阿尔卑斯山水力发电

依靠阿尔卑斯山,一座瑞士发电站解决了储存电力的难题。源源不断的水流顺着山上的一条九公里长的水道奔流而下,通过水资源的利用与循环再用,发电站发挥着巨型电池的功能。

在为瑞士国家电网提供了将近50 年的可靠服务后,240兆瓦的维托(Veytaux)水电站现正进行扩展,并计划将产能从目前的每年5.07亿千瓦时,翻倍到大约每年10亿千瓦时。这堪比80台风力涡轮机所产生的电量,足以为五亿台冰箱供电。

坐落于日内瓦东岸的维托水电站(Forces Motrices Hongrin-Léman, SA, Centrale de Veytaux),外表看来只是一座毫不起眼的煤渣砖工业建筑。可是通过办公室的窗户却能看到一番别样风光:一艘艘当地的明轮船,偶尔还有小帆船,在风景如画的湖面上泛起阵阵涟漪,岸上散布着小农庄,如茵的草地上放牧着成群的牛羊。

然而,在目力所不及的大山深处,则隐藏着一件瑞士工程的杰作。

从空中鸟瞰全景,首先映入眼帘的是日内瓦湖(瑞士人称「莱芒湖」),面积580平方公里,湖里的淡水来自蜿蜒70公里,流经瑞士和法国的隆恩河(Rhône),周围被阿尔卑斯山和侏罗(Juras)山环抱。

东面海拔1,000米处,有一座名为「Le Barrage de l’Hongrin」的人工拦蓄水库,库中之水来自翁格兰河(Hongrin River),以及其他高地支流和雪水。北面的山峰常年积雪覆盖。水库通过一条纵向和横向交错的人工挖掘水道,以每秒32立方米的流量,向下方的维托水电站输水,这条水道长达九公里,宽度足以容纳一辆运动型多用途汽车。该电站还计划将输水量增加至每秒60立方米。

发电站有四台发电机、两台佩尔顿水轮机、几台如房子大小的地下泵,还有配套的电缆、管道和控制室,一切布置井然有序,颜色标记分明——蓝色是水泵,红色是交流发电机,绿色是涡轮机。现场非常安静,甚至能听见螺栓掉在地上的声音。

Hydro Exploitation是代表一家瑞士财团(由罗曼德能源公司(Romande Energie)、Alpiq Suisse、E集团组成)和洛桑市政厅运营维托电站的公司。该公司的维护主管Fabrice Blanchut表示:「我们就像是大山里的一块巨型电池。当用电需求和电价达到高峰时,水就从高处流过发电机发电。在一天中的电价下跌时,水泵便从日内瓦湖抽水,回流到翁格兰河。整个过程就像给电池充电。」

从技术角度来说,这种抽水蓄能循环将夜间的电量变成白天的电量,并把这些电量从用不完的廉价时段转移到高用电时段。

Nord-Lock客户经理Hans Peter Wild解释:「这跟预订廉价航班或酒店是同一个道理。需求多了,价格自然水涨船高。」

与全球电力市场一样,瑞士也是一个所谓的现货市场,在当前发电量过剩的背景下,电价分分秒秒都会波动。随着风能、太阳能等新型替代能源加入电网,电价必然会下跌。

维托水电站有一个长期远景,到2016 年,价值3.31亿瑞士法郎(3.56亿美元)的持续工程能使产电量翻一番。

BLANCHUT表示,扩建计划是在十年前制定的,当时的市况大为不同。但他现在说:「老实说,放到现在我们未必会制定这样的扩建计划。」

他们利用现有的连接水库的九公里水道,把日内瓦湖水抽到高处,再让水从高处落下发电,从而把维托水电站的发电量增加一倍,达到480兆瓦(储备60兆瓦)。

扩展后的主要区别在于,在山底的维托发电站安装一个大型分流阀,就像家用水槽的管道,使山水或湖水改道,流入一个新的地下水泵和发电机室。

资料:更换为SUPERBOLT预紧器

2001年,五十岁高龄的维托水电站进行了一次大修,其中一项工作是将佩尔顿水轮机上的旧联轴器螺栓更换为Superbolt膨胀螺栓。2010年,这些螺栓首次被替换为不锈钢膨胀螺栓。

资料:Le Barrage de l’Hongrin

容量:这个人工水库的蓄水量达5,300万立方米。
海拔:1,255米
高度:123米
利用重力产生的电量:每年1.8亿千瓦时。
水泵式发电量:从日内瓦湖抽水入库,现每年发电量为3.27亿千瓦时。

SUPERBOLT的 业务参数

维护工程师George Rey和Francois Lerch表示:「Nord‑Lock令我们心里有底。」他们列举如下优势:

  • 易于安装和加工。
  • 构造简单,可轻松处理。
  • 缩短现场清洁的周转时间。
  • 耐腐蚀。
  • 良好而快速的支持和协作。

 

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