Ученые из Юго-западного научно-исследовательского института разработали модульную систему стальных плотин m-Presa, которая ускоряет развертывание гидроаккумулирующих электростанций для хранения энергии. Система позволяет быстро возводить парные водохранилища с использованием стальных модулей, снижая затраты на треть и сокращая время строительства вдвое. Гидроаккумулирующие электростанции помогают балансировать энергию и управлять спросом, обеспечивая дополнительную электроэнергию в периоды пикового спроса.
Гидроаккумулирующие электростанции (pumped-storage hydroelectricity, PSH) используют гидравлическую энергию для хранения и производства электрической энергии. Они перекачивают воду из нижнего резервуара в верхний во время периодов низкого спроса на энергию, а затем, когда спрос возрастает, вода возвращается в нижний резервуар, приводя в движение турбины и генерируя электрическую энергию. Несмотря на потери энергии при перекачке, эта система создает ценность, обеспечивая дополнительную электроэнергию во время пикового спроса, когда цены наиболее высокие. Это помогает сгладить проблемы колебаний производства энергии от солнечных и ветровых источников.
Строительство гидроаккумулирующих электростанций сталкивается с проблемами высоких капитальных затрат (до $5000 за кВт установленной мощности) и неясным ценообразованием в области хранения энергии. Однако благодаря конструкции m-Presa затраты на строительство могут быть снижены до $1500 за кВт установленной мощности.
Еще одна проблема — время строительства резервуаров. Зачастую на размещение, проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию обычной электростанции PSH уходит 10 лет. В то же время частные инвесторы предпочитают солнечные и ветровые электростанции, которые окупаются за 10 лет или менее благодаря субсидиям. Сокращение времени от начала проекта до получения прибыли может сделать PSH более привлекательной альтернативой, чем другие методы управления колебаниями в солнечной генерации, такие как газовые электростанции или аккумуляторные системы хранения энергии с более коротким сроком службы.
Гидроаккумулирующие электростанции замкнутого цикла используют верхние и нижние резервуары с контрфорсными плотинами, построенными из сборных стальных модулей. Эти стальные конструкции могут транспортироваться на стандартных прицепах, что позволяет быстро строить контрфорсные плотины высотой от 3 до 12 метров. Эти плотины могут быть установлены в различных местах и обеспечивать хранение и управление большими объемами воды.
В системе m-Presa используются прочные, долговечные стальные опорные дамбы для создания водохранилищ, которые могут хранить от сотен до тысяч МВт·ч энергии для подачи электроэнергии в периоды пикового спроса и предоставления вспомогательных услуг для стабильности сети.
Проблема воздействия на окружающую среду при строительстве водохранилищ является еще одним препятствием для внедрения гидроаккумулирующих электростанций. Однако этого можно избежать, если строить верхние и нижние резервуары полностью изолированными от естественных ручьев или рек.
