Накопители электроэнергии


Статус статьи

Не проверено экспертами


Назначение

Варианты использования сетевых накопителей электроэнергии в энергетике охватывают всю цепочку передачи электроэнергии: генерацию, передачу, распределение и потребление электроэнергии. Согласно существующим оценкам, к наиболее востребованным и реализуемым в ближайшей перспективе услугам, относят услуги по регулированию частоты в сети и по обеспечению потребления электроэнергии на собственные нужды. Нобходимо:

  • Участие в первичном регулировании частоты в сети. Современные аккумуляторные системы по функции первичного регулирования способны конкурировать с традиционной генерацией на оптовых рынках электроэнергии.
  • Обеспечение потребления электроэнергии на собственные нужды. Внедрение сетевых накопителей снижает операционные затраты за счет обеспечения возможности потребления электроэнергии на собственные нужды по наименьшей цене рынка.

Помимо обозначенных услуг, выделяют также ряд потенциально возможных услуг, основанных на использовании сетевых накопителей электроэнергии. К наиболее перспективным из них относятся:

  • Покрытие пиковых нагрузок электросетей. Выравнивание графиков нагрузки за счет создания гибкого добавочного резерва мощности, способного покрыть возникающий дефицит и оперативно выдать мощность в сеть.
  • Крупномасштабное сетевое интегрирование ВИЭ (ветряной/солнечной). Использование сетевых накопителей электроэнергии для выравнивания резких перепадов нагрузки, нейтрализации зависимости ВИЭ от погодных условий, интегрирования как единичных объектов ВИЭ, так и объединения их в энергетические кластеры.
  • Резервное питание для социально и стратегически важных объектов инфраструктуры, их энергоподдержка в ситуации сбоев в электросети. Использование сетевых накопителей электроэнергии для обеспечения аварийного электропитания систем безопасности элементов социальной и экономической инфраструктуры.
  • Повышение качества энергии и надежности энергосистемы. Использование сетевых накопителей электроэнергии для создания резервных мощностей и снижения рисков отключения потребителей электроэнергии.


Общие сведения

К технологиям данного направления относятся:

1. Механические накопители. Супермаховик

2. Индуктивные накопители. Сверхпроводящий индуктивный накопитель (СПИНЭ)

3. Емкостные накопители. Аккумуляторные батареи большой мощности (АББМ)

4. Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС)

5. Подземно-воздушные аккумуляторы


Актуальность использования

Неравномерность потребления электроэнергии в течение суток – одна из основных проблем электроэнергетики. Электроэнергия используется в тот же момент, когда она вырабатывается, в силу чего возникает необходимость то включать, то выключать генерирующие мощности. Такой режим заметно увеличивает как скорость износа генерирующего оборудования, так и расход топлива (каждый пуск энергоблока требует дополнительных затрат топлива). Помимо этого, не всегда существует технологическая возможность быстрого пуска‐остановки генерирующего объекта. В данный момент для покрытия пиковых нагрузок используются, в основном, ГЭС и маневренные ТЭС. Однако строительство ГЭС возможно не везде, а использование ТЭС в пиковом режиме существенно снижает эффективность использования топлива. Вышеперечисленные проблемы приводят к установлению существенно большей стоимости электроэнергии в часы пиковой нагрузки в энергосистеме и в конечном итоге – к более высокой среднесуточной цене на электроэнергию для конечного потребителя. Так, стоимость электроэнергии в пиковые часы в различных странах мира может превышать стоимость электроэнергии в часы базовой нагрузки более чем в 7 раз. Возможность разнести во времени производство и потребление электроэнергии путем ее накопления в больших масштабах – один из наиболее эффективных путей решения проблемы покрытия пиков потребления.


Эффекты от внедрения (использования)

Применение сетевых накопителей и технологий в электроэнергетике после получения запланированных результатов дает следующие эффекты:

  • сокращение потерь электроэнергии;
  • повышение надежности и продление срока эксплуатации электрооборудования за счет выравнивания графика нагрузки и сокращения числа циклов пуска-остановки генерирующего оборудования;
  • повышение надежности и устойчивости работы энергосистем;
  • снижение нагрузки на электрические сети;
  • повышение качества электроэнергии, поставляемой потребителям;
  • толчок к развитию альтернативной энергетики;
  • сглаживание пиков потребления, обеспечение качества и надежности поставки электроэнергии, оптимизацию работы электросети в мегаполисах и крупных городах, на крупных производственных предприятиях.


Принцип функционирования



Опыт применения



Ссылки



Архитектурные кейсы, связанные с технологией