Накопитель электрический: Водонагреватель вертикальный Aquaverso ES, 35 л, эмалированная сталь

Содержание

Накопители электроэнергии для дома на случай отключения электричества

На чтение 5 мин Просмотров 13.7к. Опубликовано Обновлено

Отключение электроснабжения — это довольно частое явление в новостройках, старых домах и особенно в частом секторе. Выходят из строя подстанции, происходит обрыв линий, не выдерживают предохранительные устройства. Современные накопители электрической энергии позволяют комфортно и без ущерба для бытовых приборов пережить эти неприятности.

Принцип работы

Источники бесперебойного питания для частного дома

Принцип работы состоит в том, что при наличии внешней электросети инвертор пропускает напряжение к потребителям, одновременно встроенное в нем зарядное устройство подзаряжает аккумуляторную батарею. При исчезновении электросети инвертор мгновенно переключается на работу от аккумуляторов и преобразует их постоянное напряжение в переменное.

По своему назначению накопители электричества подразделяются на 2 категории:

  • источник бесперебойного питания (ИБП) для обеспечения работы домашних электроприборов;
  • бесперебойник для дома на случай отключения электричества.

Изделия различаются по составу, размерам, мощности, стоимости и продолжительности разряда. Они могут располагаться как в здании, так и за его пределами в отдельных строениях.

Как выбрать аккумулятор для дома

ИБП для дачи мощностью 0,8 кВт

Если выключение света становится постоянным явлением, следует задуматься о приобретении накопителя электроэнергии для дома. Батарея для компьютера проблемы не решит, так как имеет ограниченный ресурс. Необходимы устройства, которые могут обеспечить нормальную жизнедеятельность людей на протяжении нескольких часов, а лучше — суток. Такая техническая рука помощи пригодится при масштабных авариях на линии.

Критерии выбора следующие

Современные накопители электрической энергии большой мощности могут обеспечивать дом энергией на протяжении 1-2 суток. При восстановлении электроснабжения их отключать не надо, все происходит в автоматическом режиме.

Большая домашняя батарейка

Большая домашняя батарейка

Большая домашняя батарейка российского производства Экомоторс является недорогим и эффективным аналогом накопителю Tesla PowerWall. Изделие используется для резервного питания частных домов, дач, офисов и прочих объектов, которые в любой момент могут отключить от электричества. Также его можно устанавливать в жилых фургонах, бытовках и передвижных столовых. Устройство накапливает энергию по низким тарифам в ночное время. Имеет компактные размеры, крепится на стене в вертикальном или горизонтальном положении.

Технические характеристики:

  • емкость — 7,8 кВт/ч;
  • напряжение батареи — 24 В;
  • мощность — 7,2 кВт;
  • размеры — 1000×500×250 мм;
  • вес — 100 кг;
  • количество циклов — 7000.

Контроль работы и состояния устройства осуществляется с помощью планшета Android с возможностью вывода информации на ПК или сотовый телефон.

Накопители электроэнергии для дома

Накопители энергии sess

Накопительные системы для частного дома способны обеспечить питанием на протяжении 24-48 ч. Этот показатель зависит от полноты зарядки, количества потребителей и емкости АКБ.

Используются такие типы батарей:

  • Свинцово-кислотные. Недорогие, хорошо держат заряд и быстро выходят на полную мощность.
  • Литий-ионные. Отличаются небольшим весом, низким саморазрядом и высокой емкостью.

Выбор определяется собственными потребностями и финансовыми возможностями.

Устройство накопителей

Накопители электроэнергии для дома и дачи представляют собой систему, состоящую из двух функциональных узлов, выполняющих определенную задачу:

  • Аккумуляторный блок. Предназначен для накопления энергии от промышленной сети, топливного или ветрового генератора, солнечной панели или водяной турбины.
  • Автономный инвертор. В режиме ожидания осуществляет подзарядку АКБ до заданного значения. При пропадании питания переключается в режим преобразователя постоянного напряжения в переменное (220 В или 380 В), подавая его во внутреннюю сеть жилья.

По месту расположения устройства подразделяются на встраиваемые, отдельно стоящие, напольные и настенные.

Типовое решение и модернизация

Инвертор МАП SIN Энергия 48-220 18 кВт HYBRID

В зависимости от потребностей и частоты отключения тока приобретается один или несколько элементов, которые соединяются последовательно или параллельно.

Для установки конструкции внутри помещения лучше брать модели AGM и гелевые. Они герметичны, хорошо переносят полный разряд и не требуют обслуживания.

Изделия с жидким электролитом выделяют пары кислоты, опасные для здоровья. Их можно устанавливать только вне жилых помещений. Такие модели при частых разрядах быстро изнашиваются.

Компания «Экомоторс» постоянно работает над усовершенствованием своей продукции. При этом она выпускается как серийно, так и под заказ.

Клиент может приобрести товар с такими модернизациями и характеристиками:

  • мощность;
  • емкость;
  • сила тока;
  • напряжение;
  • продолжительность работы;
  • количество фаз.

Исходя из внесенных изменений определяется конечная цена.

Применение накопителей электроэнергии

Источники бесперебойного питания для газовых котлов

Бытовые и промышленные накопители могут использоваться для повышения мощности, бесперебойного питания в аварийных ситуациях и автономного электроснабжения неподключенных к сети объектов.

Таковыми могут быть:

  • дом;
  • дача;
  • кафе;
  • мастерская;
  • прорабская;
  • котельная;
  • водонапорная станция;
  • склад;
  • гараж.

Инверторные устройства не зависят от условий окружающей среды, но могут подзаряжаться от внешних источников, в том числе в процессе работы.

Электрический накопитель Tronic 6000 c «сухим» тэном

Горизонтальный и вертикальный монтаж

С помощью входящей в комплект монтажной планки возможно смонтировать водонагреватель как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, в зависимости от потребностей места монтажа. На изменение работы водонагревателя тип монтажа не влияет. Важно предусмотреть параметры водонагревателя и его вес с водой. Установить водонагреватель можно как в непосредственной близости к использованию горячей воды (баня, ванная комната или кухня) или можно повесить в кладовке, подвале, отапливаемом гараже. Можно закрыть, например, в предусмотренных для этого технических нишах, оставив предварительно инспекционное окно для осмотра и регулирования температуры.

Удобное механическое регулирование t

Управление температурой нагрева осуществляется с помощью ручки регулятора на корпусе водонагревателя. Таким образом, при установке температуры до 70С водонагреватель будет постоянно поддерживать заданное значение при работе.

Высокая устойчивость внутреннего покрытия к перепадам давления

Бак протестирован при давлении 16 бар, что в два раза больше чем обычное давление воды в домах и квартирах. Такая устойчивость достигается благодаря антибактериальному стеклокерамическому покрытию внутри водонагревателей Tronic.

Антибактериальное cтеклокерамическое покрытие внутри бака

Каждый электрический водонагреватель Bosch Tronic покрыт изнутри слоями уникальной стеклокерамики, разработанной в лаборатория компании Bosch. Стеклокерамика представляет из себя стекловидное вещество, закаленное при высокой температуре (780С- 850С) и покрывающее бак водонагревателя. Главное отличие от стекла в том, что данное покрытие легко противостоит перепадам давления и температуры. Кроме того, оно абсолютно химически нейтрально и обеспечивает полную гигиеничность приготовления горячей воды. Таким образом, отсутствует риск «цветения» воды и в моменты, когда водонагреватель не используется, нет необходимости сливать из него воду.

Удобные подключения

Стандартные подключения ½’’ удобные и всем известные резьбовые соединения.

Гарантия

Благодаря стеклокерамическому покрытию водонагревателей гарантия на бак составляет 5 лет, гарантия на электронику и все компоненты составляет 2 года.

Увеличенный магниевый анод для дополнительной защиты от коррозии

Коррозия – одна из частых проблем поломки водонагревателей. Поэтому во всех водонагревателях серии Tronic использован увеличенный магниевый анод. Возможность возникновения коррозии зависит от качества воды и обслуживания водонагревателя. Обслуживание должно производиться авторизованными организациями раз в год, выглядит оно как чистка бака и осмотр анода.

Низкие теплопотери благодаря уникальной теплоизоляции, толщиной 32 мм

Благодаря уникальной теплоизоляции моделей Tronic теплопотери составляют 0,8- 1,5 кВт в сутки. Если температура падает ниже установленных значений, то начинается процесс нагрева. Тэн подогревает воду в баке до определенной температуры и при помощи термостата отключается. Когда температура воды в баке достигает значений ниже установленной, это отслеживает встроенный термостат и включает тэн, который догревает воду. В таком режиме постоянного подогрева тратится небольшое количество энергии. Вода при этом всегда необходимой температуры.

«Приводная техника» получила награду за первый в России накопитель электрической энергии

Челябинская компания «Приводная техника» стала лауреатом Международного конкурса научных, научно-технических и инновационных разработок, направленных на развитие топливно-энергетической и добывающей отрасли. Высокую оценку специалистов заслужил спроектированный и созданный инженерами предприятия сетевой накопитель электрической энергии для буровых установок. В России такое устройство появилось впервые. Диплом за вклад в инновационное развитие ТЭК и памятные медали вручили директору по маркетингу «Приводной техники» Евгению Чупину во время десятого международного газового форума в Санкт-Петербурге, сообщает пресс-служба министерства промышленности Челябинской области.

Разработка «Системы накопления и хранения электрической энергии на буровых установках наземного и морского базирования с электроснабжением от дизель-генераторных и газо-поршневых установок» создана совместно с «Центром компетенций технологического развития ТЭК Минэнерго России». Испытания оборудования проходили на действующей буровой установке.


«В 2012 году мы разработали накопитель энергии и преобразовательную технику для первого отечественного гибридного тепловоза. Уже тогда нам стали очевидны безграничные перспективы этого направления. Сейчас мы ведем около семи проектов, непосредственно связанных с накопителями энергии. Часть из них внешние заказы, часть — наши внутренние НИОКРы. Причем все они из разных отраслей промышленности. Ведь системы накопления энергии можно использовать абсолютно на любых промышленных, инфраструктурных и социальных объектах — и как резервный источник электроснабжения, и как устройство для компенсации пиковых нагрузок — сценариев масса. А с учетом развития альтернативных источников электроэнергии и большим количеством отдаленных автономных населенных пунктов, внедрение таких устройств становится еще и экономически оправданным»,

— прокомментировал Евгений Чупин.

Перечень мест и сфер эксплуатации систем накопления и хранения электрической энергии обширный: удаленные районы, промышленные и коммерческие объекты, ЖКХ, электротранспорт, в качестве резервного источника электроснабжения. Но в первую очередь устройства рассчитаны на объекты традиционной и альтернативной энергетики, нефтегазовые и буровые компании, испытывающие проблемы с электроснабжением на отдаленных производственных и технологических площадках.

Фото: пресс-служба министерства промышленности Челябинской области

Накопитель электрической энергии, 11 (одиннадцать) букв

Примеры употребления слова конденсатор в литературе.

При свете раннего солнца город был похож на огромный ящик с сокровищами, обитый черным и серым бархатом пепелищ и наполненный миллионами сверкающих драгоценных камней: осколками аккумуляторов, амперметров, анализаторов, батарей, библиотечных автоматов, бутылок, банкнотов, бобин, вентиляторов, генераторов, громкоговорителей, динамо-машин, динамометров, детекторов, калориметров, конденсаторов, копилок, консервных автоматов, вакуумных установок, изоляторов, ламп, магнето, массспектрометров, масштабных линеек, машин по учету личного состава, моек для посуды, мотогенераторов, моторов, механических уборщиков, осциллографов, очистителей, записывающих устройств, напильников, колосников, обогревателей, панелей управления, понижающих трансформаторов, прерывателей, преобразователей, приводных ремней, потенциометров, пылеулавливателей, резцов, распылителей, регуляторов частоты, радиоприемников, реакторов, реле, реостатов, рентгеновских установок, сварочных аппаратов, счетных машин, счетчиков Гейгера, светофоров, сопротив

Гумрак ждал Хрюкина, торопил и подстегивал, но пока из панелей, конденсаторов, выпрямителей, блоков, свезенных гужевым транспортом на КП в компенсацию потерь, понесенных при ночном, по тревоге, отходе штаба армии из Россоши, не был создан полевой пункт радионаведения, Хрюкин с места не тронулся.

В то время научная мысль еще не нашла дешевых путей генерирования двухсекундного импульса мощностью в восемнадцать мегаватт, необходимого для придания грузам орбитальной скорости, а потому внутри скал выстроились огромные ряды конденсаторов, тянувшиеся вдоль восемнадцатикилометрового туннеля.

Через полчаса прекратить отпуск энергии и накопить ее в емкостных конденсаторах достаточно, чтобы пробить атмосферу каналом направленного излучения.

Он снова ходил — мысленно — по лаборатории, осматривал полусожженную конденсаторную печь, место, где стоял сейф с архивными материалами, клал ладонь на лучевой конденсатор, брал в руки электрическую бритву, выслушивал путаные объяснения Хонды, морщился от его вскриков.

Источник: библиотека Максима Мошкова

Тепловой накопитель электрический Днипро АЕТ-ВВ 20 кВт», цена 162000 грн

Накопитель тепла Днипро АЕТ-ВВ стационарный аппарат, предназначенный для отопления больших помещений, оборудованных водотрубной системой отопления. Работает по принципу накопления тепловой энергии в период потребления электроэнергии льготного ночного тарифа, а отдает тепло круглосуточно. В качестве теплоаккумулирующего сердечника используются твердые блоки на основе магнезита с высокой теплоемкостью и теплопроводностью.

Воздух нагнетается вентилятором 1, проходя через нагретый теплоаккумулирующий сердечник 4, передает тепло на поверхность пластинчатого теплообменника 5 (воздух — вода), из которого прогретый теплоноситель попадает в подающий трубопровод 3 отопительного контура или горячего водоснабжения.

  • Производится мощностью 10 — 100 кВт.
  • Температура нагрева накопительного материала до 700 ° С;
  • Теплоизоляция — перлит, магнезиальный композит.
  • Стоимость монтажа составляет 10% от стоимости АЭТ — ВВ.

Технические характеристики

Модель Мощность, кВт Эл/пит., В Номинальный период зарядки теплоаккумулятора, час Габаритные размеры, В*Ш*Г, мм Вес, кг
АЕТ-ВВ 20 кВт 20 380 7 (2300 — 600) 2130*1700*1580 2000
АЕТ-ВВ 30 кВт 30 380 7 (2300 — 600) 2130*1700*1580 3000
АЕТ-ВВ 40 кВт 40 380 7 (2300 — 600) 2800*2100*1800 6000
АЕТ-ВВ 50 кВт 50 380 7 (2300 — 600) 2800*2100*1800 7000
АЕТ-ВВ 60 кВт 60 380 7 (2300 — 600) 2800*2100*1800 7000

 

Что такое электрический накопитель?

Электрический штабелер — это своего рода компактный вилочный погрузчик, который часто используется для маневрирования в небольших помещениях. Это тяжелое оборудование, обычно используемое в промышленных и производственных условиях для подъема и размещения широких и плоских предметов, таких как поддоны, трубы и плиты. Металлические зубцы или рычаги выступают горизонтально из вертикального корпуса электрического штабелера, и эти зубцы перемещаются вверх и вниз по вертикальному валу с помощью гидравлической подъемной системы. Колеса в нижней части укладчика позволяют оператору размещать руки внутри или под объектом, чтобы его можно было поднимать и перемещать в новое место или загружать для доставки.

Центральное место в силе электрического штабелера занимает центральная система управления весом. Эта часть машины может управлять подъемом и удержанием предметов весом в тонны (более 1000 кг). Панели управления операцией и небольшое сиденье или платформа для ног оператора находятся на одной стороне этого ядра. На другой стороне сердечника прикреплен L-образный элемент из железного или стального зубца, который является подвижным элементом укладчика. Его можно поднимать и опускать вертикально вдоль сердечника, когда укладчик направляется в положение для захвата или опускания объекта.

Среды, в которых используются поддоны, обычно используют электрические штабелеры для перемещения товаров. Например, поддон, содержащий несколько ящиков, можно перемещать как одно целое, а не перемещать каждый отдельный ящик. Центры выполнения заказов также могут получить доступ к единицам товара для доставки клиентам, используя накопители для извлечения и консолидации содержимого заказа на складе. Ящики, содержащие несколько типов предметов, также могут быть загружены электрическим штабелером.

Строительные площадки могут также использовать штабелеры для перемещения строительных материалов. Использование крупных землеройных машин часто необходимо для фундаментальных работ, но электрический штабелер может использоваться для обработки материалов и инфраструктуры зданий. Например, поддоны из громоздких или негабаритных компонентов стен и пола можно перемещать с помощью штабелера.

Потребители могут увидеть электрический штабелер, работающий в крупных магазинах или в супермаркетах. Крупногабаритные продукты питания и электроника могут быть показаны и получены покупателями с помощью штабелера, а связанные пиломатериалы или трубопроводы, как правило, легче перемещать с помощью машин, чем при ручном подъеме. Электрические штабелеры могут быть замечены в проектах придорожных или общественных работ, так как они могут хорошо подходить для размещения небольших, но тяжелых компонентов инфраструктурных проектов, таких как формы для заливки бетона и трубопроводы.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ | Смоленцев

1. Energy Technology Perspectives. In support of the «Group of Eight» of the Action Plan. Scenarios and Strategies to 2050. OECD / IEA, the WWF Russia (перевод на русский язык, ред. Часть 1. А. Кокорин, часть 2. Т. Муратова). — М.: 2007. — с.586.

2. Rasmussen C.N. Energy storage for improvement of wind power characteristics. -In: 2011 IEEE PowerTech (19-23 June 2011, Trondheim, Norway). — с.23-29.

3. Daoud M.I., Abdel-Khalik A.S., Massoud A., Ahmed S., Abbasy N.H. On the development of flywheel storage systems for power system applications: a survey // Proc. 20th International Conference on Electrical Machines (ICEM 2012). Marseille, France, 2012. P. 2119-2125.

4. Смоленцев Н.И. Накопители энергии в локальных электрических сетях / Н.И. Смоленцев // Ползуновский вестник. 2013. № 4-2. С.176-181.

5. Прогноз научно-технологического развития России: 2030 Энергоэффективность и энергосбережение / под. ред. Л.М. Гохберга, С.П. Филиппова. Москва: Министерство образования и науки Российской Федерации, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2014. 52с.

6. Четошникова Л.М. Снижение колебаний энергии в локальных сетях с распределенной энергией / Л.М. Четошникова, Н.И. Смоленцев, С.А. Четошников, А.Н. Смоленцев // Электрика. 2013. № 5. С.37-39.

7. Смоленцев Н.И. Накопитель энергии на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) для альтернативной энергетики / Н.И. Смоленцев, Л.М. Четошникова // Электрика. 2011. № 5. С.38-41.

8. Полущенко О.Л. Роторная система с магнитными опорами на основе объемных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) / О.Л. Полущенко, Н.А. Нижельский, М.А. Сысоев // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2011. № 3. С.59-66.

9. Ковалев Л.К. Магнитные подвесы с использованием объемных ВТСП элементов для перспективных систем высокоскоростного наземного транспорта / Л.К. Ковалев, С.М. Конев, В.Н. Полтавец, М.В. Гончаров, Р.И. Ильясов // Труды МАИ. 2010. № 38. С.39.

10. Смоленцев Н.И. Разработка накопителя энергии на основе высокотемпературной сверхпроводимости и перспективы его применения в локальных электрических сетях / Смоленцев Н.И., Четошникова Л.М., Бондарев Ю.Л. // Ползуновский вестник. 2015. № 1. С.73-77.

11. Смоленцев Н.И. Выбор и обоснование математической модели оптимизации энергетических потоков в многоуровневых локальных электрических сетях / Н.И. Смоленцев, С.А. Четошников // Ползуновский вестник. 2015. № 3. С.134-141.

Передовые технологии хранения энергии | Ассоциация хранения энергии

Передовые технологии хранения энергии | Ассоциация накопителей энергии ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: ESA теперь является частью Американской ассоциации чистой энергии (ACP). Этот материал веб-сайта не обновляется регулярно и предназначен только для архивных и справочных целей. Пожалуйста, посетите сайт cleanpower.org для получения дополнительной информации.

Почему накопитель энергии

накопитель энергии

Был разработан широкий спектр технологий хранения, чтобы сеть могла удовлетворять повседневные потребности в энергии

С момента открытия электричества мы искали эффективные методы хранения этой энергии для использования по требованию.За последнее столетие отрасль хранения энергии продолжала развиваться, адаптироваться и внедрять инновации в ответ на меняющиеся потребности в энергии и достижения в области технологий.

Системы накопления энергии предлагают широкий спектр технологических подходов к управлению нашим энергоснабжением, чтобы создать более устойчивую энергетическую инфраструктуру и обеспечить экономию средств для коммунальных служб и потребителей. Чтобы помочь понять различные подходы, применяемые в настоящее время по всему миру, мы разделили их на пять основных категорий:

  • Аккумуляторы – ряд решений для хранения электрохимических веществ, включая современные химические батареи, проточные батареи и конденсаторы
  • Термические – улавливание тепла и холода для производства энергии по запросу или компенсации потребностей в энергии
  • Механическое хранение – прочее инновационные технологии использования кинетической или гравитационной энергии для хранения электроэнергии
  • Водород – избыточное производство электроэнергии может быть преобразовано в водород посредством электролиза и сохранено
  • Насосная гидроэнергетика – создание крупных резервуаров энергии с помощью воды

Благодаря вкладу ряда ученых и новаторов мы смогли лучше понять силу электричества, но Алессандро Вольта приписывают изобретение первой батареи в 1800 году.На самом базовом уровне батарея представляет собой устройство, состоящее из одного или нескольких электрохимических элементов, которые преобразуют накопленную химическую энергию в электрическую.

Узнать больше

Современные солнечные тепловые электростанции производят всю свою энергию, когда светит солнце в течение дня. Избыточная энергия, вырабатываемая во время пикового солнечного света, часто хранится в хранилищах тепловой энергии — в виде расплавленной соли или других материалов — и может использоваться вечером для выработки пара, приводящего в действие турбину для производства электроэнергии.

Узнать больше

Механические системы хранения энергии используют кинетические или гравитационные силы для хранения введенной энергии. В то время как физика механических систем часто довольно проста (например, вращение маховика или подъем веса в гору), технологии, которые позволяют эффективно и действенно использовать эти силы, особенно продвинуты. Высокотехнологичные материалы, передовые компьютерные системы управления и инновационный дизайн делают эти системы применимыми в реальных приложениях.

Узнать больше

Электричество можно преобразовать в водород путем электролиза.Затем водород можно хранить и в конечном итоге повторно электрифицировать. Сегодня эффективность туда и обратно ниже, чем у других технологий хранения. Несмотря на эту низкую эффективность, интерес к хранению водородной энергии растет из-за гораздо более высокой емкости по сравнению с батареями (малые масштабы) или насосными гидроэлектростанциями и CAES (крупные масштабы).

Узнать больше

Гравитация — это мощная, неотвратимая сила, которая всегда окружает нас, а также лежит в основе одной из самых известных технологий накопления энергии — гидроэнергетики.В настоящее время наиболее распространенным типом хранения энергии являются насосные гидроэлектростанции, и мы использовали эту технологию гравитационного хранения в коммунальных масштабах большую часть прошлого века в Соединенных Штатах и ​​во всем мире.

Выучить больше

Стать участником

Присоединяйтесь к ESA — Национальной сети заинтересованных сторон по хранению энергии

Узнайте больше о членстве

© 2022 Ассоциация накопителей энергии. Все права защищены.

Этот веб-сайт использует файлы cookie для улучшения вашего опыта. Мы предполагаем, что вы согласны с этим, но вы можете отказаться, если хотите. Настройки файлов cookieПРИНЯТЬ

Политика конфиденциальности и использования файлов cookie

Механическая технология хранения электроэнергии | Ассоциация накопителей энергии

Как работает накопитель энергии на сжатом воздухе

Установки для хранения энергии на сжатом воздухе (CAES) в значительной степени эквивалентны гидронасосным электростанциям с точки зрения их применения. Но вместо того, чтобы перекачивать воду из нижнего пруда в верхний в периоды избыточной мощности, на установке CAES окружающий воздух или другой газ сжимается и хранится под давлением в подземной полости или контейнере.Когда требуется электричество, сжатый воздух нагревается и расширяется в турбодетандере, приводящем в действие генератор для производства электроэнергии.

Особенностью хранения сжатого воздуха является то, что воздух сильно нагревается при сжатии от атмосферного давления до давления хранения прибл. 1015 фунтов на квадратный дюйм (70 бар). В стандартных многоступенчатых воздушных компрессорах используются промежуточные и доохладители для снижения температуры нагнетания до 300/350°F (149/177°C), а температуры воздуха нагнетания в каверне до 110/120°F (43/49°C).Таким образом, теплота сжатия извлекается в процессе сжатия или отводится промежуточным охладителем. Потерю этой тепловой энергии затем компенсируют на этапе выработки электроэнергии турбодетандером за счет нагрева воздуха высокого давления в камерах сгорания с использованием природного газа или, в качестве альтернативы, за счет использования тепла выхлопных газов газовой турбины в рекуператоре для нагрева поступающего воздуха. перед циклом расширения. В качестве альтернативы теплота сжатия может быть термически сохранена перед входом в пещеру и использована для адиабатического расширения, извлекая тепло из системы накопления тепла.

Диабатический метод CAES

Две существующие промышленные установки CAES в Хунторфе, Германия, и в Макинтоше, Алабама, США, а также все предполагаемые проекты в обозримом будущем Будущие основаны на диабатическом методе. В принципе, эти растения по сути просто обычные газовые турбины, но где сжатие воздух для горения отделен от газовой турбины и независим от нее процесс. Это приводит к двум основным преимуществам этого метода.

Поскольку ступень сжатия обычно использует около 2/3 мощности турбины, турбина CAES, не сдерживаемая работой сжатия, может генерировать в 3 раза больше мощности при том же расходе природного газа.Это снижает удельный расход газа и сокращает сопутствующие выбросы углекислого газа на от 40 до 60%, в зависимости от того, используется ли отработанное тепло для нагрева воздуха в рекуператоре. Коэффициент полезного действия мощности составляет ок. 42% без и 55% с утилизацией сбросного тепла.

Вместо того, чтобы сжимать воздух ценным газом, можно использовать более дешевую избыточную энергию в непиковые периоды или избыточную возобновляемую энергию сверх местного спроса на энергию.

Оба вышеупомянутых завода используют одновальные машины, где двигатель-компрессор/генератор-газовая турбина расположены на одном валу и соединены через редуктор.В других концептуальных проектах установок CAES моторно-компрессорная установка и турбогенераторная установка будут механически развязанный. Это позволяет модульно расширять установку по отношению к допустимая входная мощность и выходная мощность. Использование обычного газа тепловая энергия выхлопных газов турбины для нагрева воздуха высокого давления перед расширением в цикле с воздушным дном позволяет использовать установки CAES с переменным размеры основаны на объеме хранилища каверны и давлении.

Адиабатический метод

Значительно более высокая эффективность до 70% может быть достигнута, если теплота сжатия рекуперируется и используется для повторного нагрева сжатого воздуха во время работы турбины, потому что больше нет необходимости сжигать лишние природные газ для подогрева декомпрессированного воздуха.

Варианты хранения

Независимо от выбранного метода, из-за низкой плотности хранения требуются площадки хранения очень большого объема. Предпочтительными местами являются искусственно сооруженные соляные пещеры в глубоких соляных пластах. Соляные каверны характеризуются рядом положительных свойств: высокой гибкостью, отсутствием потерь давления внутри хранилища и отсутствием реакции с кислородом воздуха и соляной вмещающей породой. Если нет подходящих солевых образований, также можно использовать естественные водоносные горизонты, однако сначала необходимо провести испытания, чтобы определить, реагирует ли кислород с горной породой и с какими-либо микроорганизмами в водоносном скальном образовании, что может привести к кислороду. истощение или закупорка поровых пространств в коллекторе.Истощенные месторождения природного газа также изучаются для хранения сжатого воздуха; в дополнение к проблемам истощения и блокировки, упомянутым выше, необходимо учитывать смешивание остаточных углеводородов со сжатым воздухом.

Электростанции

CAES являются реальной альтернативой гидроэлектростанциям. Капитальные и операционные затраты на уже действующие диабатические установки конкурентоспособны.

Хранилище водородной энергии — Ассоциация хранения энергии

Как работает водородное хранилище энергии

Электричество может быть преобразовано в водород путем электролиза.Затем водород можно хранить и в конечном итоге повторно электрифицировать. Сегодня эффективность приема-передачи ниже, чем у других технологий хранения. Несмотря на эту низкую эффективность, интерес к хранению водородной энергии растет из-за гораздо более высокой емкости хранения по сравнению с батареями (малые масштабы) или насосными гидроэлектростанциями и CAES (крупные масштабы).

Производство водорода

Щелочной электролиз — это зрелая технология для больших систем, в то время как электролизеры PEM (протонообменная мембрана) более гибкие и могут использоваться для небольших децентрализованных решений.Эффективность преобразования для обоих технологии составляет около 65% ~ 70% (более низкая теплотворная способность). Высокая температура электролизеры в настоящее время находятся в стадии разработки и могут представлять собой очень эффективная альтернатива PEM и щелочным системам с эффективностью до 90%.

Хранилище водорода

Небольшие количества водорода (до нескольких МВтч) можно хранить в сосуды под давлением, твердые гидриды металлов или нанотрубки могут хранить водород с очень высокой плотностью. Очень большое количество водорода может храниться в построены подземные соляные каверны объемом до 500 000 кубометров на 2900 psi, что будет означать около 100 ГВт-ч накопленной электроэнергии.В этом Таким образом, более длительные периоды сбоев или избыточного производства ветровой / фотоэлектрической энергии могут быть выровненный. Возможно даже уравновешивание сезонных колебаний.

Повторная электрификация водорода

Водород можно повторно электрифицировать в топливных элементах с эффективностью до 50 % или, альтернативно, сжигать на газовых электростанциях комбинированного цикла (с эффективностью до 60 %).

Другое использование водорода

Из-за ограниченной эффективности туда и обратно прямое использование зеленого водорода находится в стадии разработки, например.г. в качестве сырья для химической и нефтехимической промышленности, в качестве топлива для автомобилей на топливных элементах или в смеси с природным газом от 5 до 15 % в газопроводах.

Несколько европейских и американских компаний предлагают комплексные водородные решения для электроснабжения небольших изолированных объектов или островов. Демонстрационные проекты выполняются с 2000 года в Европе и США, и доступны коммерческие продукты. Крупномасштабное хранение водорода в соляной пещере является стандартной технологией.

Нажмите на логотип любого из наших спонсоров, чтобы посетить его страницу в электронном магазине.

Аккумулятор энергии | Департамент энергетики

Одной из отличительных характеристик электроэнергетического сектора является то, что количество электроэнергии, которое может быть произведено, является относительно фиксированным в течение коротких периодов времени, хотя спрос на электроэнергию колеблется в течение дня. Разработка технологии хранения электроэнергии, чтобы она могла быть доступна для удовлетворения спроса, когда это необходимо, станет крупным прорывом в распределении электроэнергии.Помогая в достижении этой цели, накопители электроэнергии могут управлять количеством энергии, необходимой для снабжения потребителей в периоды наибольшей потребности, то есть во время пиковой нагрузки. Эти устройства также могут помочь сделать возобновляемую энергию, мощность которой не может контролироваться операторами сети, плавной и управляемой.

Они также могут балансировать микросети для достижения хорошего соответствия между генерацией и нагрузкой. Устройства хранения могут обеспечивать регулировку частоты для поддержания баланса между нагрузкой сети и вырабатываемой мощностью, а также обеспечивать более надежное электроснабжение высокотехнологичных промышленных объектов.Таким образом, накопление энергии и силовая электроника имеют большие перспективы для преобразования электроэнергетики.

Высоковольтная силовая электроника, такая как переключатели, инверторы и контроллеры, позволяет точно и быстро управлять электроэнергией для обеспечения передачи на большие расстояния. Эта возможность позволит системе эффективно реагировать на помехи и работать более эффективно, тем самым уменьшая потребность в дополнительной инфраструктуре. Основной задачей, которую решает Министерство энергетики, является снижение стоимости технологий накопления энергии и силовой электроники, а также ускорение их принятия рынком.

Программа накопления энергии OE

Поскольку технология накопления энергии может применяться в ряде областей, которые различаются по мощности и требованиям к энергии, Программа накопления энергии OE проводит исследования и разработки по широкому спектру технологий хранения. Эта широкая технологическая база включает в себя батареи (как обычные, так и усовершенствованные), электрохимические конденсаторы, маховики, силовую электронику, системы управления и программные инструменты для оптимизации хранения и определения размеров. Программа накопления энергии тесно сотрудничает с отраслевыми партнерами, и многие из ее проектов осуществляются с высокой долей участия в расходах.

Программа также сотрудничает с коммунальными предприятиями и энергетическими организациями штата, такими как Энергетическая комиссия Калифорнии, Массачусетский центр чистой энергии (MASS CEC), Министерство энергетики штата Орегон, Вермонт, Гавайи, Вашингтон и Управление энергетических исследований и разработок штата Нью-Йорк (NYSERDA), чтобы назвать некоторые, чтобы спроектировать, закупить, установить и ввести в эксплуатацию крупные новаторские установки хранения, которые имеют размер до нескольких мегаватт. Он также поддерживает аналитические исследования технических и экономических характеристик технологий хранения, а также технические оценки как компонентов систем ES, так и операционных систем.Усовершенствованное хранение энергии может обеспечить множество преимуществ как для энергетической отрасли, так и для ее клиентов. Среди этих преимуществ:

  • Улучшение качества электроэнергии и надежная доставка электроэнергии потребителям;
  • Повышенная стабильность и надежность систем передачи и распределения;
  • Более широкое использование существующего оборудования, тем самым откладывая или устраняя дорогостоящие обновления;
  • Повышение доступности и повышение рыночной стоимости источников распределенной генерации;
  • Повышение ценности производства возобновляемой энергии; и
  • Снижение затрат за счет отсрочки платежей за мощность и передачу.

Программа накопления энергии также направлена ​​на повышение плотности накопления энергии путем проведения исследований передовых электролитов для проточных батарей, разработки низкотемпературных натриевых батарей, а также наноструктурированных электродов с улучшенными электрохимическими свойствами. В Power Electronics ведутся исследования новых высоковольтных, мощных, высокочастотных материалов с широкой запрещенной зоной, таких как карбид кремния и нитрид галлия. Кроме того, усовершенствованные системы преобразования энергии, использующие усовершенствованные магниты, высоковольтные конденсаторы, корпуса и усовершенствованные элементы управления, постоянно совершенствуются для значительного увеличения удельной мощности и производительности.

 

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

Руководство по системам хранения энергии для соответствия нормам и стандартам безопасности
DOE/EPRI 2015 Руководство по хранению электроэнергии в сотрудничестве с NRECA
Информационные бюллетени по программе накопления энергии База данных
 

Аккумулятор электроэнергии | Центр климатических и энергетических решений

Опции политики
Углерод Цена

Цена на углерод, такая как программа ограничения и торговли парниковыми газами, повысит стоимость электроэнергии, произведенной из ископаемых видов топлива, по сравнению с низкоуглеродными источниками.В этом случае хранение электроэнергии будет иметь повышенную ценность, если можно будет хранить относительно недорогое низкоуглеродное электричество для замены углеродоемкой энергии.

Цены на электроэнергию в режиме реального времени

Если бы с потребителей взималась динамичная цена за электроэнергию в режиме реального времени, высокая стоимость пиковой электроэнергии была бы прозрачной, а инвестиции в накопление электроэнергии для снижения пиковой нагрузки имели бы большую ценность. Национальная интеллектуальная сеть будет способствовать ценообразованию на электроэнергию в режиме реального времени.Калифорния начала перевод своих коммерческих, промышленных и сельскохозяйственных клиентов на эту структуру ценообразования в результате директивы Калифорнийской комиссии по коммунальным предприятиям.

Мандаты

Распоряжения по всему штату могут увеличить внедрение технологий накопления электроэнергии. Калифорния, Массачусетс, Невада, Нью-Йорк и Орегон ввели мандаты на хранение в разных масштабах по всему штату.

Рынки вспомогательных электрических услуг

Технологии накопления электроэнергии выиграют от получения цен, устанавливаемых конкурентными рынками на вспомогательные электрические услуги, такие как регулирование, промежуточный резерв и отслеживание нагрузки.

Ослабление ограничений владения

Аккумуляторы электроэнергии могут выполнять функции генерации и передачи, но существующие нерегулируемые рынки электроэнергии налагают ограничения на то, кто может владеть такими объектами. Снятие ограничений на владение объектами хранения энергии конечными потребителями, владельцами передающих или распределительными компаниями может способствовать более широкому проникновению на рынок.

Интеграция накопления электроэнергии в планирование передачи

При принятии решений о новых линиях электропередачи может учитываться расположение крупных хранилищ электроэнергии, центров спроса и генерирующих мощностей.Инвестиции в накопление энергии часто обходятся дешевле, чем строительство новых линий электропередачи. Федеральная комиссия по регулированию энергетики может изменить правила таким образом, чтобы накопление энергии подпадало под действие стимулов ценообразования на передачу и являлось частью процесса планирования передачи.

Фундаментальные и прикладные исследования и разработки

Низкая эффективность заряда/разряда, низкий срок службы и высокие капитальные затраты делают большинство технологий хранения электроэнергии менее конкурентоспособными с экономической точки зрения для сглаживания возобновляемых источников энергии или предоставления услуг по обеспечению качества электроэнергии по сравнению с электростанциями, которые предоставляют аналогичные услуги.Инвестиции и стимулы в фундаментальные и прикладные исследования и разработки повысят производительность существующих технологий и поддержат прорывы в технологиях хранения энергии следующего поколения. В 2016 году программа Министерства энергетики США ARPA-E выделила 37 миллионов долларов на новую программу по определению того, как твердоионные проводники могут улучшить накопление энергии за счет увеличения емкости батареи и предотвращения коротких замыканий и деградации.

Вызовы
Высокие капитальные затраты

Капитальные затраты на большинство технологий хранения электроэнергии по-прежнему высоки по сравнению с генераторами природного газа, которые предоставляют аналогичные услуги, но затраты на батареи в последнее время значительно снизились, и ожидается, что эта тенденция продолжится.

Необходимость крупномасштабных демонстрационных проектов

Технологии накопления электроэнергии, такие как CAES, требуют нескольких крупномасштабных демонстрационных проектов, прежде чем руководители коммунальных служб будут уверены в том, что будут инвестировать в них. Другие типы хранения, такие как SMES, также потребуют крупномасштабных демонстраций, прежде чем они смогут получить более широкое распространение.

Процессы планирования передачи

При планировании передачи учитывается только расположение центров спроса и генерирующих мощностей.В результате географически удаленные хранилища электроэнергии, такие как ГЭС или ЦАЭС, имеют ограниченный доступ к передающей сети.

Регулирующие барьеры

Федеральные правила и правила штата рассматривают накопление электроэнергии как тип технологии производства электроэнергии, а не как инвестиции в пропускную способность. Таким образом, компаниям по передаче и распределению запрещается владеть накопителями электроэнергии. Еще одним препятствием является отсутствие разделения тарифов на коммунальные услуги в штатах.Поскольку прибыль коммунальных предприятий обычно привязана к объему продаж энергии, существует стимул продавать больше энергии. При разделении с большей вероятностью будут продвигаться такие программы, как энергоэффективность и более широкое развертывание накопителей энергии. Кроме того, большинство стандартов портфеля возобновляемых источников энергии или государственных инвестиций или производственных стимулов исключают хранение энергии, несмотря на тот факт, что хранение энергии может способствовать более широкому распространению возобновляемых источников энергии.

Недостроенные рынки электроэнергии

В большинстве регионов США еще не полностью развиты рынки и прозрачные цены на все виды вспомогательных услуг, которые обеспечивают технологии хранения (и генерации) электроэнергии, помимо обеспечения электроэнергией, такие как регулирование, промежуточный резерв, отслеживание нагрузки и другие Сервисы.

Система накопления энергии – обзор

2.3.2 Обзор ESS

Двумя областями, более вовлеченными в развитие ESS, являются энергосистема и транспортный сектор. Спрос на особенно литий-ионные аккумуляторные системы быстро растет из-за продвижения электромобилей (т. Е. Подключаемых гибридов и полностью электрических транспортных средств). Связь между этим сектором и интеграцией электросетей ЕСС довольно проста. Электромобильность требует более эффективных батарей, и ожидается, что крупномасштабное производство даст толчок использованию ESS в распределительных системах благодаря снижению затрат.Кроме того, об опции V2G, которая позволяет использовать автомобильные аккумуляторы в качестве накопителя в то время, когда транспортные средства подключены к розетке для зарядки; во-вторых, потому что коммунальные предприятия обязательно начинают заниматься модернизацией своей инфраструктуры для интеграции зарядных станций для электромобилей. Тем не менее, разработка аккумуляторов, предназначенных для сетевых приложений, идет быстрыми темпами, и некоторые технологии можно считать достаточно зрелыми для этих целей.

Технологии ESS и, следовательно, их стоимость сильно зависят от конкретных услуг, которые они призваны выполнять.Услугами ESS могут быть: вспомогательные услуги (т. е. управление частотой, регулировка напряжения, резервирование вращения и выдержки, услуга запуска в обесточенном состоянии и т. д.), снижение пиковых нагрузок, выравнивание нагрузки, поддержка изоляции или другие услуги, в основном связанные с частным использованием ESS ( например, бытовое использование для повышенного собственного потребления производства ДГ, промышленное применение, бесперебойное электроснабжение и т. д.). К СЭ могут применяться разные классификации, но одной из наиболее эффективных является классификация по длительности и частоте подачи питания от СЭ:

1.

краткосрочные (секунды в минуты),

2.

среднесрочные (ежедневное хранение) и

3.

долгосрочные ESS (от еженедельных до ежемесячных).

Кратковременный ESS (<0,25 часа) можно использовать для первичного и вторичного управления частотой, резерва вращения, запуска из черного состояния, сглаживания пиковых нагрузок, изолирования, электромобильности и источника бесперебойного питания (ИБП).

Среднесрочные СЭС (1–10 часов) могут предоставлять услуги третичного регулирования частоты, постоянного резерва, выравнивания нагрузки, изолирования, электромобильности, увеличения собственного потребления в жилых помещениях, ИБП.Наконец, долгосрочная ESS (от 50 часов и, как правило, менее 3 недель) может использоваться для долгосрочных услуг в периоды отсутствия или недостаточного производства электроэнергии за счет ветра и солнца («периоды темноты-затишья»).

Суперконденсаторы, сверхпроводящие магнитные катушки или маховики могут предлагать краткосрочные услуги. Насосные гидроэлектростанции, СЭ на сжатом воздухе, термоэлектрические аккумуляторы и электрохимические СЭ, такие как литий-ионные, свинцово-кислотные, высокотемпературные и проточные батареи, способны выполнять среднесрочные услуги.Долгосрочные услуги могут быть предложены системами хранения водорода или природного газа.

Основные приложения, которые могут надлежащим образом использоваться интеллектуальными распределительными сетями, относятся к средним или, по крайней мере, краткосрочным услугам.

Чисто электрические суперконденсаторы, сверхпроводящая магнитная катушка (поскольку они обладают некоторыми сильными сторонами, такими как высокая эффективность, высокая мощность и длительный срок службы), тем не менее страдают от отсутствия проверки и экспериментов для целей энергосистемы, а также от их очень высокие затраты из-за высокой степени инновационности.

Механические системы можно подразделить на хорошо зарекомендовавшие себя технологии (т. е. гидроэлектростанции), требующие короткого времени выхода на рынок (т. е. аккумулирование энергии сжатым воздухом), или те, которые разработаны для других применений, кроме сетевых работы (т. е. маховики, хорошо зарекомендовавшие себя в системах ИБП).

Технологии, пригодные для применения в распределительных сетях и уже достигшие более высокого уровня технической готовности, — это электрохимические батареи.Такие технологии могут иметь внутренние или внешние хранилища. Примерами последних систем, не принимая во внимание хранилища водорода или метана, которые полезны для долгосрочного обслуживания, являются батареи с окислительно-восстановительным потоком, которые имеют то преимущество, что энергия и мощность могут масштабироваться независимо (энергетическая емкость зависит от резервуара, в то время как набор элементов определяет мощность). Ванадиевые окислительно-восстановительные батареи коммерчески доступны с различными модульными масштабируемыми размерами, но все еще высокая стоимость раствора электролита и техническое обслуживание препятствуют их широкомасштабному распространению.Системы внутренних накопителей, в которых энергия и мощность зависят друг от друга, работают при низкой (Li-ion, свинцово-кислотная, Ni-Cd) или высокой температуре (NaNiCl 2 , NaS).

В таблице 2.1 приведен диапазон наиболее важных параметров для некоторых аккумуляторов [12].

Таблица 2.1. Параметры для химических систем хранения с внутренним хранением

900 ÷ 2000 95% ÷ 80%
Технология Технология Технология круговой поездки Плотность энергии мощность плотности Цикл Life
93% ÷ 86% 200 WH / L ÷ 350 WH / L 100 Вт / л ÷ 3500 Вт / л 1000 ÷ 5000
Увеловая кислота 75% ÷ 80% 50 WH / L ÷ 100 WH / L 10 Вт / л ÷ 500 Вт / л 500 ÷ 2000
NAS 75% ÷ 80% 150 WH / L ÷ 250 WH / L 5000 ÷ 10000

Литий-ионные батареи стали самой важной технологией хранения в различных областях (например, внапример, портативные устройства и электромобили), а также могут быть вариантом для стационарных приложений из-за их высокой плотности энергии, высокой эффективности и относительно длительного срока службы. Несмотря на то, что ресурсы лития ограничены лишь несколькими странами, текущая активная деятельность по разработке аккумуляторов такого типа может вскоре привести к значительному снижению затрат и увеличению срока службы и безопасности. Свинцово-кислотные аккумуляторы являются одной из наиболее развитых и давно внедренных технологий. Они в основном используются для автомобилей, но также широко используются для стационарных сетей, например.г., в островной сетке. Их основным недостатком является токсичность свинца, что вызывает проблемы в обществе. Однако рыночные возможности заключаются в низких инвестиционных затратах и ​​существующем большом количестве производителей.

Натрий-никель-хлоридные батареи (NaNiCl 2 , также называемые «зебра-батарея») и натрий-серные батареи (NaS) работают при высокой температуре в диапазоне от 270°C до 350°C. Температура должна поддерживаться во время циклов зарядки/разрядки, поэтому необходимо разработать подходящую изоляцию.Типичными стационарными приложениями могут быть сглаживание пиковых нагрузок и перераспределение нагрузки. Они коммерчески доступны от нескольких производителей, поэтому они не очень распространены по всему миру. По своим характеристикам высокотемпературные аккумуляторы могут конкурировать со свинцово-кислотными и литий-ионными аккумуляторами, но основное препятствие их распространению связано с вопросами безопасности (пожары, вызванные NaS-аккумуляторами).

Информационный бюллетень по хранению энергии в электросетях США

Хранение электрической энергии (EES) относится к процессу преобразования электрической энергии в сохраненную форму, которая впоследствии может быть преобразована обратно в электрическую энергию, когда это необходимо. 1 Аккумуляторы являются одним из наиболее распространенных способов хранения электроэнергии, широко используемым в жизни большинства людей. Первая батарея, называемая ячейкой Вольта, была разработана в 1800 году. Первым крупномасштабным хранилищем энергии в США была гидроаккумулирующая станция Роки-Ривер в 1929 году на реке Хаусатоник в Коннектикуте. 2,3 Исследования в области накопления энергии резко возросли, особенно после первого нефтяного кризиса в США в 1970-х годах, что привело к повышению стоимости и производительности перезаряжаемых батарей. 2,4,5 Хранение энергии может оказать существенное влияние на существующую и будущую устойчивую энергосистему. 6

  • Системы ЭЭС характеризуются номинальной мощностью в мегаваттах (МВт) и емкостью накопления энергии в мегаватт-часах (МВтч). 7
  • В 2020 году в США было более 24 ГВт мощностей по хранению энергии по сравнению с 1124 ГВт общей установленной генерирующей мощности. 8,9 В мире установленная емкость накопителей энергии составила 173.7 ГВт. 10
  • В 2021 году во всем мире действовало 1363 проекта по хранению энергии, 11 проектов находились в стадии строительства. 40% действующих проектов расположены в США 10
  • Калифорния лидирует в США по хранению энергии с 215 действующими проектами (4,2 ГВт), за ней следуют Гавайи, Нью-Йорк и Техас. 10
Количество проектов хранения энергии, подключенных к сети, по штатам
10

Развернутые технологии

К ключевым технологиям EES относятся: гидроаккумулирование с насосом (PHS), аккумулирование энергии на сжатом воздухе (CAES), усовершенствованное аккумулирование энергии на батареях (ABES), аккумулирование энергии на маховике (FES), аккумулирование тепловой энергии (TES) и водородное аккумулирование энергии (HES). 13 PHS и CAES — это крупномасштабные технологии, способные обеспечивать время разряда в десятки часов и мощность до 1 ГВт, но они географически ограничены. ABES и FES имеют меньшую мощность и меньшее время разряда (от секунд до 6 часов), но часто не ограничены географией. 14

Зрелость технологий хранения энергии
11

Насосная гидроаккумулирующая станция (PHS)

  • Системы PHS перекачивают воду из низкого резервуара в высокий, и, когда требуется электричество, вода выпускается через гидроэлектрическую турбину, вырабатывая электрическую энергию из кинетической энергии. 14,15
  • Во всем мире 96% накопления энергии приходится на PHS. 15
  • Установки PHS имеют длительный срок службы (50-60 лет) и эксплуатационную эффективность от 70 до 85%. 14,15

Накопитель энергии сжатого воздуха (CAES)

  • Системы CAES хранят сжатый воздух в подземной камере. Сжатый воздух нагревается и расширяется в турбине, работающей на природном газе, которая приводит в действие генератор. 16,17
  • Существующие установки CAES являются диабатическими, в которых сжатие воздуха для горения осуществляется отдельно от газовой турбины.Диабатический метод может давать в 3 раза больше продукции на каждый вход природного газа, снижает выбросы CO 2 на 40-60% и обеспечивает эффективность установки на уровне 42-55%. 17
  • По состоянию на август 2019 года в США и Германии работало 2 завода CAES. Объект в США — это электростанция мощностью 110 МВт в Алабаме. 18

Усовершенствованный аккумулятор энергии (ABES)

  • ABES хранит электрическую энергию в виде химической энергии. 19
  • Аккумуляторы содержат два электрода (анод и катод), состоящие из разных материалов, и электролит, который разделяет электроды.Электролит обеспечивает поток ионов между двумя электродами, а внешние провода обеспечивают протекание электрического заряда. 19
  • В США есть несколько действующих проектов по хранению энергии, связанных с батареями, на основе свинцово-кислотных, литий-ионных, никелевых, натриевых и проточных батарей. 10 На эти проекты приходится 0,79 ГВт номинальной мощности в 2021 году, а коэффициент полезного действия (отношение чистой энергии, отводимой в сеть, к чистой энергии, используемой для зарядки батареи) составляет 60-95%. 10,20

Аккумулятор энергии маховика (FES)

  • FES в основном используется для управления питанием, а не для долгосрочного хранения энергии. Системы FES накапливают кинетическую энергию, вращая ротор в корпусе с низким коэффициентом трения, и используются в основном для управления сетью, а не для долговременного хранения энергии. 17  Ротор изменяет скорость для передачи энергии в сеть или из сети, что необходимо для стабильности сети. 14
  • В 2021 году на маховики приходится 0.058 ГВт номинальной мощности в США и имеют КПД 85-87%. 10,20
  • Различают две категории ФЭС: низкоскоростные и высокоскоростные. Эти системы вращаются со скоростью до 10 000 и 100 000 об/мин (оборотов в минуту) соответственно и лучше всего подходят для приложений с высокой мощностью и низким энергопотреблением. 17
​Характеристики технологий хранения энергии
12

Проекты по хранению энергии в США по типам технологий в 2021 г.
10
(включая заявленные проекты)

Приложения

  • Системы EES имеют множество приложений, в том числе энергетический арбитраж, отсрочку генерирующих мощностей, вспомогательные услуги, наращивание мощности, отсрочку пропускной способности и распределения, а также приложения для конечных пользователей (например,g., управление затратами на электроэнергию, качество электроэнергии и надежность услуг, а также сокращение использования возобновляемых источников энергии). 22
  • ЭЭС может работать на частичном уровне мощности с низкими потерями и может быстро реагировать на изменения спроса на электроэнергию. 23 Большая часть существующей энергетической инфраструктуры приближается к намеченному сроку службы или выходит за его пределы. 24 Сохранение энергии в непиковые часы и использование этой энергии в пиковые часы экономит деньги и продлевает срок службы энергетической инфраструктуры. 21
  • КПД в оба конца, годовая деградация и тепловая мощность генератора оказывают влияние на экологические характеристики подключенных к сети накопителей энергии от умеренного до сильного. 25
  • Накопление энергии поможет с переходом на возобновляемые источники энергии за счет хранения избыточной энергии на время, когда возобновляемые источники энергии недоступны. 26
​Ежедневное хранение энергии и выравнивание нагрузки
21

Пять категорий приложений для хранения энергии
23

Решения

Исследования и разработки

  • У.Министерство энергетики США (DOE) управляло финансированием в размере 185 миллионов долларов США в рамках Закона о восстановлении и реинвестировании (ARRA) для поддержки 16 крупномасштабных проектов по хранению энергии с общей мощностью более 0,53 ГВт. 27
  • Технологии хранения становятся все более эффективными и экономически выгодными. Одно исследование показало, что экономическая стоимость хранения энергии в США составляет 228,4 миллиарда долларов за 10-летний период. 23
  • Литий-ионные батареи являются одной из самых быстрорастущих технологий хранения энергии из-за их высокой плотности энергии, высокой мощности, почти 100% эффективности и низкого саморазряда. 28,29 Запасы лития в США составляют 750 000 тонн; в мире запасы составляют 21 миллион тонн. 30
  • Долгосрочное (10-100 часов) и сезонное (100+ часов) хранение энергии также являются важными областями исследований. Водород, сжатый воздух и гидроэнергия являются наиболее жизнеспособными технологиями для этих типов хранения. 31
  • При проектировании EES убедитесь, что развертывание системы приводит к чистому снижению воздействия на окружающую среду. 32

Политика и стандартизация

  • Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года позволил сформировать Подкомитет по технологиям хранения энергии через Консультативный комитет по электроэнергии (EAC), члены которого оценивают и консультируют США.S. DOE каждые два года о прогрессе в достижении целей внутреннего хранения энергии. 27
  • В 2010 году Калифорния одобрила законопроект Ассамблеи 2514, требующий от Комиссии по коммунальным предприятиям Калифорнии (CPUC) установить и выполнить цели по закупкам накопителей энергии для коммунальных предприятий, принадлежащих инвесторам, в общей сложности 1,33 ГВт емкости хранения, завершенных к 2020 году и реализованных к 2024 году.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *