Раздел 2. Гидроэнергетические ресурсы, их использование. Принципиальные схемы, параметры, режимы работы ГЭС и ГАЭС

Напори ГАЕС. Статичний напір Нст, як і на ГЕС, дорівнює різниці рівнів верхнього та нижнього водойм і в процесі роботи ГАЕС змінюється при їх спрацюванні та наповненні. Зміни рівнів у водоймах при роботі ГАЕС можуть досягати 30 м.

У турбінному режимі напір (нетто) менше статичного на величину гідравлічних втрат при русі води у водоводах:

Нт=Нст – hвтр.т.

У насосному режимі напір, що розвивається, більше статичного на величину гідравлічних втрат при зворотному русі води у водоводах:

Нн=Нст+ hвтр.н.

Гідравлічні втрати у водоводах, що залежать від їх довжини, шорсткості стін, площі поперечного перерізу, швидкості води, місцевих опорів можуть становити від 1% Нст при гребельній схемі до 10% при дериваційній.

Коефіцієнт корисної дії ГАЕС (к.к.д. циклу) для ГАЕС простого акумулювання характеризується відношенням енергії Ет, виробленої у турбінному режимі, до енергії Ен, витраченої в насосному режимі:

К.к.д. циклу ГАЕС враховує всі втрати енергії протягом циклу, включаючи к.к.д. гідросилового устаткування (гідравлічних і електричних машин) і гідравлічні втрати у водоводах, проточному тракті будинку ГАЕС у турбінному та насосному режимах.

На сучасних ГАЕС з оборотними гідроагрегатами (двохмашинна схема) к.к.д. циклу досягає 75%, наприклад на ГАЕС Ренкхаузен (ФРН) і на Дністровській ГАЕС.

На ГАЕС при трьохмашинній схемі за рахунок збільшення к.к.д. турбін і насосів к.к.д. циклу досягає 79%, наприклад на ГАЕС Віанден (Люксембург) потужністю 900 МВт.

Потужність Nт і вироблення електроенергії в турбінному режимі Ет ГАЕС залежать від напору й обсягу використовуваної води в циклі акумулювання й визначаються як для ГЕС, вироблення електроенергії звичайно розраховується як добуток установленої потужності на розрахунковий час її використання в турбінному режимі.

Потужність і споживання енергії в насосному режимі

Nн=9,81 Q·Нн·ηн;
Ен=Nн·Тн,

де Q – витрата води, що закачується у верхню водойму; ηн – коефіцієнт корисної дії насосного або оборотного агрегату у насосному режимі; Тн – час роботи у насосному режимі.