PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE
When forming the perspective ways of developing the power industry of Ukraine should take into account the experience of both domestic and world science. The reduction of organic fuels and the growing environmental problems are attracting increasing interest in the use of natural renewable energy so...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2018
|
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/167 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103181710163968 |
|---|---|
| author | Verbovij, A. |
| author_facet | Verbovij, A. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "A. Verbovij",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine"
}
] |
| author_sort | Verbovij, A. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:12Z |
| description | When forming the perspective ways of developing the power industry of Ukraine should take into account the experience of both domestic and world science. The reduction of organic fuels and the growing environmental problems are attracting increasing interest in the use of natural renewable energy sources (RES). The last few decades of renewable energy development have been marked by the process of refining RES technologies: new developments in energy efficiency, progress in the development of energy equipment and software, achievements in the area of energy conservation.
In Ukraine, on the territory of the Azov-Black Sea coast, there are many attractive sites for the construction of small hydroelectric stations [8, 9, 10]. One of these sites for the creation of a small PSP can be the area about. Snake in the Black Sea. Currently, on this island, electricity generation for local consumers is carried out using diesel and solar power plants, and wind power is also under construction. In the future, electricity consumption will increase, and therefore the emergency and volatile situation in the supply of electricity to consumers will increase. The requirements for standby power-driven power supplies will increase, in proportion to the increase in installed power of solar and wind power plants. One of the solutions to this problem may be the construction of a small PSP, which does not require a lower and large upper reservoir. One or more pressure vessels can be used as an upper reservoir, and the sea will serve as the lower one.
From the large range of pumps, you can choose those that by type and characteristics meet their use as a hydrostatic return action.
For the choice of power equipment of small PSPs, it may be promising to use as turbines and generators of series pumps and electric motors. The selected standard size pump pump for a small HPP will equip the station with an inexpensive, reliable hydromotor, which provides the efficiency of energy conversion at the level of 70-75%. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:28Z |
| format | Article |
| fulltext |
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 46
УДК 621.224.24
СЕРІЙНІ НАСОСИ У СКЛАДІ МАЛИХ ГІДРОАКУМУЛЮВАЛЬНИХ
ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ В ЯКОСТІ ГІДРОМАШИН ЗВОРОТНОЇ ДІЇ
А.П. Вербовий, кандидат технічних наук
Інститут відновлюваної енергетики НАН України,
02094, м. Київ, вул. Гната Хоткевича, 20А
По мірі збільшення встановлених потужностей відновлюваних джерел енергії на основі сонячних та вітроелектростанцій
збільшується необхідність у маневрових (резервних) джерелах потужності. Таким джерелом маневрової потужності може
бути гідроакумулювальна електростанція. Гідроакумулювальна електростанція за досить тривалий час зарекомендували себе
як відносно прості і надійні станції, що володіють максимальними маневреними можливостями - швидким набором та ски-
данням навантаження, великим діапазоном регулювання. В якості енергетичного обладнання гідроакумулювальної електрос-
танції вибрано серійний насос, для якого розраховані параметри в турбінному режимі. Бібл. 25, табл. 1, рис. 3.
Ключові слова: гідроакумулювальна електростанція, турбіна, насос, подача, напір, потужність.
PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO
ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE
A.Verbovij
Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine,
Hnata Khotkevycha, 20А, 02094, Kyiv-94, Ukraine
As the installed capacity of renewable energy sources based on solar and wind power plants increases, there is an increased need for
shunting (reserve) power sources. Such a source of maneuvering power may be a hydroelectric power station. The hydroelectric
power station has proved itself to be relatively simple and reliable power plants with the maximum maneuverability - fast loading
and loading, and a large range of regulation - for a fairly long time. As a power equipment of a hydroelectric power station a serial
pump has been selected for which the parameters in the turbine mode are calculated. References 25, tables 1, figures 3.
Keywords: pumped hydro energy storage, turbine, pump, feed, pressure, power.
А.П. Вербовий
A. Verbovij
Відомості про автора: старший науко-
вий співробітник відділу гідроенергети-
ки, Інституту відновлюваної енергетики
НАНУ.
Освіта: вища, Національний технічний
університет України "Київський політе-
хнічний інститут".
Спеціальність: "Електропривод та авто-
матизація промислових установок".
Публікації: 126.
ORCID: 0000-0003-2838-6032
Контакти: тел./факс: +38-044-206-28-09,
e-mail: hydro@ive.org.ua
Information about the author: Senior
Research of Hydropower Engineering
Department, Institute of Renewable Energy
NAS of Ukraine
Education: National Technical University
of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute".
Specialty: "Electric drive and automation of
industrial plants”.
Publications: 126.
ORCID: 0000-0003-2838-6032
Contacts: +38-044-206-28-09,
e-mail: hydro@ive.org.ua
Перелік умовних позначень
ВДЕ – відновлювані джерела енергії; N – потужність;
ВЕС – вітроелектростанція; H – напір;
ГАЕС – гідроакумулювальна електростанція; Q – витрата;
ККД – коефіцієнт корисної дії; – гідравлічний коефіцієнт корисної дії.
© А.П. Вербовий, 2018
mailto:hydro@ive.org.ua
mailto:hydro@ive.org.ua
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 47
Вступ. При формуванні перспективних шля-
хів розвитку електроенергетики України повинен
враховуватися досвід як вітчизняної так і світової
науки. Скорочення запасів органічного палива та
зростаючі проблеми екології привертають все
більший інтерес у світі до використання природ-
них відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Остан-
ні кілька десятків років розвитку відновлюваної
енергетики були відзначені процесом удоскона-
лення технологій ВДЕ: новими розробками в об-
ласті енергоефективності, прогресом в області
розробки енергетичного обладнання та програм-
ного забезпечення, досягненнями в області нако-
пичування енергії. У перспективі виробництво
енергії, що використовує органічне паливо (ву-
гілля, природний газ, мазут, дизельне паливо),
може зіткнутися з низкою складних економічних,
транспортних і екологічних проблем. Відсутність
на внутрішньому ринку країни енергетичної аль-
тернативи, може привести до негативних наслід-
ків через поступове виснаження традиційних
енергоносіїв. У зв'язку із цим є необхідність у
використанні альтернативних, ефективних та
економічно вигідних способів енергозабезпечен-
ня споживачів [1].
Застосування гідроакумулювальних елек-
тростанцій – надійний спосіб зберігання елек-
троенергії. Електрична енергія має три основні
особливості: генерація, передача і споживання. З
розвитком ВДЕ на основі сонячної та вітроенергії
(зі змінним графіком видачі потужності) до цих
особливостей додається четверта – зберігання.
Ефективним способом зберігання електроенергії є
використання потенціалу гідроенергетичних ресу-
рсів малих річок, водотоків, морської води [2-4].
Сонячні та вітроелектростанції мають не-
стійкий режим виробництва електроенергії. Ге-
нерування електроенергії сонячними електроста-
нціями проходить по певному циклу, тобто тіль-
ки в денний час, з максимумом по полудні. Зо-
всім по іншому проходить виробництво електро-
енергії вітроелектростанціями (ВЕС). Швидкість
вітру (величина яка змінна в часі [5]) істотно
впливає на генерування електроенергії ВЕС, тоб-
то воно непостійне, нерегульоване й непередба-
чене. Ці всі фактори впливають на надійність і
ефективність енергосистеми. По мірі збільшення
встановлених потужностей ВДЕ на основі соняч-
них та вітроелектростанцій – збільшується необ-
хідність у маневрових (резервних) джерелах по-
тужності. Таким джерелом маневрової потужнос-
ті може бути гідроакумулювальна електростанція
(ГАЕС) [6, 7]. ГАЕС за досить тривалий час заре-
комендували себе як відносно прості і надійні
електростанції, що володіють максимальними
маневреними можливостями - швидким набором
та скиданням навантаження, великим діапазоном
регулювання, що дорівнює сумі насосної і тур-
бінної потужності.
В Україні на території Азово-Чорномор-
ського узбережжя існує багато привабливих ді-
лянок для побудови морських малих ГАЕС [8-
10]. Однією із таких ділянок для створення малої
ГАЕС може слугувати територія о. Зміїний в Чо-
рному морі. В даний час на цьому острові вироб-
ництво електроенергії для місцевих споживачів
здійснюється за допомогою дизельної та сонячної
електростанцій, також споруджується ВЕС. В
майбутньому споживання електроенергії буде
збільшуватися, а отже будуть збільшуватись ава-
рійні і нестабільні ситуації в постачанні електро-
енергії споживачам. Потреби у резервних манев-
рених джерелах потужності будуть збільшувати-
ся, пропорційно зі збільшенням встановленої по-
тужності сонячних і вітроелектростанцій. Одним
із варіантів вирішення такої проблеми може бути
побудова малої ГАЕС, для якої не потрібно ниж-
нє і велике верхнє водосховище. В якості верх-
нього водоймища може бути використаний один
або декілька напірних резервуарів, а в якості ниж-
нього буде слугувати море. Основною проблемою
створення малої ГАЕС є відносно висока собівар-
тість обладнання, до якого входять: гідротурбіна,
генератор, системи автоматизації та управління,
напірні трубопроводи, резервуари, з’єднувальні
кабелі, монтажні металоконструкції, допоміжне
обладнання. В даний час в світі при будівництві
сучасних ГАЕС застосовується двомашинна схе-
ма, при якій насос працює як в насосному, так і
зворотному режимах, а двигун в генераторному.
Застосування гідроенергообладнання в такому
режимі пояснюється меншими затратами.
В гідроенергетичному машинобудуванні іс-
нує велика кількість різновидів турбін, але на
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 48
ГЕС і ГАЕС використовуються наступні види
турбін: пропелерна, поворотно-лопатева, радіа-
льно-осьова (реактивні) і ківшева турбіни (актив-
на) рис. 1. В залежності від напору застосовуєть-
ся той, або інший вид турбін. Так при напорах від
2 до 40 м застосовуються пропелерні і поворот-
но-лопатеві турбіни, при напорах від 10 до 350 м
радіально-осьові турбіни, а при напорах від 50 до
1300 м ківшеві турбіни. Для використання в яко-
сті турбін можуть застосовуватись всі види насо-
сів, перевага яких полягає в наступному:
- номенклатура насосів, що випускаються
промисловістю на порядок більша ніж турбін;
- насоси комплектуються двигунами які мо-
жуть бути використані в якості генераторів;
- великий вибір конструкцій насосів з верти-
кальним або горизонтальним розташуванням;
- значно нижча відносна собівартість облад-
нання, а в наслідок і собівартість самої малої
ГАЕС.
Основні недоліки використання насосів в
якості турбін:
- більш низький коефіцієнт корисної дії (ККД)
ніж у турбін;
- відсутність швидкодіючого регулятора ви-
трат води.
Рис. 1. Види турбін.
Fig. 1. Types of turbines.
На рис. 2 зображено межі застосування се-
рійних насосів в залежності від потужностей, на-
пору і витрат [11, 12]. Серійні насоси можуть
встановлюватися на малих ГАЕС в якості гідро-
машин зворотної дії замість турбін, і вони покри-
вають широкий діапазон по напору (10-100 м) і
витратам (0.01-10 м3/с). Особливість використан-
ня насосу в якості турбіни полягає в тому, що
при однаковому числі обертів витрата насосу
становить тільки частину витрати, отриманої при
роботі його в якості турбіни, якщо подоланий
насосом напір рівний напору турбіни [13, 14].
Дослідження можливості використання насо-
сів у якості турбін для генерування енергії про-
водилися в 90-х роках в Німеччині [13, 15], Анг-
лії [16], Ірані [17], Індії [18, 19] та інших країнах.
Зростання останнім часом кількості публікацій
про проведення досліджень з даної тематики в
Англії, США, Росії, а також про застосування в
країнах, що розвиваються [19, 20] підтверджує
необхідність і перспективність використання на-
сосів у малій гідроенергетиці [14].
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 49
Рис. 2. Межі застосування серійних насосів в турбінному режимі для напорів від 2 до 1000 м.
Fig. 2. Pumps in turbine mode of operation may be applied for heads between 2 and almost 1000 m.
Вибір серійного насосу для малої ГАЕС.
Вибір насосу здійснюємо на прикладі спору-
дження малої ГАЕС на о. Зміїний. При роботі
насосу в прямому і зворотному режимах необхі-
дно визначитись з характеристиками в насосному
і турбінному режимах [21- 23]. Найбільша висота
на острові складає 41 м, середня
20 м. Тоді з урахуванням висоти резервуару, що
складає 12 м, напір, що розвиває гідроагрегат в
насосному режимі, повинен складати не менше
32нH м. Попередньо приймаємо потужність в
турбінному режимі 30N кВт. Із виразу для по-
тужності відібраною турбіною від протікання
рідини
тнQHN 81,9 (1)
знаходимо витрату 102,0Q , м³/с де 88,0т –
ККД гідроагрегату в турбінному режимі. Експе-
риментальні характеристики насосів наводяться в
технічній документації до них, а в турбінному
режимі такі характеристики відсутні. Під час ро-
боти ГАЕС напір створюваний в насосному ре-
жимі більше, ніж в турбінному. З цього витікає,
що при виборі серійної гідромашини для роботи
в зворотному режимі, необхідно виходити із на-
пору, що розвивається в насосному режимі.
З великої номенклатури насосів, можна виб-
рати ті, які за типом і за характеристиками задо-
вольняли їх застосування в якості гідромашини
зворотної дії. По визначеному напору, подачі і
рис. 2 вибираємо насос з радіально-осьовою
(Френсіса) турбіною. Проаналізувавши номенк-
латуру насосів що випускає вітчизняна промис-
ловість, попередньо виберемо наступні типи: ГР,
ГРА – грунтові; К, 1К, 2К – консольні для води;
К-Е консольні для нафти; КМ – консольнімоно
блочні; СМ – фекальні для стічних мас; Х – для
хімічної промисловості; ЦНА – для атомних ста-
нцій. Із всієї наведеної групи насосів зупиняємо-
ся на типі СМ, так як він найбільше відповідає по
раніше вибраним характеристикам – подачі, на-
пору і потужності. Також цей тип насосів відпо-
відає по кліматичному виконанні та категорії ро-
зміщення. Корпус насоса являє собою чавунний
відливок, в якому виконані вхід в насос і вихід-
ний патрубок, спірально-кільцевий відвід та опо-
рні лапи. Вхід в насос розташований по осі обер-
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 50
тання, вихідний патрубок спрямований вертика-
льно вгору і розташований в одній площині з віс-
сю обертання колеса. Конструкція вихідного пат-
рубка передбачає як кругле так і квадратне вико-
нання. Робоче колесо-відцентрове, односторон-
нього входу, закритого типу. Робоче колесо роз-
вантажено від осьових сил радіальними лопатка-
ми на несучому диску колеса. Ротор насоса при-
водиться в обертання електродвигуном через
втулково-пальцеву муфту. Обслуговування агре-
гатів періодичне і не вимагає постійної присут-
ності персоналу. Показники призначення за па-
раметрами в номінальному режимі для деяких
насосів типу СМ наведені в таблиці 1.
Таблиця 1. Технічні характеристики насосів в номінальному режимі
Table 1. Specifications of pumps in nominal mode
Назва
агрегату
Номін.
подача,
м³/год
Номін.
напір,
м
Рабоча зона
Кавіт. запас,
м
Электродвигун
подача, м³/год напір, м марка кВт об/хв
СМ 100-65-200-2 100 50 40…125 43…56 4,0 АИР200М2 37 3000
СМ 100-65-200а-2 100 32 34…107 30…41 4,0 АИР180S2 22 3000
СМ 100-65-250а-2 90 70 45…105 66…78 6,0 АИР200М2 37 3000
СМ 100-65-250б-2 80 60 40…100 54…70 6,0 АИР180М2 30 3000
СМ 150-125-315-4 200 32 100…250 27…35 3,0 АИР200М4 37 1500
СМ 150-125-400а-4 200 40 110…230 38…44 4,0 АИР 200L4 45 1500
СМ 150-125-400б-4 300 32 110…230 30…34 4,0 АИР 200L4 45 1500
СМ 200-150-315-4 400 32 250…500 30…38 5,0 АИР 250S4 75 1500
СМ 200-150-400б-4 300 32 150…350 30…38 7,0 АИР 200L4 45 1500
З таблиці 1 вибираємо насос СМ 200-150-
400б-4 з наступними номінальними даними: по-
дача – 300 м³/год, напір – 32 м і кавітаційний за-
пас – 7 м. Насос комплектується асинхронним
двигуном потужністю 45 кВт і в разі необхідності
може бути замінений на синхронний аналогічної
потужності. Основні технічні показники (напір,
потужність, ККД) від подачі при постійних зна-
ченнях частоти обертання робочого колеса, в'яз-
кості і щільності рідини на вході в насос зобра-
жені на рис. 3. Точні характеристики насоса при
роботі в зворотному (турбінному) режимі будуть
відрізнятися від характеристик зображених на
рис. 3. Такі характеристики можливо отримати
тільки експериментальним шляхом. Для попере-
дніх розрахунків характеристик в турбінному
режимі можна скористатися наближеними фор-
мулами. Так по формулі Шарма [13, 24] подача і
напір дорівнюють
8.0
max p
p
т
Q
Q
,
2.1
max p
p
т
H
H
(2)
де індекси “р” і “т” – відповідно насосний і тур-
бінний режими ( 424тQ м³/год; 53тH м).
Рис. 3. Характеристики насосу СМ 200-150-400б-4.
Fig. 3. Characteristics of the pump SM 200-150-400b-4.
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 51
В монографії [25] вирази для подачі і напору
визначаються виразами
h
p
т
Q
Q
,
2
h
p
hтhp
p
т
HH
H
(3)
де h – гідравлічний ККД, прийнятий однако-
вим для насосного і турбінного режимів. Так як
точне значення гідравлічного ККД невідомо, то
наближено приймаємо його рівним р . Розра-
ховані по формулі (3) подача і напір складають
372тQ м³/год, 35тH м у турбінному ре-
жимі. Відповідно потужність в турбінному ре-
жимі для першого (2) і другого (3) випадку скла-
дає 49 і 28,5 кВт. Як видно результати розрахо-
вані по формулам (2) і (3) суттєво відрізняються,
так по подачі різниця складає 24%, по напору
44% і по потужності 41%. В зв'язку з відсутністю
даних по ККД серійних насосів невеликої потуж-
ності при роботі в турбінному режимі, викорис-
таємо наближені дані із практики експлуатації
існуючих ГАЕС, так відомо, що потужність в
турбінному режимі складає 70–75% від насосно-
го режиму. Тоді для вибраного серійного насосу
потужність при роботі в турбінному режимі по-
винна складати 31,5-33,75 кВт. Порівнюючи роз-
раховану потужність серійного насосу в турбін-
ному режимі з показниками із практики експлуа-
тації ГАЕС бачимо, що вона майже не відрізня-
ється, розбіжність розрахунку не перевищує 10%.
Висновки. При нестійкому виробництві еле-
ктроенергії на сонячних та вітроелектростанціях,
спорудження поруч з ними ГАЕС являє собою
надійне джерело резервної потужності. Для ви-
бору енергетичного обладнання малих ГАЕС пе-
рспективним може бути використання в якості
турбін і генераторів серійних насосів і електрод-
вигунів. Вибраний типорозмір серійного насосу
для малої ГАЕС дозволить оснастити станцію
недорогим, надійним гідродвигуном, який забез-
печує ККД перетворення енергії на рівні 70–75%.
1. Мхитарян Н. М. Основные направления и стратегия
развития возобновляемой энергетики в Украине / Н. М. Мхита-
рян // Відновлювана енергетика. – 2005. – № 1. – С. 8–18.
2. Васько П. Ф. Гидроаккумулирующие электростан-
ции на морской воде – технологическая основа крупномас-
штабного использования ветровой и солнечной энергии в
электроэнергетической системе Крыма / П. Ф. Васько, М. Р.
Ибрагимова, С. Т. Пазыч // Альтернативная энергетика и эко-
логия (ISJAEE). – 2014. – № 15. – C. 38-49. – ISSN 1608-8298.
3. Васько П. Ф. Технические предпосылки создания
морских гидроаккумулирующих электростанций для энер-
гии возобновляемых источников / П. Ф. Васько, С. Т. Пазыч
// Alternative Energy and Ecology ; ISJAEE. – 2015. – № 15-16
(179-180). – С. 40-46. – ISSN 1608-8298.
4. П.Ф. Васько, А.П. Вербовий, М.Р. Ібрагімова, С.Т.
Пазич. Гідроакумулювальні електростанції – технологічна
основа інтеграції потужних вітро- та фотоелектричних стан-
цій до складу електроенергетичної системи України // Гід-
роенергетика України. – 2017. – №1-2. – С.20-25.
5. П.Ф. Васько, А.П. Вербовий, С.Т. Пазич. Реалізація
стохастичної двопараметричної моделі поздовжньої складо-
вої швидкості вітру для задач вітроенергетики // Відновлю-
вана енергетика. – 2017. – №3. – С.54-61.
6. Серебряников Н. И., Родионов В. Г., Кулешов А. П.,
Магрук В. И., Иванущенко В. С. Гидроаккумулирующие
электростанции. Строительство и эксплуатация Загорской
ГАЭС. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2000. – 368 с. – ISBN
5-93196-024-4.
7. Синюгин В. Ю., Магрук В. И., Родионов В.
Г. Гидроаккумулирующие электростанции в современной
электроэнергетике. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2008. –
352 с. – ISBN 978-593196-917-6.
8. Д. В. Холодов, Е. В. Обухов, В. Н. Степанов, С. Я.
Полнарев. Нетрадиционные стратегии в освоенииприродных
энергоресурсов приморских регионов Украины / Д. В. Хо-
лодов, Е. В. Обухов, В. Н. Степанов, С. Я. Полнарев. – О.:
Астропринт, 2003. – 162 с.
9. С.Т. Пазич. Аналіз конструктивних аналогів морських
ГАЕС // Відновлювана енергетика. – 2015. – №3. – С.62-66.
10. С.Т. Пазич. Оцінка технічних параметрів морської
гідроакумулючої станції для енергії відновлюваних джерел
// Відновлювана енергетика. – 2015. – №2. – С.66-71.
11. Engeda A. Auswahl von Kreiselpumpen als Turbinen /
A. Engeda, P. Strate, M. Rautenberg // Pumpentagung
Karlsruhe’88, Sektion A6, Fachgemeinschaft Pumpen im
VDMA, Frankfurt/Main, Oktober 1988. – P. 12–19.
12. В.Н. Дедков. Применение серийных насосов в каче-
стве гидротурбин для малой энергетики // Проблемы маши-
ностроения. – 2011. – Т. 14, № 4. – С.24-30.
13. Schnitzer V.: Pumpenantriebe mit regenerativer Ener-
gie; ihre besondere Anforderungen an Pumpen. Pumpentagung
Karlsruhe’92, Fachgemeinschaft Pumpen im VDMA, Frank-
furt/Main, Oktober 1992, Beitrag A5-11
14. Pumps as turbines for hydraulic energy recovery and
small hydropower purposes in Poland
(https://www.researchgate.net/publication/269992946)
15. Baumgarten S. Pumpen als Turbinen / S. Baumgarten,
W. Guder // KSB Pump company, Technik kompakt, July 2005.
– № 11. – P. 2–9.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3/5931960244
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3/5931960244
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3/9785931969176
http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&S21REF=10&S21CNR=20&S21STN=1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA=&2_S21STR=vien_2015_3_12
http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&S21REF=10&S21CNR=20&S21STN=1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA=&2_S21STR=vien_2015_3_12
http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&S21REF=10&S21CNR=20&S21STN=1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA=&2_S21STR=vien_2015_2_10
http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&S21REF=10&S21CNR=20&S21STN=1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA=&2_S21STR=vien_2015_2_10
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 52
16. Williams A. A. The turbine performance of centrifugal
pumps: a comparison of predictionmethods / A. A. Williams //
Proc. IMech. Part A. – 1994. – Vol. 208. – P. 59–66.
17. Nourbakhsh A. Mini and Micro Hydropower Stations
for Production Inexpensive Energy / A. Nourbakhsh, S. De-
rakhshan // HIDROENERGIA 2008-05-04, Intern. Conf. and
Exhibition, SMALL HYDROPOWER, Bled-Slovenia, 11-13
June 2008.
18. Singh P. Performance Evaluation of the Pump as Turbine
based Micro Hydro Project in Kinko Village, Tanzania / P. Singh,
V. Ramasubramanian, A. Rao // Himalayan Small Hydropower
Summit, Dehradun, India, October 12–13, 2006. – P. 159–166.
19. Maher P. Assessment of pico hydro as an option for off-
gridelectrification in Kenya / P. Maher, N. A. Smith, A. A. Wil-
liams // J. Renewable Energy. – 2003, Vol. 28. – P. 1357–1369.
20. Singh P. Experimental and Computational Studies of
the Effect of "Casing Eye Rib" on the Swirl Flow at the Exit of a
Pump as Turbine / P. Singh, J. T. Kshirsagar, S. Caglar // Proc.
ASME Heat Transfer. – Fluids Eng. – July 2004, Charlotte,
North Carolina, USA, ASME HT-FED2004.
21. В.Э. Дранковский, М.Ю. Хавренко. Определение
расчетных параметров высоконапорных обратимых гидро-
машин // Вісник НТУ "ХПІ". – 2016. – № 20 (1192) – C.81-
84.– ISSN 2411-3441
22. Н.Н. Аршеневский. Обратимые гидромашины гид-
роаккумулирующих електростанций / Н.Н. Аршеневский. –
М.: Энергия. 1977. – 239 с.
23. Г. И. Кривченко. Гидравлические машины: Тур-
бины и насосы / Г. И. Кривченко. – М.: Энергоатомиздат,
1983. – 320 с.
24. Williams A.: Pumps as turbines. A user’s guide. Inter-
mediate Technology Publications, London, 1995.
25. Степанов А. И. Центробежные и осевые насосы / А.
И. Степанов. – М.: Машгиз, 1960. – 464 с.
СЕРИЙНЫЕ НАСОСЫ В СОСТАВЕ МАЛЫХ
ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В
КАЧЕСТВЕ ГИДРОМАШИН ОБРАТНОГО
ДЕЙСТВИЯ
А.П. Вербовой, канд. техн. наук
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины
02094, г. Киев, ул. Гната Хоткевича, 20А
Рассмотрена возможность использования гидроаккумули-
рующей электростанции, как источника резервной мощно-
сти для солнечных и ветроэлектростанций. В качестве
энергетического оборудования гидроаккумулирующей элек-
тростанции выбрано серийный насос, для которого рас-
считаны параметры в турбинном режиме. Библ. 25,
табл. 1, рис. 3.
Ключевые слова: гидроаккумулирующая электростанция,
турбина, насос, подача, напор, мощность.
REFERENCES
1. Mhitaryan N. M. Osnovnyie napravleniya i strategiya
razvitiya vozobnovlyaemoy energetiki v Ukraine / N. M.
Mhitaryan // VIdnovlyuvana energetika. – 2005. – № 1. – S. 8–18.
2. Vasko P. F. Gidroakkumuliruyuschie elektrostantsii na
morskoy vode – tehnologicheskaya osnova krupnomasshtabnogo
ispolzovaniya vetrovoy i solnechnoy energii v
elektroenergeticheskoy sisteme Kryima / P. F. Vasko, M. R.
Ibragimova, S. T. Pazyich // Alternativnaya energetika i ekologiya
(ISJAEE). – 2014. – № 15. – C. 38—49. – ISSN 1608-8298.
3. Vasko P. F. Tehnicheskie predposyilki sozdaniya
morskih gidroakkumuliruyuschih elektrostantsiy dlya energii
vozobnovlyaemyih istochnikov / P. F. Vasko, S. T. Pazyich //
Alternative Energy and Ecology ; ISJAEE. – 2015. – № 15-16
(179-180). – S. 40-46. – ISSN 1608-8298.
4. P.F. Vasko, A.P. Verboviy, M.R. IbragImova, S.T.
Pazich. GIdroakumulyuvalnI elektrostantsIYi – tehnologIchna
osnova IntegratsIYi potuzhnih vItro- ta fotoelektrichnih stantsIy
do skladu elektroenergetichnoYi sistemi UkraYini //
GIdroenergetika UkraYini. – 2017. – №1-2. – S.20-25.
5. P.F. Vasko, A.P. Verboviy, S.T. Pazich. RealIzatsIya
stohastichnoYi dvoparametrichnoYi modelI pozdovzhnoYi
skladovoYi shvidkostI vItru dlya zadach vItroenergetiki //
VIdnovlyuvana energetika. – 2017. – №3. – S.54-61.
6. Serebryanikov N. I., Rodionov V. G., Kuleshov A. P.,
Magruk V. I., Ivanuschenko V. S. Gidroakkumuliruyuschie
elektrostantsii. Stroitelstvo i ekspluatatsiya Zagorskoy GAES. –
M.: Izdatelstvo NTs ENAS, 2000. – 368 s. – ISBN 5-93196-024-4.
7. Sinyugin V. Yu., Magruk V. I., Rodionov V. G.
Gidroakkumuliruyuschie elektrostantsii v sovremennoy
elektroenergetike. – M.: Izdatelstvo NTs ENAS, 2008. – 352 s. –
ISBN 978-593196-917-6.
8. D. V. Holodov, E. V. Obuhov, V. N. Stepanov, S. Ya.
Polnarev. Netraditsionnyie strategii v osvoeniiprirodnyih
energoresursov primorskih regionov Ukrainyi / D. V. Holodov,
E. V. Obuhov, V. N. Stepanov, S. Ya. Polnarev. – O.: Astroprint,
2003. – 162 s.
9. S.T. Pazich. AnalIz konstruktivnih analogIv morskih
GAES // VIdnovlyuvana energetika. – 2015. – №3. – S.62-66.
10. S.T. Pazich. OtsInka tehnIchnih parametrIv morskoYi
gIdroakumulyuchoYi stantsIYi dlya energIYi vIdnovlyuvanih
dzherel // VIdnovlyuvana energetika. – 2015. – №2. – S.66-71.
11. Engeda A. Auswahl von Kreiselpumpen als Turbinen /
A. Engeda, P. Strate, M. Rautenberg // Pumpentagung
Karlsruhe’88, Sektion A6, Fachgemeinschaft Pumpen im
VDMA, Frankfurt/Main, Oktober 1988. – P. 12–19.
12. V.N. Dedkov. Primenenie seriynyih nasosov v
kachestve gidroturbin dlya maloy energetiki // Problemyi
mashinostroeniya. – 2011. – T. 14, № 4. – S.24-30.
13. Schnitzer V.: Pumpenantriebe mit regenerativer Ener-
gie; ihre besondere Anforderungen an Pumpen. Pumpentagung
Karlsruhe’92, Fachgemeinschaft Pumpen im VDMA, Frank-
furt/Main, Oktober 1992, Beitrag A5-11
ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 53
14. Pumps as turbines for hydraulic energy recovery and
small hydropower purposes in Poland
(https://www.researchgate.net/publication/269992946)
15. Baumgarten S. Pumpen als Turbinen / S. Baumgarten,
W. Guder // KSB Pump company, Technik kompakt, July 2005.
– № 11. – P. 2–9.
16. Williams A. A. The turbine performance of centrifugal
pumps: a comparison of predictionmethods / A. A. Williams //
Proc. IMech. Part A. – 1994. – Vol. 208. – P. 59–66.
17. Nourbakhsh A. Mini and Micro Hydropower Stations
for Production Inexpensive Energy / A. Nourbakhsh, S. De-
rakhshan // HIDROENERGIA 2008-05-04, Intern. Conf. and
Exhibition, SMALL HYDROPOWER, Bled-Slovenia, 11-13
June 2008.
18. Singh P. Performance Evaluation of the Pump as Turbine
based Micro Hydro Project in Kinko Village, Tanzania / P. Singh,
V. Ramasubramanian, A. Rao // Himalayan Small Hydropower
Summit, Dehradun, India, October 12–13, 2006. – P. 159–166.
19. Maher P. Assessment of pico hydro as an option for off-
gridelectrification in Kenya / P. Maher, N. A. Smith, A. A. Wil-
liams // J. Renewable Energy. – 2003, Vol. 28. – P. 1357–1369.
20. Singh P. Experimental and Computational Studies of
the Effect of "Casing Eye Rib" on the Swirl Flow at the Exit of a
Pump as Turbine / P. Singh, J. T. Kshirsagar, S. Caglar // Proc.
ASME Heat Transfer. – Fluids Eng. – July 2004, Charlotte,
North Carolina, USA, ASME HT-FED2004.
21. V.E. Drankovskiy, M.Yu. Havrenko. Opredelenie
raschetnyih parametrov vyisokonapornyih obratimyih
gidromashin // VIsnik NTU "HPI". – 2016. – № 20 (1192) –
C.81-84.– ISSN 2411-3441
22. N.N. Arshenevskiy. Obratimyie gidromashinyi
gidroakkumuliruyuschih elektrostantsiy / N.N. Arshenevskiy. –
M.: Energiya. 1977. – 239 s.
23. G. I. Krivchenko. Gidravlicheskie mashinyi: Turbinyi i
nasosyi / G. I. Krivchenko. – M.: Energoatomizdat, 1983. – 320 s.
24. Williams A.: Pumps as turbines. A user’s guide. Inter-
mediate Technology Publications, London, 1995.
25. Stepanov A. I. Tsentrobezhnyie i osevyie nasosyi / A. I.
Stepanov. – M.: Mashgiz, 1960. – 464 s.
SYNOPSES
When forming the perspective ways of developing the
power industry of Ukraine should take into account the experi-
ence of both domestic and world science. The reduction of or-
ganic fuels and the growing environmental problems are attract-
ing increasing interest in the use of natural renewable energy
sources (RES). The last few decades of renewable energy devel-
opment have been marked by the process of refining RES tech-
nologies: new developments in energy efficiency, progress in the
development of energy equipment and software, achievements in
the area of energy conservation.
In Ukraine, on the territory of the Azov-Black Sea coast,
there are many attractive sites for the construction of small hy-
droelectric stations [8, 9, 10]. One of these sites for the creation
of a small PSP can be the area about. Snake in the Black Sea.
Currently, on this island, electricity generation for local consum-
ers is carried out using diesel and solar power plants, and wind
power is also under construction. In the future, electricity con-
sumption will increase, and therefore the emergency and volatile
situation in the supply of electricity to consumers will increase.
The requirements for standby power-driven power supplies
will increase, in proportion to the increase in installed power
of solar and wind power plants. One of the solutions to this
problem may be the construction of a small PSP, which does
not require a lower and large upper reservoir. One or more
pressure vessels can be used as an upper reservoir, and the
sea will serve as the lower one.
From the large range of pumps, you can choose those
that by type and characteristics meet their use as a hydrostatic
return action.
For the choice of power equipment of small PSPs, it may
be promising to use as turbines and generators of series pumps
and electric motors. The selected standard size pump pump for a
small HPP will equip the station with an inexpensive, reliable
hydromotor, which provides the efficiency of energy conversion
at the level of 70-75%.
Стаття надійшла до редакції 17.05.18
Остаточна версія 09.08.18
|
| id | veorgua-article-167 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:04:07Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/db/142793d8f3046307a4c13bf05ae3b3db.pdf |
| spelling | veorgua-article-1672026-07-18T06:32:12Z PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE СЕРИЙНЫЕ НАСОСЫ В СОСТАВЕ МАЛЫХ ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В КАЧЕСТВЕ ГИДРОМАШИН ОБРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ СЕРІЙНІ НАСОСИ У СКЛАДІ МАЛИХ ГІДРОАКУМУЛЮВАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ В ЯКОСТІ ГІДРОМАШИН ЗВОРОТНОЇ ДІЇ Verbovij, A. When forming the perspective ways of developing the power industry of Ukraine should take into account the experience of both domestic and world science. The reduction of organic fuels and the growing environmental problems are attracting increasing interest in the use of natural renewable energy sources (RES). The last few decades of renewable energy development have been marked by the process of refining RES technologies: new developments in energy efficiency, progress in the development of energy equipment and software, achievements in the area of energy conservation. In Ukraine, on the territory of the Azov-Black Sea coast, there are many attractive sites for the construction of small hydroelectric stations [8, 9, 10]. One of these sites for the creation of a small PSP can be the area about. Snake in the Black Sea. Currently, on this island, electricity generation for local consumers is carried out using diesel and solar power plants, and wind power is also under construction. In the future, electricity consumption will increase, and therefore the emergency and volatile situation in the supply of electricity to consumers will increase. The requirements for standby power-driven power supplies will increase, in proportion to the increase in installed power of solar and wind power plants. One of the solutions to this problem may be the construction of a small PSP, which does not require a lower and large upper reservoir. One or more pressure vessels can be used as an upper reservoir, and the sea will serve as the lower one. From the large range of pumps, you can choose those that by type and characteristics meet their use as a hydrostatic return action. For the choice of power equipment of small PSPs, it may be promising to use as turbines and generators of series pumps and electric motors. The selected standard size pump pump for a small HPP will equip the station with an inexpensive, reliable hydromotor, which provides the efficiency of energy conversion at the level of 70-75%. Рассмотрена возможность использования гидроаккумулирующей электростанции, как источника резервной мощности для солнечных и ветроэлектростанций. В качестве энергетического оборудования гидроаккумулирующей электростанции выбрано серийный насос, для которого рассчитаны параметры в турбинном режиме По мірі збільшення встановлених потужностей відновлюваних джерел енергії на основі сонячних та вітроелектростанцій збільшується необхідність у маневрових (резервних) джерелах потужності. Таким джерелом маневрової потужності може бути гідроакумулювальна електростанція. Гідроакумулювальна електростанція за досить тривалий час зарекомендували себе як відносно прості і надійні станції, що володіють максимальними маневреними можливостями - швидким набором та скиданням навантаження, великим діапазоном регулювання. В якості енергетичного обладнання гідроакумулювальної електростанції вибрано серійний насос, для якого розраховані параметри в турбінному режимі. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2018-09-11 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/167 Vidnovluvana energetika ; No. 3 (54) (2018): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 46-53 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 3 (54) (2018): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 46-53 Відновлювана енергетика; № 3 (54) (2018): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 46-53 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/167/111 Copyright (c) 2018 A. Verbovij https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | Verbovij, A. PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE |
| title | PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE |
| title_alt | СЕРИЙНЫЕ НАСОСЫ В СОСТАВЕ МАЛЫХ ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В КАЧЕСТВЕ ГИДРОМАШИН ОБРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ СЕРІЙНІ НАСОСИ У СКЛАДІ МАЛИХ ГІДРОАКУМУЛЮВАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ В ЯКОСТІ ГІДРОМАШИН ЗВОРОТНОЇ ДІЇ |
| title_full | PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE |
| title_fullStr | PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE |
| title_full_unstemmed | PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE |
| title_short | PRODUCTION PUMPS IN THE COMPOSITION OF SMALL PUMPED HYDRO ENERGY STORAGE AS A REVERSIBLE HYDRO MACHINE |
| title_sort | production pumps in the composition of small pumped hydro energy storage as a reversible hydro machine |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/167 |
| work_keys_str_mv | AT verbovija productionpumpsinthecompositionofsmallpumpedhydroenergystorageasareversiblehydromachine AT verbovija serijnyenasosyvsostavemalyhgidroakkumuliruûŝihélektrostancijvkačestvegidromašinobratnogodejstviâ AT verbovija seríjnínasosiuskladímalihgídroakumulûvalʹnihelektrostancíjvâkostígídromašinzvorotnoídíí |