Гидроаккумулирующие электрические станции (сокращенно - ГАЭС) используются для того, чтобы накоплять электричество ночью, когда нагрузка на электросети минимальна. Это позволяет снизить потребность в изменении мощности тепловых, атомных станций на протяжении дня, поскольку в часы наибольших нагрузок аккумулируемая энергия компенсирует «недостачу». Мощность атомных, тепловых станций не уменьшается даже тогда, когда необходимость в больших объемах электроэнергии отсутствует; по этой причине «ночная» себестоимость электричества на порядок вырастает, и станции функционируют «впустую».

ГАЭС были созданы для того, чтобы сделать работу системы энергоснабжения более эффективной. Первыми их создали европейцы; так, в 1882 году начала работу швейцарская 103-киловаттная станция Леттем. Спустя чуть более, чем десятилетие такая же станция появилась в Италии. В 19 веке существовало всего четыре гидроаккумулирующих станций, тогда как во второй половине прошлого века их количество равнялось 72, а в 2010 году – уже более, чем четырем сотням.

Как функционируют эти установки?

Они способны работать в 2-х режимах – турбинном или насосном. Что касается насосного, во время данного периода функционирования станция потребляет электричество тепловых установок, когда они почти не загружены; как правило, это бывает на протяжении семи-двенадцати ч. в сутки (в это время вода перекачивается из водохранилища внизу в верхний накопительный «отсек»; таким образом, аккумулируется энергия). Тогда как турбинный – это режим отдачи электричества в сеть, когда она нагружена по максимуму (пиковые нагрузки занимают от двух до шести ч.; в это время вода, находящаяся в верхнем «отсеке», возвращается в нижний и приводит в действие турбину).

У «отсека», находящегося вверху установки, может не быть естественной приточности, и он может функционировать только на той воде, которой запасся во время насосного режима. Подобные станции получили название «чистых». Однако существуют и «смешанные» ГАЭС, «оснащенные», соответственно, верхним «отсеком» с дополнительной приточностью. Их турбинный период предполагает использование как накопленной воды, так и той, которая поступает дополнительно.

Установки, помимо верхнего и нижнего «отсеков», обладают также напорным водопроводом, при изготовлении которого используется металл либо железобетон, зданием электростанции, водоприемником, «доставляющим» воду в верхний «отсек» при функционировании в насосном режиме, а также «забирающим» ее оттуда, когда насосный режим сменяет турбинный. Здание электрической станции содержит насос, генератор-двигатель, работающий от электричества, турбину, или турбину-насос и генератор-двигатель.

В большинстве случаев аккумулирующие станции ставят возле значительных потребителей электричества и рядом с атомными, тепловыми станциями; целесообразность их установки определяется в зависимости от особенностей месторасположения. Местность должна позволять обустроить недалеко друг от друга верхний и нижний «отсеки». Что касается коэффициента полезного действия ГАЭС, этот показатель составляет 0,6–0,7. Станции строятся там, где уже имеются озера/водохранилища, либо в местах, в которых верхний «отсек» пополняется водой природным способом.

Еще одна разновидность аккумулирующих станций работает за счет энергии ветра. Принцип действия ветряных установок не отличается большой сложностью – энергию они накопляют за счет вращения специального колеса, приводящегося в действие, соответственно, ветром. Электричество при этом аккумулируется в специальной батарее.

Ветряные приспособления имеют гораздо более компактные размеры, чем те, которые функционируют за счет воды. На данный момент ученые активно работают над маломощными установками, которые могли бы обеспечивать электричеством частные, сельские дома. Мощность установок колеблется от трехсот ватт до двадцати киловатт. Устройства, имеющие среднюю мощность, обеспечивают электроэнергией поселения, находящиеся вдали от цивилизации, которые потребляют не более шестисот киловатт. Тогда как высокомощные АЭС способны вырабатывать свыше 1 мВт.

Поскольку цены на электричество постоянно растут, ветряные аккумулирующие электрические станции стали очень популярными среди жителей Европы. На данный момент их можно встретить везде, и не только вдалеке от цивилизации. Но при множестве плюсов они обладают и некоторыми недостатками. Так, установки достаточно сильно шумят (они генерируют шум, мощность которого составляет более чем сорок пять децибел); кроме того, в ряде государств ветряные устройства нельзя использовать в то время, когда мигрируют птицы.