Накопичувачі електричної енергії великої енергоємності

Накопичувачі електричної енергії є найважливішим елементом майбутніх активно-адаптивних мереж. Накопичувачі енергії виконують низку функцій:

вирівнювання графіків навантаження в мережі (накопичення електричної енергії у періоди наявності надлишкової (дешевої) енергії та видачу в мережу у періоди дефіциту);
забезпечення у поєднанні з пристроями FACTS підвищення меж стійкості;
забезпечення безперебійного живлення особливо важливих об'єктів, потреб електростанцій і підстанцій;
демпфування коливань потужності; стабілізація роботи малоінерційних децентралізованих джерел електричної енергії.

Склад послуг АТ «НТЦ ФСК ЄЕС» щодо впровадження накопичувачів електричної енергії великої ємності:

техніко-економічне обґрунтування
рекомендації щодо вибору місць встановлення
проектування гібридних накопичувачів
рекомендації щодо структури накопичувачів
реалізація систем управління накопичувачами

Довідкова інформація

Накопичувачі енергії діляться на електростатичні, до яких належать акумуляторні батареї великої енергоємності (АББЕ), накопичувачі енергії на основі молекулярних конденсаторів, накопичувачі енергії на основі низькотемпературних надпровідників.

Електростатичні акумуляторні батареї великої енергоємності (АББЕ)Всі типи електростатичних накопичувачів зв'язуються з мережею через пристрої силової електроніки - перетворювачі струму або напруги.

Нині поряд зарубіжних компаній випускається та здійснюється досить масштабне практичне застосування АББЕ.

Досвід застосування АББЕ:

Накопичувачі енергії на основі молекулярних конденсаторівМолекулярні накопичувачі проходять стадію створення тавипробування дослідних зразків. Свердопровідниковий Індуктивний Накопичувач Енергії (СПІНЕ) - це одне із застосувань надпровідності. Практичне застосування в даний час знайшли пересувні СПІНЕ порівняно невеликої енергоємності (до 106 Дж.), широке застосування СПІНЕ можливе після розробки та створення СПІНЕ на базі високотемпературних надпровідників. Спіне можуть знаходити застосування в електроенергетиці як один із ефективних засобів підвищення режимної надійності та стійкості електроенергетичних систем. При цьому виділяються такі властивості індуктивних накопичувачів, як швидкодія, високий ККД, можливість повної автоматизації введення та виведення енергії, велика питома енергоємність, регулювання активної та реактивної потужності. Очікується, що до 2016-2020 років. буде створено недорогі системи зберігання енергії достатньої енергоємності.

Електромагнітні накопичувачі електроенергії

До електромагнітних накопичувачів електроенергії відносяться два види комплексів:

синхронні машини з перетворювачами частоти первинного ланцюга з маховиками на валу;
асинхронізовані машини з маховиками на валу.

В даний час немає практичних обмежень щодо створення агрегатів першого типу потужності до 300 – 400 МВт та другого типу потужності 800 – 1600 МВт. Перший тип агрегатів має більший діапазон зміни швидкості і більшу здатність використання кінетичної енергії машин, що обертаються, другий тип здатний працювати в діапазоні регулювання частоти обертання 50% від синхронної, має меншу потужність перетворювального пристрою, ніж у першому випадку (у першому випадку потужність перетворювача дорівнює потужності машин , у другому – пропорційна глибині регулювання), має меншу вартість і може бути виконаний на велику потужність. УУкаїни було розроблено ескізний проект маховикового накопичувача на основі асинхронізованої машини вертикального виконання потужністю 200 МВт.

Можливе виконання накопичувача енергії на основі супермаховиків. Cупермаховик виготовляється з надміцного вуглецевого волокна, одержуваного на основі нанотехнологій, і має питому енергоємність 5–15 МДж/кг або 1,4–4,17кВт•год/кг, що недосяжно для всіх відомих накопичувачів енергії (електрохімічні акумулятори) . Це тим, що супермаховик можна розігнати до величезних швидкостей.