تطبيق محطة الطاقة المائية

تطبيق محطة الطاقة المائية

تُستخدم محطات الطاقة المائية ذات الضخ بشكل أساسي لمحطات تخزين الطاقة بالضخ. عندما يكون الحمل على نظام الطاقة أقل من الحمل الأساسي، يمكن استخدامها كمضخة مياه، باستخدام القدرة الزائدة لتضخيم المياه من reservior السفلي إلى reservior العلوي لتخزين الطاقة على شكل طاقة جاذبية؛ وعندما يكون الحمل على النظام أعلى من الحمل الأساسي

في هذه الحالة، يمكن استخدامها كمحطة طاقة مائية لتوليد الكهرباء لتنظيم الحمل الذروة. لذلك، لا يمكن للمحطة الخالصة للتخزين بالضخ زيادة قوة النظام الكهروي، لكنها تحسن التشغيل الاقتصادي لوحدة إنتاج الطاقة الحرارية وزيادة الكفاءة العامة للنظام الكهروي. منذ الخمسينيات، حصلت وحدات التخزين بالضخ على اهتمام واسع وتطور سريع في دول العالم.

تستخدم وحدات التخزين بالضخ التي تم تطويرها في الأيام الأولى أو ذات الرؤوس العالية عادةً النوع الثلاثي للمachines، والذي يتكون من جهاز توليد كهربائي محرك، ومصنع طاقة مائية ومضخة مياه متصلة بشكل سلسلة. مزاياها هي أن مصنع الطاقة المائية والمضخة مصممة بشكل منفصل، مما يمكن أن يحقق كفاءة أعلى، وتدور الوحدة بنفس الاتجاه أثناء إنتاج الكهرباء والضخ، ويمكن تحويلها بسرعة من إنتاج الكهرباء إلى الضخ، أو من الضخ إلى إنتاج الكهرباء. وفي الوقت نفسه، يمكن استخدام مصنع الطاقة المائية لتشغيل الوحدة. أما عيوبها فهي التكلفة العالية والاستثمار الكبير في المحطة.

يمكن لشفرات الدوّار في المضخة المائلة أن تدور، وتظل تحقق أداءً تشغيليًّا جيِّدًا عند تغيُّر الرأس والحمل، لكنَّ القيود المفروضة على الخصائص الهيدروليكية ومتانة المواد جعلت أعلى رأس تحققه هذه المضخات بحلول أوائل الثمانينيات لا يتجاوز ١٣٦٫٢ مترًا (محطة تاكاني الأولى لتوليد الطاقة في اليابان). أما بالنسبة للرؤوس الأعلى، فتتطلب محطات ضخ الطاقة الكهرومائية من نوع فرانسيس.

تضم محطة توليد الطاقة بالتخزين بالضخ خزّانين علويًا وسفليًا. وبشرط تخزين نفس كمية الطاقة، فإن زيادة الارتفاع الرأسي تؤدي إلى تقليل سعة التخزين، وزيادة سرعة الوحدة، وتقليل تكلفة المشروع. ونتيجةً لذلك، تشهد محطات توليد الطاقة بالتخزين ذات الارتفاع الرأسي العالي (أكثر من ٣٠٠ متر) نموًّا سريعًا. وأعلى محطة طاقة هيدروكهرائية تعمل بالمضخات من نوع فرانسيس في العالم مُركَّبة في محطة بايناباشتا للطاقة في يوغوسلافيا. وتبلغ قدرتها الفردية ٣١٥ ميغاواط، والارتفاع الرأسي لتوليد الطاقة ٦٠٠٫٣ متر، بينما يبلغ ارتفاع المضخة ٦٢٣٫١ متر، وسرعتها ٤٢٨٫٦ دورة في الدقيقة، وهي تعمل سنويًّا.