Освоение возобновляемых ресурсов с помощью технологий аккумулирования энергии

Page 1
background image

Page 2
background image

26

Ноябрь

декабрь

 2014

   

 

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

Энергии

Энергии

  

ВИЭ

ВИЭ

Солнечный

 

энергоцентр

 

в

 

Лонг

-

Айленде

 — 

это

 

крупнейшая

 

фотоэлектрическая

 

станция

 

на

 

востоке

 

Соединённых

 

Штатов

Она

 

обеспечива

-

ет

 32 

МВт

 

с

 

помощью

 164312 

солнечных

 

панелей

Применяются

 

современные

 

фотоэлектрические

 

модули

 

из

 

поликристаллического

 

кремния

благодаря

 

чему

 

энергоцентр

 

такого

 

масштаба

 

занимает

 

минимальную

 

возможную

 

территорию

Фото

 

Джина

 

Вулфа

.

Компания

 

коммунального

 

облуживания

 

штата

 

Нью

-

Мексико

 (Public Service 

Company of New Mexico) 

построила

 

первую

 

фотоэлектрическую

 

станцию

 

в

 

Соединённых

 

Штатах

на

 

которой

 

применяется

 

аккумулирование

 

энергии

На

 

объекте

 

применяются

 

аккумуляторные

 

батареи

 Ecoult/East Penn. 

Фото

 

представлено

 

компанией

 PNM.

С

 

 

каждым

 

годом

 

доля

 

электроэнергии

произво

-

димой

 

с

 

применением

 

возобновляемых

 

энерго

-

ресурсов

значительно

 

увеличивается

 

во

 

всём

 

мире

По

 

большей

 

части

 

это

 

связано

 

с

 

распро

-

странением

 

солнечных

 

фотоэлектрических

 

систем

 

вследствие

 

снижения

 

их

 

стоимости

Эксперты

 

в

 

электроэнергетике

 

не

 

сходятся

 

во

 

мнениях

 

отно

-

сительно

 

того

что

 

с

 

этим

 

делать

Их

 

точки

 

зрения

 

разнятся

если

 

не

 

сказать

 

больше

но

 

в

 

одном

 

все

 

они

 

согласны

по

 

мере

 

более

 

широкого

 

применения

 

солнечной

 

и

 

ветровой

 

энергии

 

растут

 

и

 

проблемы

связанные

 

с

 

эксплуатацией

 

новой

 

сети

.

В

 

центре

 

обсуждения

 — 

непостоянство

 

ветро

-

вой

 

и

 

солнечной

 

генерации

В

 

один

 

период

 

эти

 

ресурсы

 

могут

 

давать

 

сети

 

максимальный

 

объём

 

электроэнергии

а

 

всего

 

через

 

минуту

 — 

уже

 

совсем

 

ничего

В

 

связи

 

с

 

непостоянством

 

этих

 

источников

 

энергии

 

их

 

определяют

 

как

 

неуправляемые

Это

 

означает

что

 

максимальная

 

доступная

 

мощность

 

от

 

солнечных

 

и

 

ветровых

 

генерирующих

 

установок

 

изменяется

 

с

 

течением

 

времени

 

и

 

это

 

невозможно

 

прогнозировать

.

Такое

 

непостоянство

 

стоит

 

энергокомпаниям

ко

-

торые

 

используют

 

в

 

своих

 

системах

 

возобновляемые

 

энергоресурсы

больших

 

денег

Им

 

приходится

 

пола

-

гаться

 

на

 

электростанции

работающие

 

на

 

органиче

-

Освоение возобновляемых 
ресурсов с помощью 
технологий аккумулирования 
энергии

Эффективные системы аккумулирования энергии могут 
сделать возобновляемые ресурсы управляемыми.

Джин Вулф (Gene Wolf), 

технический публицист


Page 3
background image

27

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

   

 

Ноябрь

декабрь

 2014

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

Энергии

Энергии

  

ВИЭ

ВИЭ

Современные

 

фотоэлектрические

 

электростанции

 

энергокомпаний

 

включают

 

в

 

себя

 

фотоэле

-

менты

изготовленные

 

из

 

тонкоплёночных

 

полупроводников

например

 

аморфного

 

кремния

 

или

 

материалов

 

без

 

содержания

 

кремния

таких

 

как

 

теллурид

 

кадмия

Фото

 

Джина

 

Вулфа

.

Отдавая

 

распоряжение

 

об

 

интеграции

 

систем

 

аккумулирования

 

энер

-

гии

Комиссия

 

по

 

коммунальному

 

обслуживанию

 

штата

 

Калифорния

 

имела

 

в

 

виду

 

свинцово

-

кислотные

 

аккумуляторные

 

батареи

Бата

-

реи

которые

 

в

 

случае

 

необходимости

 

могут

 

выдавать

 250 

кВт

 

на

 

протяжении

 

четырёх

 

часов

были

 

установлены

 

на

 

солнечной

 

элек

-

тростанции

 500 

кВт

 

на

 

Юго

-

Западе

 

в

 

целях

 

управления

 

солнечной

 

генерацией

Фото

 

Джина

 

Вулфа

.

ском

 

топливе

в

 

тех

 

случаях

когда

 

ветер

 

утихает

 

или

 

небо

 

над

 

солнечной

 

энергоустановкой

 

затягивает

 

туча

-

ми

При

 

этом

 

электростанции

 

для

 

покрытия

 

базисной

 

нагрузки

 

работают

 

с

 

меньшими

 

коэффициентами

 

ис

-

пользования

 

установленной

 

мощности

 

и

 

гораздо

 

мень

-

шей

 

эффективностью

.

Ключ

 

к

 

решению

 

этой

 

проблемы

 — 

продуманное

 

применение

 

систем

 

аккумулирования

 

энергии

Благо

-

даря

 

таким

 

системам

 

непостоянство

   

возобновляемых

 

энергоресурсов

 

можно

 

компенсировать

 

и

 

сделать

 

их

 

управляемыми

Сейчас

 

это

 

приобрело

 

огромное

 

значе

-

ние

поскольку

 

возобновляемая

 

генерация

 

стала

 

неотъ

-

емлемым

 

источником

 

электроэнергии

 

в

 

сети

 21 

века

.

Мегаватт

гигаватт

тераватт

Что

 

это

 

значит

 — 

неотъемлемый

 

источник

В

 

осо

-

бенности

 

когда

 

речь

 

идёт

 

об

 

установленной

 

генериру

-

ющей

 

мощности

Сеть

 

по

 

формированию

 

политики

 

в

 

сфере

 

возобновляемой

 

энер

-

гетики

 21-

го

 

века

 (Renewable 

Energy Policy Network for the 21st 
Century, REN21) 

в

 

своём

 

отчё

-

те

 

под

 

названием

  «

Состояние

 

развития

 

возобновляемой

 

энер

-

гетики

 2013» 

сообщает

: «

К

 

кон

-

цу

 2012 

года

 

возобновляемые

 

энергоресурсы

 

обеспечили

 

чуть

 

более

 

половины

 

всего

 

чистого

 

прироста

   

генерирующей

 

мощ

-

ности

 

для

 

всех

 

источников

 

элек

-

троэнергии

». 

Это

 

значительная

 

доля

и

более

 

того

по

 

утверж

-

дению

 REN21, 

к

 

концу

 2012 

года

 

возобновляемые

 

энергоресур

-

сы

  «

стали

 

обеспечивать

 

более

 

26% 

глобальной

 

генерации

».

В

 2013 

году

по

 

данным

 

Гло

-

бального

 

совета

 

по

 

ветроэнер

-

гетике

 (Global Wind Energy Council, GWEC), 

по

 

всему

 

миру

 

к

 

сетям

 

были

 

подключены

 

объекты

 

ветрогенера

-

ции

 

мощностью

 

более

 35 

тыс

МВт

. GWEC 

сообщает

что

 

в

 

итоге

 

суммарная

 

ветровая

 

мощность

 

в

 

мире

 

со

-

ставила

 

более

 318 

тыс

МВт

Что

 

касается

 

солнечной

 

энергетики

Европейская

 

ассоциация

 

фотоэлектриче

-

ской

 

промышленности

 (European Photovoltaic Industry 

Association, EPIA) 

информирует

что

 

глобальная

 

уста

-

новленная

 

мощность

 

фотоэлектрических

 

систем

 

увели

-

чилась

 

на

 37 

тыс

МВт

 

в

 2013 

году

По

 

объединённым

 

данным

 GWEC 

и

 EPIA 

за

 2013 

год

суммарная

 

мощ

-

ность

 

ветровых

 

и

 

фотоэлектрических

 

энергосистем

 

уве

-

личилась

 

более

 

чем

 

на

 72 

тыс

МВт

 

всего

 

за

 

один

 

год

Первые

 

отчёты

 

за

 2014 

год

 

указывают

 

на

 

продолжение

 

этого

 

значительного

 

роста

.

Смогут

 

ли

 

помочь

 

нормативные

 

акты

?

При

 

таком

 

росте

 

возможность

 

управления

 

ветровой

 

и

 

солнечной

 

генерацией

 

важна

 

как

 

никогда

Странность

связанная

 

с

 

обеспечением

 

управляемости

 

возобновля

-

емыми

 

энергоресурсами

заключается

 

в

 

том

что

 

в

 

дей

-

ствительности

 

этот

 

вопрос

 

связан

 

не

 

с

 

развитием

 

новой

 

технологии

а

 

с

 

экономикой

Технологии

 

аккумулирова

-

ния

 

энергии

 

разрабатываются

 

уже

 

многие

 

годы

однако

 

на

 

практике

 

реализуются

 

редко

Повсеместной

 

интегра

-

ции

 

этой

 

технологии

 

препятствуют

 

большие

 

затраты

 

и

 

выбор

 

того

кто

 

эти

 

затраты

 

понесёт

.

В

 

рамках

 

продвижения

 

вопроса

 

об

 

аккумулировании

 

энергии

 

Комиссия

 

предприятий

 

коммунального

 

обслу

-

живания

 

штата

 

Калифорния

 

в

 

прошлом

 

году

 

отдала

 

распоряжение

 

касательно

 

аккумулирования

 

энергии

Это

 

распоряжение

 

требует

 

от

 

калифорнийских

 

энерго

-

компаний

 

покупки

 

и

 

установки

 

систем

 

аккумулирования

 

энергии

 

общей

 

мощностью

 

в

 1300 

МВт

 

к

 2020 

году

По

 

убеждению

 

Комиссии

это

 

позволит

 

выполнить

 

две

 

важ

-

ные

 

задачи

новые

 

системы

 

аккумулирования

 

в

 

сети

 

обеспечат

 

энергию

 

там

где

 

она

 

необходима

а

 

также

 

повысят

 

надёжность

 

и

 

устойчивость

 

сети

 

путём

 

реше

-

ния

 

проблемы

 

с

 

непостоянством

 

ветровой

 

и

 

солнечной

 

генерации

.

В

 

Техасе

Нью

-

Йорке

Гавайях

 

и

 

Вашингтоне

 

также

 

были

 

предложены

 

значительные

 

меры

 

в

 

области

 

акку

-

мулирования

и

 

в

 

настоящее

 

время

 

эти

 

штаты

 

внима

-

тельно

 

наблюдают

 

за

 

происходящим

 

в

 

Калифорнии

Что

 

касается

 

уровня

 

всей

 

страны

на

 

рассмотрении

 

в

 

Конгрессе

 

находятся

 

два

 

законопроекта

 (1465 

в

 

Пала

-


Page 4
background image

28

Ноябрь

декабрь

 2014

   

 

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Несколько

 

лет

 

тому

 

назад

 Xcel Energy 

запустила

 

свой

 

проект

 

под

 

названием

 «Wind to 

Battery», 

объединяющий

 

применение

 

серно

-

натриевых

 

аккумуляторных

 

батарей

 1 

МВт

 

от

 NGK 

и

 

систему

 

управления

 

аккумулированием

 

энергии

 PureWave 

от

 S&C. 

Фото

 

пред

-

ставлено

 

компанией

 S&C Electric.

Hatch Solar Energy Center 5 

МВт

 — 

крупнейшая

 

солнечная

 

электростанция

на

 

которой

 

применяются

 

системы

 

концентрирующего

 

типа

Она

 

постав

-

ляет

 

электроэнергию

 

напрямую

 

в

 

линии

 

электропередачи

 

энергокомпании

 

El Paso Electric. 

Фото

 

представлено

 

компанией

 NextEra Energy Resources.

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

Энергии

Энергии

  

ВИЭ

ВИЭ

те

 

Представителей

 

и

 1030 

в

 

Сенате

), 

призванные

 

поддержать

 

интеграцию

 

технологий

 

аккумули

-

рования

Кроме

 

того

свой

 

вклад

 

в

 

обсуждение

 

вопроса

 

об

 

аккумулировании

 

энергии

 

внесла

 

Фе

-

деральная

 

комиссия

 

по

 

регулированию

 

в

 

сфере

 

энергетики

 (FERC). 

Комиссия

 

издала

 

два

 

приказа

 

(784 

и

 792), 

которые

 

способствуют

 

интеграции

 

си

-

стем

 

аккумулирования

 

энергии

.

Согласно

 

Приказу

 784, 

энергокомпании

 

долж

-

ны

 

учитывать

 

скорость

 

и

 

точность

 

при

 

выборе

 

тех

-

нологических

 

услуг

  (

обратите

 

внимание

что

 

тех

-

нологические

 

услуги

 

определяются

 

как

 

источники

 

энергии

которые

 

энергокомпания

 

может

 

купить

 

по

 

мере

 

необходимости

). 

По

 

Приказу

 792 

аккумули

-

рование

 

энергии

 

становится

 

источником

 

энергии

который

 

на

 

законных

 

основаниях

 

можно

 

подклю

-

чать

 

к

 

сети

В

 

действительности

 

это

 

ставит

 

аккуму

-

лирование

 

в

 

один

 

разряд

 

с

 

существующими

 

процедура

-

ми

 

подключения

 

объектов

 

малой

 

генерации

.

Достаточно

 

отметить

что

 

так

 

или

 

иначе

 

регулирую

-

щие

 

и

 

руководящие

 

органы

 

начинают

 

работу

 

в

 

области

 

аккумулирования

 

энергии

Если

 

смотреть

 

на

 

ситуацию

 

с

 

положительной

 

точки

 

зрения

поддержка

 

со

 

стороны

 

регулирующих

 

органов

 

должна

 

способствовать

 

инте

-

грации

 

этой

 

технологии

.

Игра

 

по

 

новым

 

правилам

Пусть

 

у

 

вас

 

не

 

создаётся

 

впечатление

что

 

в

 

насто

-

ящее

 

время

 

аккумулирование

 

в

 

сети

 

не

 

применяется

применяется

и

 

таких

 

систем

 

достаточно

 

много

однако

 

не

 

все

 

они

 

строятся

 

равномерно

По

 

оценке

 

Междуна

-

родного

 

энергетического

 

агентства

 (IEA), 

к

 

концу

 2012 

го

-

да

 

во

 

всём

 

мире

 

было

 

установлено

 

систем

 

аккумулиро

-

вания

 

общей

 

мощностью

 

более

 145 

ГВт

По

 

прогнозам

 

IEA, 

основанным

 

на

 

будущей

 

потребности

 

в

 

электро

-

энергии

к

 2050 

году

 

в

 

США

Европе

Индии

 

и

 

Китае

 

к

 

сети

 

необходимо

 

будет

 

подключить

 

около

 310 

ГВт

 

до

-

полнительных

 

систем

 

аккумулирования

.

По

 

сообщениям

 Navigant Research, 

в

 2013 

году

 

рас

-

ходы

 

на

 

системы

 

аккумулирования

 

для

 

возобновляе

-

мой

 

генерации

 

во

 

всём

 

мире

 

составили

 

приблизитель

-

но

 150 

млн

 

долл

США

а

 

к

 2023 

году

 

они

по

 

прогнозам

вырастут

 

до

 2,5 

млрд

 

долларов

Департамент

 

энерге

-

тики

 

США

 

приступил

 

к

 

созданию

 

международной

 

базы

 

данных

 

по

 

системам

 

аккумулирования

 

энергии

 

с

 

целью

 

контроля

 

этой

 

растущей

 

тенденции

В

 

эту

 

базу

 

данных

 

уже

 

внесены

 

данные

 

по

 420 

задокументированным

 

проектам

 

по

 

аккумулированию

 

энергии

реализуемым

 

в

 34 

странах

.

Перед

 

тем

 

как

 

приступать

 

к

 

повсеместной

 

интегра

-

ции

 

новой

 

технологии

важно

 

внимательно

 

изучить

 

её

 

характеристики

Системы

 

аккумулирования

 

энергии

 

бы

-

вают

 

различных

 

размеров

 

и

 

форм

Они

 

могут

 

постав

-

лять

 

электроэнергию

 

в

 

разных

 

объёмах

  (

от

 

милливатт

 

до

 

мегаватт

и

 

в

 

течение

 

разных

 

промежутков

 

времени

 

(

от

 

долей

 

цикла

 

до

 

нескольких

 

часов

по

 

выбору

 

поку

-

пателя

В

 

связи

 

с

 

этим

 

крайне

 

важно

 

выбрать

 

правиль

-

ное

 

устройство

 

в

 

зависимости

 

от

 

целей

 

его

 

будущего

 

применения

К

 

таким

 

целям

помимо

 

прочего

относятся

 

управление

 

производством

 

и

 

распреде

-

лением

 

энергии

обеспечение

 

резервной

 

мощности

выравнивание

 

нагрузки

регу

-

лирование

 

частоты

поддержка

 

напряже

-

ния

 

и

 

стабилизация

 

работы

 

сети

.

Малые

средние

крупные

Обычно

 

крупные

 

ветровые

 

и

 

солнеч

-

ные

 

электростанции

 

требуют

 

крупных

 

си

-

стем

 

аккумулирования

 

с

 

большой

 

ёмко

-

стью

способных

 

обеспечивать

 

огромные

 

объёмы

 

мощности

 

на

 

протяжении

 

многих

 

часов

Сети

 

также

 

требуются

 

средние

 

и

 

малые

 

системы

 

аккумулирования

Сред

-

ние

 

системы

известные

 

как

 

промежуточ

-

ные

устанавливаются

 

на

 

подстанциях

обслуживающих

 

питающие

 

линии

 

системы

 

распределения

и

 

в

 

солнечных

 

энергоси

-

стемах

 

промышленного

 

назначения

Ма

-

логабаритные

 

системы

 

аккумулирования

 

идеально

 

подходят

 

для

 

питающих

 

линий

обслуживающих

 

бытовых

 

потребителей

и

 

для

 

фотоэлектрических

 

систем

устанав

-

ливаемых

 

на

 

крышах

 

зданий

.

Если

 

говорить

 

о

 

крупногабаритных

 

си

-

стемах

выделяют

 

аккумуляторные

 

бата

-

реи

системы

 

для

 

гидроаккумулирующих

 

электростанций

 

и

 

системы

 

аккумулирова

-


Page 5
background image

29

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

   

 

Ноябрь

декабрь

 2014

Университет

 

штата

 

Аризона

 

активно

 

реализует

 

проекты

 

в

 

области

 

установки

 

фотоэлек

-

трических

 

систем

 

на

 

крышах

Только

 

на

 

территории

 

кампуса

 

в

 

г

Темпе

штат

 

Аризона

США

установлено

 

около

 2100 

солнечных

 

панелей

 

общей

 

мощностью

 14,5 

МВт

Данная

 

энергоуста

-

новка

 

выдаёт

 

мощность

 

почти

 

в

 500 

кВт

Фото

 

представлено

 

компанией

 NRG Solar.

Объект

 PowerParasol 

на

 

территории

 

Университета

 

штата

 

Аризона

 

с

 

установленными

 7500 

фотоэлектрическими

 

панелями

 

обеспечивает

 

крытую

 

автомобильную

 

стоянку

 (800 

парковочных

 

мест

и

 2 

МВт

 

электроэнергии

 

для

 

нужд

 

кампуса

Фото

 

представлено

 

компанией

 NRG Solar.

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

Энергии

Энергии

  

ВИЭ

ВИЭ

ния

 

энергии

 

с

 

помощью

 

сжатого

 

возду

-

ха

Системы

 

для

 

гидроаккумулирующих

 

электростанций

 

лидировали

 

на

 

протяже

-

нии

 

более

 

чем

 100 

лет

По

 

данным

 

Меж

-

дународного

 

энергетического

 

агентства

99% 

общей

 

мощности

 

применяемых

 

в

 

на

-

стоящее

 

время

 

систем

 

аккумулирования

 

в

 145 

ГВт

 

обеспечивают

 

системы

 

ГАЭС

.

К

 

сожалению

гидроаккумулирующие

 

системы

 

ограничены

 

географическими

 

рамками

 

и

 

не

 

могут

 

устанавливаться

 

на

 

равнинных

 

и

 

безводных

 

территориях

где

 

как

 

раз

 

и

 

строят

 

ветровые

 

и

 

солнечные

 

электростанции

Технология

 

аккумулиро

-

вания

 

энергии

 

с

 

помощью

 

сжатого

 

возду

-

ха

 

также

 

разрабатывается

 

на

 

протяжении

 

многих

 

лет

однако

 

она

 

не

 

получила

 

ши

-

рокого

 

распространения

и

 

в

 

настоящее

 

время

 

установлено

 

всего

 

две

 

коммерче

-

ские

 

системы

.

У

 

технологии

 

аккумулирования

 

энер

-

гии

 

с

 

помощью

 

сжатого

 

воздуха

 

также

 

есть

 

географические

 

ограничения

что

 

по

-

влияло

 

на

 

её

 

интеграцию

Ей

 

требуются

 

подземные

 

расщелины

 

или

 

пустоты

 

для

 

хранения

 

сжатого

 

воздуха

что

 

ограничи

-

вает

 

её

 

интеграцию

однако

 

сейчас

 

это

 

можно

 

изменить

Компания

 

под

 

названи

-

ем

 SustainX 

разработала

 

новый

 

подход

SustainX 

применяет

 

специальный

 

ком

-

прессор

/

генератор

 

для

 

повышения

 

давления

 

воздуха

 

и

 

его

 

нагнетания

 

в

 

большие

 

стальные

 

трубы

 (

похожие

 

на

 

те

что

 

применяются

 

для

 

транспортировки

 

природного

 

газа

в

 

периоды

когда

 

электроэнергия

 

в

 

избытке

При

 

возникновении

 

дефицита

 

электроэнергии

 

этот

 

процесс

 

меняет

 

своё

 

направление

.

Всё

 

это

 

оборудование

 

размещается

 

в

 

здании

ко

-

торое

 

можно

 

строить

 

там

где

 

этого

 

желает

 

потреби

-

тель

Недавно

 

в

 

эксплуатацию

 

была

 

введена

 

пилот

-

ная

 

система

 

с

 

установленной

 

мощностью

 

в

 1,65 

МВт

Над

 

дальнейшим

 

развитием

 

технологий

 

аккумулиро

-

вания

 

энергии

 

с

 

помощью

 

сжатого

 

воздуха

 

в

 

настоя

-

щее

 

время

 

работают

 

несколько

 

производителей

 (

сре

-

ди

 

них

 — Bright Energy, Foresight Renewable Solutions 

и

 LightSail).


Page 6
background image

30

Ноябрь

декабрь

 2014

   

 

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Энергоцентр

 Nevada Solar One 75 

МВт

 

включает

 

в

 

себя

 

почти

 

200 

тысяч

 

зеркал

которые

 

следуют

 

за

 

траекторией

 

движения

 

солн

-

ца

 

и

 

фокусируют

 

его

 

энергию

 

почти

 

на

 20 

тысяч

 

труб

В

 

трубах

 

содержится

 

жидкость

которая

 

передаёт

 

солнечное

 

тепло

 

и

 

гене

-

рирует

 

пар

приводящий

 

в

 

действие

 

турбину

 

для

 

производства

 

элек

-

троэнергии

Фото

 

представлено

 

компанией

 Siemens.

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

АККУМУЛИРОВАНИЕ  

Энергии

Энергии

  

ВИЭ

ВИЭ

Обеспечение

 

возможности

 

управления

 

генерацией

Не

 

так

 

давно

 

идея

 

о

 

применении

 

сжатого

 

воздуха

 

в

 

целях

 

аккумулирования

 

энергии

 

получила

 

новое

 

раз

-

витие

. GE 

и

 Highview Power 

подписали

 

соглашение

 

о

 

сотрудничестве

 

в

 

разработке

 

системы

 

аккумулирова

-

ния

 

энергии

 

с

 

помощью

 

сжиженного

 

воздуха

У

 

данной

 

технологии

 

нет

 

географических

 

ограничений

в

 

отличие

 

от

 

выше

 

описанных

а

 

вот

 

преимущества

по

 

большей

 

части

сохраняются

.

Highview Power 

разработала

 

процесс

основан

-

ный

 

на

 

использовании

 

электроэнергии

 

в

 

часы

 

прова

-

ла

 

нагрузки

 

и

 

системы

 

охлаждения

 

воздуха

 

до

 -196ºC 

(-321ºF). 

В

 

ходе

 

этого

 

процесса

 700 

литров

 

атмосфер

-

ного

 

воздуха

 

превращаются

 

в

 

один

 

литр

 

сжиженного

который

 

хранится

 

в

 

изотермическом

 

резервуаре

При

 

возникновении

 

потребности

 

в

 

электроэнергии

 

сжижен

-

ный

 

воздух

 

высвобождается

превращается

 

по

 

мере

 

расширения

 

в

 

объёме

 

обратно

 

в

 

газ

 

и

 

раскручивает

 

турбину

генерирующую

 

электроэнергию

В

 

настоящее

 

время

 GE 

и

 Highview 

изучают

 

возможности

 

применения

 

новой

 

технологии

 

для

 

пиковых

 

электростанций

исполь

-

зующих

 

турбины

 

и

 

газовые

 

двигатели

 GE.

Системы

 

аккумулирования

 

энергии

 

с

 

помощью

 

ба

-

тарей

 

успешно

 

применены

 

в

 

нескольких

 

проектах

. GE 

реализовала

 

новую

 

версию

 

натриевых

 

батарей

пред

-

ложенных

 

японской

 

компанией

 NGK 

и

 

итальянской

 

ком

-

панией

 Fiamm. 

Натриевые

 

аккумуляторные

 

батареи

 

Durathon 

от

 GE 

будут

 

установлены

 

в

 

г

Нискаюна

штат

 

Нью

-

Йорк

США

Выдача

 

энергии

 

батареями

 Durathon 

регулируется

 

по

 

объёму

 

и

 

длительности

 

в

 

зависимо

-

сти

 

от

 

потребностей

 

системы

для

 

которой

 

она

 

предна

-

значается

Кроме

 

того

систему

 Durathon 

объединили

 

с

 

популярными

 

ветрогенераторными

 

системами

 GE, 

благодаря

 

чему

 

генераторы

 

могут

 

аккумулировать

 

соб

-

ственную

 

излишнюю

 

энергию

.

ABB 

и

 Saft Groupe, SA 

разработали

 

несколько

 

ин

-

тересных

 

устройств

 

на

 

базе

 

аккумуляторных

 

бата

-

рей

Одно

 

устройство

объединяющее

 

в

 

себе

 

силовую

 

электронику

 ABB 

с

 

никель

-

кадмиевыми

 

батареями

 Saft, 

применили

 

в

 

г

Фэрбенкс

штат

 

Аляска

США

В

 

рамках

 

другого

 

совместного

 

проекта

 

технологию

 SVC Light 

от

 

ABB 

объединили

 

с

 

литий

-

ионными

 

батареями

 Saft 

для

 

реализации

 

возможности

 

управления

 

напряжением

по

-

током

 

активной

 

мощности

 

и

 

динамическим

 

аккумулиро

-

ванием

 

энергии

 

в

 

системе

 

под

 

названием

 DynaPeaQ.

Масштабируемость

Далее

 

проанализируем

 

системы

 

аккумулирования

 

энергии

 

различных

 

габаритов

Средне

и

 

малогабарит

-

ные

 

системы

 

используют

 

самые

 

различные

 

технологии

такие

 

как

 

аккумуляторные

 

батареи

маховики

аккумули

-

рование

 

тепловой

 

энергии

 

и

 

сверхпроводниковые

 

маг

-

нитные

 

накопители

 

энергии

У

 

каждой

 

технологии

 

свои

 

характеристики

 

по

 

производительности

однако

 

самой

 

жизнеспособной

 

из

 

них

 

выглядит

 

аккумулирование

 

энергии

 

с

 

помощью

 

батарей

Другие

 

технологии

 

приме

-

нялись

 

в

 

рамках

 

пилотных

 

проектов

 

с

 

различной

 

степе

-

нью

 

успешности

 

и

 

требуют

 

дальнейшей

 

разработки

.

Благодаря

 

достижениям

 

в

 

электрохимии

 

появились

 

новые

 

поколения

 

современных

 

аккумуляторных

 

бата

-

рей

и

 

они

 

притягивают

 

к

 

себе

 

всё

 

больше

 

внимания

К

 

наиболее

 

популярным

 

технологиям

 

относятся

 

литий

-

ионные

никель

-

солевые

натрий

-

серные

усовершен

-

ствованные

 

свинцово

-

кислотные

 

и

 

различные

 

проточ

-

ные

 

батареи

Чаще

 

всего

 

энергокомпании

 

применяют

 

литий

-

ионную

 

технологию

.

Также

 

были

 

разработаны

 

модули

 

аккумулирования

 

энергии

 

в

 

дугозащищённых

 

корпусах

мощность

 

которых

 

варьируется

 

от

 

нескольких

 

киловатт

 

до

 

нескольких

 

мега

-

ватт

а

 

уровни

 

напряжения

 — 

от

 120 

В

 

до

 40 

кВ

Эти

 

мо

-

дули

 

применяются

 

в

 

системах

 

аккумулирования

 

энергии

 

для

 

распределительной

 

сети

 

и

 

для

 

населённых

 

пунктов

.

S&C Electric 

разработала

 

интересное

 

приложение

 

на

 

базе

 

литий

-

ионных

 

батарей

 

и

 

технологии

 Smart Grid. 

В

 

системе

 PureWave 

от

 S&C Electric 

литий

-

ионные

 

ба

-

тареи

 

устанавливаются

 

в

 

питающие

 

линии

 

непосред

-

ственно

 

рядом

 

с

 

потребителем

Эти

 

системы

 

представ

-

ляют

 

собой

 

малогабаритные

 

устройства

 

на

 

опорной

 

подушке

 (25 

кВт

 

в

 

течение

 

одного

-

двух

 

часов

), 

которые

 

устанавливаются

 

вдоль

 

питающих

 

линий

обслуживаю

-

щих

 

населённые

 

пункты

.

Умный

 

подход

В

 

рамках

 

общего

 

системного

 

подхода

 S&C Electric 

также

 

может

 

объединить

 

технологию

 

аккумулирования

 

энергии

 

для

 

населённого

 

пункта

 

с

 

системой

 

двусторон

-

ней

 

связи

 

и

 

датчиками

 

напряжения

 

на

 

питающих

 

линиях

интеллектуальными

 

устройствами

 

управления

 

для

 

кон

-

денсаторов

РПН

 

и

 

регуляторов

 

напряжения

которые

 

образуют

 

статическую

 

систему

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

Это

 

эффективный

 

инструмент

 

управления

 

огромным

 

количеством

 

фотоэлектрических

 

систем

 

на

 

крышах

которые

 

устанавливаются

 

в

 

питающие

 

линии

 

во

 

многих

 

распределительных

 

сетях

 

энергокомпаний

.

Компания

 Siemens 

предлагает

 

полностью

 

ин

-

тегрированную

 

систему

 

аккумулирования

 

энергии

 

SIESTORAGE 

для

 

систем

 

распределения

Это

 

модуль

-

ная

 

система

 

аккумулирования

 

энергии

 

и

 

управления

 

потоком

 

мощности

сочетающая

 

в

 

себе

 

быстродейству

-


Page 7
background image

31

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

   

 

Ноябрь

декабрь

 2014

ющее

 

регулирование

 

мощности

 

и

 

литий

-

ионные

 

аккуму

-

ляторные

 

батареи

Прежде

 

распределённая

 

генерация

 

вызывала

 

колебания

 

мощности

 

и

 

дисбаланс

 

между

 

ге

-

нерацией

 

и

 

нагрузкой

Благодаря

 

своей

 

модульности

 

система

 SIESTORAGE 

может

 

решить

 

эту

 

проблему

.

Компания

 Alstom 

разработала

 

систему

 

под

 

назва

-

нием

 Network Energy Manager (NEM), 

представляющую

 

собой

 

систему

 

управления

 

с

 

аккумулированием

 

энер

-

гии

. NEM 

координирует

 

выходную

 

мощность

 

возобнов

-

ляемой

 

генерации

определяет

 

ограничения

 

в

 

работе

 

сети

осуществляет

 

управление

 

спросом

 

и

 

балансирует

 

входную

/

выходную

 

мощность

 

системы

 

аккумулирова

-

ния

 

энергии

подключённой

 

к

 

сети

Руководители

 Alstom 

называют

 NEM «

мозгом

 

сети

». 

В

 

настоящее

 

время

 

эта

 

система

 

применяется

 

в

 

г

Ницца

Франция

.

Управляемость

 — 

главная

 

цель

 

систем

 

аккумули

-

рования

 

энергии

однако

 

энергокомпании

 

всё

 

больше

 

привлекает

 

возможность

 

общего

 

управления

 

произ

-

водством

 

и

 

распределением

 

электроэнергии

Компа

-

ния

 ABB 

позволила

 

энергокомпаниям

 

двигаться

 

по

 

на

-

правлению

 

к

 

этой

 

цели

предложив

 

новое

 

устройство

 

PowerStore, 

называемое

 

стабилизатором

 

сети

Это

 

устройство

 

работает

 

как

 

статический

 

синхронный

 

ком

-

пенсатор

 (STATCOM) 

и

 

объединяет

 

современные

 

ин

-

верторы

 

с

 

маховиками

 

и

 

интеллектуальное

 

ПО

.

Маховик

 

может

 

заряжаться

 

и

 

разряжаться

 

очень

 

бы

-

стро

 

при

 

интенсивных

 

рабочих

 

циклах

 

без

 

ухудшения

 

производительности

Высокоскоростное

 

ПО

 

управляет

 

потоками

 

энергии

поступающими

 

в

 

маховик

 

и

 

выхо

-

дящими

 

из

 

него

делая

 

его

 

высокоинерционным

 

элек

-

трическим

  «

амортизатором

». 

Это

 

сглаживает

 

любые

 

колебания

 

мощности

характерные

 

для

 

солнечных

 

энер

-

гоустановок

Устройство

 

можно

 

сочетать

 

с

 

системами

 

аккумуляторных

 

батарей

 

в

 

рамках

 

общего

 

системного

 

подхода

и

как

 

дополнительное

 

преимущество

махови

-

ки

 

снижают

 

нагрузку

 

на

 

аккумуляторные

 

батареи

.

Управляемость

Во

 

всём

 

мире

 

прилагаются

 

колоссальные

 

усилия

 

для

 

того

чтобы

 

повысить

 

объём

 

ветровой

 

и

 

солнечной

 

гене

-

рации

подключаемой

 

к

 

сети

что

 

осуществляется

 

очень

 

успешно

В

 

современной