Проекты

Роль ГАЭС в энергосистеме стран

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Идея» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Энергетика
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1194
Предметы: Физика, География, Технология
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года

Актуальность

В крупных энергосистемах большую их долю могут составлять мощности тепловых и атомных электростанций, которые не могут быстро снижать выработку электроэнергии при ночном снижении энергопотребления или же делают это с большими потерями. Этот факт приводит к установлению существенно большей коммерческой стоимости пиковой электроэнергии в энергосистеме, по сравнению со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой в ночной период.

В противовес подобной картине можно предложить ГЭС и ПЭС, из-за их КПД превышающего 90%. Но они также не могут резко повышать или понижать количество вырабатываемой энергии, что отражается на состоянии энергосети.

Как организовать выработку энергии таким образом, чтобы дешёвая ночная энергия шла на полезную работу, во время пикового потребления был запас электроэнергии и при этом качество работы сети не пострадало?

Цель

Доказать эффективность использования гидроаккумулирующих электростанций в стабилизации энергосистемы страны.

Задачи

  1. Изучить способы стабилизации напряжения в электросети.
  2. Изучить принцип работы различных ЭС.
  3. Выявить достоинства и недостатки ГАЭС.
  4. Создать макет ГАЭС для понимания принципа работы и доказать простоту конструкции и её изготовления.

Описание

При изучении видов негативных воздействий в электросети, последствий их воздействия и рекомендуемых мер защиты автор определил, что все эти меры крайне дорогостоящие и переходят в постоянные издержки, что на постоянной основе делает их невыгодными, если не вредоносными.

Установка автора должна вырабатывать дополнительную энергию в пиковое время суток (утро и вечер) и, наоборот, снижать это потребление в другое время.

  1. Технология должна хранить в себе источник электроэнергии и не вырабатывать её, пока в этом нет необходимости.
  2. Количество вырабатываемой энергии должно быть чётко нами регулировано.
  3. Технология должна быть способна не только резко начинать работу на полной мощности, но и так же резко прекращать её.

Технология будет аккумулирующей. Нужен надёжный аккумулирующий источник с простой конструкцией. Под эти критерии подходит ГАЭС.

  • Два бассейна (верхний и нижний)
  • Станция с излишком энергии (ГЭС, АЭС и т. д.)
  • Соединяющий канал
  • Насос
  • Генератор
  • Выход в электросеть города

Принцип работы

В пиковое время суток вода из верхнего бассейна сбрасывается по соединяющему каналу (например, трубам) в нижний бассейн. Вода крутит турбину, та, в свою очередь, вырабатывает энергию, пуская её в сеть. Во время минимального потребления вода поднимается вверх за счёт энергии станции, в паре с которой работает ГАЭС.

Результаты работы/выводы

  1. Создан макет установки по принципу ГАЭС для доказательства простоты конструкции и принципа работы.
  2. ГАЭС не только стабилизирует сеть города, но и проста в технологическом плане. Также, несмотря на давнее использование этой установки, она открыта для модернизаций.

Награды/достижения

Образовательный центр «Сириус». Конференция «Ежегодные международные сочинские энергетические чтения: устойчивое развитие, вызовы для трансформации энергетики и изменения в климате» – участник.