Современные способы аккумулирования электрической энергии

Владислав Смирнов, Никита Мещеряков Современные способы аккумулирования электрической энергии

Введение

В современном мире все чаще и чаще встает вопрос о повышении КПД современной выработки и потребления электроэнергии. С каждым годом в данной сфере появляется все больше и больше технологий и решений данной проблемы. Один из подходов, это аккумулирование лишний электроэнергии и ее применение в экстренных случаях или для профилактики, в целях снизить нагрузку на станцию.

Что такое аккумулирование энергии? Каждый из нас сталкивается с этим каждый день. В смартфонах, в часах, ноутбуках и даже в машинах сейчас используются аккумуляторы. Но в данной статье пойдет речь о более крупных аккумуляторах или технологиях позволяющих хранить электроэнергию, такой мощности, что можно запитать целый город на достаточно продолжительное время.

Аккумулирование энергии- процесс, в ходе которого энергия, выделяемая из внешних источников ( ТЭЦ, ГРЭС, солнечные или ветряные станции и т.д.), сохраняется и хранится в автономных устройствах и позволяет применить ее в нужный момент времени.

Нам предстоит разобраться, какие виды аккумулирования энергии применяются, практические примеры применения данных технологий в мире и в России.

Виды и способы аккумулирования электрической энергии

Наверное, один из самых старых и популярных способов аккумулирования энергии в мире, это использование аккумулирующих способностей водохранилища.

В то время, как нагрузка на агрегатах ГЭС достаточно незначительна, происходит накопление воды в водохранилище, тем самым увеличивается напор и аккумулируется потенциальная энергия. В моменты пиковой нагрузки, агрегаты станции подрубаются на полную мощность и используется накопленная вода, для повышения напора. А также накопленная потенциальная энергия, используется в маловодный момент.

Заряд ГАЭС(Гидроаккумулирующая электростанция) представляет собой подъем воды гидромашинами с электрическим приводом из нижней части водохранилища в верхнюю. Данный режим работы происходит во время праздников, в выходные дни, когда происходит снижение электропотребления ночью, а также в сезонном интервале времени. В часы максимальной нагрузки, аварии на других станциях или электрических сетях энергосистемы, потенциальная энергия воды на вершине водохранилища преобразуется в электрическую. При этом вода срабатывается из верхнего в нижний резервуар, проходя через турбины или обратимые гидромашины, которые работают совместно с реверсивными электромашинами, генерирующими электрический ток, как и на обычных гидроэлектростанциях. Таким образом, гидроаккумуляторы при заряде работают как насосные станции, а при разряде – в качестве гидроэлектростанций.

Технология, которая набирает свою популярность в 21 веке – аккумуляторная электростанция. Данный тип технологии начинал набирать свою популярность, относительно недавно. Связанно это с тем, что современные технологии не позволяют в нужном объеме и за разумную цену, хранить энергию в аккумуляторах. Но с каждым годом, отрасль развивается и появляется все больше и больше новых технологий.

Аккумуляторная электростанция- это электростанция, использующая группу батарей для хранения электрической энергии. Аккумуляторные батареи являются самыми быстрыми и стабильными источниками питания.

Аккумуляторные электростанции имеют достаточно крупные габариты, они устанавливаются на отдельно выделенной территории в виде складов или комплекта контейнеров. Одна из проблем данной системы заключается в том, что электрохимическая энергия хранится в виде постоянного тока в то время, как сети используют переменный ток. По этой причине таким станциям необходимо использовать дополнительный инвенторы.

Хоть аккумуляторные электростанции и имеют самый короткое время запуска, нет колебаний в сети, стабильные и с каждым годом становятся доступнее и наращивают свою мощность, они по прежнему уступают насосным электростанциям.

Практическое применение в мире

Самым ярким примером практического применения аккумуляторных электростанций является южная Австралия. В данном регионе получение электроэнергии преимущественно идет из альтернативных источников (солнечные батареи или ветряные станции). Но бывают дни, когда нет ветра или пасмурно. В такие дни затраты на электроэнергию сильно увеличивались и на помощь пришла компания Tesla Inc.