Лекция 24. Механическое аккумулирование (гидроаккумулирующая электростанция)

Механическое аккумулирование энергии
1. Гидравлический аккумулятор.
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) состоит из двух емкостей расположенных на разных геометрических высотах и соединенных трубопроводом.
Гидроаккумулирующие электростанции разделяют на ГАЭС:
чистого аккумулирования,
смешанного типа (ГЭС-ГАЭС).

а – ГАЭС, б – ГЭС-ГАЭС

Энергия аккумулирования
КПД аккумулирования

Мощность выдаваемая ГАЭС

Принципиальные схемы гидросилового оборудования
По количеству машин ГАЭС разделяют:
четырехмашинная схема − насос, гидротурбина, генератор, электродвигатель

трехмашинная схема − насос (центробежный), гидротурбина (ковшовая или радиально-осевая), обратимая электрическая машина

двухмашинная схема − обратимая гидромашина (поворотно-лопастна, радиально-осевая, диагональная), обратимая электрическая машина

Продолжительность цикла аккумулирования ГАЭС:
суточное регулирование (разрядка − 4-5 часа, зарядка − 6-8 часов).
недельное регулирование,
сезонное регулирование,

Компоновка ГАЭС с подземным бассейном
Достоинства:
1. Позволяют достигать высоких напоров 1000-1500 м.
2. Снижают размеры отчуждения земель.
T – срок службы.

2. Требует строительства подземных зданий ГАЭС.
Недостатки:
1. Требует наличие прочных подземных пород (Балтийский щит южнее г. Минска).

Кинетическая энергия вращающегося тела равна
Маховики инерционных аккумуляторов могут быть двух типов: в виде диска
в виде обруча
Инерционный аккумулятор

Максимальная скорость вращения маховика ограничена разрывающими центробежными силами
Тогда максимальная плотность энергии, запасаемая однородным диском
Удельная массовая плотность энергии
стального диска – около 0,03 МДж/кг,
стеклокомпозитных материалов
– около 0,5 МДж/кг.

Преимущество инерционных аккумуляторов:
Недостатки:
простота изготовления,
требуют значительно меньший срок подзарядки, чем другие аккумуляторы,
экологически безопасные.
значительная стоимость из-за жестких требований к изготовлению,
представляют значительную физическую опасность.

3. Пневматический аккумулятор
Аккумуляторы со сжатым газом нашли широкое применение в газотурбинных установках и на выходе компрессионных установок.
Запасенную энергию при сжатии идеального газа можно рассчитать по уравнению