Мощность ВЭС и ГЭС
Более 50 лет назад в книжке «Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках» одним из советских инженеров — Н. В. Красовским — были предложены ветроэлектрические станции, работающие совместно с ГЭС, расположенной на одной реке и имеющей водохранилище, способное аккумулировать сток и, до некоторой степени, его регулировать. Проведенные им расчеты показывают, что подобные станции могут быть весьма эффективными.
К установкам с гидроаккумулированием можно отнести также ВЭС, работающие параллельно с ГЭС. В последнем случае наличие мобильного автоматического регулирования мощности гидроагрегатов ГЭС позволяет экономить воду при работе ветростанции, воспринимающей на себя часть нагрузки и разгружающей гидростанцию. С другой стороны, совместная работа ВЭС и ГЭС дает возможность повысить гарантированную мощность комплекса при неизменном стоке реки или же повысить обеспеченность графика потребления при неизменной выработке ГЭС. В условиях значительных перепадов высот на небольших реках сочетание ветроустановок и малых ГЭС является очень перспективным направлением для решения энергетических проблем горного региона.
К недостаткам ВЭС с гидроаккумулированием следует отнести необходимость значительных капиталовложений на сооружение водохранилища , линий электропередач, систем диспетчеризации и т. п.
Большое значение имеют гидрогеологические и топографические условия района сооружения гидроаккумулирующих станций. С увеличением напора необходимая емкость аккумулирующих бассейнов и величина расхода воды соответственно уменьшается. Например, гористая местность с крутыми склонами, обеспечивающая получение больших напоров при коротких трубопроводах, является наиболее подходящей по экономическим условиям для сооружения гидроаккумулирующих установок. Однако при этом нельзя забывать, что необходимыми условиями является наличие хороших ветровых условий в районе и удобное расположение ветроустановок.
Конечно, такое сочетание гидроветроресурсов встречается нечасто и, как правило, именно в отдаленных горных районах.
Подобные гибридные установки имеют ряд преимуществ. Во- первых, сезонная динамика потребления электроэнергии совпадает с сезонными изменениями уровня воды и скоростей ветров. Во- вторых, в зимние месяцы, особенно на смене дня и ночи, ветер набирает силу, по времени это совпадает с суточным максимумом потребления электроэнергии.
Проще говоря, идея гидро-ветро-энергогенерирующего комплекса заключается в том, что в летние месяцы при большой воде ГЭС работают на полную мощность, а ВЭС на минимуме. Зимой — наоборот. В пределах суток, в часы максимальной скорости ветра ВЭС несут полную мощность, а ГЭС, по диспетчерской программе, могут снижать мощность и, соответственно, расход воды через турбины. В этом режиме водохранилище ГЭС накапливается. При снижении скорости ветра нагрузку «подхватывают» высокомобильные ГЭС, расходуя накопленный запас воды. Мощность комплекса сохраняется.
Для Горного Алтая особо перспективным можно считать комплекс в составе каскада малых ГЭС на реке Чуя и системы ВЭС на участке долины реки Чуя между Чуйской и Курайской степями. По предварительной оценке этот комплекс способен вырабатывать до 500 млн.кВт^ч в год. Но этот проект, как и любой другой, требует дополнительного изучения и доработки.