Энергетический переход требует решений для хранения энергии, позволяющих максимально эффективно использовать возобновляемые источники энергии. Гидроаккумулирующие электростанции зарекомендовали себя как одна из наиболее зрелых и надежных технологий для хранения электроэнергии в условиях повышенного уровня воды и возврата ее в сеть по мере необходимости. В Испании, где быстро развиваются солнечная и ветровая энергетика, эта технология имеет ключевое значение для предотвращения потерь избыточной энергии и повышения емкости систем хранения энергии.
Принцип прост: при избытке электроэнергии вода перекачивается из нижнего резервуара в верхний; при дефиците уровень воды понижается и приводит в движение турбины. Этот цикл может повторяться десятилетиями с минимальным ухудшением характеристик , что отличает эту систему от других батарей. Кроме того, время отклика практически мгновенное, что позволяет стабилизировать энергосистему и облегчает интеграцию источников энергии с переменной выработкой.
Как работает гидроаккумулирующая электростанция
Гидроаккумулирующие электростанции используют два водохранилища, расположенных на разных уровнях и соединенных трубами. При наличии избытка энергии реверсивные турбины действуют как насосы, поднимая воду в верхнее водохранилище и тем самым аккумулируя потенциальную энергию. Когда энергосистема нуждается в электроэнергии, вода сбрасывается, и турбины вырабатывают электричество. По данным отрасли, КПД этого процесса может достигать 82%, хотя некоторые потери всегда неизбежны.
Андалузский проект, сочетающий солнечную и гидроэлектроэнергию для орошения.
Группа исследователей из Университета Кордовы проанализировала возможности сочетания солнечной энергии с гидравлическими насосами в орошаемых районах. Исследование, опубликованное в журнале Journal of Cleaner Production и являющееся частью европейского проекта HY4RES , посвящено району Левый берег реки Гениль, занимающему 6.000 гектаров между Севильей и Кордовой. Предложение предусматривает установку фотоэлектрической электростанции мощностью 9 мегаватт для питания насосной системы, которая забирает воду из водохранилища, расположенного на высоте 80 метров над уровнем моря.
Вода, хранящаяся на больших высотах, действует как потенциальный аккумулятор. Вместо использования солнечной электроэнергии исключительно для непосредственного орошения, вода закачивается в водохранилище , а затем используется для выработки электроэнергии с помощью турбин по мере необходимости, либо для орошения, либо для выработки электроэнергии. Исследователи сравнили четыре сценария управления энергией и пришли к выводу, что гибридная система снижает потребление традиционной энергии до 70%, а также обеспечивает автономность от колебаний на рынке электроэнергии.
Преимущества перед другими технологиями хранения данных.
Несмотря на высокие первоначальные инвестиции в гидроаккумулирующую электростанцию, её длительный срок службы — более 80 лет — и низкие эксплуатационные расходы делают её наиболее экономически выгодным вариантом в долгосрочной перспективе. По данным отрасли, на гидроаккумулирующие электростанции приходится более 90% мировых мощностей по хранению энергии . Кроме того, их гибкость позволяет осуществлять перекачку воды в непиковые часы и выработку электроэнергии в пиковые часы, что обеспечивает дополнительный доход.
Сочетание гидроаккумулирующих электростанций с солнечной фотоэлектрической энергией, как, например, предложенное Университетом Кордовы, демонстрирует возможность достижения энергетической независимости в ирригационном секторе Андалусии. Это гибридное решение не только снижает зависимость от электросети, но и способствует декарбонизации сельскохозяйственного сектора , одного из самых энергоемких. Благодаря таким проектам Испания движется к более устойчивой и жизнеспособной энергетической модели.
