кинетичната за съхранение на енергия, NPK Най - оборудване eenrgeticheskoe
Преглед на съществуващите технологии за съхранение на електрическа енергия
В момента проблемът за ефективно използване на електрическа енергия е неотложна задача за всички области на дейност. Един от начините за подобряване на енергийната ефективност може да бъде използването на системи, натрупване на енергия генератор и ги извежда до най-малко необходимата мрежа. Усъвършенствани системи за съхранение на енергия са в състояние да решават различни проблеми на съхранение и преобразуване на енергията, прилагане на оптимални условия за работа на оборудването на потребителите за доставка с нестопанска настройките по подразбиране.
могат да бъдат идентифицирани сред основните функции за съхранение:
- Способността да се балансира натоварването на графиците на мрежата;
- Внедряване на система надеждност за потребителите;
- Осигуряване на непрекъснато снабдяване с критични съоръжения, спомагателни електрически централи и подстанции;
- Изглаждане на трептене власт, стабилизиране на системите за производство на нискоинерционния разпределени.
в бъдеще, за съхранение на електрическа енергия ще бъде съществен елемент на умен (активно-адаптивни) мрежи от следващо поколение, без които е невъзможно да се допълнително качествен растеж на икономиката.
Основните видове дискове:
В момента има много различни класификации за съхранение на електрическа енергия. Въпреки това, от практическа гледна точка, най-точното представяне на класификацията на дискове на физични и електрохимични на. Първият - електрическа енергия се превръща в химическата енергия вещества, последният - в механична енергия.
Чрез електрохимично акумулиране на енергия да включва:
устройства за съхранение на енергия на базата на молекулярно кондензатори.
Физическите дискове два вида енергийни системи:
съхранение гравитационната енергия (PSP);
кинетичната съхранение на енергия (маховици).
Електрохимични устройства за съхранение на енергия
Оловно-киселинни батерии
Това електрохимична система е една от най-често срещаните сред батериите, с оглед на своята ниска цена, генерирането на отпадъци технологии и дългогодишен опит на работа. В оловно-киселинни батерии (наричан CAS) електролит е разтвор на сярна киселина, активното вещество на положителните плочи - PbO2 доведе диоксид, отрицателните плочи - порести олово Pb.
Оловно-киселинни батерии са широко разпространени, обаче, заедно с предимствата и имат значителни недостатъци - ниска консумация на енергия (на ниво от 10-30 Wh / кг), малък брой цикли на зареждане / изпразване и ниско допустим дълбочина на разряд в повечето разновидности.
В момента на разположение на батерията с подобрена живот, достигайки до 3000 цикъла при 50% дълбочина на разряд. Въпреки това, цената на тези батерии е по-висока от тази на стандартните системи.
Никел-кадмиеви батерии
Никел-кадмиеви батерии са известни също и за дълго време. Принципът на действие се основава на образуването на кадмий хидроксид към никел хидроксид и анода - катод. Тяхната консумация на енергия е почти два пъти по-висока от тази на CAS, те са ефективни при ниски температури, допустим на зареждане и разреждане течения също са значително по-високи. Тези възможности позволяват на никел-кадмиеви батерии са широко използвани в транспорта, авиацията и стационарни системи, независимо от факта, че те са по-скъпи.
Въпреки това, никел-кадмиеви батерии са присъщи на такъв недостатък като ефект на паметта - тяхното потребление на енергия рязко спада при пълно зареждане или не начислява такса за неговото възстановяване са необходими специални алгоритми за зареждане. те също са най-критично на всички видове електрохимични батерии за точното спазване на изискванията за правилното функциониране.
Натриев-серни батерии
Потреблението на енергия от системата може да достигне 925 Wh / кг, но в действителност се постигне много по-малки номера, 100-150 Wh / кг. Има редица значителни нюанси - електролита в керамичната система, което води до висока температура операционна батерия (290-360 ° С).
Въпреки невъзможността да се съхранява акумулирана енергия за дълго време (но това трябва да се изразходва за поддържане на работната температура на електролита), батерии натриев-серни са били в търсенето на регулиране на графиците за доставка на енергия и поддържане на променлив ток честота в големи мрежи от Япония и Съединените щати като възобновяем, тъй като и централизирана власт. Липсата на скъпи материали означава, че стойността на акумулирана енергия за системата се намира на нивото на SCA.
Литиево-йонни батерии.
За този тип батерии се характеризира с висока консумация на енергия, дълбоки цикъла разряд-заряд (70-80%), без памет ефект. В същото време, ресурси и разходи за такива батерии зависи от вида на електрохимични системи, използвани в катода и анода, както и температурните условия и експлоатация.
Основната причина за разпространението на този вид на малки батерии стане тяхната експлозивност. Вероятността от късо съединение и експлозия ограничава използването на литиево-йонни батерии голям размер - например, до степента, необходима за електрическата енергия, или се използва като мрежа за съхранение на енергия, които се нуждаят от хиляди киловатчаса на енергия.
Суперкондензаторите.
В суперкондензатор е електрохимична импулс устройство адаптиран да компенсира бързо преходни в различни електрически вериги. Всеки тип на батерията се различава значително по-ниска консумация на енергия (единица W · ч / кг) и повишена плътност на мощността (2-10 кВт / кг). Процесът на натрупване на енергия в суперкондензатори за сметка на такса за разделяне на двата електрода с достатъчно голяма потенциална разлика между тях.
Тъй като химическата конверсия на вещества в процеса не се среща суперкондензатор (да не надвишава зарядното напрежение), повече ресурси на системата, е достатъчно голямо и може да надвишава 100000 цикъла на зареждане разреждане. Като се вземат предвид посочените по-горе характеристики на ултракондензатори, е препоръчително да ги използват в хибридните схеми с батерии. В този случай, супер кондензатор реагира на кратки пикове по производство или консумация на енергия, увеличаване на живота на батерията и намалява времето за реакция на цялата система на външни влияния.
Заслужава да се отбележи, че цялата предоставена от електрохимични устройства за съхранение (с изключение на Суперкондензаторите) енергията са споделили съществени недостатъци, включително.:
системи за разходите Висока единица.
Необходимостта да се спазват правилата за зареждане / изпразване.
Специални изисквания за околната среда за разгръщане и оползотворяване.
Необходимостта от редовни системи за поддръжка и инспектиране.
Тесен зареждане / разреждане цикъл.
Невъзможност да се отговори на кратки залпове на потребление (с изключение на суперкондензатори).
Съхранение на енергия на базата на молекулярно кондензатори
Молекулярна дискове са нов продукт в областта на съхранението и в момента е в процес на етапа на изграждане и тестване на прототипи.
Сред този клас практическо приложение на устройството в момента се среща само Sverprovodnikovy индуктивен съхранение на енергия (гръбначния стълб) малка консумация на енергия (до 106 J.).
В същото време индустриално приложение гръбначния стълб ще бъде възможно едва след разработването и създаването на гръбначния стълб на базата на високо свръхпроводници.
Гръбначния стълб може да намери приложение в енергетиката като ефективно средство за подобряване на надеждността и стабилността на ограничен електрически енергийни системи. Така разпределени такива индуктивни свойства на съхранение, като скорост, висока ефективност, възможност за пълна автоматизация на входа и на изхода енергия, голяма специфична енергия, регулира активната и реактивната мощност.
Физически електро
Сред физическото съхранение на електричество, получено практическо приложение в устройства за съхранение на енергия могат да бъдат идентифицирани с помощта на естествена гравитация - те включват изпомпва станция за съхранение (PSP) и устройства, които използват кинетичната енергия на маховика - т.нар кинетичната съхранение на енергия (SCE).
Помпено мощност съхранение станция (PSP).
ДПУ са едни от най-ранните техники за съхраняване на големи количества енергия. Основните фактори, които определят възможността за изграждане на ГАЕС, максималния си капацитет и цената е особено терена и необходимостта да се наводни големи площи.
Заявление ПАВЕЦ може да бъде ефективен в случаите, когато работата не е регулирана мощност на базата на конвенционалните технологии или възобновяеми енергийни източници, както и по-голяма мрежа, като например мрежата на голям мегаполис.
Изграждане на помпено-акумулиращи станции се извършва в продължение на повече от 100 години в света. Първият PSP - Лети (Швейцария), около 100 кВт, е пусната в експлоатация през 1882 година. Сега общият брой на ДПУ в света е повече от 460 станции, както и техният общ капацитет надхвърля 300 млн. Киловата.
Помпено-акумулиращите станции водноелектрическа централа е уникална структура, чрез която е възможно да се натрупват (магазин) електрическа енергия, да се връщат в мрежата, както е необходимо. Часовникът, когато на власт излишък електрическа енергия (най-вече - нощ) водноелектрическа изпомпва акт за съхранение като помпи и отнема евтин излишък на електроенергия, изпомпване на вода от долния басейн на горната част на басейна натрупване на височината на няколко десетки или стотици метри. Часовникът когато в недостиг на поколение мощност е оформена, за предпочитане - сутрин и вечер, водноелектрическа изпомпва работа съхранение като генератори и водния поток енергия се превръща - в електрическа енергия. Тя влиза в единна система.
Предвид високия маневреността на водноелектрически съоръжения, броят на старта от обратими хидравлични единици ПАВЕЦ, за разлика от конвенционалните водноелектрически достига няколкостотин (500-700) за един месец, а понякога и на около 30 изстрелвания на ден.
Днес в България такива станции само 2: Zagorsk електроцентрала в Москва и Ставропол PSP по пътя Big Ставропол канал (OSC).
Основната цел на Zagorsk PSP е автоматичен контрол на честота и мощност потоци. както и дневните пикови натоварвания покривка в Москва и Централна енергийни системи.
1-ви и 2-ро място Zagorsk PSP може само частично да се компенсира липсата на регулаторна власт на маневра в региона на Централна България, която сега е в размер на повече от 3,0 милиона киловата, включително и в Москва и Московска област -. Около 2 милиона киловата ..
ДПУ са значителни недостатъци:
Ниска специфична енергия,
високи изисквания към мястото за монтаж,
необходимостта от съществена намеса в екологията на района,
изключително висока единична цена на строителство
(Повече от 2 000 1 кв. На електрическа енергия).
Агрегаторите кинетична енергия (SCE)
Сред физическото съхранение на енергия далеч от най-обещаващите са звената, работещи на принципа на съхранение на кинетичната енергия в ротационното маховика. Такива растения се наричат кинетичната съхранение на енергия (SCE).
В класическата (монолитно) или маховици по-модерна и перспектива supermahovik може да се използва като ротационното и натрупване на енергия елемент. Supermahovik - висока специфична енергия капацитет на маховика прави чрез навиване с напрежение на еластичните център материали с висока якост на едноосен - проводници, ленти, влакна със сноп (слепване). Supermahovik не работи във въздух и в среда на ниско съпротивление на въртене, например под вакуум.
Светът се е разпространил на използването на модулите за IRC, състоящи се от няколко единици за резервно захранване критични консуматори (като медицински центрове, банкови трезори, ядрени съоръжения, и т.н.), както и за chistotnogo регулиране и изглаждащи товари графика в мрежата.
Кинетична енергия устройства имат няколко предимства пред по-горе споменатите системи, електрохимични методи и физически устройства. Те се отличават с:
- високо обемно-специфичен разход на енергия;
- високо, недостижима от други устройства, плътност на мощността;
- razryvo- и експлозия. Екологична сигурност;
- Тя не изисква специални предпазни конструкции за монтаж;
- умение за работа в широк температурен диапазон от -40 - 80;
- лекота на експлоатация и поддръжка;
- работа за повече от 20 години.
Сравнителни характеристики на устройства за съхранение на енергия, представени следните:
Както се вижда от сравнителната таблица, агрегатори кинетична енергия (SCE) са "най-гъвкави" системи се характеризират с висока производителност, а с най-ниска специфичния индикатор на разходите за изграждане и поддръжка.
В повечето случаи, съхранение на кинетична енергия (SCE) може да стане икономически и ефективно решение, на мястото на използването на електрохимични системи за съхранение.