風電與水電的創新性結合

2016年9月下旬，德國福伊特(Voith)集團公司與自然能源儲蓄有限責任公司(Naturespeicher GmbH)簽署了一份合同，內容主要是為位于德國蓋爾多夫(Gaildolf)地區的“自然儲能”(Naturstromspeicher)項目提供水泵水輪機。項目將風力發電場與抽水蓄能電站相結合，利用風電場中4座風力發電機組的底座水槽作為總容積16萬m3的抽水蓄能水槽，該種形式開創了電站設計的先河，被譽為能源轉型的里程碑。

1　“自然儲能”項目

福伊特公司作為該項目的重要合作方之一，承擔了水輪機的研發工作，同時確保了水輪機能夠與電站特殊管路性能以及壓力鋼管長度相匹配。自然能源儲蓄有限責任公司員工A.謝克納表示，該項目在研究和開發上都十分復雜，而福伊特公司不僅擁有豐富相關經驗且能充分理解本公司的需求。

首個“自然儲能”電站項目的建設地點位于德國蓋爾多夫，地處土瓦本-弗蘭克(Swabian-Franconian)林區的林普爾格(Limpurger)高地。位于高地以下200 m深河谷的科赫爾(Kocher)河流經此處，為電站項目提供了所需水源。據稱，蓋爾多夫約12 000名居民都將參與項目開發。該項目接收了德國聯邦環境、自然保護、建筑及核能安全部(BMUB)“環境創新計劃”的投資共計715萬歐元。

2　電站設計及運行原理

該電站的核心部件是福伊特公司生產的3臺可逆混流式水輪機，其總輸出功率為16 MW。風力發電機塔架為預制標準化模塊系統。將發電機組底座作為蓄能水槽使輪轂高度額外增加了40 m，從而使風力發電量提高了25%。

上槽位于風力機塔架的底部水槽，下槽位置設計很好地利用了當地自然條件，包括地形以及將位于河谷地帶的科赫爾河作為其主要水源。上槽和下槽之間由引水管道相連接。福伊特公司負責人表示，該設計的創新之處在于引水管道由聚乙烯材料制成，并且采用了一種快捷且便于施工的特殊鋪設方式。

電站運行原理簡單且巧妙。當電網電力富余時，抽水蓄能電站將會切換至蓄水模式，泵站將水從下槽抽取至上槽中，以水的勢能形式儲存起來；而當電網電力需求增加時，上槽水將會通過壓力管道抽回蓄水槽，驅動水泵水輪機，在幾秒之內即可快速發電并輸送至電網中。

蓋爾多夫市長F.齊默爾曼堅信，“自然儲能”項目具有創新性，能夠加速推進能源轉型。通過將風力發電場和抽水蓄能電站的創新性結合有助于保證電網的穩定性，也標志著可再生能源利用在平衡電力供需差異上取得了重大進展。