Гидротехнические сооружения и гидроэнергетическое оборудование ГАЭС конструктивно не многим отличаются от аналогичных объектов ГЭС. Принципиальное отличие ГАЭС заключается в режиме работы и повышенной интенсивности эксплуатации оборудования и сооружений.
Гидроэлектростанция (гидроэлектрическая станция, ГЭС) -- это комплекс сложных гидротехнических сооружений и оборудования. Его назначение -- преобразовывать энергию потока воды в электрическую энергию. Важнейшее гидротехническое сооружение -- плотина.
Гидроаккумулирование - сравнительно новый для России вид гидроэнергетики.
Гидроаккумулирующие электростанции в отличие от обычных ГЭС представляют собой комплекс сооружений и оборудования, предназначенный не только для генерирования электроэнергии, но и для ее аккумулирования. Поэтому, во многом сохраняя конструктивное и компоновочное сходство с обычными ГЭС, ГАЭС имеют и свои особенности. Независимо от индивидуальных особенностей каждой ГАЭС, все они имеют в том или ином конструктивном виде основной набор компоновочных элементов: верхний аккумулирующий и нижний бассейны, здание ГАЭС, водоприемник (один или два), напорные водоводы.
Несмотря на значительный потенциал ГЭС, его регулирующих возможностей недостаточно для компенсации излишков генерирующей мощности в часы провала суточного графика нагрузки.
ГАЭС обладает максимальными маневренными возможностями. Причем в отличие от других маневренных электростанций, которые могут покрывать только пиковые нагрузки, ГАЭС могут работать в насосном (нагрузочном) режиме в провале графика нагрузок, обеспечивая более благоприятный базисный режим ТЭС и АЭС, а также способствуя снижению межсистемных перетоков мощности.
Обычно при определении к.п.д. гидроаккумулирования потери воды из верхнего аккумулирующего бассейна за счет фильтрации и испарения не учитывают, так как испарение компенсируется осадками, а фильтрация сводится к минимуму противофильтрационными устройствами. Но стоимость противофильтрационных устройств значительно влияет на стоимость сооружения бассейна, поэтому во многих случаях в целях снижения общей стоимости проекта либо от них отказываются, либо выполняют в упрощенном варианте, что может привести к повышенным потерям воды из-за фильтрации. Позволяет в процессе эксплуатации каким-либо образом (совершенствование конструкции торцевого уплотнения лопаток направляющего аппарата, установка предтурбинного быстродействующего затвора и т. п.) воздействовать на Наибольший интерес представляет третий вид потерь воды, так как только он величину этих потерь.
Протечки через закрытый направляющий аппарат для обычных ГЭС не имеют значения, так как большую часть времени агрегаты ГЭС находятся в работе с открытым направляющим аппаратом. Агрегаты пиковых ГАЭС, в отличие от ГЭС, большую часть суток остановлены, и через их закрытые направляющие аппараты из верхнего бассейна в нижний существуют протечки воды, величина которых определяется качеством торцевого уплотнения лопаток направляющего аппарата.
Напор, расход воды, потребление и выработка электроэнергии ГАЭС за отдельные интервалы времени зависят от принятой продолжительности цикла аккумулирования, а в пределах этого цикла - от величины включенной мощности и продолжительности ее работы в режимах заряда и разряда каждого цикла аккумулирования. В процессе работы ГАЭС в любом из активных (турбинном или насосном) режимов, в отличие от обычной ГЭС, происходит непрерывное изменение напора. Эти изменения обусловлены одновременностью сработки одного и наполнения другого бассейна в каждом режиме работы. Наибольшие изменения напора характерны для ГАЭС, бассейны которых имеют сравнительно небольшую площадь водной поверхности при значительных глубинах бассейнов.
Особенно важным и сложным в эксплуатационном отношении является машинное здание ГАЭС, в котором сконцентрировано основное насосотурбинное и электротехническое оборудование, вспомогательные системы агрегатов, устройства релейной защиты, автоматики, управления и контроля.
Заглубление гидромашин по условиям кавитации в насосном режиме значительно превосходит заглубление турбинного оборудования обычных ГЭС.
Здания ГАЭС отличаются от зданий ГЭС расширенными выходными сечениями всасывающе-отсасывающих труб, что необходимо для улучшения гидравлических условий всасывания в насосном режиме, наличием решеток для защиты от попадания в проточную часть агрегата плавающих тел, большим заглублением агрегатов.
Опыт эксплуатации Киевской, Загорской и Круонисской ГАЭС, а также результаты натурных наблюдений за дамбами, позволяют сделать вывод, что условия работы сооружений водоемов ГАЭС значительно отличаются от условий работы подобных сооружений русловых ГЭС. Ограждающие дамбы ГАЭС имеют более сложную конструкцию, чем аналогичные сооружения на ГЭС. К конструкции ограждающих дамб верхних бассейнов ГАЭС предъявляются более высокие требования в отношении водоудерживающей способности, что объясняется постоянными и быстрыми, иногда неоднократно в течение суток, колебаниями уровня воды, причем величина этих колебаний может быть от нескольких метров до десятков и сотен метров.
Конструкция всасывающе-отсасывающих труб ГАЭС отличается от аналогичных элементов ГЭС только более расширенными выходными сечениями, хотя встречаются примеры более сложной конструкции водоприемно-выпускных сооружений.
Система возбуждения обратимой электрической машины ГАЭС отличается от аналогичной системы гидрогенераторов ГЭС тем, что она должна обеспечить стандартный набор режимов и параметров возбуждения генератора-двигателя в режимах генераторном, двигательном и СК, и, кроме того, режим пуска в двигательный режим и электродинамическое торможение гидроагрегата при его остановке. Поэтому в системах возбуждения генераторов-двигателей ГАЭС применяется специальный тип АРВ.
Основные особенности выбора оборудования ГАЭС в сравнении с ГЭС определяются режимом работы электростанций этого типа. ГАЭС отличаются от ГЭС тем, что в долговременном плане они не вырабатывают электроэнергию, а перераспределяют ее во времени, заряжаясь в насосном режиме и отдавая электроэнергию при разряде в турбинном режиме.
Величина натяга обода ротора, как и на обычных гидрогенераторах, после проведения опыта сброса нагрузки уменьшается. В дальнейшем, при реверсивных пусках и остановках агрегата, процесс уменьшения натяга продолжается, причем его интенсивность значительно выше, чем у гидрогенераторов ГЭС. Поэтому в соответствии с заводской инструкцией во время первого капитального ремонта через один год после начала эксплуатации необходимо произвести горячую расклиновку обода ротора, хотя «чистое» время работы обратимого агрегата значительно меньше, чем у гидрогенераторов ГЭС.
Инженерно-геологические проблемы, связанные с «вписыванием» ГАЭС в окружающую геологическую среду и обеспечением устойчивости склонов, на этапе проектирования и строительства являются наиболее сложными в связи с тем, что принципы, выработанные практикой для строительства ГЭС, не вполне пригодны для ГАЭС. Существенно иная, чем у ГЭС, конструкция, компоновка и условиями эксплуатации сооружения.
В процессе строительства необходим всесторонний инженерно-геологический контроль, качественное ведение документации строительных выемок, наблюдения и дополнительные исследования в котлованах и на существующих сооружениях. При этом следует иметь в виду, что объем таких работ на ГАЭС, как правило, больше, чем на аналогичных по мощности ГЭС. Строительство ГАЭС требует высокой культуры строительных работ, соблюдения установленной технологии строительства, так как непредусмотренные проектом подрезки склонов, их замачивание или пригрузка совершенно недопустимы. Они ведут к возникновению необратимых деформаций склонов, провоцированию оползневых подвижек и, следовательно, к удорожанию строительства, увеличению сроков ввода станции в эксплуатацию, снижению надежности сооружения
Важной характеристикой ГАЭС является стоимость их строительства. Сравнительно небольшие удельные капиталовложения, краткие сроки строительства и освоения мощности ГАЭС, в отличие от обычных ГЭС, значительно уменьшают сроки их окупаемости и существенно сокращают срок омертвления капиталовложений
Большая эффективность ГАЭС в общей структуре электроэнергетики, их многофункциональность и легкая адаптацию к конкретным требованиям энергосистем и отдельных энергокомплексов, темпы строительства и ввода ГАЭС во всем мире остаются высокими.
При создании наземных водохранилищ ГАЭС помимо затопления земель изменяются важнейшие компоненты природных условий водотока и прилегающих к нему территорий, к числу которых следует отнести гидрологический, гидротермический и гидробиологический режимы водотоков, подтопление земель, абразию берегов, влияние на животный и растительный мир, изменение ландшафтов и т. д.
Однако масштабы этих воздействий меньше, чем при создании ГЭС. Это объясняется разным назначением водохранилищ. Если для ГЭС параметры водохранилища при соответствующем технико-экономическом обосновании определяются, в первую очередь, созданием необходимого напора и необходимостью (в зависимости от водного баланса) использования водохранилища другими отраслями хозяйства, то при создании ГАЭС параметры водоемов определяются балансом водных ресурсов, напор же - рельефом местности. Создаваемые при ГАЭС водоемы, как правило, не могут быть использованы другими отраслями хозяйства из-за особенностей водного режима (регулярно повторяющимися и значительными по величине изменениями уровней). Можно констатировать, что создаваемые водохранилища ГАЭС, в том числе Загорской ГАЭС, представляют собой некоторую нагрузку на природную среду, однако степень этой нагрузки значительно меньше, чем от водохранилищ обычных ГЭС.
Типы гидроэнергетических установок
Гидроэнергетическая установка (ГЭУ) предназначена для преобразования механической энергии водного потока в электрическую энергию или, наоборот, электрическая энергия преобразуется в механическую энергию воды.
Гидроэнергетическая установка состоит из гидротехнических сооружений, энергетического и механического оборудования. Различают следующие основные типы гидроэнергетических установок:
· гидроэлектростанции (ГЭС);
· насосные станции (НС);
· гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС);
· комбинированные электростанции ГЭС-ГАЭС;
· приливные электростанции (ПЭС).
Гидроэлектростанция - это предприятие, на котором гидравлическая энергия преобразуется в электрическую.
Основными сооружениями ГЭС на равнинной реке являются плотина , создающая водохранилище и сосредоточенный перепад уровней, т.е. напор, и здание ГЭС , в котором размещаются гидравлические турбины, генераторы, электрическое и механическое оборудование (рис. 17.3). В случае потребности строятся водосбросные и судоходные сооружения, водозаборы для систем орошения и водоснабжения, рыбопропускные сооружения и т.п.
Вода под действием тяжести по водоводам движется из верхнего бьефа в нижний, вращая рабочее колесо турбины. Гидравлическая турбина соединена валом с ротором генератора. Турбина и генератор вместе образуют гидроагрегат . В турбине гидравлическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения на валу агрегата, а генератор преобразует эту энергию в электрическую. Возможно создание на реке каскадов ГЭС. В России построены и успешно эксплуатируются Волжский, Камский, Ангарский, Енисейский и другие каскады ГЭС.
Среди типов гидроэнергетических установок ГЭС являются наиболее крупными. В России построена на Енисее Саяно-Шушенская ГЭС им. П.С. Непорожнего мощностью 6,4 млн кВт (рис. 17.4).
Ведется проектирование Туруханской ГЭС мощностью до 20 млн кВт.
Все построенные ГЭС, особенно обладающие крупными водохранилищами , играют решающую роль в обеспечении надежности , устойчивости и живучести Единой энергетической системы России.
Большой интерес в мире и в России в настоящее время вызывает возможность создания малых ГЭС.
Малые ГЭС (мощностью до 30 МВт) могут создаваться в короткие сроки с использованием унифицированных гидроагрегатов и строительных конструкций с высоким уровнем автоматизации систем управления. Экономическая эффективность их использования существенно возрастает при комплексном использовании малых водохранилищ (рекреация, рыбоводство, водозаборы для систем орошения и водоснабжения и т.п.).
Насосная станция предназначена для перекачки воды с низких отметок на высокие и транспортировки воды в удаленные пункты.
На насосной станции устанавливаются насосные агрегаты, состоящие из насоса и двигателя . Насосная станция является потребителем электрической энергии.
Они используются для водоснабжения тепловых и атомных электростанций, коммунально-бытового и промышленного водоснабжения, в ирригационных системах, судоходных каналах, пересекающих водоразделы, и т.п.
Гидроаккумулирующая электростанция предназначена для перераспределения во времени энергии и мощности в энергосистеме. В часы пониженных нагрузок ГАЭС работает как насосная станция. Она за счет потребляемой энергии перекачивает воду из нижнего бьефа в верхний и создает запасы гидроэнергии. В часы максимальной нагрузки ГАЭС работает как гидроэлектростанция. Вода из верхнего бьефа пропускается через турбины в нижний бьеф, и ГАЭС вырабатывает и выдает электроэнергию в энергосистему. ГАЭС потребляет дешевую электроэнергию, а выдает более дорогую энергию в период пика нагрузки, заполняет провалы нагрузки и снижает пики нагрузки в энергосистеме, позволяет работать агрегатам атомных и тепловых электростанций в наиболее экономичном и безопасном равномерном режиме, резко снижая при этом удельный расход топлива на производство 1 кВт · ч электроэнергии в энергосистеме.
В России работает Загорская ГАЭС мощностью 1200 МВт.
ГЭС-ГАЭС вырабатывает электроэнергию в период пика нагрузки за счет притока воды в верхний бьеф и за счет перекаченной из нижнего бьефа в верхний в период провалов нагрузки в энергосистеме.
Реконструкция ГЭС в ГЭС-ГАЭС, как показывает зарубежный опыт, весьма эффективна в энергосистемах, где мала доля ГЭС и ГАЭС.
Приливные электростанции преобразуют механическую энергию приливно-отливных колебаний уровня воды в море в электрическую энергию. В некоторых морских заливах приливы достигают 10-12 м, а наибольшие приливы наблюдаются в заливе Фанди (Канада) и достигают 19,6 м.
Технические ресурсы приливной энергии России оцениваются в 200-250 млрд кВт · ч в год и в основном сосредоточены у побережий Охотского, Берингова и Белого морей.
В России наиболее перспективным наплавным способом возведена опытная Кислогубская ПЭС вблизи г. Мурманска. Во Франции построена ПЭС Ранс мощностью 240 МВт.
Случаются такие режимы в работе потребителей электроэнергии, когда в системе электроснабжения возникают избыточные электрические мощности. В такие моменты агрегаты ГАЭС работают как насосы, и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и, соответственно, приводит в действие дополнительные турбины. То есть, ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок.
Гидроаккумулирующие электростанции перераспределяют электроэнергию, вырабатываемую другими электростанциями, во времени в соответствии с требованиями потребителей. Принцип действия гидроаккумулирующей станции основан на ее работе в двух режимах: насосном и турбинном. В насосном режиме вода из нижнего водохранилища (бассейна) ГАЭС перекачивается в вышерасположенный верхний бассейн. Во время работы в насосном режиме (обычно в ночные часы, когда нагрузка в энергосистеме снижается) ГАЭС потребляет электрическую энергию, вырабатываемую другими электростанциями энергосистемы. В турбинном режиме ГАЭС использует запасенную в верхнем бассейне воду, агрегаты станции при этом вырабатывают электроэнергию, которая подается потребителю в часы пиков нагрузки. Поэтому на ГАЭС удобно использовать так называемые обратимые гидроагрегаты, могущие работать и как турбины, и как насосы.
Гидроаккумулирующая электростанция
1 – верхний аккумулирующий бассейн; 2 – здание электростанции; 3 – река;
4 – водовод; 5 – плотина
Водоводы Загорской ГАЭС
На территории России работает Загорская ГАЭС, входящая в десятку крупнейших электростанций страны. Она расположена на реке Кунья в Московской области. На настоящий момент это самая крупная ГАЭС России. Строительство ЗаГАЭС началось в 1974 году, акт о вводе в эксплуатацию подписан в 2003 году.
Мощность Загорской ГАЭС – 1200/1320 МВт (в турбинном/насосном режимах).
В здании ГАЭС установлено 6 обратимых гидроагрегатов радиально-осевого типа мощностью по 200/220 МВт, работающих при расчётном напоре 100 м.
Эксплуатация Загорской ГАЭС показала ее высокую эффективность. Поэтому был разработан проект расширения станции – строительство Загорской ГАЭС-2. Проектная мощность этой ГАЭС – 840 МВт (4 обратимых гидроагрегата по 210 МВт).
Работы по строительству ГАЭС-2 были развернуты в 2007 году, окончание строительства запланировано на 2013 год.
Кроме того, в России имеется гидроаккумулирующий комплекс на канале имени Москвы и Кубанская ГАЭС на Большом Старопольском канале.
Эффективность эксплуатации гидроаккумулирующих электростанций определила их востребованность. Помимо уже строящейся Загорской ГАЭС-2 существуют несколько проектов разной стадии реализации по строительству гидроаккумулирующих станций в России.
В 2011 году должно начаться строительство Ленинградской ГАЭС мощностью 1560 МВт станции на реке Шапша в Лодейнопольском районе под Петербургом. По проекту сроки окончания строительства – 2016 год.
Кроме того, проектируются следующие ГАЭС:
· Владимирская ГАЭС на реке Клязьма,
· Курская ГАЭС,
· Волоколамская ГАЭС на реке Сестра,
· Центральная ГАЭС на реке Тудовка,
· Лабинская ГАЭС на реке Лаба.
Самую мощную в мире ГАЭС строят на реке Днестр на Украине. Ее проектная мощность составляет 2268 МВт в генерирующем режиме и 2947 МВт в насосном режиме. Строительство идет с 1985 года, в 2009 году введен в действие первый гидроагрегат.
Очень необычная гидроэлектростанция находится неподалеку от городка Лестервилль, штат Миссури. До ближайшего источника воды – порядка 80 километров. Как же тогда она работает и нужно ли это вообще?
Данная электростанция состоит из двух отстоящих на расстоянии друг от друга частей и работает только в пиковые моменты нагрузок в электросети. Резервуар с водой открывается, и вода течет вниз к турбинам. Как только нагрузка в сети падает, вода, при помощи остаточной электроэнергии, возвращается обратно в резервуар. Таким образом, получается, что ГЭС можно считать самодостаточным аккумулятором (ГАЭС). Стоимость проекта на момент запуска в 2010-м году составила около полумиллиарда долларов. Резервуар вмещает порядка 5 миллиардов кубометров воды.
ГАЭС использует в своей работе либо комплекс генераторов и насосов, либо обратимые гидроэлектроагрегаты, которые способны работать как в режиме генераторов, так и в режиме насосов. Во время ночного провала энергопотребления ГАЭС получает из энергосети дешёвую электроэнергию и расходует её на перекачку воды в верхний бьеф (насосный режим). Во время утреннего и вечернего пиков энергопотребления ГАЭС сбрасывает воду из верхнего бьефа в нижний, вырабатывает при этом дорогую пиковую электроэнергию, которую отдаёт в энергосеть (генераторный режим).
Она разработана, чтобы помочь удовлетворить пиковое потребление электроэнергии в течение дня. Во время периодов высокого потребления вода, сохраненная в резервуаре оригинальной формы на горе Проффит, выпускается через турбины в более низкий резервуар, на расстоянии в два километра, на Восточном берегу Черной Реки. Ночью, когда электрическое потребление низко, лишнее электричество, доступное в энергосистеме, используется, чтобы накачать воду назад к горной вершине. В основном, электростанция функционирует, как огромная батарея, храня лишнюю энергию, пока это не необходимо.
В крупных энергосистемах большую долю могут составлять мощности тепловых и атомных электростанций, которые не могут быстро снижать выработку электроэнергии при ночном снижении энергопотребления или же делают это с большими потерями. Этот факт приводит к установлению существенно большей коммерческой стоимости пиковой электроэнергии в энергосистеме, по сравнению со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой в ночной период. В таких условиях использование ГАЭС экономически эффективно и повышает как эффективность использования других мощностей (в том числе и транспортных), так и надёжность энергоснабжения.
Опыт использования ГАЭС в целях регулирования электрических режимов показал, что они являются не только генерирующим источником, но и источником оказания системных услуг, способствующих как оптимизации суточного графика нагрузок, так и повышению надёжности и качества электроснабжения.
Строительство станции Таум Саук началось в 1960, а работать она начала в 1963. Два турбинных насоса способны к производству 175 мегаватт энергии. Они были модернизированы в 1999 году до 225 мегаватт каждый.
Первые ГАЭС появились в Западной Европе в конце XIX века. Так, в 1882 году в Швейцарии, в окрестностях Цюриха, была построена установка Леттем с двумя насосами общей мощностью в 103 кВт. Спустя 12 лет, подобная установка заработала на одной из итальянских прядильных фабрик. Если к началу XX века общее число ГАЭС в мире не превышало четырёх, то уже к началу 1960-х оно достигло 72, а к 2010 году - 460.
Taum Sauk Hydroelectric Power Station находится в горной области Миссури Озаркс примерно в 140 км к югу от Санкт- Луи вблизи Лестервилл, штат Миссури.
Гидроаккумулирующая электростанция по внешнему виду может быть неотличима от обычной ГЭС, стоящей на реке, а может представлять собой такой вот необычный резервуар, как станция Taum Sauk в Миссури. В любом случае – это большая территория и большие объёмы строительства.
4 декабря 2005 года в верхнем водном резервуаре Taum Sauk гидроэлектростанции близ городка Лестервиль произошло разрушение дамбы, в результате чего хлынувшие потоки воды смыли несколько домов и автомашин. Вода из верхнего резервуара площадью 50 акров вытекла всего за 12 минут.
По результатам расследования аварии было установлено, что причинами разрушения дамбы ограждения верхового бассейна ГАЭС Taum Sauk были его переполнение и перелив воды через гребень дамбы вследствие сбоя в компьютерной программе системы автоматического регулирования уровня воды в бассейне.
ГАЭС (гидроаккумулирующие электростанции) служат для накопления электроэнергии во время низкого потребления сетями электричества (в ночной период) и отдачи её во время пиковых нагрузок, уменьшая тем самым необходимость изменения мощности в течение суток основных электростанций (атомных, тепловых). Тепловые и атомные станции не способны быстро снижать свою мощность во время значительного спада потребления, поэтому ночью себестоимость электроэнергии существенно возрастает и электростанции работают в значительной степени вхолостую.
История использования гидроаккумулирующих электростанций
Чтобы улучшить и увеличить эффективность всей системы, были разработаны ГАЭС. Первые подобные станции были построены в конце 19 века в Западной Европе, в частности в 1882 г. в Швейцарии была запущена установка Леттем мощностью 103 кВт. Аналогичное сооружение через 12 лет было запущено на одной из прядильных фабрик Италии. До 20 столетия функционировало всего 4 ГАЭС, к 60-м гг. 20 века насчитывалось уже 72 работающие установки, к 2010 г. их число достигло 460.
Принцип действия
У гидроаккумулирующих электростанций есть два периода работы — насосный и турбинный. Во время первого режима ГАЭС является потребителем электроэнергии, которая подаётся от во время минимальной нагрузки на последние (обычно примерно 7-12 часов в сутки). При этом на ГАЭС происходит перекачка воды в верхний аккумулирующий бассейн из нижнего питающего водохранилища (станция запасает энергию). В турбинном режиме ГАЭС отдаёт накопленную энергию обратно в сеть во время максимальной нагрузки на неё (2-6 часов в сутки). Вода в этот период из верхнего бассейна направляется обратно в питающее водохранилище, вращая при этом турбину генератора.
Верхний бассейн может не иметь естественной приточности, работая исключительно на запасённой в наносный период воде. Такие ГАЭС принято называть «чистыми». Также функционируют «смешанные» гидроаккумулирующие станции, верхний бассейн которых имеет дополнительную естественную приточность. При этом в турбинном режиме используется и аккумулированная, и поступающая естественным образом вода.
Принцип действия насосно-аккумулирующих электростанций заключается в преобразовании энергии воды. В таких инженерных сооружениях есть два периода работы: насосный и турбинный. В первый период электростанция является потребителем энергии от других видов, например, тепловых электростанций. В это время с помощью насосов вода перекачивается в верхний бассейн (происходит зарядка). Во время турбинного режима работы вода вращает турбины, попадая в нижнее хранилище, с помощью чего запасённая энергия отдаётся потребителю (разрядка).
Делается это для того, чтобы обеспечить города, промышленность необходимой мощностью во время пикового энергопотребления.
Устройство
Кроме верхнего бассейна и питающего водохранилища в состав ГАЭС входит здание электростанции, железобетонный или металлический напорный водопровод, водоприёмник, который служит для подачи воды в верхний бассейн во время работы станции в насосный период и для забора воды из него в турбинный период. В самом здании электростанции устанавливается турбина, генератор-электродвигатель и насос либо только генератор-электродвигатель и обратимая турбина (турбина-насос).
Чаще всего ГАЭС устанавливаются рядом с мощными потребителями энергии недалеко от мощных тепловых или атомных электростанций там, где этому способствуют топографические, гидрологические и геологические условия. Необходимо, чтобы на местности имелась возможность устроить верхний бассейн и нижнее водохранилища рядом друг с другом. КПД гидроаккумулирующих станций колеблется в диапазоне 0,6 — 0,7. Обычно для работы используются уже существующие водохранилища и озёра или те места, где верхний бассейн имеет естественную приточность.
Разделяют «чистые» гидроаккумулирующие станции и «смешанные». В первом случае верхний бассейн не обладает естественной приточностью, таким образом энергия вырабатывается только за счёт запасённой заранее воды. В смешанных электростанция используется кроме аккумулированного объёма ещё и приточный сток. КПД подобных сооружений составляет 60-70%. Обычно устанавливаются вблизи мощных электростанций, там где возможно организовать нижнее водохранилище и верхнее хранилище близко друг к другу.
Другой вид аккумулирующих электростанций — ветряные. В них используется простой принцип, когда ветер вращает ветряное колесо, а энергия запасается в аккумуляторной батарее. Они намного меньше гидроаккумулирующих электростанций по размеру. Сейчас активно развиваются конструкции малой мощности, направленные на обеспечение энергией отдельных домов и фермерских хозяйств. Мощность их составляет 300 Вт — 20 кВт. средней мощности могут снабжать электричеством небольшие удалённые населённые пункты с общим потреблением 20 — 600 кВт. Мощные аккумулирующие станции выдают более мегаватта.
В связи с постоянным повышением подобные сооружения получили большое распространение в Европе. Сейчас они устанавливаются повсеместно, в том числе и в черте города. К недостаткам можно отнести создаваемый шум на уровне 45 дБ и выше. Также во многих странах запрещается их использование в сезон миграции птиц.