Современные системы накопления энергии

–районное теплоснабжение;

–высокотемпературная система водяного отопления под давлением;

–комбинированные тепло и электрическая мощность;

–уголь, мазут.

Третье поколение (1980–2020 гг.):

–районное теплоснабжение;

–горячая вода средней температуры;

–комбинированные системы выработки тепла и электрической мощности;

–газ, уголь, мазут, энергетическое сырье из биомассы;

–крупномасштабные солнечные электростанции.

Четвертое поколение (2020–2050 гг.):

–районное теплоснабжение;

–горячая вода низкой температуры;

–централизованный нагрев и охлаждение;

–накопление и хранение электрической и тепловой энергии;

–рекуперация тепла;

–комбинированные системы выработки тепла и электрической мощности;

–энергетическое сырье из биомассы;

–теплообмен через геотермальные насосы;

–возобновляемая энергия: энергия солнца и ветра.

Системы четвертого поколения работают при более низких температурах воды, что приводит к снижению потерь тепла по сравнению с предыдущими поколениями и позволяет использовать различные источники для его получения, такие как отходы, геотермальный обмен, солнечное тепло, комбинированное тепло, и рекуперация энергии и тепла. В сочетании с накопителем тепловой энергии и интеллектуальным управлением такая система становится экономичным способом интеграции возобновляемой энергии и технологий накопления в повседневную практику предоставления услуг энергосистемами.

Структура целевого использования систем накопления электрической энергии (СНЭЭ) в мире, следующая:

1.Регулирование частоты -55%.

2.Резервная мощность -9%.

3. Смещение графика нагрузки – 13%.

4. Снижение счета потребителя -11%.

5.Снижение счета с ВИЭ -1%.

6.Поддержка ВИЭ -7%.

7. Надежность и качество – 1%.

8. Холодный пуск – 2%

9.Управление нагрузками -1%.

В последние десятилетия технологии накопления энергии вышли на качественно новый уровень. Создаваемые на основе передовых технологий системы накопления электрической энергии уже сегодня являются актуальными и востребованными в электроэнергетике.

Глава 1. Роль систем накопления в энергетике

В последние десятилетия быстро развивается распределённая генерация, что значительно обостряет проблему поддержания баланса активной мощности, стремительными темпами растет парк электротранспорта, значительно расширился сектор ВИЭ-генерации в мировой энергетике. Накопление энергии в специализированных устройствах становится одним из ключевых направлений развития энергетики, открывающим новый этап её развития.

Глобальная энергосистема постоянно меняется, и важным компонентом этого роста являются промышленные накопители энергии, поскольку они способствуют повышению гибкости и. играют все более важную роль в распределении энергии. Долговременное хранение энергии имеет большой потенциал для мира, в котором энергия ветра и солнца преобладает над добавлением новых электростанций и постепенно вытесняет другие источники электроэнергии. Коммунальный сектор и транспорт стремятся полностью перейти на электрическую энергию, в связи с этим быстро растет потребность в надежном, эффективном и экономичном аккумулировании энергии и ее отдаче во время пиковых нагрузок. Батареи, конденсаторы, кинетическая энергия, хранение энергии в виде нагретой или охлажденной жидкости, а также в виде водорода – все это уже доступные и использующиеся решения, дающие широкие возможности. Однако, как обычно и бывает в нашей жизни, идеального метода нет, и каждая из перечисленных технологий, в зависимости от предполагаемого последующего применения накопленной энергии, имеет свои преимущества.

Поскольку процентное содержание непрерывной генерации энергии на основе углерода в структуре энергопотребления уступает место менее стабильному производству энергии из возобновляемых источников, накопление энергии представляет собой средство, с помощью которого спорадические поставки могут быть эффективно синхронизированы с колебаниями генерации и спроса в течение любого дня. Ветер и солнце производят энергию только в определенное время, поэтому им нужна дополнительная технология, которая поможет заполнить пробелы. В мире, где доля периодического, сезонного и непредсказуемого производства электроэнергии растет и увеличивается риск десинхронизации с потреблением, хранение делает систему более гибкой. Накопители служат главным образом в качестве буфера и позволяют упростить управление и интеграцию возобновляемых источников энергии как в сети, так и в зданиях при отсутствии ветра и солнца.

С увеличением доли возобновляемой энергетики все острее становится проблема балансировки системы энергоснабжения. Сейчас компенсация дефицита генерации проводится при помощи гидроаккумулирующих станций и маневровых мощностей тепловых электростанций. При этом использование последних фактически снижает эффективность использования «зеленых» источников энергии в плане декарбонизации процесса производства электроэнергии.