеха они надеются расширить масштабы проекта, используя некоторые из 3 миллионов заброшенных скважин в США. [37] [38]

Используя давление гидроразрыва, можно хранить под землей в непроницаемых пластах, таких как сланцы. [39] Используемый сланец не содержит углеводородов. [40]

Децентрализованные системы

[ редактировать ]

Небольшие (или микро) приложения для гидроаккумулирования могут быть построены на ручьях и внутри инфраструктур, таких как сети питьевого водоснабжения. [41] и инфраструктура искусственного оснежения. В связи с этим бассейн ливневой воды был конкретно реализован как экономически эффективное решение для резервуара для воды в микронасосном гидроаккумуляторе. [7] Такие электростанции обеспечивают распределенное хранение энергии и распределенное гибкое производство электроэнергии , а также могут способствовать децентрализованной интеграции прерывистых технологий возобновляемой энергетики , таких как энергия ветра и солнечная энергия . Резервуары, которые можно использовать для малых гидроаккумулирующих электростанций, могут включать в себя: [42] естественные или искусственные озера, резервуары внутри других сооружений, таких как ирригационные системы, или неиспользуемые части шахт или подземных военных объектов. В одном из исследований Швейцарии было показано, что общая установленная мощность малых гидроаккумулирующих электростанций в 2011 году может быть увеличена в 3–9 раз за счет предоставления адекватных политических инструментов . [42]

Используя систему гидроаккумулирования, состоящую из цистерн и небольших генераторов, пико-гидро также может быть эффективным для домашних систем производства энергии с «замкнутым контуром». [43] [44]

Подводные резервуары

[ редактировать ]

В марте 2017 года исследовательский проект StEnSea (Хранение энергии в море) объявил об успешном завершении четырехнедельного испытания гидроаккумулирующего подводного резервуара. В этой конфигурации полая сфера, погруженная в воду и закрепленная на большой глубине, действует как нижний резервуар, а верхний резервуар представляет собой вмещающий объем воды. Электричество вырабатывается, когда вода подается через обратимую турбину, встроенную в сферу. В непиковые часы турбина меняет направление и снова откачивает воду, используя «избыток» электроэнергии из сети.

Количество энергии, создаваемой при впуске воды, растет пропорционально высоте столба воды над сферой. Другими словами: чем глубже расположена сфера, тем плотнее она может хранить энергию.Таким образом, емкость запаса энергии погруженного резервуара определяется не гравитационной энергией в традиционном смысле, а вертикальным изменением давления .

Гидросистема высокой плотности с насосом

[ редактировать ]

RheEnergise [45] цель повысить эффективность гидроаккумулирующих систем за счет использования жидкости в 2,5 раза плотнее воды («мелкоизмельченное взвешенное вещество в воде» [46] ), так что «проекты могут быть в 2,5 раза меньше при той же мощности». [47]

Duration: 57 seconds.
Принцип работы гидроаккумулирующей электростанции как системы хранения энергии

Первое использование гидроаккумулятора произошло в 1907 году в Швейцарии , на гидроаккумулирующей станции Энгевайхер недалеко от Шаффхаузена, Швейцария. [48] [49] В 1930-е годы стали доступны реверсивные гидроэлектрические турбины. Эти аппараты могли работать как турбогенераторы, так и в режиме реверса, как насосы с приводом от электродвигателя. Новейшей разработкой крупномасштабных инженерных технологий являются машины с регулируемой скоростью для повышения эффективности. Эти машины работают синхронно с частотой сети при выработке, но работают асинхронно (независимо от частоты сети) при перекачке.

Первое использование гидроаккумулирующих систем в Соединенных Штатах было в 1930 году компанией Connecticut Electric and Power Company, которая использовала большой резервуар, расположенный недалеко от Нью-Милфорда, штат Коннектикут, перекачивая воду из реки Хаусатоник в резервуар для хранения на высоте 70 метров (230 футов) над уровнем моря. . [50]

Использование по всему миру

[ редактировать ]

В 2009 году мировая мощность гидроаккумулирующих электростанций составила 104 ГВт . [51] в то время как другие источники утверждают, что мощность составляет 127 ГВт, что составляет подавляющее большинство всех типов накопителей электроэнергии коммунального назначения. [52] Чистая мощность Европейского Союза составляла 38,3 ГВт (36,8% мировой мощности) из 140 ГВт гидроэнергетики, что составляло 5% общей чистой электрической мощности в ЕС. Япония имела чистую мощность 25,5 ГВт (24,5% мировой мощности). [51]

Ниже перечислены шесть крупнейших действующих гидроаккумулирующих электростанций (подробный список см. в «Списке гидроаккумулирующих электростанций» ) :

Станция Страна Расположение Установленное поколение
мощность ( МВт )
Емкость хранилища ( ГВтч ) Ссылки
Гидроаккумулирующая электростанция Фэннин Китай 41 ° 39'58 "N 116 ° 31'44" E  /  41,66611 ° N 116,52889 ° E  / 41,66611; 116,52889  ( Гидроаккумулирующая электростанция Фэннин ) 3,600 40 [53] [54]
Насосная станция округа Бат Соединенные Штаты 38 ° 12'32 "N 79 ° 48'00" W  /  38,20889 ° N 79,80000 ° W  / 38,20889; -79,80000  ( Насосная станция округа Бат ) 3,003 24 [55]
Гуандунская гидроаккумулирующая электростанция Китай 23 ° 45'52 "N 113 ° 57'12" E  /  23,76444 ° N 113,95333 ° E  / 23,76444; 113,95333  ( Гидроаккумулирующая электростанция Гуанчжоу ) 2,400 [56] [57]
Хуэйчжоуская гидроаккумулирующая электростанция Китай 23 ° 16'07 "N 114 ° 18'50" E  /  23,26861 ° N 114,31389 ° E  / 23,26861; 114,31389  ( Гидроаккумулирующая электростанция Хуэйчжоу ) 2,400 [58] [59] [60] [61]
Гидроаккумулирующая электростанция Окутатараги Япония 35 ° 14'13 "N 134 ° 49'55" E  /  35,23694 ° N 134,83194 ° E  / 35,23694; 134,83194  ( Гидроэлектростанция Окутатараги ) 1,932 [62]
Лудингтонская гидроаккумулирующая электростанция Соединенные Штаты 43 ° 53'37 "N 86 ° 26'43" W  /  43,89361 ° N 86,44528 ° W  / 43,89361; -86,44528  ( Лудингтонская гидроаккумулирующая электростанция ) 1,872 20 [63] [64]
Примечание. Генерирующая мощность в мегаваттах является обычной мерой размера электростанции и отражает максимальную мгновенную выходную мощность.Хранение энергии в гигаватт-часах (ГВтч) — это способность хранить энергию, определяемая размером верхнего резервуара, перепадом высот и эффективностью генерации.
Страны с крупнейшей мощностью гидроаккумулирующих гидроэлектростанций в 2017 году [65]
Страна Насосное хранилище
генерирующая мощность
( ГВ )
Всего установлено
генерирующая мощность
( ГВ ) [66]
Насосное хранилище/
общая генерация
емкость
Китай 32.0 1646.0 1.9%
Япония 28.3 322.2 8.8%
Соединенные Штаты 22.6 1074.0 2.1%
Испания 8.0 106.7 7.5%
Италия 7.1 117.0 6.1%
Индия 6.8 308.8 2.2%
Германия 6.5 204.1 3.2%
Швейцария 6.4 19.6 32.6%
Франция 5.8 129.3 4.5%
Австрия 4.7 25.2 18.7%
Южная Корея 4.7 103.0 4.6%
Португалия 3.5 19.6 17.8%
Украина 3.1 56.9 5.4%
ЮАР 2.9 56.6 5.1%
Великобритания 2.8 94.6 3.0%
Австралия 2.6 67.0 3.9%
Россия 2.2 263.5 0.8%
Польша 1.7 37.3 4.6%
Таиланд 1.4 41.0 3.4%
Болгария 1.4 12.5 9.6%
Бельгия 1.2 21.2 5.7%
Круонисская гидроаккумулирующая станция , Литва

Австралия

[ редактировать ]

В Австралии строятся или разрабатываются гидроаккумулирующие станции мощностью 15 ГВт. Примеры включают в себя:

В июне 2018 года федеральное правительство Австралии объявило, что на Тасмании выявлено 14 площадок для гидроаккумулирующих электростанций, которые потенциально могут добавить 4,8 ГВт к национальной сети, если будет построен второй межсетевой соединитель под проливом Басса.

Проект Snowy 2.0 соединит две существующие плотины в Снежных горах Нового Южного Уэльса, чтобы обеспечить 2000 МВт мощности и 350 000 МВт-ч хранения. [67]

В сентябре 2022 года было объявлено о проекте строительства гидроаккумулирующей гидроэлектростанции (PHES) в Пайонир-Бурдекин в центральном Квинсленде, которая потенциально может стать крупнейшей PHES в мире мощностью 5 ГВт.

Китай обладает крупнейшей в мире мощностью гидроаккумулирующих электростанций.

В январе 2019 года Государственная сетевая корпорация Китая объявила о планах инвестировать 5,7 млрд долларов США в пять ГАЭС общей мощностью 6 ГВт, которые будут расположены в провинциях Хэбэй, Цзилинь, Чжэцзян, Шаньдун и в Синьцзянском автономном районе. Китай стремится построить 40 ГВт гидроэлектростанций к 2020 году. [68]

Норвегия

[ редактировать ]

Имеется 9 электростанций, способных перекачивать воду, общей установленной мощностью 1344 МВт и среднегодовой выработкой 2247 ГВтч. Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции в Норвегии построены несколько иначе, чем в остальном мире. Они предназначены для сезонной скачки. Большинство из них также не могут бесконечно перекачивать воду, а только перекачивать и использовать ее повторно один раз. Причиной этого является конструкция тоннелей и возвышение нижнего и верхнего резервуаров. Некоторые, например электростанция Нигард, перекачивают воду из нескольких водозаборов рек в водохранилище.

Самая крупная из них, Саурдал, входящая в комплекс Улла-Фёрре мощностью 160 МВт , имеет четыре турбины Фрэнсиса , но только две из них являются реверсивными. Нижний резервуар находится на более высокой высоте, чем сама станция, и поэтому откачанную воду можно использовать только один раз, прежде чем она перейдет на следующую станцию, Квиллдал, дальше по системе туннелей. И помимо нижнего водохранилища в него будет поступать вода, которую можно будет закачивать из 23 речек/ручьев и небольших водозаборов. Некоторые из них уже прошли через меньшую электростанцию ​​на своем пути.

Соединенные Штаты

[ редактировать ]
с заштрихованным рельефом Топографическая карта в гидроаккумулирующей станции Таум Саук Миссури, США. Озеро на горе построено на плоской поверхности, поэтому по всему периметру требуется дамба.

В 2010 году в США было 21,5 ГВт гидроаккумулирующих мощностей (20,6% мировой мощности). [69] В 2020 году в США PSH произвела 21 073 ГВтч энергии, но -5 321 ГВтч (нетто), поскольку при перекачке потребляется больше энергии, чем вырабатывается. [70] К 2014 году паспортная мощность гидроаккумуляторов выросла до 21,6 ГВт, при этом гидроаккумуляторы составляют 97% сетевых накопителей энергии в Соединенных Штатах. По состоянию на конец 2014 года на всех этапах процесса лицензирования FERC для новых гидроаккумулирующих гидроэлектростанций в США поступило 51 активное проектное предложение общей мощностью 39 ГВт новой номинальной мощности, однако в настоящее время в США не ведется строительство новых электростанций. США в то время. [71] [72]

Гибридные системы

[ редактировать ]

Обычные плотины гидроэлектростанций также могут использовать гидроаккумулирующие системы в гибридной системе, которая генерирует электроэнергию из воды, естественным образом поступающей в водохранилище, а также сохраняет воду, перекачиваемую обратно в водохранилище из-под плотины. Плотина Гранд-Кули в США была расширена за счет системы обратной откачки в 1973 году. [73] Существующие плотины можно модернизировать с помощью реверсивных турбин, тем самым продлевая период времени, в течение которого станция сможет работать на полную мощность. ​​​​обратная электростанция, такая как плотина Рассела При желании к плотине может быть добавлена (1992 г.), для увеличения генерирующей мощности. Использование верхнего водохранилища и системы транспортировки существующей плотины может ускорить реализацию проектов и снизить затраты.

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ «Хранилище для надежного источника питания от ветра и солнца» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 23 февраля 2011 года . Проверено 21 января 2011 г.
  2. ^ Рехман, Шафикур; Аль-Хадрами, Луай; Алам, Мэриленд (30 апреля 2015 г.). «Насосная система гидроаккумулирования энергии: технологический обзор» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 44 : 586–598. дои : 10.1016/j.rser.2014.12.040 . Архивировано из оригинала 8 февраля 2022 года . Проверено 15 ноября 2016 г. - через ResearchGate.
  3. ^ «Глобальная база данных по хранению энергии DOE OE» . Программа систем хранения энергии Министерства энергетики США . Сандианские национальные лаборатории . 8 июля 2020 года. Архивировано из оригинала 9 июля 2021 года . Проверено 12 июля 2020 г.
  4. ^ «Насосное гидроаккумулирование энергии» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 31 октября 2020 г. Проверено 28 августа 2020 г.
  5. ^ «Переменная скорость является ключом к крупнейшему в мире гидроаккумулирующему проекту — китайской электростанции Фэннин» . 4 июля 2018 года. Архивировано из оригинала 7 августа 2020 года . Проверено 28 августа 2020 г.
  6. ^ Джозеф, Анто; Челия, Танга; Ли, Сзе; Ли, Кё-Бом (2018). «Надежность регулируемых гидроаккумулирующих станций» . Электроника . 7 (10): 265. doi : 10.3390/electronics7100265 .
  7. ^ Jump up to: а б с Морабито, Алессандро; Хендрик, Патрик (7 октября 2019 г.). «Насос как турбина применительно к микронакоплению энергии и интеллектуальным водопроводным сетям: практический пример». Прикладная энергетика . 241 : 567–579. Бибкод : 2019ApEn..241..567M . doi : 10.1016/j.apenergy.2019.03.018 . S2CID   117172774 .
  8. ^ «Накопление энергии – немного энергии» . Экономист . 3 марта 2011 г. Архивировано из оригинала 6 марта 2020 г. . Проверено 11 марта 2012 г.
  9. ^ Джейкоб, Тьерри (7 июля 2011 г.). «Насосные водохранилища в Швейцарии – перспективы после 2000 года» (PDF) . Стаки . Архивировано из оригинала (PDF) 7 июля 2011 года . Проверено 13 февраля 2012 г.
  10. ^ Левин, Джона Г. (декабрь 2007 г.). «Накопление гидроэлектроэнергии и пространственное разнообразие ветровых ресурсов как методы улучшения использования возобновляемых источников энергии» (PDF) . Университет Колорадо. п. 6. Архивировано из оригинала (PDF) 1 августа 2014 года.
  11. ^ Ян, Чи-Джен (11 апреля 2016 г.). Насосное гидрохранилище . Университет Дьюка. ISBN  9780128034491 .
  12. ^ «Насосные гидроэлектростанции | Ассоциация по хранению энергии» . Energystorage.org . Архивировано из оригинала 19 января 2019 года . Проверено 15 января 2017 г.
  13. ^ «FERC: Гидроэнергетика – проекты гидроаккумулирования» . www.ferc.gov . Архивировано из оригинала 20 июля 2017 года . Проверено 15 января 2017 г.
  14. ^ «Насосная мощность: Гидроаккумулирующие станции мира» . 30 декабря 2020 года. Архивировано из оригинала 19 ноября 2021 года . Проверено 19 ноября 2021 г.
  15. ^ «Очередное списание на гидроаккумулирующей станции Энгевайхер» . 28 июня 2017 года. Архивировано из оригинала 20 апреля 2021 года . Проверено 9 марта 2020 г.
  16. ^ Курокава, К.; Комото, К.; ван дер Влейтен, П.; Фейман, Д. (ред.). Краткое изложение Энергия пустыни - Практические предложения для очень крупномасштабных систем фотоэлектрической генерации (VLS-PV) . Скан Земли. Архивировано из оригинала 13 июня 2007 г. - через Программу МЭА по фотоэлектрическим энергетическим системам.
  17. ^ «Снижение ограничения ветровой нагрузки за счет расширения передачи в будущем, связанном с ветром» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 16 января 2017 года . Проверено 14 января 2017 г.
  18. ^ «Немецкий сетевой оператор считает, что ветровая и солнечная энергия будут потребляться на 70% раньше, чем потребуется хранение» . Обновить экономику . 7 декабря 2015 г. Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 г. Проверено 20 января 2017 г. Шухт говорит, что в регионе, в котором он работает, 42 процента электроэнергии (по выработке, а не мощности) поступает от ветра и солнца – примерно столько же, сколько в Южной Австралии. Шухт считает, что интеграция 60–70 процентов переменной возобновляемой энергии – только ветра и солнца – может быть реализована на немецком рынке без необходимости дополнительных хранилищ. Кроме того, потребуется место для хранения.
  19. ^ Демер, Дагмар (8 июня 2016 г.). «Генеральный директор по передаче электроэнергии в Германии: «80% возобновляемых источников энергии — это не проблема» » . Der / EurActiv.com . Tagesspiegel Архивировано из оригинала 18 октября 2016 года . Проверено 1 февраля 2017 г. В энергетической отрасли существует определенное количество мифов. Один из них заключается в том, что нам нужна большая гибкость в системе для интеграции возобновляемых источников энергии, таких как накопители энергии, прерываемые нагрузки или резервные электростанции. Это миф. Мы находимся на верном пути к созданию системы, которая сможет обеспечить 70-80% возобновляемой энергии без необходимости более гибких вариантов.
  20. ^ «Новый рекордный год для ветроэнергетики Дании» . Энергинет.дк . 15 января 2016 г. Архивировано из оригинала 25 января 2016 г.
  21. ^ Jump up to: а б с де Оливейра и Силва, Гильерме; Хендрик, Патрик (1 октября 2016 г.). «Насосное гидроаккумулирование энергии в зданиях». Прикладная энергетика . 179 : 1242–1250. Бибкод : 2016ApEn..179.1242D . дои : 10.1016/j.apenergy.2016.07.046 .
  22. ^ «Карта АНУ РЕ100» . re100.anu.edu.au . Проверено 26 августа 2023 г.
  23. ^ "О" . Снежный Гидро . Проверено 26 августа 2023 г.
  24. ^ «Проект Кидстонской гидроаккумулирующей гидроэлектростанции мощностью 250 МВт» . Генекс Пауэр . Проверено 26 августа 2023 г.
  25. ^ Европейская сеть возобновляемых источников энергии (PDF) . 17 июля 2019 г. с. 188. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2019 года.
  26. ^ Jump up to: а б Блейкерс, Эндрю; Стокс, Мэтью; Лу, Бин; Ченг, Ченг (25 марта 2021 г.). «Обзор гидроаккумуляторов» . Прогресс в энергетике . 3 (2): 022003. Бибкод : 2021PrEne...3b2003B . дои : 10.1088/2516-1083/abeb5b . hdl : 1885/296928 . ISSN   2516-1083 . S2CID   233653750 .
  27. ^ Колторп, Энди (21 августа 2023 г.). «NREL: гидроэлектростанция с замкнутым контуром, «самый маленький излучатель» среди технологий хранения энергии» . Энерго-Хранение.Новости . Проверено 26 августа 2023 г.
  28. ^ Ричард А. Данлэп (5 февраля 2020 г.). Возобновляемая энергия: комбинированное издание . Издательство Морган и Клейпул. ISBN  978-1-68173-600-6 . ОЛ   37291231М . Викиданные   Q107212803 .
  29. ^ «Массивное хранилище энергии, любезно предоставлено Западной Ирландией» . сайт sciencemag.org . 18 февраля 2012 года. Архивировано из оригинала 8 сентября 2017 года . Проверено 21 июня 2017 г.
  30. ^ «Проект Эспехо де Тарапака» . Валгалла . 11 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 18 июня 2017 г. Проверено 19 июня 2017 г.
  31. ^ «Зеркало Тарапаки: чилийский энергетический проект использует и солнце, и море» . 4 мая 2016 г. Архивировано из оригинала 4 мая 2019 г. . Проверено 4 мая 2019 г.
  32. ^ Сасидхар, Наллапанени (май 2023 г.). «Многоцелевые прибрежные водоемы с пресной водой и их роль в смягчении последствий изменения климата» (PDF) . Индийский журнал экологической инженерии . 3 (1): 30–45. дои : 10.54105/ijee.A1842.053123 . ISSN   2582-9289 . S2CID   258753397 . Проверено 23 мая 2023 г.
  33. ^ Пуммер, Елена (2016). Гибридное моделирование гидродинамических процессов в подземных гидроаккумулирующих станциях (PDF) . Ахен, Германия: RWTH Ахенский университет. Архивировано (PDF) из оригинала 4 ноября 2020 г. Проверено 19 мая 2020 г.
  34. ^ «Хранение энергии» . Каллио Пюхяярви . Архивировано из оригинала 15 марта 2018 года . Проверено 14 марта 2018 г.
  35. ^ «Немецкая угольная шахта возродится в гигантскую гидроаккумулирующую станцию» . 17 марта 2017 года. Архивировано из оригинала 9 июля 2019 года . Проверено 20 марта 2017 г.
  36. ^ Смит, Тревор. «Проект насосной гидроэлектростанции Bendigo Mines» . Группа устойчивого развития Бендиго . Архивировано из оригинала 15 июля 2018 года . Проверено 13 июля 2020 г.
  37. ^ Ло, Крис (27 ноября 2016 г.). «Могут ли истощенные нефтяные скважины стать следующим шагом в области хранения энергии?» . Проверено 16 мая 2022 г.
  38. ^ «Пресс-релиз: CPS Energy и Quidnet Energy объявляют о знаковом соглашении о строительстве долгосрочного геомеханического гидроаккумулирующего проекта в масштабе сети в Техасе» . quidnetenergy.com . Проверено 16 мая 2022 г.
  39. ^ Джейкобс, Трент (октябрь 2023 г.). «Является ли гидроразрыв пласта следующим большим прорывом в области аккумуляторных технологий?». Журнал нефтяных технологий . 75 (10). Общество инженеров-нефтяников : 36–41.
  40. ^ Рассел Голд (21 сентября 2021 г.). «У гидроразрыва пласта плохая репутация, но его технология способствует переходу к экологически чистой энергетике. Техасские стартапы используют ноу-хау, рожденные в результате сланцевого бума, в поисках более зеленого будущего» . Техасский ежемесячник . Архивировано из оригинала 24 сентября 2021 года . Проверено 23 сентября 2021 г.
  41. ^ «Сенатор Уош» . www.iid.com . Императорский ирригационный округ. Архивировано из оригинала 26 июня 2016 года . Проверено 6 августа 2016 г.
  42. ^ Jump up to: а б Креттенанд, Н. (2012). Содействие развитию мини- и малой гидроэнергетики в Швейцарии: формирование институциональной основы. Особое внимание уделяется схемам хранения и гидроаккумулирования (кандидатская диссертация № 5356). Федеральная политехническая школа Лозанны. Архивировано из оригинала 13 сентября 2018 года.
  43. ^ «Возможно ли накопление энергии с помощью насосных гидросистем в очень небольших масштабах?» . Наука Дейли . 24 октября 2016 г. Архивировано из оригинала 10 мая 2017 г. . Проверено 6 сентября 2018 г.
  44. ^ Рут, Бен (декабрь 2011 г. - январь 2012 г.). «Мифы и заблуждения о микрогидроэлектростанциях» . Том. 146. Домашняя власть. п. 77. Архивировано из оригинала 5 сентября 2018 года . Проверено 6 сентября 2018 г.
  45. ^ Веб-сайт компании RheEnergise
  46. ^ [1] Статья Института инженеров-механиков
  47. ^ [2] Статья RheEnergise «как это работает»
  48. ^ Юнг, Дэниел (июнь 2017 г.). Очередное списание на гидроаккумулирующей станции Энгевайхер . Архивировано из оригинала 20 апреля 2021 года.
  49. ^ Институт инженеров-строителей . Институт инженеров-строителей (Великобритания). Апрель 1990 г. с. 1. ISBN  9780727715869 .
  50. ^ «Аккумуляторная батарея на десять миль» . Популярная наука . Июль 1930 г. с. 60 – через Google Книги .
  51. ^ Jump up to: а б «Международная энергетическая статистика» . www.eia.gov . Архивировано из оригинала 27 апреля 2017 года . Проверено 4 мая 2019 г.
  52. ^ Растлер (2010). «Варианты технологий хранения электроэнергии: информационный документ о применении, затратах и ​​преимуществах» . и др. Пало-Альто, Калифорния: EPRI . Архивировано из оригинала 17 августа 2011 года.
  53. ^ «Чистая электростанция онлайн, чтобы обеспечить здоровые зимние Олимпийские игры в Пекине» . Китай Дейли. 31 декабря 2021 г. Проверено 23 января 2023 г.
  54. ^ «Государственная энергосистема Китая ввела в эксплуатацию гидроаккумулирующую гидрокомплекс мощностью 3,6 ГВт» . Renewablesnow.com . Проверено 10 марта 2022 г.
  55. ^ Насосная станция округа Бат , архивировано из оригинала 3 января 2012 года , получено 30 декабря 2011 года.
  56. ^ Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции в Китае , архивировано из оригинала 8 декабря 2012 г. , получено 25 июня 2010 г.
  57. ^ «Гуанчжоуская гидроаккумулирующая электростанция» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 7 июля 2011 года . Проверено 25 июня 2010 г.
  58. ^ «Список гидроаккумулирующих электростанций в Китае 1» (PDF) (на китайском языке). Архивировано из оригинала (PDF) 7 июля 2011 года.
  59. ^ «Список гидроаккумулирующих электростанций в Китае 2» (PDF) (на китайском языке). Архивировано из оригинала (PDF) 7 июля 2011 года.
  60. ^ «Список гидроаккумулирующих электростанций в Китае 3» (PDF) (на китайском языке). Архивировано из оригинала (PDF) 7 июля 2011 года.
  61. ^ Гидроаккумулирующая электростанция Хуэйчжоу , данные получены 25 июня 2010 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  62. ^ «Обзор электроэнергетики Японии за 2003–2004 гг.» (PDF) . Япония ядерная. Архивировано из оригинала (PDF) 4 июня 2013 года . Проверено 1 сентября 2010 г.
  63. ^ Днестровская гидроаккумулирующая станция, Украина , архивировано из оригинала 21 октября 2007 г. , дата обращения 1 сентября 2010 г.
  64. ^ Тимошенко запускает первый агрегат Днестровской ГЭС , архивировано из оригинала 11 июля 2011 года , получено 1 сентября 2010 года.
  65. ^ «Хранение электроэнергии и возобновляемые источники энергии: затраты и рынки до 2030 года» . Абу-Даби: Международное агентство по возобновляемым источникам энергии . 2017. с. 30. Архивировано из оригинала (PDF) 31 августа 2018 года.
  66. ^ «Электроэнергия – установленная генерирующая мощность» . Всемирная книга фактов . Архивировано из оригинала 26 сентября 2021 года . Проверено 26 сентября 2021 г.
  67. ^ «Как гидроаккумулирование энергии может обеспечить наше будущее?» . АРЕНАВИР . Австралийское агентство по возобновляемым источникам энергии. 18 января 2021 года. Архивировано из оригинала 19 января 2021 года . Проверено 18 января 2021 г.
  68. ^ Шен, Фейфей (9 января 2019 г.). «Государственная энергосистема Китая потратит 5,7 миллиарда долларов на гидроэлектростанции» . Bloomberg.com . Архивировано из оригинала 19 января 2019 года . Проверено 18 января 2019 г.
  69. ^ «Отчет: обновленный ежегодный обзор энергетики на 2009 год, отражающий положения Закона о восстановлении и реинвестировании Америки и недавние изменения в экономических перспективах» . Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 29 октября 2010 г.
  70. ^ «Таблица 3.27 Валовая/чистая выработка по технологиям хранения энергии: всего (все отрасли), 2010–2020 гг.» . Управление энергетической информации США. Архивировано из оригинала 15 ноября 2021 года . Проверено 4 января 2022 г.
  71. ^ «Основные моменты отчета о рынке гидроэнергетики за 2014 год» (PDF) . Министерство энергетики США. Архивировано (PDF) из оригинала 20 февраля 2017 года . Проверено 19 февраля 2017 г.
  72. ^ «Отчет о рынке гидроэнергетики за 2014 год» (PDF) . Министерство энергетики США. Архивировано (PDF) из оригинала 1 февраля 2017 года . Проверено 19 февраля 2017 г.
  73. ^ Лер, Джей Х.; Кили, Джек, ред. (2016). Энциклопедия альтернативной энергетики и сланцевого газа (1-е изд.). Уайли. п. 424. ИСБН  978-0470894415 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 875f67206129f87e91ec762fa801226c__1722768360
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/87/6c/875f67206129f87e91ec762fa801226c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Pumped-storage hydroelectricity - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)