 Норвежские ГЭС могут сделать Норвегию «зеленой батареей» Европы - не за счет строительства новых электростанций, а за счет дальнейшего развития гидроэнергетических установок, которые строились, начиная с конца прошлого века.
Строительство и исследования ГЭС в Норвегии почти пришли к тупику после последнего крупного расширения в 1960-х и 70-х годах. Страна получила то, что ей было нужно, и сегодня 96 процентов электроэнергии в Норвегии производится от 937 гидроэлектростанций в стране. Норвегия является шестым по величине производителем гидроэлектроэнергии в мире – что действительно впечатляет, учитывая, что вся страна имеет население в 5 миллионов человек.
Тем не менее, Норвегия имеет потенциал для производства гораздо большего количества гидроэнергии и для того, чтобы стать «зеленой батареей» в Европе. Идея «зеленой батареи» заключается в том, что избыточная мощность от растущей европейской сети солнечных батарей и ветряков может быть отправлена в Норвегию, чтобы качать воду от низших к высшим водоемам. Затем, когда Европа снова нуждается в этой энергии, Норвегия просто открывает кран и позволяет воде проходить через гидроэнергетические турбины.
Проблема, однако, заключается в том, что гидроэлектростанции Норвегии не обязательно предназначены для подобного вида работы. Таким образом, совершенствование существующих электростанций вместо разработки новых является предметом постоянного изучения. Первым шагом является решение проблем, связанных с увеличением мощности и гибкости существующих установок.
Европейская электросеть использует переменный ток с частотой 50 Гц. Электрические системы и оборудование изготавливаются для этой скорости, поэтому очень важно, чтобы частота оставалась стабильной при 50 Гц. Если частота внезапно увеличится или уменьшится, то это может привести к уничтожению всей электроники в стране. Гидроэлектростанции контролируют эту частоту, так как частота является количеством энергии, произведенном и используемом в любой момент времени.
Например, если металлургический комбинат вдруг остановится из-за того, что дерево упало на близлежащие линии электропередач, то это сразу же приведет к переизбытку электроэнергии по сравнению с тем, что используется. Это приводит к увеличению электрической частоты, и потребуется сразу же достаточно быстро сбить производство.
В обратном сценарии необходимо повысить производство достаточно быстро, при увеличении потребления электричества, как для случая, когда остальная Европа вдруг станет нуждаться в избыточной мощности, которую они ранее отправили в Норвегию на сохранение.
Инерция воды представляет собой проблему, так как ускорение или замедление воды занимает много времени. Это соответственно также отбирает много времени, чтобы снизить производственные мощности. В Норвегии наиболее крупные электростанции построены с очень длинными тоннелями для транспортировки воды из резервуара в гидроэлектростанции.
Если вода может временно сохранена близко к электростанции, то это позволит снизить длину пути для ускорения. Камера всплеска обеспечивает только временное хранение. Она может быть построена посредством выдува пещеры внутри водного туннеля, рядом с турбиной, где генерируется электричество. Камеры перенапряжения, таким образом, выступают в качестве промежуточного хранилища для воды и уменьшения расстояния между водохранилищами, ускоряя возможность изменять поток воды через турбину.
Если установка работает на полную мощность, и вдруг останавливается, то уровень воды в камере увеличивается. В крайнем случае, вода может перелиться в верхнюю часть камеры, которая обычно имеет вентиляционный туннель. И когда ГЭС начинает работать, или появляется скорость потока воды, то происходит обратное - уровень воды падает вниз. В худшем случае воздух может всасываться в воду, что может привести к неконтролируемому выбросу воздуха из электростанции. Таким образом, необходимо контролировать эти колебания нагрузки и определить размер камеры перенапряжения камеры для лучшей функциональности.
Сейчас эта технология является весьма актуальной. Традиционно ГЭС были работать очень гладко и спокойно, с несколькими остановками и запусками для создания подобных колебаний. Но для Норвегии необходимо значительное расширение существующих гидроэлектростанций, чтобы она могла стать зеленой батареей Европы. Электростанции также будут должны быть запускаться и останавливать гораздо чаще, и тогда проблема колебаний нагрузки значительно возрастает.
|
