مقدمه:

توسعه صنعت برق به عنوان یک عامل زیربنائی در پیشرفت کشور از ویژگی های خاصی برخوردار است که آن را از سایر خدمات زیر بنائی مجزا می نماید. صنعت بطور جداناپذیری از نظر مقدار تولید به مصرف کنندگان خود وابسته است. تولید آن به روشهای عمومی قابل ذخیره سازی نیست همچنین مقدار مصرف دارای تغییرات وسیع شبانه روزی، هفتگی و فصلی می باشد. جهت انتقال انرژی از ساعتهای کم مصرف به ساعتهای پر مصرف نیروگاههای تلمبه ذخیره ای با تلمبه کردن مقداری آب از یک مخزن تحتانی به یک فوقانی انجام می شود که در نتیجه آن مازاد نیروی برق قابل تولید و غیر قابل مصرف شبکه تبدیل به انرژی پتانسیل می گردد( بصورت ذخیره آب در یک مخزن در ارتقاع بالاتر) در ساعاتی که نیاز به مصرف بیش از ظرفیت تولید می باشد آب ذخیره شده درمخزن بالائی توربین نیروگاه تلمبه ذخیره ای را مانند نیروگاههای آبی معمولی به گردش درآورده و تولید برق می نماید. با این کار در حقیقت آب ذخیره شده بصورت انرژی پتانسیل تبدیل به انرژی الکتریکی می گردد. برق مورد نیاز جهت تلمبه در این نیروگاه باید توسط نیروگاههای بار پایه تامین گردد. بنابراین می توان گفت که نیروگاه تلمبه دخیره ای نیروگاهی است، که برق پایه تولید شده مازاد توسط نیروگاههای پایه رامی توان توسط نیروگاه تلمبه از بار پایه روزانه بیشتر است، برق پایه را می توان توسط نیروگاه تلمبه ذخیره ای نموده و به برق پیک تبدیل کرد. امروزه در صنعت برق طراحی و بهره برداری بهینه و موثر اقتصادی همواره مورد نظر بوده و در توسعه و بهره برداری از صنعت برق، توزیع اقتصادی بار بین نیروگاههای سوخت فسیلی و حداقل کردن هزینه بهره برداری، داقل کردن آلودگی و حتی المقدور حفظ منابع سوختنی از اهداف اصلی به شار می آیندکه یکی از مسائل مورد توجه در توزیع اقتصادی بار، هماهنگی بین نیروگاههای حرارتی، آبی و نیروگاههای آبی تلمبه ذخیره ای است. لذا در این مقاله عرضه و تقاضای انرژی در ایران را در سالهای گذشته بررسی کرده و سپس این عرضه را برای سالهای آینده پیش بینی و جایگاه نیروگاه تلمبه ذخیره ای را در سیستم عرضه و تقاضای انرژی در ایران مشخص می نماییم.

معرفی نیروگاه تلمبه ذخیره ای:

ازمناسب ترین انتخاب ها جهت تنظیم بار شبکه برق بکار می روند. در نیروگاه های تلمبه ذخیره ای بعنوان یکی کننده مقادیر مصرف انرژی برق مصرف موجود دارد که مناسب ترین گزینه برای آن نیروگاههای تلمبه ذخیره ای می بایستی راهکاری انتخاب کرد که مولدهای انرژی توانایی در ساعتهای مختلف شبانه روز متفاوت است بنانبراین اوقات پربار و کم بار مصرف داشته باشند. تنها پاسخ، انتقال مقادیری از انرژی اضافه پاسخگویی میزان مصرف را در آب ذخیره شده از سد تولید شده در زمان مصرف انرزی کم به زمانهای اوج مصرف است که این کار از طریق پمپاژ تراز بالاتر واقع شده میسر است. در این روش پائین دست که در مخزن سد انرژی برق اضافی و غیر قابل مصرف در شبکه گردد. در طول ساعات روز زمانی که نیاز بسیار بیشتر از توان تولیدی نیروگاههای بالادست ذخیره می گرفته می شوند و با رهاسازی آب است توربینهای نیروگاه تلمبه ذخیره ای مانند نیروگاههای معمول برق آبی بکار پتانسیل ذخیره شده را تبدیل به انرژی الکتریکی می نمایند. در عمل ذخیره شده در مخزن واقع در تراز بالاتر، انرژی نیروگاه تلمبه ذخیره ای مانند نیروگاههای معمول برقآبی بکار پتانسیل ذخیره شده را تبدیل به انرژی الکتریکی می نمایند. در عمل ذخیره شده در مخزن واقع در تراز بالاتر، انرژی نیروگاه تلمبهذخیره ای نامیده می شود چنین سیستمی

1 تاریخچه نیروگاه تلمبه ذخیره ای

بشر از زمانهای بسیار دور به انرژی آب پی برده بود. آسیابهای آبی که هزاران سال قبل معمول بود گویای این امر می باشد. اما اولین نیروگاه برق آبی با قابلیت تلمبه ذخیره ای در سال 1882 در زوریخ سوئیس شروع به فعالیت نمود، پس از آن در سال 1909 نیروگاه تلمبه ذخیره ای دیگری در اسکاف هوسن کشور مذکور راه اندازی شد که هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد. در انگلستان اولین نیروگاه تلمبه ذخیره ای در سال 1920 در والکربورن نصب و راه اندازی شد. بنا به گفته فریمن تا سال 1925 حدود 35 نیروگاه تلمبه ذخیره ای کوچک در کشورهای مختلف اروپا مشغول به فعالیت بوده اند. در همان زمان فرضیه ساخت توربین تلمبه معکوس ارائه و در سال 1931 اولین توربین تلمبه معکوس در شهر بالدنییسی آلمان نصب گردید.

جنگ جهانی دوم باعث یک انفجار اقتصادی در سر تا سر جهان شد. این موضوع باعث افزایش تقاضا گردیده و در طی آن شبکههای انتقال انرژی توسعه یافتند توسعه شبکه های مذکور نیاز بهنیروگاههای پیک را آشکارتر کرد. بنابراین نیروگاه تلمبه ذخیره ای بعنوان یکی از اجزاء لازم در سیستم تولید انرژی شناخته شد. در سال 1955 اولین واحد تلمبه توربین از نوع فرانسیس توسط سازمان تنسی والی در ایالت متحده نصب گردید. در سال 1962 اجرای پروژه های تلمبه ذخیره ای 360 مگاواتی فستینیوگ در انگلستان و پروویندانز با ارتفاع 284 متر در ایتالیا نقطه عطفی در پیشرفت نیروگاههای مذکور ایجاد نمودند. پس از آن در سال 1963 ایالت متحده دو واحد 230 مگاواتی با هد 250 متر بر روی سد تام ساک راه اندازی کرد تا اواسط دهه هفتاد نیروگاه اهیرا واقع در ژاپن با هد 513 متر و نیروگاه لادینگتون در ایالت متحده به ترتیب دارای بالاترین هد و بیشترین ظرفیت تولید بودند اما امروزه طرح پلاسل رادولو ایتالیا با هد 1260 متر و نیروگاه لیستون در ایالت متحده با ظرفیت تولید 2880 مگاوات به ترتیب دارای بیشترین هد و ظرفیت تولید می باشند. روند توسعه نیروگاههای تلمبه ذخیره ای ادامه یافت تا اینکه در پایان سال 1990 بیش از 300 نیروگاه از نوع مذکور در دست ساخت یا بهره برداری بوده است و این نشانه نقش موثر نیروگاه تلمبه ذخیره ای درخدمات تولید برق می باشد.