Чому ГЕС і ГАЕС необхідні енергетичній системі країні?

02-01-2020
На нещодавній 18-ій Всесвітній конференції вітроенергетики президент Міжнародної гідроенергетичної асоціації (IHA) Роджер Джилл заявив, що, оскільки відновлювальна енергетика активно розвивається, очікується, що попит на акумулюючі та балансуючі послуги гідроенергетики будуть лише зростати.

Гідроенергетика – єдина «зелена» галузь енергетики, що може зібрати надлишок енергії та зберегти його до того моменту, коли в мережі буде дефіцит. Крім того, гідроелектростанції, на відміну від сонце- та вітро-, не залежать від погодних умов напряму і можуть генерувати електроенергію в будь-який час.

«Гідроакумулююча електростанція надає важливі послуги енергосистемі та робить значний внесок у розбудову екологічно чистих енергетичних систем загалом, діючи як «планетарний акумулятор», – зазначив Роджер Джилл. – Вона здатна працювати гнучко, щоб компенсувати мінливість вітро- та сонячної генерації як у короткій, так і в середньостроковій перспективі».

Підтримує думку колеги і Малкольм Вульф, президент Національної асоціації гідроенергетики США: «Декарбонізація національної мережі – це гідна і досяжна мета. В той час, коли новини про сонячну та вітрову енергетику регулярно потрапляють на шпальти газет, проста істина лишається непоміченою: ми не можемо досягнути якісної декарбонізації без гідроенергетики. Чому? Сьогодні гідроенергетика забезпечує чистою, безвуглецевою енергією близько 30 млн американців, що становить 40% усієї відновлюваної електроенергії США. Саме гідроенергетика успішно інтегрує надлишок енергії сонячних та вітрових станцій в мережу. Гнучкість дозволяє їй швидко збалансувати коливання, викликані хмарністю або змінами швидкості вітру. ГАЕС – це наче спонж, що поглинає зайву енергію з мережі й зберігає її до моменту, коли вона буде потрібна. Все це свідчить про те, що саме гідроенергетика допомагає іншим відновлювальним джерелам бути ефективними».

Що таке ГЕС?

ГЕС – це електростанція, що завдяки напору води, який надходить на лопаті гідротурбіни і таким чином приводить в дію генератори, виробляє електроенергію. Для роботи гідроелектростанції потрібен перепад висоти русла річки. Щоб його створити, будують греблю, що також слугує водосховищем та дає змогу працювати ГЕС у будь-який час. В результаті вода падає з висоти, потрапляє на лопаті турбіни і змушує їх крутитися, а ті, у свою чергу, змушують обертатися вал генератора і виробляти електроенергію. Також для створення потрібного тиску води застосовується деривація – відведення води від русла річки каналом або системою водоводів до гідротехнічних споруд. Інколи використовується одночасно і гребля, і деривація.

Гідроакумулююча електростанція: принцип роботи

А що таке гідроакумулююча станція? ГАЕС – це електростанція, що використовує у своїй роботі комплекс генераторів та насосів або оборотні гідроелектроагрегати, що можуть працювати як в режимі генератора, так і в режимі насоса. Під час нічного «провалу» енергоспоживання – гідроакумулююча електростанція отримує з мережі дешеву електроенергію та використовує її, щоб закачати воду. Під час ранкового та вечірнього піків енергоспоживання, ГАЕС спускає воду і, таким чином, виробляє дорогу «пікову» електроенергію для мережі.

Дністровська ГАЕС

ГАЕС – це унікальна електростанція, що має два режими роботи, а саме – насосний та турбінний. Під час першого режиму ГАЕС є «споживачем» надлишкової електроенергії, що дають інші станції. В цей час на ГАЕС відбувається перекачування води у верхній б’єф – акумулюючий басейн – з нижнього водосховища. Простіше кажучи, станція акумулює воду. А під час другого – турбінного режиму – вода з верхнього б’єфу спускається в нижнє водосховище, змушуючи генератори обертатися. Таким чином, ГАЕС віддає в мережу всю зібрану енергію, коли вона найбільше необхідна.

У більшості випадків ГАЕС зводять поблизу потужних споживачів енергії, але при цьому вони мають бути у зоні досяжності теплових чи атомних електростанцій. Будь-де їх розташовувати не можна: мають бути дотримані відповідні топографічні та гідрологічні умови. Адже на обраній місцевості потрібно буде облаштувати верхній б’єф і водосховище. Інколи для розбудови ГАЕС обирають місцевість з наявними водосховищами або ті місця, де у верхнього басейну є природна проточність. Щоб переконатися у цьому, можна переглянути де розміщені гідроелектростанції України на мапі.

Які переваги має гідроенергетика?

Гнучкість. Гідроелектростанції можуть дуже швидко та в будь-який час пристосовуватися до мінливих потреб ринку в енергії, збільшуючи чи зменшуючи виробництво. ГЕС можна запустити в роботу протягом декількох хвилин.

Мінімальні викиди вуглекислого газу. ГЕС – це відсутність вуглекислого газу. Незначні його викиди можуть відбуватися лише під час будівництва станцій. Швейцарський вчений Пауль Шеррер провів дослідження та визначив, що гідроенергетика займає перше місце у рейтингу найменшої кількості викидів вуглекислого газу. За нею відповідно розташувалися на другому, третьому і четвертому місцях: вітро-, ядерна та сонячна енергетики.

Гідроелектростанції на карті України Низькі витрати на виробництво. Головною перевагою гідроелектростанції визнана відсутність витрат на «пальне», адже для виробництва електроенергії тут використовуються відновлювальні джерела енергії – вода. Також гідроелектростанції мають довгий термін «використання»: деякі можуть працювати і до 100 років. В результаті, кінцева вартість одержуваної електроенергії значно нижча, ніж в інших видів електростанцій.

Користь водосховищ. Водосховища можуть захищати від повеней, затримуючи надлишок води. Крім того, водосховища виконують вагому соціальну функцію: як резервуари питної води, як місце літнього відпочинку, як площина для занять різноманітними водними видами спорту, як запаси води для поливу та ін.

Економічна доцільність. У великих енергосистемах більшу частину можуть становити потужності теплових та атомних електростанцій, що не мають змоги швидко зменшувати виробіток електроенергії під час нічного зниження енергоспоживання або ж роблять це зі значними втратами. Що призводить до суттєвого підвищення комерційної вартості пікової електроенергії у порівнянні з тією, яка вироблена вночі. В таких умовах використання ГАЕС економічно доцільно та підвищує як ефективність використання інших потужностей (в тому числі, транспортних), так і надійність системи в цілому.

Гідроенергетика України

Перші у світі ГЕС і ГАЕС з’явилися у 1882 році у США та Швейцарії відповідно. В Україні гідроенергетика розвивається з початку XX століття. Найбільша гідроелектростанція в Україні – вона ж і найперша – Дніпровська ГЕС. Її будівництво розпочалося в 1927 році, а в 1932 був введений в експлуатацію перший гідроагрегат. Наразі станція належить ПрАТ «Укргідроенерго», що включене до переліку 15 найбільших підприємств державного сектору економіки.

Укргідроенерго – провідна гідрогенеруюча компанія, що забезпечує енергетичну стабільність і безпеку України, сприяє соціальному, економічному розвитку та конкурентоспроможності держави. Серед пріоритетів компанії: енергоефективність та екологізація виробництва електроенергії, а також охорона довкілля та мінімізація впливу на навколишнє середовище.

Укргідроенерго покриває пікові навантаження, регулює частоту і потужність мережі, а також створює мобільний аварійний резерв у об’єднаній енергосистемі України. ГЕС та ГАЕС забезпечують балансування ОЕС, у тому числі і для компенсації небалансів, створених виробниками за «зеленим» тарифом.

ГЕС ГАЕС Укргідроенерго

Про стан справ на балансуючому ринку розповідає Ігор Сирота, директор Укргідроенерго: «На сьогодні проблема балансування викликана збільшенням кількості альтернативної генерації. Таке балансування може бути зроблено завдяки гідроенергетиці та теплоенергетиці. Проте, в останньої собівартість вища, ніж у нас. Друге питання – надання послуг із забезпечення аварійного резерву. За нього також треба платити. Порівняйте аварійний резерв, який ми закриваємо за 7 хвилин і аварійний резерв, який закриває теплова генерація за 6-24 год. Наш резерв і дешевший, і ефективніший».

До складу компанії входять десять станцій на річках Дніпро та Дністер: Київська ГЕС та Київська ГАЕС, Канівська ГЕС, Кременчуцька ГЕС, Середньодніпровська ГЕС, Дніпровська ГЕС-1 та Дніпровська ГЕС-2, Каховська ГЕС, Дністровська ГЕС та Дністровська ГАЕС. Канівська ГАЕС та Каховська ГЕС-2 знаходяться в процесі підготовки до будівництва. Також функціонує ряд гідроелектростанцій на річці Південний Буг, серед яких і малі ГЕС, що широко розбудовуються в Україні. Наразі в країні експлуатується майже 50 малих ГЕС.

 

Прес-служба Укргідроенерго

Поділитися: