风电与水电的创新性结合

2016年9月下旬，德国福伊特(Voith)集团公司与自然能源储蓄有限责任公司(Naturespeicher GmbH)签署了一份合同，内容主要是为位于德国盖尔多夫(Gaildolf)地区的“自然储能”(Naturstromspeicher)项目提供水泵水轮机。项目将风力发电场与抽水蓄能电站相结合，利用风电场中4座风力发电机组的底座水槽作为总容积16万m3的抽水蓄能水槽，该种形式开创了电站设计的先河，被誉为能源转型的里程碑。

1　“自然储能”项目

福伊特公司作为该项目的重要合作方之一，承担了水轮机的研发工作，同时确保了水轮机能够与电站特殊管路性能以及压力钢管长度相匹配。自然能源储蓄有限责任公司员工A.谢克纳表示，该项目在研究和开发上都十分复杂，而福伊特公司不仅拥有丰富相关经验且能充分理解本公司的需求。

首个“自然储能”电站项目的建设地点位于德国盖尔多夫，地处土瓦本-弗兰克(Swabian-Franconian)林区的林普尔格(Limpurger)高地。位于高地以下200 m深河谷的科赫尔(Kocher)河流经此处，为电站项目提供了所需水源。据称，盖尔多夫约12 000名居民都将参与项目开发。该项目接收了德国联邦环境、自然保护、建筑及核能安全部(BMUB)“环境创新计划”的投资共计715万欧元。

2　电站设计及运行原理

该电站的核心部件是福伊特公司生产的3台可逆混流式水轮机，其总输出功率为16 MW。风力发电机塔架为预制标准化模块系统。将发电机组底座作为蓄能水槽使轮毂高度额外增加了40 m，从而使风力发电量提高了25%。

上槽位于风力机塔架的底部水槽，下槽位置设计很好地利用了当地自然条件，包括地形以及将位于河谷地带的科赫尔河作为其主要水源。上槽和下槽之间由引水管道相连接。福伊特公司负责人表示，该设计的创新之处在于引水管道由聚乙烯材料制成，并且采用了一种快捷且便于施工的特殊铺设方式。

电站运行原理简单且巧妙。当电网电力富余时，抽水蓄能电站将会切换至蓄水模式，泵站将水从下槽抽取至上槽中，以水的势能形式储存起来；而当电网电力需求增加时，上槽水将会通过压力管道抽回蓄水槽，驱动水泵水轮机，在几秒之内即可快速发电并输送至电网中。

盖尔多夫市长F.齐默尔曼坚信，“自然储能”项目具有创新性，能够加速推进能源转型。通过将风力发电场和抽水蓄能电站的创新性结合有助于保证电网的稳定性，也标志着可再生能源利用在平衡电力供需差异上取得了重大进展。