Гидроаккумулирующие станции (ГАЭС)
ГАЭС являются уникальными высокоманевренными установками, посредством которых можно аккумулировать (запасать) электрическую энергию, возвращая ее в энергосистему по мере необходимости. Они предназначаются для снятия в первую очередь суточных пиков нагрузки в энергосистемах. Современные ГАЭС оборудуются обратимыми агрегатами, которые могут работать как в режиме «турбина-генератор», так и в режиме «двигатель-насос». В интервалы времени, когда электрическая нагрузка в ОЭС минимальна (ночью), агрегаты ГАЭС перекачивают воду из нижнего водохранилища в верхнее на высоту несколько десятков или сотен метров (рис. 2.2) и потребляют при этом энергию из энергосистемы (см. рис. 2.1). В течение непродолжительных пиков нагрузки, когда в энергосистеме образуется дефицит генерирующей мощности (преимущественно в утреннее и вечернее время), гидроагрегаты ГАЭС работают в генераторном режиме, расходуя запасенную в верхнем водохранилище воду.
Учитывая высокую маневренность гидроэнергетического оборудования, число пусков обратимых гидроагрегатов ГАЭС достигает нескольких сот (500-700) в месяц.
ГАЭС обеспечивают надежность функционирования всей энергосистемы и должны использоваться как наиболее технологически приемлемый и эффективный инструмент регулирования в ЕЭС. Они обеспечивают также аварийный резерв мощностей на случай нарушения целостности единой энергосистемы.
В 2006 г. в мире работали ГАЭС общей установленной мощностью более 130 ГВт (по другим источникам - до 300 ГВт) и строились станции суммарной мощностью 30 ГВт. Например, во Франции за счет системы ГЭС-ГАЭС покрывается суточное изменение нагрузки до 15%. В России доля ГАЭС пока мала (~ 0,57 %). На сегодняшний день действует только одна такая станция - Загорская ГАЭС в Московской области в районе Сергиева Посада. Шесть ее агрегатов обеспечивают в режиме выработки электроэнергии мощность 1200 МВт.
Однако число ГАЭС, которое можно построить в европейской части нашей страны, в начале 1980-х гг. оценивалось цифрой 200. Фактически построены были единицы, в частности, Киевская ГАЭС (325 МВт). Надо сказать, что в энергосистемах Северо- Запада и Центра России, где имеется наибольший дефицит маневренной мощности, естественные перепады рельефа позволяют сооружать ГАЭС с небольшим напором (80-110 м). В частности, в последние годы построена упоминавшаяся Загорская ГАЭС, сейчас поблизости строится ее вторая очередь такой же мощности. Пуск ее первых агрегатов намечен на 2011 г. В «Генеральной схеме...» [49] предусмотрено строительство ряда ГАЭС, в том числе Ленинградской (1560 МВт), Курской (465 МВт), Владимирской (800 МВт).
Строительство ГАЭС требует заметно меньших затрат, чем ГЭС или ТЭС. Однако перспективы их применения во многом зависят от тарифов на электроэнергию. КПД ГАЭС, под которым понимается отношение энергии, выработанной станцией в генераторном режиме, к энергии, израсходованной в насосном режиме, заведомо меньше 100%. Для современных ГАЭС он составляет 65-75 %. Поскольку такие станции потребляют энергии больше, чем производят, экономика их в значительной мере зависит от тарифа на электроэнергию в часы пик. Чтобы ГАЭС как энергопредприятие давала прибыль, он должен быть заметно выше, чем в период ночного провала нагрузки.
