Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)

3. szám - Dr. Kertai Ede: Szivattyús-tározós erőművek

98 Hidrológiai Közlöny 1970. 3. sz. Dr. Kertai E.: Szivattyús-tározós erőmüvek Az energiatermelés strukturális változása mellett lényeges változások mennek végbe — szinte a szemünk előtt — a terhelési viszonyokban is. A társadalmi haladás, az életszínvonal emelkedése, a kulturális fejlődés egyaránt odahat, hogy a terhelési diagram ,,csúcsosabbá" válik. A kényszerű fogyasztói menetrendek megszüntetése, az 5 napos munkahét fokozatos bevezetése, a háztartási villamosgépek elterjedése, a televízió, a légkondicionálás növeli a legkisebb és a legnagyobb terhelés közötti arányt, ugyanakkor pedig a gyors, sokszor nagyarányú terhelés változások miatt az energiarendszer érzékenyebbé válik. A KGST-országok egyesített energiarendszerében pl. ez év július 21-én az amerikai űrhajósok holdraszállásának TV közvetítésekor hirtelen 1000 MW fogyasztás-emelkedés következett be. Az igények kielégítése tehát az energiarendszertől egyre nagyobb rugalmasságot kíván. A hálózatban fellépő teljesítményhiány, frekvencia v. feszültségváltozás káros következményekkel, gazdasági kárral jár. A magyar energiarendszerben pl. 1 kWh kiesése 5—30 Ft-tal vehető figyelembe. Ezért a rendszernek biztonságosnak kell lenni. Nekünk itt most nem az a feladatunk, hogy a szivattyús-tározós vízerőművek szerepét vitassuk az energiarendszerben. Anélkül azonban, hogy meg ne világítanánk, melyek azok a tulajdonságai, amelyek alkalmassá teszik az előbbiekben említett energetikai igények kielégítésére, a veliik kapcsolatos műszaki-gazdasági kérdéseket sem lehet megtárgyalni. Mindenekelőtt hangsúlyozni kell, hogy a hálózatban nem csak a csúcsterhelések kielégítése jelenti a problémát, hanem a terhelésváltozásokkal járó egyéb jelenségek is. Általában a csúcserőművek vizsgálatánál az első szempontot helyezik előtérbe s méltánytalanul kisebb hangsúlyt kapnak az operatív jellegű beavatkozást igénylő jelenségek: a frekvencia- és feszültségingadozások, a váratlan gyors terhelés változások. Holott ezek hálózati kihatása felmérhetetlen jelentőségű, s a különböző típusú csúcserőművek összehasonlításakor figyelmen kívül nem hagyható. Meg merem kockáztatni azt a véleményemet, hogy ezt a szempontot még a konferencia elnevezésében is célszerű lett volna kifejezni. A szivattyús energiatározó mindkét feladatkörnek megfelel, sőt az utóbbi időben több országban — mint pl. Japán, Csehszlovákia, Német Szövetségi Köztársaság, Egyesült Államok — éppen hálózati operatív meggondolásból építenek szivattyús energiatározókat. A szivattyús energiatározók hálózati szerepét röviden a következőkben foglalhatjuk össze: a) Turbinaüzemben a terhelési csúcsok fedezése, b) Szivattyúüzemben a kisterhelésű időszakban nagyfogyasztóként az alaperőművek egyenletes kihasználásának biztosítása, az energia időbeli áthelyezése. c) Az energiarendszer rövid idejű tartalékának biztosítása váratlan kiesés esetén. d) Meddő-teljesítmény szolgáltatása. e) Az energiarendszer feszültség- és frekvenciaviszonyainak állandó szinten tartása. A szivattyús-tározós vízerőmű jellemzői A szivattyús energiatározó jellemzői közül először a nagy teljesítőképességet említem meg. A szivattyús-tározós vízerőművek rövid idő alatt több száz MW terhelést képesek felvenni. A gépegységek teljesítményének felső határa mintegy tízszerese a gázturbináénak. Különösen fontos tulajdonsága a gyors, rugalmas alkalmazkodása a terhelés változáshoz. Több tanulmány megállapítja, hogy a csúcsterehelések felvételsebessége alapvetően meghatározza az optimális változatot. Nos a szivattyús-tározós vízerőmű ebben a tekintetben egy nagyságrenddel kedvezőbb, mint a gázturbinás erőmű és két nagyságrenddel, mint a gőzerőmű. A vízturbina indítása ugyanis két percet, a gázturbina 20 percet, míg a gőzturbina 90—120 percet igényel. Bár a tüzelőanyagalapú energiatermelési módszerek rugalmasságának növelésére vannak lehetőségek, a melegtartaléknak — mint a hőerőműben a csúcsüzem alapjának — fenntartása miatt a jövőben sem lehet versenyképes a vízerőművel. Jellemző, hogy az igen szerény teljesítőképességű, max. 14 MW-ra képes tiszalöki vízerőmű is igen jó szolgálatot tesz ezen a téren. Azt is ki kell hangsúlyozni, hogy a szivattyús-tározós vízerőmű lehetőségei sincsenek még teljesen kihasználva. Az indítási-leállítási folyamatok teljes automatizálása, az elzáró szerkezetek működésének meggyorsítása, még további lehetőséget jelentenek. Fontos követelmény a megbízhatóság. Nyilvánvaló a vízerőművek kedvező tulajdonsága ezen a téren is. A kisebb fordulatszám, a hideg üzem ami különösen a gyakori üzemváltozás szempontjából figyelemreméltó — nagyobb biztonságot biztosít a rendszernek. Konstrukciós megoldásokkal is növelik a gépészeti berendezések megbízhatóságát. Ezt segíti a már említett automatizálás is. Figyelemreméltó előnye az üzemanyagfelhasználás. A szivattyús-tározós vízerőművek esetében a tüzelőanyag minősége nincs megkötve, mint akár a gáz- akár a gőzturbinás erőművek esetében. Korunkban a levegőszennyezés szempontjai sem hanyagolhatók el. A végére hagytam a beruházás kérdéseit. A fajlagos beruházási költségek alakulása tekintetében külön kell vizsgálni az eddig szerzett tapasztalatokat és a költségtényezők jövőbeni alakulását. Ami az egyes csúcserőmű típusok fajlagos beruházási költségeit illeti mind az irodalomban, mind pedig a konferenciára beküldött dolgozatokban sok adat található. Ezek egybevetése azonban elég nehéz. Nem sokat mond az, ha a beruházási költségeket a beépített teljesítőképességre vonatkoztatjuk, mondjuk pl. egy szivattyús-tározós vízerőmű és egy gázturbinás csúcserőmű esetében. Hiszen nem tölthetik be ugyanazt a szerepet a rendszerben, eltérő tulajdonságaik miatt. Hogy ne említsek mást: a gázturbinás erőmű nem vesz részt a völgyenergia nemesítésében, rugalmassága meg sem közelíti a szivattyús-tározós erőműjét. Ez utóbbinál a váratlan üzemzavar esetén korlátozott a rendelkezésre állás. A hivatkozott ENSZ-anyag pl. szószerint a következőket mondja: ,,Ha a gázturbinás