A primer energiaforrás hasznosításában az
olcsóbbítást célzó új eszközök, megoldások és segédeszközök
alkalmazása jelenti a fő fejlődési irányt.
A vízenergia-hasznosítás fejlesztése
primer forrásként
A vízenergia primer energiaforrásként a történelmi időkben a
legáltalánosabban használt mechanikai energiaforrás volt, és az
áramszolgáltatás kezdetétől villamos energia előállítására szolgál.
Fokozottan előtérbe került a klímavédelmi célkitűzések elérését
elősegítő, megújuló forrásból termelt villamos energiaként.
A közepes és nagy vízerőművek fejlesztése
A vízerőművek megvalósításának költsége a helyi adottságoktól, a
kapacitás nagyságától és az infrastruktúra-fejlesztési igényektől
függően változhat. A vizsgálatok szerint a megvalósítás és az üzem
költségei, valamint a termelés piaci értékesítésének bevételei
közötti egyensúly megtartásával kialakíthatók olyan
vízerőműprojektek, amelyeket a rájuk terhelt
infrastruktúra-fejlesztési igények mértékétől függően – beruházási
támogatás vagy ártámogatási igény nélkül is – meg lehet valósítani.
A közepes és nagy teljesítményű vízerőművek
esetében a technológia kiforrottnak mondható, műszaki kockázatai nem
jelentősek, üzeme gazdasági szempontból stabil, független a
tüzelőanyag árának mozgásaitól, megújuló természeti erőforrást
hasznosít, részt vesz az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának
csökkentésében, megvalósítása helyi eszközöket igényel, és a helyi
foglalkoztatottságot javítja, helyi forrásként történő használata az
energiafüggőséget csökkenti.
A hasznosítás fejlesztése elsősorban a hosszú távú
előnyök kiaknázása és a környezeti elvárások közötti egyensúly
megteremtéséhez kapcsolódik. E téren hosszú megfigyelési időszak
tapasztalatai halmozódtak fel, és a különböző szakterületek művelői
kutatják a hatásokat a folyók ökológiai feltételeire, valamint a
legjobb védekezési módokat a jelentkező hatásokkal szemben. Az
erőfeszítések eredményeként a hatások elkerülésére vagy mérséklésére
széles tartományban eredményes stratégiák alakultak ki. A nemzetközi
gyakorlatban számottevő vízerőmű-kapacitás áll építés vagy
előkészítés alatt. Európában legutóbb 2011 őszén került sor nagy
vízerőmű üzembe helyezésére a Rajnán
(6. ábra).
A nemzetközi szervezetek (például EURELECTRIC) és a
megújulóenergia-fejlesztő nagy cégek megállapítása szerint a
fejlődést akadályozó tényező az EU különböző célkitűzései közötti
prioritások hiánya. Gyakran jelentkezik ütközés például a Natura
2000 és a vízügyi keretirányelv között, amelyek nehezen
egyeztethetők össze a klímavédelem és a karbonmentesítés
célkitűzéseivel. A közösségi érdekű infrastruktúra-fejlesztési
projektek megvalósíthatóságának elősegítésére az Európai Bizottság
útmutatót dolgozott ki és tett közzé a Natura 2000 védettség
kezelésével kapcsolatban (Guidance on Natura 2000 & Energy
Transmission Infrastructure).
A nagyléptékű vízenergia-fejlesztés lehetősége
szempontjából meg kell említeni, hogy a vízenergia hasznosítása
primer energiaforrásként kapcsolódik a Duna Régió Stratégia
akciótervéhez. Az akciótervben foglaltak megvalósítása a vízenergia
hasznosításának kérdését a vízi szállítással és az energiával
kapcsolatos akcióinak végrehajtásánál érinti. A vízi szállítás
akciói között a cél a szállítás kevésbé energiaintenzív, tisztább és
biztonságosabb módjának kialakítása, környezeti szempontból
fenntartható módon. Ennek célja a VIb. osztályú hajók közlekedésének
biztosítása a Dunán 2015-től, egész évben. Az energiarendszerek, az
energia-infrastruktúra, az energiahatékonyság és a megújuló energia
akciói között említhető az akcióterv kidolgozása a Duna, Száva,
Tisza vízenergia-készletének hasznosítására.
A kis és törpe vízerőművek fejlesztése
Az energiapolitikában sok helyen preferáltak a kis és törpe
vízerőművek. A gazdasági feltételek azonban aránytalanul
kedvezőtlenebbek, mint a nagyobb létesítmények esetén. A
megvalósíthatóságuk előfeltétele a beruházási vagy az ártámogatás. A
kis és törpe vízerőművek fajlagos beruházási költségei elérik a
11–14 ezer EUR/kW értéket, ami csak rendkívül magas támogatás
mellett lehet gazdasági szempontból megvalósítható.
A támogatott tarifák mellett a megvalósíthatóság
feltétele a kis vízerőművek beruházási és üzemi költségének
mérséklése. Ezért a kutatások (és az EU által támogatott kutatások
is) az alacsony megvalósítási és üzemelési költségű technológia
kialakítására irányultak. Az EU műszaki fejlesztési célkitűzéseinél
előtérbe kerültek az új, kisesésű megoldások, a merülő generátorok,
a távműködtetés és távellenőrzés, a kis költségű és kis környezeti
hatást kiváltó szerkezetek.
Az elmúlt évtized során az EU által irányított
kutatási és fejlesztési területeken az elsődleges cél a költségek
csökkentése és a hatékonyság növelése lett. A kutatási és
fejlesztési munka kulcsterületei a következők:
• Új típusú turbinák kialakítása kis esésre és azok
alkalmazása; kompakt berendezések; szabványosított
turbinaszerkezetek a sorozatgyártás megkönnyítésére; a
terhelésszabályozás fejlesztése.
• Merülő generátorok fejlesztése és alkalmazása;
kompakt, sokpólusú generátorok kialakítása a fordulatszámváltó
hajtóművek kiküszöbölésére.
• A mechanikus fordulatszámváltó helyettesítése
frekvenciaváltón keresztül a hálózatra kötött, állandó mágnessel
gerjesztett szinkrongenerátorral.
• Távműködtetett üzem- és monitoring rendszerek
kialakítása és alkalmazása.
• Új típusú építmények a merülő turbinák
telepítéséhez. Egyszerűsített gátszerkezetek (tömlős szerkezetek).
A kisesésű létesítmények esetében a főgép-beépítés
lehetőségei a helyszíni szerelés és karbantartás szükségessége
szempontjából két alapvető csoportra oszthatók. Preferálhatók azok a
főgépek, amelyek készre szerelve, egy darabban emelhetők be a
helyükre, és a nagyjavításokra ugyancsak egy blokkban kiemelve
szállíthatók el.
A kis eséseknél a kettős szabályozású vízturbinák a
változó esések és víznyelések mellett a maximális energiamennyiséget
képesek kinyerni, de ezek a gépek a legdrágábbak. A szabályozási
rendszer egyszerűsítésével a költségek csökkenthetők, de a
termelhető energia mennyisége is mérséklődik. A kis esések mellett
az axiális turbinák alkalmazása kapott prioritást a függőleges
tengelyű Kaplan-turbinákkal szemben.
A vízturbina kiválasztásának lényeges eleme a
halvédelmi feltételek biztosítása. A halak átlagos körülmények
között az áramlással szemben úszva, az alvízoldalról a turbinák
szívócsövéig juthatnak be, azonban a hazai halfajok úszóképessége
nem elegendő ahhoz, hogy üzemi körülmények között a járókerék-térig
bejuthassanak. Amerikai kutatások szerint a turbinába bejutó halak
túlélése elsődlegesen a turbina hatásfokával mutat korrelációt. A
turbinatípus kiválasztásánál az alábbi szempontoknak kell prioritást
kapniuk:
• Az áramlási irány legkisebb változásait okozó
axiális turbinák;
• Nagyobb méretű gépek nagyobb rácstávolsággal;
• Alacsony forgási sebességű géptípust kell
alkalmazni;
• A legkevesebb lapáttal, terelőelemmel
kialakítható vízgépek;
• A lehetséges legmagasabb hatásfokú vízturbinák
alkalmazása.
A vízenergia hasznosítása terén az újabb megoldások
elsősorban a kis és közepes turbinák alkalmazási területére
koncentrálódnak.
A kompakt merülő berendezések a meglévő
duzzasztóművek kiegészítő energiahasznosítására kerültek
kifejlesztésre, és az építési költségekben eredményezhetnek jelentős
megtakarítást. Ezekben szabványosított, kisesésű
turbinaszerkezeteket és kompakt, sokpólusú merülő generátorokat
alkalmaznak (például: Hydromatrix, ECOBULB). A magas pólusszám a
turbináéval megegyező forgási sebességet biztosít, fordulatszámváltó
hajtómű nem szükséges. A turbinák szabályozását a hidraulikus
működtetésű elzárás biztosítja, ami egyben ellátja a gépek megfutás
elleni védelmét is. A vezető- és a járólapát állításának
szükségtelenné válása miatt nincs szükség azok
olajhidraulika-rendszerére, ami számottevően csökkenti a
környezetvédelmi kockázatot.
A fordulatszám-szabályozott hajtás alkalmazása
költségcsökkentéssel járó megoldásokat eredményezett. A
fordulatszám-szabályozás a szivattyúhajtás és a megújuló energia
hasznosításának fejlesztése területén alkalmazott szériagyártású
elemekkel megoldhatóvá vált. A fordulatszám-szabályozással
helyettesített hajtómű növeli a rendszer hatásfokát, tágabb üzemi
tartományt eredményez (kisebb minimális és magasabb maximális
vízhozammal), biztosítja a meddő teljesítmény kompenzálását és
szabályozását, és lehetővé teszi a hálózatra kapcsolást és
lekapcsolást hálózati dinamikus hatások nélkül.
A turbina forgórészével egybeépített, állandó
mágnesű generátor StrafloMatrix-forgórészt tartalmazó, egyszerű
szerkezetű és kisméretű. A turbina forgórészébe állandó mágnest
tartalmazó generátor van beépítve, és ezek az áramlásban együtt
forognak, megfelelő szerkezeti merevséget és kompakt beépítési
méreteket biztosítva. Az állandó mágneses technológia a hálózattal
szinkron üzemet tesz lehetővé, nem szükséges csúszógyűrű és
komplikált gerjesztő rendszer.
A duzzasztást nem igénylő turbinatípusok
alkalmazása a Nemzeti Energiastratégiába is bekerült. A tengeri
áramlások hasznosítására kidolgozott berendezések alkalmazása a
hazai vízfolyások többségén nem látszik megoldhatónak. A problémák
egyike, hogy az 50–100 kW teljesítmény eléréséhez nagyméretű gép
szükséges 6,5–9,0 m átmérőjű forgórésszel, amelynek tömege 5,0–12,0
tonna. Sem a folyómeder stabil méreteinek kialakítása, sem a gép
felfüggesztése és axiális erőkkel szembeni stabil helyzete nem
látszik egyszerűen megoldhatónak. Nem alakult ki a hazai folyókat
jellemző uszadék távoltartásának módja sem. Középtávon nem várható
számottevő kapacitás megvalósulása ezzel a megoldással.
Összefoglalva, a vízenergia primer
energiaforrásként való hasznosításával kapcsolatban a következők
állapíthatók meg:
A kis vízerőművek fejlesztését nagyszámú, a gyakorlati megvalósítás
szintjéig el sem jutó ötlet teszi összetetté. Maga a létesítés
kérdése is néhány évtizedes ciklusokban tér vissza – többnyire
eredménytelenül. A gyakorlatban összekeveredik a nosztalgia a valós
gazdasági és környezeti értékekkel. A kis vízerőművek többnyire
drágák, túlságosan kis teljesítményűek és gazdaságilag gyengék. Egy
meghatározható műszaki és gazdasági nagyság és támogatási szint
alatt megvalósíthatóságuk nem reális.
A közepes és nagy teljesítményű vízerőművek
esetében a technológia kiforrottnak mondható, műszaki kockázatai nem
jelentősek, üzeme gazdasági szempontból stabil. A vizsgálatok
szerint a megvalósítás és az üzem költségei, valamint a termelés
piaci értékesítésének bevételei közötti egyensúly megtartásával
kialakíthatók olyan vízerőműprojektek, amelyek a rájuk terhelt
infrastruktúra-fejlesztési igények mértékétől függően – beruházási
támogatás vagy ártámogatási igény nélkül is – megvalósíthatók
lehetnek.
A vízenergia fejlesztése
szabályozási eszközként
A rendszerszabályozás terén a rendszerirányítás eszközeinek és
lehetőségeinek radikális átalakítása vált szükségessé. Az üzembiztos
és rugalmas rendszerműködés, valamint a rendszerirányítás
költségeinek stabilizálása és régión belüli versenyképességének
biztosítása eszközöket igényel. Belépésének sürgősségét a meglévő
problémák megoldási igénye mellett növeli a Nemzeti
Energiastratégiában körvonalazott különböző termelőtípusok (megújuló
források hasznosítása és a nagyblokkos atomerőmű-kapacitás bővítése)
rendszerbe illesztése is.
A magyar villamosenergia-rendszerből hiányzik a
modern szabályozó kapacitás a megfelelő rugalmassággal és a
szükséges terhelésváltási sebességekkel. A jelenleg rendelkezésre
álló kapacitás terhelésváltási lehetőségei túlságosan alacsonyak,
átlagban nem érik el az 5 MW/perc megengedett sebességet. Az
éjszakai terhelési minimumok gyakorlatilag kezelhetetlenek.
A jelenlegi beépített kapacitások mellett a fel- és
leszabályozási igények részterheléssel üzemelő gáztüzelésű
egységekkel lennének biztosíthatók. A földgáztüzeléses
villamosenergia-termelés azonban kiszorult a termelésből, így a
részterhelésű blokkok üzeme sem biztosítható. Függetlenül attól,
hogy régi vagy új berendezés biztosítana rendszerszabályozást, a
földgáztüzelésű egységek minden esetben keresztfinanszírozással, a
veszteségek felvállalása árán tarthatók üzemben. Ez nem látszik
piaci versenyben is fenntartható megoldásnak. Meg kell említeni azt
is, hogy a korábbiakban szabályozási szolgáltatásokat biztosító
szolgáltatási források kiestek. A kényszerintézkedésként
szabályozásra igénybe vett régi szenes és atomerőművi blokkok nem
pótolták teljes értékűen a hiányt, elkezdődött a szolgáltatás
importja.
A rendszerirányítási problémák megoldására a
kormány 2011. szeptember 30-án elfogadta a Nemzeti Tervet, és
döntött annak továbbításáról az Európai Bizottsághoz. A megjelent
közlemény szerint támogatásban részesíti egy magyarországi
helyszínen megvalósítandó ±600 MW teljesítőképességű szivattyús
energiatározó beruházását, amelyre a magyar villamosenergia-rendszer
súlyos, rendszerszintű problémáinak megoldása és a megújuló energia
termelésének költséghatékony módon történő elősegítése érdekében
egyértelműen szükség van. A projekt 2012. május végén a CO2-piac
megingása és kockázatai következtében nem folytatódott.
Az EU által elfogadott és Brüsszelben 2013. október
14-én közzétett közösségi érdekű és közösségi pénzügyi támogatásra
jogosult villamosenergia-infrastruktúra projektek közé – ellentétben
a régió más országaival – magyar projekt nem került be a
szabályozókapacitás versenyképességének javítására és a megújuló
energia rendszerbe integrálására.
Az európai gyakorlatban a szivattyús energiatározó
kapacitások létesítésében a rendszerkövetelmények váltak döntővé.
Elsődlegessé vált a lehetséges dinamikus funkciók feltételeinek
biztosítása. A szabályozási piaci integráción belüli szolgáltatások
(IGCC) jelentős hányada tározós vízerőművekből és szivattyús
energiatározókból származik. A magyarországi rendszerszabályozási
kapacitásoknak várhatóan a régió szivattyús energiatározóival kell
versenyezniük a piacon. Az eddigi gyakorlattól való fokozatos
eltérés és új gyakorlat, illetve követelmények megjelenése várható a
következők miatt:
Az EU egységes belső piacának kialakulása és az
integráció a villamos energia nagykereskedelmének piacán és a
szabályozási szolgáltatások piacán egyaránt fokozott
versenykövetelményeket támaszt. Az integráció eredményeképpen
kialakuló egységes piac jelenlegi domináns egységeivel versenyképes
új kapacitás sikeres belépéséhez annak minden olyan szolgáltatásra
képesnek kell lennie, amely az ilyen erőműveknél szokásos vagy
lehetséges. Ugyanakkor a megnövekvő importnyomás árversenyében is
megfelelőnek kell bizonyulnia. Az energiahatékonyság szempontjából a
legkedvezőbb megoldást a szivattyús energiatározó kínálja, mert
összegyűjti és felhasználja a leszabályozáskor más megoldásoknál
elvesző energiát.
A nagy volumenű szélenergia-hasznosítás által
keltett problémák hatása már megjelent a régiós
villamosenergia-kereskedelem áraiban, de a megoldás feltételeinek
kialakítása még várat magára. Az IEA és az ENTSO-E elemezte a
szélenergia-változékonyság hatásainak kiküszöböléséhez szükséges
tartalékra vonatkozó igényt. Rögzítették, hogy a kritikus probléma a
szélenergia-termelés változékonysága, és a rendszerbe illesztéséhez
szükséges tartalék automatikus mobilizálású kell, hogy legyen, azaz
többlet szekunder szabályozási tartalék kapacitásaként kerülhet
meghatározásra. A terhelésváltozékonyság és a tárolási,
tartalékbiztosítási igény terén a legkedvezőbb megoldást a
vízenergia, a szivattyús energiatározó létesítése kínálja.
A nagy volumenű napenergia hasznosításának
megjelenése jelentős változásokat hozott a
villamosenergia-rendszerek és -piacok működésében. Az év egyes
időszakaiban és napjain korábbi mélyvölgyi terhelési minimum mellett
a napenergia maximális termelésénél egy második terhelési minimum is
megjelent, jelentősen megnövelve a rendszerszabályozás feladatait. A
megújuló energia prioritása miatt a kiegyenlítés problémái a
folyamatosan csökkenő hagyományos termelésre hárulnak, és a termelés
visszafogását vagy exportját teszik szükségessé. Az exporton
keresztül a problémák a régió más országaira is átterjednek. Az
üzemelő blokkok rövid idejű leállításainak, illetve
visszaterhelésének elkerülésére bevezették a negatív árakat.
Másrészt a nem szabályozható megújuló források termelése
következtében bizonyos terhelési helyzetekben a csúcsidei villamos
energia ára lecsökkent, és kisebb, mint a base-load ár.1 A
hagyományos és megújuló termelés arányának változása várhatóan
tovább növeli a piac átalakulásának folyamatát, növekvő szabályozási
nehézségeket eredményez. A szabályozás biztosítása beavatkozást,
tárolást tesz szükségessé. A tárolás biztosítása terén a
legkedvezőbb megoldást a vízenergia, a szivattyús energiatározó
létesítése kínálja.
A szivattyús energiatározók létesítése és üzeme
terén az elmúlt két évtized során a leglényegesebb trendek az
alábbiak szerint foglalhatók össze:
Növekszik a tárolási ciklus hatásfoka. A névleges
ciklus hatásfok ma eléri vagy meghaladja a 80%-ot.
A főgépek vonatkozásában a szabályozhatóság
növelése és a költségek mérséklése szabja meg a fő fejlődési
irányokat. A leggyakrabban alkalmazott megoldás az egyfokozatú
reverzibilis gépek beépítése. Ez kompakt beépítést biztosít, ami a
főgépek költségei mellett a költségcsökkentést is lehetővé teszi.
A költséghatékony megoldás és a kedvezőbb reagálási
idők biztosítása a nagyobb esés és nagyobb egységteljesítmények
irányában érhető el.
A jellemző fordulatszám növelése javítja a gépek hatásfokát. Azonban
a megnövekedett áramlási sebesség növeli a kavitáció2
megjelenésének kockázatát és a beépítéssel szembeni követelményeket.
Műszaki szempontból a kavitációs biztonság, a
rezgések, az átmeneti folyamatok csúcsterhelései, a szerkezeti
szilárdsági és anyagfáradási problémák kezelése jelentik a kritikus
kérdéseket.
Az elmúlt két évtized során előtérbe került és sok
helyen kipróbált, rugalmasságot és manőverező tulajdonságokat
jelentős mértékben növelő megoldások alapján alapvető változás
következett be a szivattyús energiatározók szabályozhatósága és más
szabályozási alternatívákhoz viszonyított versenyképessége terén. Ma
a szabályozási célra létesített szivattyús energiatározók a +100% és
-100% közötti teljes teljesítménytartományt fokozatmentesen,
kényszerüzem és kényszerüzemi költségek nélkül képesek szabályozni.
A rugalmasságot és manőverező tulajdonságokat
nagymértékben növelő megoldások közül kiemelhető néhány különösen
nagy jelentőségű (7. ábra):
A szabályozhatóság növelése • A szabályozhatóság és
a gyakori indítás-leállítás, terhelésváltoztatás a turbina és a
generátor konstrukciója mellett a szivattyúüzemi indítás terén is
megfelelő megoldásokat tesz szükségessé. A gyakori hőterhelési
ciklusok miatt a hűtési, a rezgési, a pólusszilárdsági és a
csapágyproblémák kezelése szükséges. A gyors reagálású tartalék üzem
elkerülhetetlenné teszi a szivattyúüzemi indítás flexibilis
kialakítását. A veszteségek csökkentése, a hálózati lengések
mérséklése és a kopó alkatrészek kiküszöbölésének igénye helyezte
előtérbe a statikus indító berendezéseket. A nyolcvanas évek
elejétől statikus indítóberendezéseket alkalmaznak a nagyobb
erőművekben. A fordulatszám-szabályozott generátorok jelentik a
motorüzemi indítás legújabb generációját, ahol külön
indítóberendezés nem szükséges.
A hidraulikus rövidzár alkalmazása • A hidraulikus
rövidzár üzemszerű használatának biztosítása elengedhetetlen a
szivattyúüzem teljesítményfelvételének szabályozásához. A
hidraulikus rövidzár követelményének többféleképpen lehet
megfelelni. Például a Dinorwic üzemében az egymás melletti 315 MW-os
reverzibilis gépeket járatják hidraulikai rövidzárban. Így a
rövidzár a +315 és -315 MW közötti bármely teljesítmény tartós
leadását lehetővé teszi. Meg kell jegyezni, hogy speciális
követelmények esetében, egyes esetekben máig alkalmaznak külön
szivattyúból, turbinából és motor/generátorból álló háromgépes
egységeket. A legújabb háromgépes blokkok között említhető a
2009-ben üzembe helyezett Kops 2 erőmű Ausztriában, ahol minden
blokk teljesítménye a -100% és +100% teljesítmény között hidraulikus
úton korlátozás nélkül állítható.
A manőverezési képesség javítása • A manőverezési
képesség javítása főként a terhelésváltási idők csökkentésében, a
magas indítási és leállítási ciklusszámra (5–10 ezer
terhelésváltozási ciklus/gép/év) megfelelésben és a
finomszabályozásban hozott eredményeket. A megengedett gépenkénti
terhelésváltoztatási sebesség elérte az 50 MW/s értéket, és a
forgótartalék 10 másodperc alatt a blokkok teljes teljesítményéig
igénybe vehető. Kiemelhető az állapotmonitoring eszközök
beépítésének eredményessége a megnövekedett igénybevétel miatt, ami
például a Dinorwic szivattyús energiatározó egy gépén naponta
átlagosan nyolcvan üzemmódváltást tesz lehetővé. Az állapotbázisú
karbantartási stratégia eredményeként negyven év üzem után sem vált
szükségessé nagyjavítás például a Ffestinniog szivattyús
energiatározó esetében.
A fordulatszám-szabályozott generátorok alkalmazása
• Az utóbbi két évtized legjelentősebb technológiai áttörését a
fordulatszám-szabályozott generátorok alkalmazása hozta. Jelenleg az
ilyen generátorok a 31 MVA és a 395 MVA közötti
teljesítménytartományban üzemelnek, és az erőművi üzemi
tapasztalatok húsz évre nyúlnak vissza. A fordulatszám-szabályozott
generátorok alkalmazása elsődlegesen a szivattyúüzemi
teljesítményfelvétel szabályozhatóvá tételét és az esés széles
tartományban való változásának követését célozta. Az üzemi
tapasztalatok szerint a fordulatszám-szabályozás alkalmazása a
turbinaüzemben is jelentős hatásfok-növekedést eredményezett. A
nyomásingadozások és a kavitációs hatások lecsökkentek. A
részterhelések melletti üzem lényegesen szélesebb
teljesítménytartományban vált lehetségessé. A blokkok üzemi
tartománya a névleges teljesítmény 20 és 120%-a között folyamatosan
szabályozható. Ugyanakkor a fordulatszám-szabályozás rendkívül
kedvezőnek bizonyult a nagy teljesítményű blokkok viszonylag kis
villamos rendszerekhez való illesztése szempontjából.
A rendszerszabályozáshoz megfelelő tározónagyságok
alkalmazása • A funkcióváltozás miatt a korábbi napi terhelés
kiegyenlítésére szolgáló, 4–5 óra teljes terhelés melletti
turbinaüzemet biztosító tározók kicsiknek bizonyultak. A felvett és
kiadott energia egyenlege rendkívül változékony. A fel- és
leszabályozáshoz elegendő térfogat (telt és üres együtt) nagyobb,
mint amekkora a napi terheléskiegyenlítés biztosítására szolgáló
szivattyús energiatározók esetében szükséges. Az új létesítmények
esetében a korlátozások nélküli rendelkezésre állás a korábbi
gyakorlatnál nagyobb tározótérfogatokat tesz szükségessé.
Környezeti szempontból célszerű megoldás
alkalmazása • Preferálható a földalatti elhelyezés és a zárt
technológiájú vízrendszer kialakítása, amelyek minimálisra
csökkentik a vizuális és a víztestekre gyakorolt hatásokat. Ahol az
adottságok lehetővé teszik, általában üdülési, idegenforgalmi
infra-struktúra létesül a szivattyús energiatározó bázisán.
Kapcsolódik a környezeti feltételekhez a CO2-kibocsátásra
gyakorolt hatás. A magyar villamosenergia-termelő rendszer
tüzelőanyag-felhasználási struktúrájára egy szivattyús energiatározó
belépése hatást gyakorolna, és jelentősen csökkentené a CO2-kibocsátást.
Az üzembelépést követő években a szivattyús energiatározó CO2-kibocsátást
csökkentő hatása közelítően megegyezik 110–150 MW teljesítményű,
újonnan belépő szilárd biomassza tüzelésű erőmű CO2-kibocsátás-csökkentésével
vagy 370–500 MW teljesítményű, újonnan belépő szélerőmű CO2-kibocsátás-csökkentésével.
Kulcsszavak: vízenergia, megújuló energia, primer energia,
szabályozókapacitás, EU-integráció, rendszerszabályozás,
klímavédelem, költséghatékonyság, CO2-kibocsátás
csökkentése, energiafüggőség csökkentése
IRODALOM
Arsenyevszkij, N. N. (1977): Obratyimie
gidromasini gidroakkumulirujuscsih elektrosztancij. Enyergija,
Moszkva
Gerse Károly (2007): Miért kell tározós
vízerőmű? (MVM Közlemények) 1–2, 10–20.
Giesecke, Jürgen – Mosonyi Emil (2003):
Wasserkraftanlagen, Planung, Bau und Betrieb. Springer Verlag,
Berlin–Heidelberg
Haga, Ingvald (1999): Coordinating
Hydropower and Thermal Power. Norwegian University of Science and
Technology, Trondheim
Kerényi A. Ödön (1965): Időszerű-e a
szivattyús energiatározó? Energia és atomtechnika. 11.
Kerényi A. Ö. – Szeredi I. (2011): A
vízenergia-hasznosítás vizsgálata. MTA KÖTEB előadás, 2011. november
9. •
WEBCÍM
Krivcsenko, G. I. (1975):
Gidromehanyicseszkije perehodnije processzi v gidroenergeticseszkih
usztanovkah. Enyergija, Moszkva
Szeredi István (2011): A szivattyús
energiatározás helyzetének elemzése. (Energiapolitikai Füzetek XXII)
GKI Energiakutató és Tanácsadó Kft., Budapest •
WEBCÍM
Szeredi István (2013): Mikor időszerű a
szivattyús energiatározó? Energiapolitika 2000 Társaság előadás,
Budapest. 2013. ápr. 8. •
WEBCÍM
Szeredi István – Csom Gy. – Alföldi L. –
Mészáros Cs. (2010): A vízenergia-hasznosítás szerepe, helyzete,
hatásai. Magyar Tudomány. 8, 959–978. •
WEBCÍM
LÁBJEGYZETEK
1 A folyamatosan, napi
huszonnégy órán keresztül jelentkező terhelés biztosításához tartozó
tőzsdei villamos energia nagykereskedelmi ár. <
2 Ha a folyadék sebessége
hirtelen megnő, akkor nyomása az energiamegmaradás törvénye
értelmében leesik, emiatt a cseppfolyós anyag hirtelen gáz-gőz
halmazállapotúvá válhat. A nyomás emelkedésekor jelentkező fordított
irányú gyors halmazállapotváltozás erős akusztikus lökéshullámot
kelt, az pedig erős zajjal, rezgéssel és a környező szilárd testek
eróziójával jár. A kavitáció elkerülésére áramlástani gépek,
csővezetékek, hajók tervezésekor különös figyelmet fordítanak. <
|