Особая необходимость аккумулирования электроэнергии возникает при внедрении генерации от солнечных и ветровых электростанций, хотя такая потребность есть и при работе с традиционными промышленными электростанциями. С одной стороны эта проблема обусловлена тем, что потребление электроэнергии распылено и очень неравномерное по часам суток. А со стороны генерации от ВИЭ можно ожидать стабильного электроснабжения – проблема ночь-день для солнечных станций и штиль для ветряных.
Электроэнергию в энергосистеме, как известно, невозможно положить на склад. Она должна быть использованной тогда когда и произведена. Для того, чтобы согласовать неравномерность производства и потребления электроэнергии, используют гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС).
Такие станции работают в двух режимах. Насосный режим – потребляют излишки электроэнергии от тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанций при минимальной нагрузке системы (особенно ночью). В это время они перекачивают воду из нижнего водохранилища в верхний аккумулирующий бассейн и таким образом заряжают ГАЭС. Турбинный режим предусматривает сброс воды из верхнего водохранилища в часы максимального потребления электроэнергии для обеспечения режима производства энергии и подачи в сеть. Таким способом ГАЭС помогают помочь пройти пиковые нагрузки потребления.
Гидроагрегаты ГАЭС в зависимости от высоты напора оборудуются поворотно-лопастными, диагональными, радиально-осевыми и ковшовими гідротурбінами. Эти генераторы являются високоманевровими и могут быть переведенными из насосного режима в режим генерирования в течение нескольких минут. Коэффициент полезного действия ГАЭС составляет 70-75%. ГАЭС могут выполняться в варианте суточного, недельного и сезонного аккумулирования воды.
Суточный график нагрузки энергосистемы зимой имеет приблизительные максимумы: дневной с 8 до 11 часов и вечернее с 16 до 20 часов; и минимумы: ночной с 0 до 6 часов и дневной с 11 до 13 часов.
В Украине существуют несколько ГАЭС: Киевская, Ташлыкская, Днестровская, Каневская.
Первый агрегат Киевской ГАЭС введен в действие в 1970 году на правом берегу Киевского водохранилища на расстоянии 2,5 км от Киевской ГЭС. Для работы станции используют шесть трубопроводов диаметром 3,8 м. Объем гідроакумулювання в верхнем бассейне 7 млн м3. Генераторный режим обеспечивают блоки 6 х 37 МВт и 6 х 41,5 МВт, а насосная часть имеет мощность 135 МВт. Средний выработка составляет 190 млн кВт*ч, а потребление – 290 млн кВт*час.
Ташлыкская ГАЭС расположена на реке Южный Буг в Николаевской области. Начало строительства – 1981 год, а первый гидроагрегат введен в действие в 2006 году. Предусмотрено 6 гидроагрегатов, которые дадут в турбинном режиме 906 МВт и в насосном – 1378 МВт. Ежегодный выработка возможен на уровне 760 млн кВт*час.
Продолжается создание Днестровской ГАЭС, которая является неотъемлемой составной частью Днестровского комплексного гидроузла (вместе с Днестровской ГЭС и Днестровской ГЭС-2). Проектная мощность Днестровской ГАЭС в турбинном варианте 2268 МВт (7 гидроагрегатов по 324 МВт) и насосном режиме – 3010 МВт. По завершению строительства она станет крупнейшей ГАЭС в Европе.
Каневская ГАЭС спроектирована в 1985 году и предусматривала работу с суточным и недельным аккумулированием. Новый проект предусматривает работу 4-х гидроагрегатов по 1000 МВт в турбинном варианте и 1120 МВт в насосном варианте.
