Skip to main content
header-image
энергетика

Решения GE для одной из самых труднодоступных электростанций в мире

June 21, 2016
Высоко среди альпийских гор, над крошечным швейцарским городком Линталь, меж покрытых снегом горных вершин и гранитных скал находится высокотехнологичная чудо-станция. Мощность генерации этой уникальной гидроэлектростанции сравнима с АЭС, и при этом одним нажатием кнопки эту станцию можно превратить в гигантскую аккумуляторную батарею.
“Это единственный способ сохранения поступающей в сеть энергии”, - рассказывает Франсуа Марис (Maryse François), руководитель гидротехнологического подразделения гидротехнологий GE Renewable Energy, cоздавшей инновационное решение, на базе которого работает данный объект.

Станция Линталь относится к классу так называемых гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Производство или хранение электроэнергии осуществляется движением воды между двумя горными озерами изумрудного цвета, разделенными утесом высотой 630 метров) - вдвое выше Эйфелевой башни. Когда сетевому оператору, швейцарской энергетической компании Axpo, необходимо начать генерацию электроэнергии, открываются массивные, способные выдерживать колоссальное давление, стальные задвижки, и вода из озера Мутт, расположенного на высоте 2490 метров  над уровнем моря, движется вниз, в озеро Лиммерн, наполняя расположенную ниже, перегороженную дамбой глубокую долину, вмещающую почти 92 миллиона кубометров воды. Вода проходит через четыре турбонасосных агрегата производства GE, которые осуществляют привод генератора GE с регулируемой скоростью), преобразуя тем самым потенциальную энергию всей массы падающей воды в электрическую.

При снижении потребности в энергии электростанция меняет направление потока воды, закачивая ее насосами обратно в озеро Мутт. “Система как бы перезаряжает верхний накопитель, — поясняет Франсуа. — Она превращается в гигантскую природную аккумуляторную батарею, вновь готовую к работе, когда наступит необходимость.”

Разумеется, принцип гидроаккумулирования не нов. Однако отличительной особенностью ГАЭС Линталь является то, что это первый в мире объект, на котором компания GE установила системы с регулируемой скоростью. Данная технология позволяет компании Axpo осуществлять так называемую тонкую настройку режимов работы электростанции и с высокой точностью контролировать избыток электроэнергии в сети, подавать мощность в строго необходимом объеме и в требуемом направлении. Общий КПД технологического цикла (средняя разница между расходом электроэнергии на подъем воды в верхнее озеро и производством электричества в режиме гидроэлектрогенерации при сбросе воды) достигает 80 процентов. По словам Франсуа Мариса, “Это в равной степени и генерирующее, и экономическое решение” (см. видео ниже).

Когда работают все четыре гидроэлектроагрегата, ГАЭС производит 1450 МВт энергии из возобновляемого источника. Этого достаточно для обеспечения электричеством 1 миллиона швейцарских домохозяйств в режиме пиковой нагрузки.

image

Выше и ниже: Поднимаясь в горы по дороге на работу, персонал ГАЭС преодолевает первый километр пути, пользуясь канатной дорогой. Фото из архива GE Reports / Eric Lenoir

image

Ниже: Также персонал станции пользуется подземным трамваем.  Фактически, это линия метро длиной несколько километров, идущая от подножия горы к ГАЭС. Фото из архива GE Reports /Tomas Kellner

image

Очень немногим людям посчастливилось увидеть ГАЭС Линталь. Чтобы попасть туда, надо сначала проехать по скоростной автомагистрали. Затем, когда по обе стороны шоссе начинают вздыматься пики Альп, предстоит преодолеть несколько все более узких серпантинов. Затем, пройдя через Линталь, дорога упирается в отвесную каменную стену. Здесь мы пересаживаемся на канатную дорогу и поднимаемся выше, проплывая над альпийскими лугами, на которых там и сям пасутся стада альпийских коз. Выход из кабины канатной дороги - прямо у ворот тоннеля, что начинается на высоте около 1800 метров над уровнем моря.

image

Плотина нижнего водохранилища, озера Лиммерн, находится среди альпийских вершин, на отметке 1800 метров над уровнем моря. Объем водохранилища составляет 92 миллиона кубометров воды. Фото из архива GE Reports / Eric  Lenoir

image

Машинный зал глубоко в недрах горы. На переднем плане рабочие монтируют ротор одного из турбонасосных агрегатов. Ввиду огромного размера оборудования и невозможности его транспортировки по системе тоннелей, рабочим приходится осуществлять сборку некоторых узлов на месте. Фото из архива GE Reports / Tomas Kellner

Путь ведет в тоннель, проложенный в самоесердце горы. Две мили мы проезжаем на грузовом “мерседесе”, переоборудованном в пассажирский вахтовый автобус. Последние несколько сот метров пути представляют собой систему тоннелей и пещер, освещенных разноцветными флюоресцентными светильниками согласно установленному цветовому коду. И наконец, наше долгое путешествие завершается в машинном зале.

image

Гора пронизана широкими многокилометровыми тоннелями. Фото из архива GE Reports / Tomas Kellner

image

Грузовик Мерседес, переоборудованный в пассажирский вахтовый автобус, ходит по трехкилометровому тоннелю ), проложенному на высоте  около 1800 метров над уровнем моря от канатной дороги до ГАЭС. Фото из архива GE Reports / Tomas Kellner

Из этой горы был извлечен колоссальный объем породы, а все освободившееся пространство компания Axpo (оператор объекта) заполнила технологическим оборудованием. Зрелище напоминает кафедральные соборы средневековой Европы или секретные подземные бункеры.

Франсуа Марис рассказывает нам о технологиях альянса GE-Alstom которые позволяют сделать гидроаккумулирующие электростанции ключевым компонентом генерирующих сетей. Пуск и останов турбонасосных агрегатов GE может осуществляться практически мгновенно, что обеспечивает энергоснабжающим компаниям гибкость, необходимую в сочетании с использованием таких непостоянных источников энергии, как ветер или солнце, а также позволяет стабилизировать работу сети.

Около 40% всех ГАЭС планеты используют в своих энергогенерирующих системах технологии GE. В настоящий момент компания работает над проектами суммарной мощностью более 6000 МВт по всему миру, и в половине из них реализуется принцип регулирования скорости. Технологическое решение, аналогичное ГАЭС Линталь, будет использовано на ГАЭС Нант Де Дранс (Швейцария) и Тихри (Индия). Франсуа Марис отмечает: “Гидрогенерация обеспечивает эксплуатационную гибкость и возможность сохранения энергии, что в сочетании с высокой технологической надежностью позволяет создать один из самых мощных инструментов внедрения в сеть значительно большего объема энергии из возобновляемых источников".
Внизу:ГАЭС расположена над узкой долиной в швейцарских Альпах. Два находящихся внизу озера с водой цвета изумруда используются как водохранилища и не используются при производстве электроэнергии. Фото из архива GE Reports / Tomas Kellnerimage' width=imageРабочие в кабине канатной дороги. Фото из архива GE Reports / Eric Lenoir

imageПодземная шахта турбонасосного агрегата. Фото из архива GE Reports / Tomas Kellner

imageНа ГАЭС Линталь предусмотрено четыре таких гидроэлектроагрегата с регулируемой скоростью, аналогичных показанным выше. Они позволяют операторам регулировать выходную мощность и компенсировать скачки сетевой нагрузки, помогая стабилизировать работу сетей. Фото из архива GE Power

imageЭта массивная задвижка удерживает столб воды, поднимающийся на высоту двух Эйфелевых башен. Фото из архива GE Reports / Eric Lenoir 

imageРотор и статор по завершении монтажа. Фото из архива GE Reports / Tomas Kellner

imageВверху и внизу: Гора скрывает в себе подземный лабиринт. Фото из архива GE Reports / Tomas Kellner

image
Categories
tags