نیروگاه تلمبه‌ای ذخیره‌ای سیاه‌بیشه

نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای سیاه‌بیشه ، که به نام نیروگاه سیاه بیشه نیز شناخته می‌شود، یک نیروگاه برق‌آبی در دامنه‌های رشته‌کوه البرز و در مجاورت روستای سیاه‌بیشه است که در فاصله چالوس در استان مازندران و در ۱۲۵ کیلومتری شمال تهران و ۱۰ کیلومتری شمال تونل کندوان در مسیر جاده کرج-چالوس قرار دارد. این نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای هنگامی که تقاضای انرژی بالاست، برق تولید می‌کند و به عبارتی یک نیروگاه قله‌ای است که در زمان‌های بیشینه مصرف، انرژی لازم برای تهران را (که در فاصله جنوب آن قرار دارد) تامین می‌کند. این نیروگاه ظرفیت تولیدی برابر و ظرفیت پمپاژ دارد. برنامه‌ریزی برای این پروژه در دهه ۱۹۷۰ میلادی آغاز شد و ساخت و ساز آن در سال ۱۹۸۵ شروع شد. از سال ۱۹۹۲ تا سال ۲۰۰۱ کار بر روی آن به تعویق افتاد و اولین ژنراتور آن نهایتا در مه ۲۰۱۳ (بهار ۱۳۹۲) به صورت برخط راه اندازی شد. ژنراتورهای دیگری نیز در ۱ سپتامبر ۲۰۱۵ (۱۰ شهریور ۱۳۹۴) راه اندازی شدند. این نیروگاه نخستین نیروگاه تلمبه‌ای ذخیره‌ای است که در ایران ساخته شده و همچنین اولین سد خاکی با رویه بتنی در این کشور است.
تاریخچه
ورودی نیروگاه تلمبه‌ای-ذخیره‌ای سیاه بیشه
موقعیت کنونی نیروگاه در سیاه‌بیشه برای نخستین بار در سال ۱۹۷۰ میلادی جهت تاسیس نیروگاه شناسایی شد. در آن زمان مطالعه‌ای بر روی منابع آب کوهستان البرز توسط شرکت تراکسیونل بلژیک انجام شده‌بود که در آن چندین موقعیت از جمله سیاه بیشه برای ساخت سدها، به عنوان مکان‌های بالقوه برای نیروگاه تلمبه‌ای ذخیره‌ای شناسایی شدند. در سال ۱۹۷۵ یک گزارش امکان‌سنجی در مورد پروژه سیاه بیشه به وزارت نیروی ایران فرستاده شد. مطالعه کوه‌های البرز در سال ۱۹۷۷ میلادی به پایان رسید و مطالعات زمین‌شناسی در سال ۱۹۷۸ آغاز شدند، اما در سال ۱۹۷۹ به دلیل انقلاب اسلامی ایران این روند متوقف شد. در سال ۱۹۸۳، شرکت لاهمایر اینترناسیونال قراردادی برای طراحی فاز دوم (حفاری زیرزمینی) منعقد کرد که در سال ۱۹۸۵ تکمیل شد. در همان سال ساخت تونل انحرافی سد نیز آغاز شد. طرح‌های دیگری برای فاز اول (ساختارهای حمایتی) توسعه یافتند و ساخت و ساز تا سال ۱۹۹۲ ادامه یافت. در این سال نبود بودجه پروژه را یک بار دیگر متوقف کرد و پس از آن ساخت و ساز تا سال ۲۰۰۱ از سر گرفته نشد. در سال‌های ۲۰۰۲ و ۲۰۰۳، قراردادهای جدیدی برای احداث سدها و نیروگاه برقرار شدند و ساخت و ساز ادامه یافت. تا آوریل ۲۰۱۲ تا ۹۰ درصد این پروژه تکمیل شد. هر دو مخزن بالا و پایین نیز در ژانویه ۲۰۱۳ کامل شدند. اولین ژنراتور، از میان چهار ژنراتور، در ماه مه ۲۰۱۳ (بهار ۱۳۹۲) راه اندازی شد و الباقی تا سال ۲۰۱۵ (بهار ۱۳۹۴) به کار افتادند. در ۱ سپتامبر ۲۰۱۵ (۱۰ شهریور ۱۳۹۴) نیروگاه با حضور اسحاق جهانگیری، معاون اول رئیس‌جمهور، و حمید چیت‌چیان، وزیر نیرو، به‌طور رسمی افتتاح و وارد شبکه شد. جهانگیری در این مراسم نیروگاه و سد سیاه بیشه را «یک مجموعه استثنایی و افتخار مهندسی ایران» خواند.
طراحی و عملکرد
مشخصات کلی نیروگاه
نوع نیروگاه
تلمبه‌ای ذخیره‌ای زیرزمینی
انرژی متوسط سالیانه
۱۵۰۰ گیگاوات ساعت
ظرفیت نیروگاه در مد توربین
۱۰۴۰ مگاوات
ظرفیت نیروگاه در مد پمپ
۹۶۰ مگاوات
نوع توربین
فرانسیس عمودی
مشخصات تجهیزات نیروگاه
تعداد توربین
۴ واحد
قدرت نامی هر توربین
۲۶۰ مگاوات
راندمان توربین در شرایط نامی
۹۸ درصد
ارتفاع طراحی توربین
۵۰۰ متر
دبی توربین در نقطه طراحی
۶۱ مترمکعب بر ثانیه
دبی پمپ در نقطه طراحی
۴۳مترمکعب بر ثانیه
طراح و تامین‌کننده توربین
VOITH اتریش
تعداد و نوع ژنراتورها
۴ واحد سنکرون
قدرت نامی خروجی هر ژنراتور
۳۰۰/۶ مگاولت‌آمپر
قدرت نامی در حالت موتور
۲۹۰ مگاولت‌آمپر
ولتاژ اسمی هر ژنراتور
۱۸ کیلو ولت
سرعت چرخش ژنراتور
۵۰۰ دور در دقیقه
جریان نامی ژنراتور
۱۰٫۰۰۰ آمپر
طراح و تامین‌کننده ژنراتور
FUJI ژاپن
پانویس
این سایت از دو مخزن پایین و بالا تشکیل می‌شود که به نیروگاه متصل هستند. زمان‌هایی که تقاضا کم است، با استفاده از برق ارزان، آب مخزن پایین را به مخزن بالا پمپاژ می‌کنند و در زمان اوج مصرف که برق گران‌بها می‌شود، نیروگاه با رها کردن آب مخزن بالا ژنراتورهایش را می‌چرخاند و برق تولید می‌کند. فرایند ذخیره و تولید برق بسته به مقدار نیاز شبکه تکرار می‌شود و بدین شکل به کنترل بار شبکه سراسری کمک می‌کند.
سد بالادست این نیروگاه از نوع سنگریزه‌ای با ریزش بتونی و ارتفاع ۸۶ متر با حجم مخزن ۳٫۶ میلیون متر مکعب است و سد پایین‌دست آن ۱۰۴ متر ارتفاع و مخزنش ۳٫۷ میلیون متر مکعب حجم دارد. این نیروگاه خودراه‌انداز است و پاسخ سریعی به تغییرات ناگهانی بار در شبکه دارد و می‌تواند در تنظیم ولتاژ و کنترل فرکانس شبکه موثر باشد. از ویژگی‌های مهم این طرح، شفت‌های مایل آن است که برای اولین بار در کشور و به طول ۵۰۴ متر و قطر پوشش فلزی ۵ متر با زاویه ۶۷ درجه نسبت به افق احداث گردیده‌است. تمام واحدهای این نیروگاه دارای قابلیت مهم راه‌اندازی خودبه‌خود در شرایط خاموشی کامل هستند.
سد پمپی-ذخیره‌ای سیاه‌بیشه
هر دو مخزن بالایی و پایینی در واقع سدهایی بر رود چالوس هستند، که به‌طور میانگین مقدار آب ورودی به آن‌ها است. سد بالایی بلندی و درازا دارد. این سد شامل حجم است و عرض آن در قسمت انتهایی و در قسمت پایه می‌باشد. مخزن آن دارای ظرفیت ذخیره‌سازی است که از این مقدار قابل استفاده می‌باشد، و مساحت سطحی آن بالغ بر است. سد مخزن پایینی بزرگتر است و دارای بلندی و درازای است. این سد شامل حجم ، عرض انتهایی و عرض پایه‌ای می‌باشد. همچنین ظرفیت آن است که از آن قابل استفاده است، و مساحت سطحی آن است. هر دو سد مجهز به راهروهایی به سرریز سد می‌باشند. ظرفیت تخلیه برای سد بالا و برای سد پایینی است. ارتفاع طبیعی سد بالا و سد پایین است که موجب حداکثر شدن سر هیدرولیکی و نرمال می‌شود.
مخزن بالایی به دو تونل آبرسان با دهانه‌هایی به قطر متصل است. این دو مسیر آبرسان برای مقابله با ضربه قوچ، پس از طی‌کردن مسیرهایی به طول (تونل چپ) و (تونل راست) به مخزن ضربه‌گیر می‌ریزند. پس از آن بایستی برای افزایش ارتفاع فشاری مسیر لوله دریچه آبگیر را طی کنند که بوده و آب را به قسمت زیرین سد و به سوی مخزن پایینی هدایت می‌کند. در نیروگاه هریک از دریچه‌های آبگیر به دو دریچه آبگیر متصل می‌شوند تا با آب پمپ-ژنراتور توربین فرانسیس تامین شود. پمپ-ژنراتورها ظرفیت تولید ۲۶۰ مگاوات و ظرفیت پمپاژ ۲۳۵ مگاوات را دارند. ژنراتورها می‌توانند با ظرفیت تخلیه آب را منتقل کنند و برق را با ترانسفورماتور ۴۰۰ کیلو ولت تبدیل کنند. پس از استفاده آب در ژنراتورها، جریان آب خارج‌شده از یکی از دو لوله (به طول‌های و ) به سمت سد پایینی می‌رود. وقتی پمپاژ مورد نیاز است، پمپ-ژنراتورها به پمپ‌ها تبدیل می‌شوند و آب را از طریق کانال‌های آب به مخزن بالا می‌فرستند. هر ژنراتور می‌تواند تا آب را پمپاژ کند.
از دیگر ویژگی‌های به خصوص این پروژه حفاری در زمین‌های غیر سنگی دو میلیون متر مکعب، حفاری در زمین‌های سنگی دو میلیون و پانصد هزار متر مکعب، خاکریزی پنج میلیون و پانصد هزار متر مکعب، حفاری تونل و گالری یکصد و هشتاد هزار متر مکعب، شات کریت شش هزار متر مکعب، میل مهار یکصد و بیست هزار متر طول، چال تزریق یکصد و چهل هزار متر طول، آرماتوربندی با انواع میلگرد ساده و آجدار نوزده هزار تن، قالب بندی یکصد و پنجاه هزار متر مربع، قالب لغزنده هفتاد و دو هزار متر مربع، بتن ریزی دویست و پنجاه هزار متر مکعب هستند.
اقتصاد طرح
هزینه‌های اجرای پروژه بر اساس برآورد اولیه بالغ بر ۵،۴۳۸ میلیارد ریال بود و با منابع سرمایه‌گذاری عمومی، منابع داخلی، تسهیلات بانکی داخلی، اوراق مشارکت و تسهیلات خارجی (فاینانس، وام و…) تامین گردید. زیان‌های ناشی از طولانی شدن پروژه موجب افزایش قیمت تمام شده طرح و سود از دست رفته حاصل از فروش برق شدند. منافع و درآمد حاصل از تولید برق طبق برآورد اولیه سالانه ۶۳۳ میلیارد ریال (بر حسب هر کیلووات ساعت ۶۴۲ ریال) بود.
ولی تا سپتامبر ۲۰۱۵ (شهریور ۱۳۹۴)، که نیروگاه افتتاح شد، برای این پروژه حدود ۱۳،۰۰۰ میلیارد ریال هزینه شد. گفته می‌شود این نیروگاه توانایی کاهش هزینه‌های استهلاک نیروگاه‌های حرارتی به میزان سالانه ۱۹ میلیون دلار را داراست.
فهرست نیروگاه‌های ایران
فهرست سدهای ایران
لغتنامه