کاربرد نیروگاه‌های آبی

کاربرد نیروگاه‌های آبی

نیروگاه‌های هیدروالکتریک پمپاژ عمدتاً برای ایستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی با استفاده از پمپ استفاده می‌شوند. وقتی بار سیستم برق کمتر از بار پایه است، می‌توان آن را به عنوان پمپ آب استفاده کرد، با استفاده از ظرفیت تولید زائد برای پمپاژ آب از مخزن پایین به مخزن بالا تا ذخیره کردن انرژی به صورت انرژی پتانسیل؛ و هنگامی که بار سیستم بیشتر از بار پایه است...

در این بار، می‌تواند به عنوان نیروگاه هیدرو الکتریک استفاده شود تا برق تولید کند و برای تنظیم بار قله‌ای استفاده شود. بنابراین، نیروگاه ذخیره پمپاژ خالص نمی‌تواند توان سیستم قدرت را افزایش دهد، اما می‌تواند عملکرد اقتصادی واحد تولید برق حرارتی را بهبود بخشیده و کارایی کلی سیستم قدرت را افزایش دهد. از دهه ۱۹۵۰، واحد‌های ذخیره پمپاژ توجه فراوان و توسعه سریعی در کشورهای مختلف جهان دریافت کرده‌اند.

واحد‌های ذخیره‌سازی پمپاژی که در روزگار اول یا با فشارهای بالا توسعه یافته‌اند، عموماً نوع سه ماشینه را به کار می‌برند که از یک جنراتور موتور، یک نیروگاه هیدرو و یک پمپ آب تشکیل شده است که به صورت سریالی متصل هستند. مزایای آن این است که نیروگاه هیدرو و پمپ به طور جداگانه طراحی شده‌اند، که می‌توانند کارایی بیشتری داشته باشند، و واحد در هنگام تولید برق و پمپاژ در جهت یکسانی چرخیده و می‌تواند سریعاً از حالت تولید برق به پمپاژ یا بالعکس تبدیل شود. همچنین، نیروگاه هیدرو می‌تواند برای راه‌اندازی واحد استفاده شود. کاستی‌های آن عبارتند از هزینه بالا و سرمایه‌گذاری زیاد در نیروگاه.

پره‌های چرخ‌دندهٔ پمپ جریان مورب قابل چرخش هستند و عملکرد خوبی حتی در شرایط تغییر سر و بار دارند؛ اما به دلیل محدودیت‌های ویژگی‌های هیدرولیکی و مقاومت مواد، تا اوایل دههٔ ۱۹۸۰ بالاترین سر آن تنها ۱۳۶٫۲ متر بود (نیروگاه تاکانهٔ اول ژاپن). برای سر بالاتر، نیروگاه‌های هیدروپمپ فرانسیس لازم است.

نیروگاه ذخیره‌سازی با پمپاژ دارای مخزن بالایی و مخزن پایینی است. در شرایط نگهداری یکسان انرژی، افزایش ارتفاع سر (هد) می‌تواند ظرفیت ذخیره‌سازی را کاهش دهد، سرعت واحد را افزایش دهد و هزینه‌های پروژه را کاهش دهد. در نتیجه، نیروگاه‌های ذخیره‌سازی با سر بالا (بیش از ۳۰۰ متر) به سرعت در حال توسعه هستند. نیروگاه برق‌آبی پمپی فرانسیس با بالاترین سر در جهان در نیروگاه بایناباشتا در یوگسلاوی نصب شده است. توان تکی آن ۳۱۵ مگاوات است، سر نیروگاه برق‌آبی ۶۰۰٫۳ متر، سر پمپ ۶۲۳٫۱ متر و سرعت آن ۴۲۸٫۶ دور در دقیقه است و هر سال به بهره‌برداری می‌رسد.