Ветроэнергетика и малая гидроэнергетика. Энергия биомассы. Энергия других

природных явлений. Аккумулирование тепловой и электрической энергии

Ветроэнергетика. По оценкам различных авторов, общий ветроэнергетический потенциал Земли равен 1200 ГВт, однако возможности использования этого вида энергии в различных районах Земли неодинаковы. Среднегодовая скорость ветра на высоте 20–30 м над поверхностью Земли должна быть достаточно большой, чтобы мощность воздушного потока, проходящего через надлежащим образом ориентированное вертикальное сечение, достигала значения, приемлемого для преобразования. Ветроэнергетическая установка, расположенная на площадке, где среднегодовая удельная мощность воздушного потока составляет около 500 Вт/м² (скорость воздушного потока при этом равна 7 м/с), может преобразовать в электроэнергию около 175 из этих 500 Вт/м².

Энергия, содержащаяся в потоке движущегося воздуха, пропорциональна кубу скорости ветра. Однако не вся энергия воздушного потока может быть использована даже с помощью идеального устройства. Теоретически коэффициент полезного использования (КПИ) энергии воздушного потока может быть равен 59,3 %. На практике, согласно опубликованным данным, максимальный КПИ энергии ветра в реальном ветроагрегате равен приблизительно 50 %, однако и этот показатель достигается не при всех скоростях, а только при оптимальной скорости, предусмотренной проектом. Кроме того, часть энергии воздушного потока теряется при преобразовании механической энергии в электрическую, которое осуществляется с КПД обычно 75–95 %. Учитывая все эти факторы, удельная электрическая мощность, выдаваемая реальным ветроэнергетическим агрегатом, составляет 30–40 % мощности воздушного потока при условии, что этот агрегат работает устойчиво в диапазоне скоростей, предусмотренных проектом. Однако иногда ветер имеет скорость, выходящую за пределы расчетных скоростей. Скорость ветра бывает настолько низкой, что ветроагрегат совсем не может работать, или настолько высокой, что ветроагрегат необходимо остановить и принять меры по его защите от разрушения. Если скорость ветра превышает номинальную рабочую скорость, часть извлекаемой механической энергии ветра не используется, с тем чтобы не превышать номинальной электрической мощности генератора. Учитывая эти факторы, удельная выработка электрической энергии в течение года составляет 15–30% энергии ветра, или даже меньше, в зависимости от местоположения и параметров ветроагрегата.

В небольших масштабах ветроэлектрические станции нашли применение еще в прошлом веке. Самая крупная из них мощностью 1250 кВт давала ток в сеть электроснабжения американского штата Вермонт непрерывно с 1941 по 1945 г. Однако после поломки ротора опыт прервался – ротор не стали ремонтировать, поскольку энергия от соседней тепловой электростанции обходилась дешевле. По экономическим причинам прекратилась эксплуатация ветроэлектрических станций и в европейских странах.

Сегодня ветроэлектрические агрегаты надежно снабжают током нефтяников; они успешно работают в труднодоступных районах, на дальних островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населенных пунктов и электростанций общего пользования.

Широкому применению ветроэлектрических агрегатов в обычных условиях пока препятствует их высокая себестоимость. Вряд ли требуется говорить, что за ветер платить не нужно, однако машины, нужные для того, чтобы запрячь его в работу, обходятся достаточно дорого.

Конструктивно ветроэнергетическая установка состоит из ветроколеса с лопастями, повышающего редуктора, генератора, установленного на мачте, инвертора, аккумуляторной батареи. Если ось вращения ветроколеса параллельна воздушному потоку, то установка называется горизонтально-осевой, в противном случае – вертикально-осевой. На рис. 2.1 приведены существующие виды ветророторов с указанием коэффициентов использование ветрового потока.

 

 

Рисунок 2.1. Типы ветророторов

 

Зачастую, для большей надёжности, в состав ветроэнергетической системы электроснабжения включают блоки солнечных батарей и бензиновый (дизельный) электроагрегат.

Принцип действия ветрогенератора таков: сила ветра вращает ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора. Таким образом, реализуется принцип превращения механической энергии в электрическую. Мощность ветрогенератора зависит от размеров ветроколеса, скорости ветра, а также высоты мачты. Выпускаемые в настоящий момент ветрогенераторы имеют диаметр лопастей от 0,75 до 60 и более метров. Инвертор представляет собой узел, который выполняет задачу преобразования электрического тока в синусоидальный и дополнительную стабилизацию напряжения. В паре с инвертором работает аккумулятор, который подаёт напряжение в сеть нагрузки при отсутствии ветра.

Ветроэнергетика в Республике Беларусь. По оценкам ученым и разработанным планам «ветровой» потенциал Беларуси достаточно велик (таблица 2.1).

 

Таблица 2.1

Технический ветроэнергетический ресурс Беларуси

Область	Используемая территория,тыс.км2	Номер зоны	Территория зоны,км2	на 1км2 , тыс кВт×ч	максимум в зоне, млрд кВт×ч
Брестская	15	II	10,9	2161	23,51
		III	3,1	3840	11,74
		IV	0,9	6534	6,11
				Итого	41,36
Витебская	17,6	II	1	2566	2,41
		III	4,2	4962	20,11
		IV	7,3	7285	53,13
				Итого	75,65
Гомельская	14,1	II	1,4	2161	3,02
		III	8,5	3840	32,43
		IV	2,5	6534	16,3
				Итого	51,75
Гродненская	12,4	II	6	2161	12,33
		III	2,9	3840	11,09
		IV	2,3	6534	15,22
				Итого	39,24
Могилевская	12,6	II	10,5	2161	22,74
		III	1,9	3840	7,25
				Итого	29,99
Минская	16,8	II	9,9	2566	25,42
		III	1,3	3840	4,84
		IV	2,7	7285	19,93
				Итого	50,19
Всего по Беларуси	88,5	II	39,7	-	89,43
		III	29,2	-	87,4
		IV	19,6	-	111,35
				Итого	288,18

 

Использовать его необходимо, основываясь на опыте Европейских стран с климатом похожим на наш. Положительные результаты эксплуатации ветротехники континентального базирования в сходных с Беларусью климатических условиях Германии, Польши и стран Балтии позволяют рассчитывать на то, что в нашей стране вполне возможно обеспечить заметные объемы поставок в централизованные электросети энергии от ветроустановок и станций. Опыт использования зарубежной ветротехники в Беларуси уже имеется. Пример — ветроустановки Nordex и Yakobs немецкого производства в пос. Дружный на берегу озера Нарочь. 

Ветроэнергетические ресурсы Беларуси применительно к популярным за рубежом ветроустановкам континентального базирования – более 280млрд. кВт∙ч. В РУП «Белэнергосетьпроект» определили наличие в стране отвечающих мировым требованиям по ветроэнергетическому потенциалу площадок, пригодных для эффективного размещения на каждой из них от 3 до 10 ветроустановок континентального базирования. Среднегодовые фоновые скорости ветра в данных зонах 3,5-4,0, 4,0-4,5 и более 4,5 м/с при номинальной рабочей скорости ветра для ветроустановок в диапазонах соответственно 6-8, 8-10 и 10-12 м/с. Выяснилось, что в одной только Минской области имеется более тысячи таких мест. Для освоения 1% экономически оправданного ветроэнергетического потенциала Беларуси нужно примерно 250 площадок, на которых следует смонтировать около 950 ветроустановок мощностью не менее 1 МВт. А их среднегодовая выработка (с учетом продолжительности работы в номинальном режиме от 2500 до 3300 часов) оценивается довольно значительной величиной – приблизительно до 2,7 млрд. кВт∙ч, что соответствует экономии около 800 тыс. т условного топлива.

Малая гидроэнергетика в Республике Беларусь. Потенциальные гидроэнергетические ресурсы Республики Беларусь и экологически приемлемые, экономически оправданные возможности их использования обусловлены расположением в середине ее равнинной территории водораздела между бассейнами Балтийского и Черного морей, который делит страну на две почти равные части, вследствие чего вытекающие отсюда реки не могут достигнуть значительной мощности прежде, чем оставляют ее границы. Это предопределяет строительство в республике главным образом малых гидроэлектростанций.

В настоящее время нет общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции (МГЭС), однако во многих странах в качестве основной характеристики такой ГЭС принята ее установленная мощность. Наиболее часто к МГЭС относят гидроэнергетические установки, мощность которых не превышает 5МВт (в Австрии, Германии, Польше, Испании и др.). В некоторых странах, например в Латвии и Швеции, малыми называют ГЭС мощностью до 2 МВт, в иных - ГЭС мощностью до 10МВт (в Греции, Ирландии, Португалии). При этом иногда происходит изменение принятой классификации. Так, в США, где были приняты меры стимулирования развития малой гидроэнергетики, в частности путем упрощения лицензионной процедуры оформления проектов сооружения МГЭС, первоначально к малым относили ГЭС мощностью до 5МВт, затем верхний предел был увеличен до 15МВт, а в 1980 г. их максимальная мощность была ограничена 30 МВт. В СССР согласно СНиП 2.06.01-86 к малым были отнесены ГЭС, установленная мощность которых не превышает 30МВт при диаметре рабочего колеса турбины до 3 м.

Нижним пределом мощности МГЭС принято считать 0,1 МВт: гидроэнергетические установки с меньшей мощностью относятся к категории микроГЭС.

Максимальная мощность в 2МВт, до которой ГЭС считается малой, в Латвии принята исходя из «Закона об энергетике» от 03.09.98, согласно которому государство гарантирует закупку электроэнергии от малых ГЭС по двойному тарифу в течение 8 лет после ввода в эксплуатацию. В соответствии с Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 24.04.97 № 400 «О развитии малой и нетрадиционной энергетики» установлен также двойной тариф на вырабатываемую МГЭС электроэнергию, закупаемую концерном «Белэнерго».

С учетом опыта многих стран по отнесению ГЭС к малым представляется возможным рекомендовать считать их таковыми в условиях Беларуси, если установленная мощность гидроэлектростанции находится в пределах 0,1 - 5 МВт.

Состояние гидроэнергетики страны характеризуется соотнесением запасов ее гидроэнергетических ресурсов (гидроэнергопотенциала ее рек) и масштаба их освоения.

Запасы гидроэнергоресурсов Республики Беларусь составляет теоретический потенциал ее рек - около 7,5 млрд. кВт. часов в средний по водности год, а его часть, которая путем выработки электроэнергии на ГЭС или иными техническими средствами может быть использована (технический потенциал), - 2,5 - 3,0 млрд. кВтч/год.

Для выявления реальных возможностей освоения запасов гидроэнергоресурсов важна оценка экономического гидроэнергопотенциала, т. е. той части технического, которая может быть реализована как экономически эффективное мероприятие, но которая изменяется во времени в зависимости от энергетических и экономических (общественных) условий страны. Так, с повышением цен на топливо отмечается тенденция приближения экономического потенциала к техническому.

В настоящее время экономический гидроэнергопотенциал в Республике Беларусь составляет 1,3 млрд. кВт-ч/год, или 325 МВт общей установленной мощности возможных ГЭС в условиях Беларуси. Его оценка проведена на основе сравнения удельных (отнесенных на производство 1 кВт-ч электроэнергии, в долл. США/кВтч) дисконтированных затрат по ГЭС с таковыми по альтернативной тепловой (газатурбинной) электростанции.

• Энерго-экономическая и общественная эффективность освоения в условиях Беларуси располагаемых гидроэнергетических ресурсов предопределяется следующими преимуществами ГЭС по сравнению с альтернативными им тепловыми электростанциями:

• отсутствием выбросов вредных веществ в атмосферу при функционировании ГЭС;

• относительно низкой себестоимостью вырабатываемой на ГЭС электроэнергии (так,
в России в 1997 г. она составила 1,3 копейки на 1 кВт-ч, тогда как себестоимость
электроэнергии на тепловых электростанциях - 10,7 к/кВт-ч);

• высокой маневренностью ГЭС в процессе обеспечения потребителей
электроэнергией, что позволяет вырабатывать     более дорогую пиковую
электроэнергию, тарифы на которую в несколько раз превышают тарифы на базовую
электроэнергию (в России стоимость пиковой электроэнергии, поставляемой с
федерального оптового рынка в дефицитные энергосистемы в 5,5 раз выше, чем
стоимость поставки ночной электроэнергии);

• возобновляемостью (неистощимостью) энергоресурсов рек и их повсеместной
распространенностью;

• возможностью улучшения многоцелевого (комплексного) водопользования
вследствие создания водохранилищ ГЭС.

Вместе с тем создание ГЭС связано с большими удельными первоначальными затратами (капитальными вложениями), которые на 1 кВт мощности в два и более раза выше таковых в тепловых электростанциях. В процессе проведения оценки экономического гидроэнергопотенциала рек Беларуси согласно утвержденным Методическим указаниям показана выгодность (по сравнению с альтернативной газотурбинной электростанцией) создания ГЭС при удельных капитальных вложениях до 2750 долл. США на 1кВт ее установленной мощности. Возможно также негативное влияние водохранилищных ГЭС на окружающую природную среду и условия проживания людей в зонах влияния. Это проявляется, прежде всего, в затоплении и последствиях подтопления земель.

В настоящее время в Республике Беларусь действует два десятка малых ГЭС, большая часть из которых восстановлена, начиная с 1992 года, из числа ранее заброшенных. Их показатели приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Действующие ГЭС в Беларуси

Область	Река	ГЭС	Установленная мощность ГЭС, кВт
Брестская	Логозва	Логозвинская	100
Витебская	Дрисвята	Богинская	630
	Нища	Клястицкая	520
	Улла	Лепельская	320
	Туровлянка	Гомельская	260
	Черница	Добромысленская	210
	Лу комка	Лукомльская	150
Гродненская	Мол чад ь	Гезгальская	620
	Россь	Волпянская	500
	Свислочь	Войтовщизна	200
	Гавья	Жемыславльская	200
	Молчадь	Новоселковская	200
	Ошмянка	Рачунская	200
	Лоша	Яновская	150
Минская	В илия	Вилейская	1630
	Свислочь	Гонолес	300
	Югна	Селявская	ПО
Могилевская	Свислочь	Осиповичская	2175
	Друть	Чигиринская	1500
	Друть	Тетеринская	370
Всего			10345

Показатели использования экономического гидроэнергопотенциала рек Беларуси в сопоставлении с аналогичными показателями сопредельных стран представлены в таблице 2.3 (согласно данным Мирового атласа гидроэнергетики The 2003 World Atlas & Industry Guide. - The International Journal on Hydropower & Dams, 2003). Как следует из этой таблицы, в республике пока освоено примерно 3% имеющегося экономического гидроэнергопотенциала, тогда как в Литве – 30%, Польше– 44%.

 

Таблица 2.3

Освоение гидроэнергоресурсов в Республике Беларусь и сопредельных странах

 

Показатели	Страна
	Беларусь	Литва	Польша	Украина	Россия
Экономический гидроэнергопотенциал, млрд. кВтч/год	1,3	1,5	7	16,5	852
Общая установленная мощность действующих ГЭС. МВт	10	113	770	4731	44700
Использование экономического гидроэнергопотенциала, %	3,1	30	44	115	21

 

В таблице 2.4 приведены приемлемые по эколого-экономическим показателям возможные варианты новых ГЭС на реках Беларуси, створы и водоподпорные отметки которых определены в результате исследований, проведенных в ЦНИИКИВР в 1997-2000гг. по заданиям ГНТП «Природопользование и охрана окружающей среды».

Таблица 2.4

Эколого-экономические показатели возможных ГЭС

Река	Расстоя­ние до устья, км	Напор, м	Мощ­ность, кВт	Площадь водохра­нилища,  км2		Показатель глубоковод-ности		3атраты, долл./кВт
1	2	3	4	5		6		7
Притоки Западной Двины
Друйка	6,4	14,5	1730	2,8	1,80		694
Вята	1,1	23,5	920	2,0	5,67		1272
Сарьянка	6,6	8,0	670	1,0	1,00		821
	17,3	14,2	1000	6,2	3,13		1000
Дрисса	53,8	7,6	3270	6,6	1,64		725
	86,5	6,6	1630	1,1	1,75		479
Свольна	49,3	7,6	900	6,2	1,30		1556
Нища	0,6	10,2	1270	3,0	1,73		850
Диена	8,5	9,7	7750	8,4	1,47		623
Мнюта	2,4	10,5	740	3,4	2,40		1649
	36,5	5,0	250	0,3	2,00		960
Березовка	1,9	10,0	550	3,0	1,00		1727
Зарежанка	28,0	10,0	290	2,0	1,26		2172
Ушача	1,0	12,1	1000	1,7	2,40		780
Оболь	12,3	12,6	2240	5,9	2,28		992

 

Окончание табл. 2.4

1	2			3		4	5			6		7
Туровлянка		2,2	5,0		430		0,2		1,00			558
Улла		9,4	9,7		2970		9,3		1,27			832
Усвейка		22,2	7,5		260		2,0		1,50			2346
		45,0	11,8		330		1,6		1,67			1848
Лукомка		13,1	9,6		630		1,4		1,33			1032
Кривинка		8,5	6,7		240		0,8		1,33			1292
Лучеса		15,8	10,6		2470		22,0		2,28			2178
Реки бассейна Немана
Неман		598,0	6,4		15180		55,3	2,82				1136
В илия		234,6	9,6		11600		9,3	1,84				501
		279,2	9,7		8890		11,0	1,93				549
		347,1	7,0		4770		18,2	2,12				900
Страна		29,8	7,0		420		0,3	4,00				833
		42,9	12,1		350		1,3	1,50				1571
Щара		57,0	6,0		2200		27,0	1,00				2518
Реки бассейна Днепра
Днепр		1310,0	7,6		24410		366,3	1,50			2712
		1410,0	5,6		9210		115,3	1,20			2742
		1671,3	4,7		5520		5,3	1,41			681
		1715,0	4,7		4920		4,1	2,42			652
Березина		227,8	6,0		5030		74,8	1,28			2512

 

В таблице 2.4 принятый показатель глубоководности есть отношение площади глубоководной (с глубиной более 2 м) к площади мелководной части акватории водохранилища при нормальном подпорном уровне воды в нем.

Из анализа структуры капитальных затрат в ГЭС следует, что основной вклад в стоимость их строительства обычно вносят затраты на создание их водохранилищ в долинах равнинных рек - от 35 до 50 и более процентов. Поэтому за счет поиска вариантов сокращения площади затопления прилегающих к руслу реки земель возможно существенно улучшить эколого-экономические показатели гидроэнергетических объектов. В этом отношении представляется рациональным строительство многоступенчатых русловых каскадов малых ГЭС с гидравлически связанными подпорными бьефами.

По утвержденной концерном «Белэнерго» 03.05.2003 г. «Программе строительства и восстановления объектов гидроэнергетики на период до 2020 г.» предусмотрено строительство ГЭС на основных реках Беларуси общей установленной мощностью 200 МВт и ряд малых ГЭС на их притоках мощностью каждой не менее 100 кВт с удельными затратами не более 2000 долл./кВт. Разработаны архитектурные проекты первых двух ГЭС средней мощности на Западной Двине и Немане - Полоцкой (28 МВт) и Гродненской (17 МВт) (таблица 2.5).

Таблица 2.5

Программа ввода новых мощностей ГЭС

Область	Установленная мощность (МВт)
	2003 г.	2006 г.	2009 г.	2013 г.	2016 г.	2020 г.
Брестская	0,10	0,52	0,79	1,08	1,37	1,37
Витебская	2,09	30,49	60,99	110,99	139,99	144,89
Гродненская	2,42	19,42	39,92	39,92	39,92	39,92
Минская	2,04	2,24	2,24	2,24	2,24	2,24
Могилевская	4,05	4,33	4,67	30,67	30,67	30,67
Всего	10,7	57,0	108,6	184,9	214,2	219,1

 

Из таблицы 2.5 следует, что наибольшее развитие гидроэнергетики предусматривается в Витебской, Гродненской и Могилевской областях, что обусловлено нахождением в их границах участков рек бассейнов Западной Двины, Немана и Днепра, представляющих в Беларуси наибольшую энергетическую ценность.

Реализация принятой Программы развития гидроэнергетики будет способствовать более благоприятному режиму работы Белорусской энергосистемы, уменьшению зависимости республики от импорта топлива.

Биомасса – сложный комплекс веществ, из которых состоят растения и животные. Наиболее перспективным путем использования биомассы является получение биогаза.

Биогаз – смесь газов растительного и животного происхождения, которые образуются при разложении органических отходов, например, на свалках. Биогаз может быть получен в специальных установках и использован в качестве топлива.

Биогаз относится к возобновляемым источникам энергии. Он образуется в биогазовых или очистительных установках в процессе разложения растительных и животных отходов без доступа воздуха. Основным компонентом является метан (как и в природном газе), наряду с которым содержится углекислый газ, вода, кислород, азот, сероводород. Биогаз можно использовать для приготовления пищи, отопления, в газовых двигателях.

Технология получения биогаза такова: навоз скапливается в хранилище и затем подается в реактор (биогазовый ферментатор), потом закладывается биомасса, которая в течение нескольких дней перебраживает при высокой температуре (оптимальной считается 38-40 градусов) в безвоздушной среде.

Есть две схемы сбраживания – непрерывная и периодическая. При непрерывной субстрат загружают в реактор взамен сброженной массы непрерывно или через определенные промежутки времени несколько раз в сутки. Наибольшая интенсивность выделения газа получается, когда в метантенк добавляют столько субстрата, сколько уже разложилось. То есть для максимальной отдачи надо поддерживать постоянное количество «свежей» биомассы.

При периодической схеме нужны две камеры для сбраживания, которые загружают по очереди, при этом вновь поступившую массу смешивают с остатками перебродившей. Газ начинает вырабатываться через 5-10 суток брожения, количество газа, который выходит, сначала увеличивается, а потом уменьшается. При этой схеме нужно больше запасов биомассы и в два раза больше камер для брожения.

Установки периодического действия используют в основном на небольших фермах, где вырабатывается до 1 тонны навоза в сутки. На средних и крупных фермах используют установки непрерывного действия.

Из тонны жидкого навоза крупного рогатого скота можно получить до 40 куб. м биогаза, из тонны куриного помета — до 208 куб. м.

 Как следует из документов Департамента по энергоэффективности, некоторое время назад немецкие специалисты проводили химический анализ навоза одной из белорусских птицефабрик. Результаты такие: выход биогаза из тонны навоза за 21 день составил 75 куб. м, выход из тонны сухого вещества за те же три недели — 820 куб. м. Содержание метана в биогазе было чуть больше 51%.

В настоящее время в Республике Беларусь существует три биогазовых установки: в селекционно-гибридном центре РУСП «Западный» (Брестская область), при Гомельской птицефабрике и племптицезаводе «Белорусский» (г. Заславль).

Оборудование на биогазовых энергетических комплексах (БГЭК) немецкое и австрийское, аналогичных белорусских технологий пока нет. Мощность брестского комплекса – 500 кВт, гомельского и минского – по 330 кВт. Подобные комплексы, однако, могут работать и с другими видами биомасс, содержащих органические вещества, например, растительными, коммунальными отходами.

Дальнейшее расширение использования биогазовых установок имеет хорошие перспективы. Так, при утилизации всех твердых бытовых отходов (ТБО) только под Минском может быть получено 220 млн. м³ биогаза, что эквивалентно 170 тыс. т. условного топлива в год; поэтому в настоящее время производится проектирование биогазовой установки для полигона захоронения ТБО «Тростенец».

Из других возобновляемых источников необходимо упомянуть геотермальную энергию. Однако разработка этого вида энергии в значительной степени осложняется большой глубиной залегания термальных вод и их большой засоленностью.

Аккумулирование тепловой и электрической энергии. Необходимость обеспечения потребителей в часы пиковой нагрузки, а также использование возобновляемых источников, зависящих от окружающей среды, вызывает необходимость создания запасов тепловой и электрической энергии. При небольших требуемых запасах задача решается использованием электрических аккумуляторов и резервуаров с горячей водой, зарядка которых осуществляется в часы минимальной нагрузки. К сожалению, эти решения не могут применяться при требуемых больших количествах энергии, что связано с низкой удельной емкостью электрических и тепловых аккумуляторов, их высокой стоимостью, а также утечками хранимой энергии. Использование большого количества электрических аккумуляторов представляет и большую экологическую опасность ввиду содержания в них серной кислоты и соединений свинца.

Более оптимальным решением для оперативного маневрирования мощностями является ввод в эксплуатацию ГЭС, гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), газотурбинных и специальных пиковых паратурбинных электростанций.

В отличие от обычной ГЭС, гидроаккумулирующая станция содержит насосы либо обратные турбины, которые обеспечивают поступление воды из водохранилища нижнего бьефа в водохранилище верхнего в часы минимальных нагрузок за счет потребления электроэнергии из системы. В отличие от обычных ГЭС, пиковая энергоотдача ГАЭС не зависит от водности года. Строительство ГАЭС требует значительно меньших размеров отчуждения земель, чем для речных ГЭС.

Следует отметить, что наиболее маневренные среди тепловых электростанций газотурбинные установки требуют на пуск агрегата из холодного состояния 15-20 минут, тогда как время пуска гидроагрегата ГЭС или ГАЭС только 2 минуты.