Технологии накопления электроэнергии: Технологии сезонного накопления тепловой энергии (СНТЭ)

Разное

Содержание

Технологии сезонного накопления тепловой энергии (СНТЭ)

Сезонное накопление тепловой энергии (СНТЭ) – способ накопление тепла или холода в период длительностью до нескольких месяцев. Тепловая энергия может накапливаться в любой период, когда она доступна, и использоваться в любой период, когда в ней есть потребность, к примеру – в другой сезон.

Технологии СНТЭ

Тепло с солнечных коллекторов или бросовое тепло с оборудования для кондиционирования воздуха может собираться в случае потребности как в жаркие месяцы, так и в зимние месяцы для отопления помещений. Бросовое тепло после процессов производства может схожим образом накапливаться и использоваться спустя время. Так же естественный холод или холодный воздух могут храниться для кондиционирования воздуха в летнее время.

Хранилища для СНТЭ могут служить в качестве системы централизованного теплоснабжения, так же как и отдельные здания и комплексы. Среди используемых для отопления сезонных накопителей, пиковые годовые температуры, в основном, находятся в диапазоне 27-80C (81-180F), а разница температур, появляющаяся в накопителе в течение года, может составлять несколько десятков градусов.

Некоторые системы используют тепловой насос с целью помочь зарядить и разрядить накопитель во время части или полного цикла. Для охлаждающих комплексов часто используются только циркуляционные насосы.

Менее распространенное название для данного класса технологий – межсезонное накопление тепловой энергии.

Среди примеров центрального отопления – солнечное сообщество Дрэйк Лэндинг, где открытое хранение энергии обеспечивает 97 % от годового потребления без учета тепловых насосов, и датский пруд-накопитель с добавочным напряжением.

Существует несколько типов технологий СНТЭ, охватывающих различные типы сооружений от отдельных небольших сооружений до коммунальных сетей централизованного отопления. В основном, с изменением размеров растет КПД и падает стоимость строительства.

Накопление тепловой энергии под землей

НТЭЗ — накопление тепловой энергии под землей, где средой хранения могут быть геологические пласты между землей или песком и твердой коренной породой, или водоносными горизонтами.

Среди технологий НТЭЗ находятся:

  • НТЭВГ (накопление тепловой энергии в водоносном горизонте). Накопитель для НТЭВГ состоит из пары, как правило – двух и более источников в глубоком водоносном горизонте, который содержится между непроницаемыми геологическими слоями над и под ним. Одна половина пары нужна для извлечения воды, а другая – для повторной закачки, таким образом, в водоносном горизонте сохраняется баланс. Среда хранения тепла (или холода) – вода и субстрат, где она находится.

Здание Рейхстага в Германии с 1999 года отапливается и охлаждается с помощью накопителей НТЭВГ, расположенных в двух водоносных горизонтах на разных глубинах. В Нидерландах уже существует свыше 1 000 систем НТЭВГ, которые обладают стандартной конструкцией. В течение нескольких лет в Колледже Ричарда Стоктона (штат Нью-Джерси) работала серьезная система.

НТЭВГ имеет меньшую стоимость монтажа чем НТЭБС, так как, чаще всего, проделывается меньше скважин, но НТЭВГ требует больших эксплуатационных расходов. Также НТЭВГ требует особенных условий под землей, чтобы быть пригодным к применению, в том числе – наличие водоносного горизонта.

  • НТЭБС (накопление тепловой энергии в буровой скважине). Хранилища для НТЭБС могут быть сооружены везде, где можно просверлить скважины, и, как правило, состоят из одной или сотен вертикальных скважин диаметром 155 мм (6,102 дюйма). Были построены системы всех размеров, в том числе – достаточно крупных.

Слои могут располагаться где угодно от песка до кристаллической скальной породы, и в зависимости от технических условий глубина может варьироваться от 50 до 300 м (164-984 фт). Промежутки могут варьироваться от 3 до 8 метров (9,8-26,2 фт).

Могут использоваться тепловые модели для предсказания изменений температуры в почве, в том числе – создания стабильного температурного режима, который достигается за счет подбора соотношения входа и выхода тепла в течение одного или большего числа годовых циклов.

Высокотемпературные сезонные хранилища тепла могут создаваться с использованием областей скважин для хранения избыточного тепла, извлеченного летом, чтобы активно повышать температуру крупных тепловых емкостей под землей, поэтому зимой тепло может быть извлечено гораздо легче и по гораздо меньшей цене.

Система межсезонной теплопередачи использует циркуляцию воды в трубах, вмурованных в асфальтовых солнечных коллекторах, для передачи тепла в тепловые емкости, созданные в области создания скважины. Тепловой насос, использующий теплоту грунта, применяется зимой для извлечения тепла из тепловой емкости для обеспечения отопления помещения с помощью теплого пола. Высокий КПД поддерживается потому, что тепловой насос запускается при тепловой температуре в 25C (77F) из теплового накопителя, вместо холодной температуры в 10C (50F) из почвы.

С 1995 года в Колледже Ричарда Стоктона работает система НТЭБС при пиковой температуре около 29C (84.2F), состоящая из 400 130-метровых скважин под автостоянкой площадью в 3,5 акра (1,4 га). Потери тепла за шесть месяцев составляли 2 %. Максимальный лимит температуры для системы НТЭБС – 85C (185F) из-за характеристик труб из сшитого полиэтилена, используемых для ПТО, но в большинстве случаев этот лимит не достигается.

Скважины могут заполняться как жидким раствором, так и водой в зависимости от геологических условий, и, как правило, обладают ожидаемым сроком службы свыше 100 лет. И НТЭБС, и связанная с ним система централизованного отопления могут постепенно увеличивать мощность после начала работы, как в немецком Неккарзульме.

Системы НТЭБС, как правило, не причиняет вред используемой почве и может быть построен под зданиями, сельскохозяйственными угодьями и автостоянками. В качестве примера служит один из нескольких видов СНТЭ, показывающий отличную способность к межсезонному накоплению тепла. В канадской провинции Альберта, домохозяйства солнечного сообщества (работает с 2007 года), получает 97 % круглогодичного объема тепла от централизованной системы отопления за счет тепла от солнечных батарей на крышах гаражей.

Это искусство – мировой рекорд – стало возможным благодаря межсезонному накоплению тепла в большой массе материнской породы, расположенной под центральным парком. Обмен тепла происходит через серию из 144 37-метровых скважин (121 фт), просверленных в земле. Каждая скважина диаметром в 155 мм (6,1 дюйма) содержит простой теплообменник, сделанный из пластиковой трубы малого диаметра, через которую циркулирует вода. Не используется никаких тепловых насосов.

  • НТЭП (накопление тепловой энергии в пещерах или шахтах). Система НТЭП могут быть построены в затопленных шахтах, специально построенных камерах или заброшенных подземных складах нефтепродуктов (к примеру, построенных в кристаллической твердой породе в Норвегии), если они расположены близко к источнику тепла (или холода) и рынку сбыта.
  •  Энергетические сваи. При постройке крупных зданий, как и в случае с системами НТЭБС, используются погружные теплообменники, закрученные в спираль внутри отверстий для стержней арматуры и свай, которые затем заливаются бетоном. Сваи и окружающие слои породы становится средой хранения.
  • МНТЭИП (межсезонное накопление тепловой энергии в изолированных почвах). Во время постройки любого здания с первичным перекрытием из железобетонных плит, примерно вся прогреваемая площадь территории строительства и примерно метр в глубину, как правило, изолирован со всех 6 сторон с помощью полиэтилена высокого давления. Трубы используются для передачи солнечной энергии в изолированный участок или извлечения тепла при потребности. Если присутствует сильный внутренний ток грунтовых вод, требуются серьезные исправительные меры для его предотвращения.

Поверхностные и надземные технологии

  1.  Хранение в буртах. Небольшие выкопанные разлинованные ямы заполненные гравием и водой используются в качестве среды хранения для СНТЭ во многих централизованных системах отопления Дании. Бурты для хранения покрыты слоем изоляции, затем – слоем почвы, и используются для сельского хозяйства или других целей.

Система в датском Марстале включает хранение в буртах, обеспечиваемое теплом от полей или солнечных батарей. Поначалу оно обеспечивало 20 % годовой потребности деревни в тепле, и планировалась увеличить ее в два раза.

Крупнейшая система хранения в буртах (200 000 м3 (7 000 000 куб. фт)) была запущена в датском Войенсе в 2015 году, и позволяет солнечному теплу обеспечивать 50 % годового объема энергии для крупнейшей солнечной системы централизованного отопления.

  1. Промышленное накопление тепла в воде. Емкости для накопления водой и СНТЭ могут быть построены над землей, изолированными, а затем – покрыты почвой.
  2. Горизонтальные теплообменники. Для небольших строений теплообменник из гофрированной пластиковой трубы может быть закопан в траншее небольшой глубины для создания системы СНТЭ.
  3. Заглубленные здания. Пассивно накапливает тепло в окружающем грунте.
  4. Технологии на основе гидратов солей. Эта технология получила гораздо большую плотности энергии, чем системы накопления энергии на водной основе.

Конференции и организации

С 1981 года Международным энергетическим агентством каждые три года проводятся конференции на тему «Программа экономии энергии через накопление энергии (ЭЭНЭ)». Изначально конференции сосредотачивались на СНТЭ, но сейчас они сосредоточены на технологиях, затрагивающих такие темы, как солевые грелки и способы накопления электроэнергии.

Начиная с 1985 года, каждая  конференция имела слово «stock» («хранение») в конце названия. Они проходили в разных местах по всему миру. Из последних можно выделить «InnoStock» 2012 года (12 Международная конференция по хранению тепловой энергии) в испанском городе Льейда и «GreenStock» 2015 года в Пекине. «EnerStock-2018» пройдет в турецком городе Адана в апреле 2018 года.

Программа IEA-ECES продолжает работу более раннего Международного совета по хранению тепловой энергии, которая ежеквартально выпускала информационный бюллетень с 1978 по 1990 года, и изначально он финансировался американским Министерством энергетики. Изначально информационный бюллетень назывался «ATES Newsletter», но когда НТЭБС стали реализуемой технологией, он стал называться «STES Newsletter».

Использование СНТЭ для малых самоотапливающихся домохозяйств

Малые самоотапливающиеся домохозяйства, как правило, используют прилегающую к строению почву, как низкотемпературное средство хранения сезонного тепла, которое во время годового цикла достигает максимальной температуры, похожей со средней температурой года, а при отоплении в более холодные месяцы температура опускается. Такие системы – часть концепта строения, так как должны присутствовать некоторые простые, но важные отличия от «традиционных» зданий.

На глубине около 20 футов (6 м) под почвой, температуры в течение года по природным причинам остается неизменной, если спуск тепла не превышает природный объем возвращения солнечного тепла. Такие накопительные системы работают при узком диапазоне температур в течение года, в отличие от других описанных выше систем СНТЭ, которые работают при большой разнице температур в течение года.

Накопление солнечного тепла

Две базовых технологии здания с пассивным солнечным обогревом были разработаны в США в 1970—1980-х годов. Они использовали прямую теплопроводность от и к термически изолированному слою почвы, защищенному от влаги, в качестве среды хранения сезонной энергии для отопления помещения и непосредственную проводимость в качестве метода возврата тепла.

В первом методе «хранения пассивного тепла в течение года» (ХПТГ) окна здания и другие внешние поверхности улавливают солнечное тепло, передаваемое путем проводимости через пол, стены, иногда – через крышу к примыкающему слою почвы, выступающему тепловым буфером. Когда внутреннее пространство – холоднее, чем среда хранения, тепло проводится обратно в жилое помещение.

Другой метод «геотермальная солнечная энергия в годовом исчислении» (ГСЭГИ) использует отдельный солнечный коллектор для улавливания тепла. Накопленное тепло доставляется в накопитель (почва, гравийная подушка или бак с водой) либо пассивно, т.е. за счет конвекции теплоносителя (воздуха или воды), либо активно, т.е. путем перекачки. Этот метод особенно применяется с емкостью, рассчитанной на полугодовое отопление.

Среди примеров использования накопления солнечного тепла в мире присутствуют:

  • Подготовительный колледж в Суффолке (Восточная Англия), использующий тепловой коллектор с трубой, закопанной под автобусной остановкой, для накопления солнечной энергии и хранения в 18 100-метровых (330 фт) скважинах с целью использования для отопления зимой.
  • Солнечное сообщество Дрейк Лэндинг в Канаде использует солнечные тепловые коллекторы на крышах гаражей 52 домов, которые собирают энергию и хранят ее в сети из 35-метровых (115 фт) скважин. Температура почвы может превышать 70C, что впоследствии используется для пассивного отопления. Эта схема успешно работает с 2007 года.
  • В датском Брэдструпе примерно 8 000 м2 (86 000 кв. фт) солнечных тепловых коллекторов используются для накопления примерно 4 000 000 кВт*ч/год, которые также хранятся в сети 50-метровых (160 фт) скважин.

Управление жидкостью

Архитектор Матьяш Гутай получил грант ЕС на постройку в Венгрии дома, который использует избыточную воду, заполняющую стеновые сборные панели, в качестве накопителей тепла и соединенную с подземными резервуарами для накопления тепла. Концепт использует микропроцессорное управление.

Малые домохозяйства с вмонтированными цистернами для СНТЭ

Целый ряд домов и малоэтажных многоквартирных домов показали пример совместного использования крупной цистерны для накопления тепла и вмонтированных в крышу солнечных тепловых коллекторов. Температура хранения на уровне 90C (194F) подходит как для обеспечения горячей водой, так и для отопления.

Первым таким домом стал солнечный дом № 1 при МТИ в 1939 году. В 1989 году был построен в швейцарском Обербурге был построен восьмиэтажный многоквартирный дом с тремя накопительными емкостями общим объемом в 118 м3 (4 167 куб. фт), способными хранить больше тепла, чем требуется строению. Начиная с 2011 года, этот концепт воспроизводится в новых постройках.

В 1997 году в Берлине в рамках демонстрационного проекта «IEA Task 13» был построен «Активный дом». В расположенной в подвале емкости объемом в 20 м3 (706 куб. фт) хранится вода при температуре до 90C (194F).

В качестве прототипа нечто схожее было построено в 2009 году в Ирландии. Сезонный накопитель солнечной энергии состоял из заполненного водой бака объемом 23 м3 (812 куб. фт), который был вкопан в грунт, сильно изолирован со всех сторон, чтобы в течение года хранить тепло вакуумированных трубчатых солнечных коллекторов. Система была установлена в качестве эксперимента по обогреву первого в мире стандартизированного сборного пассивного дома в ирландском городе Голуэй. Целью было понять, будет ли достаточно тепла, чтобы устранить любую потребность в электричестве в уже достаточно продуктивном доме в зимний период.

Использование СНТЭ в теплицах

СНТЭ также широко используется для обогрева теплиц. НТЭВГ – тот вид хранения энергии, который широко применяется в этой отрасли.

Летом теплица остужается грунтовыми водами, закачанными из «холодного источника» в водоносном горизонте. В процессе вода нагревается и возвращается к «теплому источнику» в водоносном горизонте.

Когда теплице требуется тепло, к примеру, чтобы добиться продолжения вегетационного периода, вода изымается из теплого источника, охлаждается во время выполнения функции нагревания, и возвращается в холодный источник. Это – очень эффективная система естественного охлаждения, которая использует только циркуляционные насосы.

Загрузка…

Современные системы накопления энергии

Коммунальный сектор и транспорт стремятся полностью перейти на электрическую энергию, и в связи с этим быстро растет потребность в надежном, эффективном и экономичном аккумулировании энергии и ее отдаче во время пиковых нагрузок. В данной статье речь пойдет о накоплении и хранении энергии в любом виде, не только посредством ее преобразования в химическую и обратно. 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.

Технологии накопления энергии играют все большую роль в развитии современных систем коммунального энергоснабжения. Например, общая емкость накопления энергии в США уже превысила 2 ГВт·ч, причем недавно ежегодное увеличение объединенных хранилищ энергии приблизилось к 50%. Отрасль продолжает развиваться, адаптируясь к изменениям энергетического ландшафта и внедряя новые технологии.

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. По мере развития технологий и стратегий накопления энергии мы начинаем видеть возможности генерации энергии при энергетической независимости от прихотей природы.

 

Системы накопления энергии

Для захвата энергии, произведенной за короткий промежуток времени, с целью ее использования в дальнейшем доступны самые разные средства и технологии. Системы аккумулирования электрической и тепловой энергии являются наиболее распространенными, поэтому при проектировании современных объектов и инженерных систем именно они используются коммунальными предприятиями, которые, в свою очередь, предлагают жильцам зданий такие преимущества, как большая отказоустойчивость, экономия затрат, повышение энергоэффективности и удобство пользования энергией любого типа.

Электрическая энергия

Наибольший рост количества устанавливаемых систем накопления энергии за последнее десятилетие пришелся на электрические системы, такие как аккумуляторные батареи и конденсаторы. Литий-ионные аккумуляторы быстро стали той рабочей лошадкой, которая обычно используется в современных крупных системах аккумулирования энергии. Кроме того, такие аккумуляторные батареи являются основными компонентами и в быстро растущем парке электромобилей.

В качестве примера эффективной батареи можно привести ту, что построил Илон Маск (Elon Musk) в Австралии. Она была введена в эксплуатацию 1 декабря 2017 г. (рис. 1) [4], и уже 14 декабря ей удалось показать себя в деле во время сбоя на местной угольной электростанции.

Рис. 1. Новая система от Tesla — часть предпринимаемых усилий по решению проблем энергоснабжения в Южной Австралии, жители которой сильно страдают от постоянных скачков напряжения и отключений электросети

Кроме того, разрабатываются так называемые проточные или буферные батареи, которые можно использовать с учетом требуемых пиковой емкости и продолжительности компенсации недостающей энергии. Их роль могут выполнять конденсаторы — устройства, хранящие электрическую энергию в форме электростатического заряда, накопленного на их токопроводящих металлических обкладках без химического преобразования.

Энергия, накопленная в конденсаторе, описывается известной со школьной скамьи формулой:

W = 1/2Q2/C = 1/2C × V2,

где Q — количество заряда, накопленного на конденсаторе, C — емкость конденсатора, а V — напряжение на конденсаторе.

Как видно из приведенного уравнения, максимальное количество энергии, которое может храниться на конденсаторе, зависит от емкости, а также от максимального номинального напряжения конденсатора. Накопленная энергия может быстро высвобождаться из конденсатора благодаря тому, что конденсаторы имеют крайне низкое внутреннее сопротивление. Это свойство часто используется в системах, для которых характерны большие скачки нагрузки. Когда конденсатор подключен к источнику питания, он накапливает энергию (заряжается, не требуя при этом специальных зарядных устройств). При необходимости в порции дополнительной энергии конденсатор отдает накопленную энергию (разряжается), в этом отношении он похож на батарею. Разница в том, что батарея, как уже было сказано, использует электрохимические процессы для накопления энергии, в то время как конденсатор просто хранит электрический заряд. Таким образом, конденсаторы могут выделять накопленную энергию с гораздо более высокой скоростью, чем батареи, поскольку химические процессы для трансформации энергии и ее выхода из батареи требуют больше времени. Однако гораздо чаще конденсаторы используются для компенсации реактивной мощности, приводящей к потерям в энергосетях.

Механические системы

Механические системы накопления энергии преобразуют электрическую энергию в потенциальную или кинетическую и хранят ее в таком виде, превращая обратно в электрическую, когда это необходимо. Обычно системы, основанные на этом подходе, включают крупные гидроаккумулирующие насосы (пример эффективного применения гидроаккумулирующих электростанций показан на рис. 2), механические маховики и устройства для хранения сжатого воздуха.

Рис. 2. Днестровская ГАЭС (Украина). Расчетная проектная мощность в турбинном режиме составляет 2268 МВт (семь гидроагрегатов по 324 МВт), что делает ее седьмой по мощности ГАЭС в мире, расчетный напор воды — 147,5 м

Тепловые системы

Аккумулирование тепловой энергии позволяет накапливать тепловую энергию (горячую или холодную) и позднее использовать ее, чтобы сбалансировать потребность в энергии между дневным и ночным потреблением или даже в разные климатические сезоны. Чаще всего такая система реализуется в виде емкостей для хранения охлаждающей воды или воды для нагрева (рис. 3), которая может генерироваться в периоды более низкого потребления энергии, а затем отдаваться в пиковое время, поддерживая стратегию ограничения максимальной нагрузки. Другие системы накопления тепловой энергии включают расплавленные соли, хранилище льда и криогенную технику.

Рис. 3. Хранение тепловой энергии поддерживает стратегию ограничения пиковых нагрузок, накапливая охлажденную или нагретую воду, выработанную в периоды с более низким потреблением электроэнергии, для использования в периоды с более высокой нагрузкой. Проект компании Affiliated Engineers

Химические системы

В дополнение к аккумуляторным системам, которые, как правило, основаны на электрохимическом процессе, доступны и другие системы хранения химической энергии, например путем выработки и хранения водорода. Для выработки водорода из воды путем электролиза применяется электрическая энергия. Затем водород сжимается и хранится для будущего использования в генераторах, работающих на водородном топливе, или в топливных элементах, опять превращаясь в воду.

Такой подход позволяет накапливать большие объемы энергии, однако он необязательно будет самым эффективным. Проблема в том, что он сам по себе энергозатратный, поскольку требует большого количества энергии для выделения водорода из воды, природного газа или биомассы, хранения газа путем сжатия или сжижения, передачи энергоносителя пользователю. Также часть энергии теряется при преобразовании в полезную электроэнергию с топливными элементами. Наиболее практичным пока остается получение водорода из природного газа — метана, СH4. Один из примеров такой установки показан на рис. 4, но в данном случае все равно требуется энергия для его извлечения. Для практического использования остается только примерно 25%.

Рис. 4. Для получения водорода применяется электролиз, после его генерации водород сжимается или сжижается и хранится для последующего его использования в генераторах или топливных элементах. Изображение предоставлено компанией Affiliated Engineers

 

Преимущества, получаемые от использования систем накопления энергии

Системы накопления энергии могут использовать, чтобы поддержать стабильность ее поставок, снизить затраты и обеспечить устойчивость энергетической системы в целом. Возврат инвестиций будет зависеть от местных цен на коммунальные услуги, любых доступных программ стимулирования коммунальных предприятий для пикового сокращения потребления мощности, возможностей выработки энергии на месте и конкретного профиля нагрузки на определенный объект. Инвестиции могут вернуться довольно быстро: так, аккумуляторная батарея Илона Маска, показанная на рис. 1, согласно отчету Renew Economy [4] всего за несколько дней дала заработать владельцам 1 млн австралийских долларов, или $800 тыс. При этом Австралия является одним из лидеров по развитию возобновляемой энергетики, и наличие эффективного способа хранить такую энергию делает ее крайне дешевой.

Еще одно преимущество систем накопления энергии — их быстрое реагирование. Большинство технологий хранения могут компенсировать нехватку мощности электроэнергии в сети очень быстро, в то время как источники на основе ископаемого топлива имеют тенденцию довольно медленно увеличивать добавочную мощность. Такая скорость важна для обеспечения стабильного энерго­снабжения в случаях, когда происходит неожиданное резкое увеличение нагрузки. В качестве шутки, хорошо иллюстрирующей проблему, можно привести эпизод из известного фильма «Рождественские каникулы» (“National Lampoon’s Christmas Vacation”, 1989), где Кларк Гризволд неожиданно включил все 25 тыс. лампочек рождественской иллюминации. Пришлось запустить дополнительный атомный реактор на АЭС, до его подключения часть районов города оказалась обесточенной.

Резервное питание

Системы накопления энергии могут служить надежным источником резервного питания на случай потери питания от электросети из-за тяжелых погодных условий или иных проблем. Помогая объектам оставаться в рабочем состоянии, такие системы исключают потери из-за сокращения времени простоя и обеспечивают повышенную устойчивость к критическим ситуациям. Один из примеров — источник бесперебойного питания, но возможен и больший масштаб.

Ограничение пика и сдвиг нагрузки

Функциональность систем накопления энергии типа «потребность — ответ» позволяет им участвовать в стимулирующих поставщиков коммунальных услуг программах энерго­потребления, которые направлены на снижение использования энергии в периоды пиковой нагрузки на электрическую сеть.

Цена на энергию, как правило, обычно самая высокая в периоды пикового спроса. Ограничение максимума пиковых нагрузок обычно достигается путем смещения ряда нагрузок на время более низкого спроса на электроэнергию, например за счет ценового стимулирования потребителя с использованием многотарифных счетчиков потребляемой электроэнергии. Однако если сами нагрузки или время их работы не могут быть скорректированы по времени, следует рассмотреть вопрос о применении той или иной технологии накопления энергии.

Именно системы накопления энергии могут поддерживать сглаживание потребления электрической мощности для снижения затрат на электроэнергию. При этом, например, аккумуляторная батарея может заряжаться в периоды низкой нагрузки — в ночное время или в периоды более низкого потребления в течение дня, а также, как батарея Илона Маска (рис. 1), с использованием альтернативных источников энергии. Затем такая батарея разряжается во время периодов высокой нагрузки или аварийного отключения, смягчая воздействие больших нагрузок и сбоев напряжения в пределах объекта или энергосистемы в целом. Такой подход наиболее экономически эффективен для коммунальных потребителей, чей тариф основан на пиковом спросе энергопотребления.

Сдвиг нагрузки (также называемый «управлением тарифами») подобен пиковому сокращению потребляемой мощности, но вместо того, чтобы фокусироваться исключительно на пиковых ценах, он направлен на снижение общих затрат на кВт·ч. По сути, он использует разницу между низкой и высокой стоимостью энергии, сохраняя энергию при низких затратах и отдавая при высоких. Сдвиг нагрузки обычно обеспечивает дополнительную ценность для системы, которая уже предоставляет другие преимущества, такие как ограничение пика (максимума) нагрузки.

Возобновляемая энергия и ее проблемы

Когда возобновляемый источник энергии не может удовлетворить текущую потребность в мощности по причине неподходящих погодных условий (отсутствие достаточных солнечного света или силы ветра) или доступная генерация не соответствует пиковым потребностям в энергии, система накопления энергии может эти разрывы компенсировать, при этом поставка дополнительной энергии от традиционных источников электроэнергии не потребуется. Без накопления энергии или других управляемых источников генерации колебания возобновляемых источников энергии могут создать разрушительные дисбалансы, препятствующие поддержанию стабильности энергосистемы.

Рис. 5. Одна из десяти крупнейших солнечных электростанций Topaz Solar Farm в 2015 г., Калифорния, США [5]

Накопитель энергии также забирает себе избыточную энергию, выработанную возобновляемыми источниками, храня ее до периодов высокого спроса. Это скорее относится к районам с большим количеством солнечных установок, таким как Калифорния (рис. 5), где электрическая сеть насыщается фотоэлектрической энергией даже в то время, когда ее невозможно полностью использовать. График, описывающий потребление энергии, исходя из его формы, часто называют duck curve (буквально — «кривая в форме утки», рис. 6).

Рис. 6. График в виде профиля утки отображает нагрузку по чистой мощности в течение дня, иллюстрируя периоды потенциального перепроизводства и дефицита электроэнергии. Изображение предоставлено компанией Affiliated Engineers

«Кривая в форме утки» отражает полезную нагрузку в течение дня. Происхождение этого термина можно проследить по данным, приводимым California Independent System Operator (Калифорнийским независимым системным оператором) начиная с 2012 г. [2]. Этот некоммерческий независимый системный оператор контролирует работу энергосистемы, линий электропередачи и рынка электроэнергии. Для более подробного объяснения рассмотрим области, где пиковый спрос на энергию возникает после захода солнца, т. е. когда солнечная энергия больше не доступна. В тех случаях, когда энергосистема в основном использует солнечную энергию (в дневное время), в другое время суток должны быть доступны иные источники, которые смогут принять на себя нагрузку в пиковое время потребления мощности.

Кривая спроса на электроэнергию, представляющая общую нагрузку за вычетом мощности, вырабатываемой солнечной энергетикой, как уже было сказано, напоминает силуэт утки. В точке пикового спроса требуется один из двух вариантов энерго­снабжения. Коммунальные службы, для того чтобы принять меры в нужный момент и в том месте, где в реальном времени прекратилось производство фотоэлектрической энергии, должны либо подключать другие источники ее генерации, либо полагаться на накопители энергии. Поскольку хранение энергии — гораздо более гибкое и быстрое, а также более экономичное и устойчивое решение, оно, безусловно, является и наиболее предпочтительным вариантом.

По мере того как феномен кривой в форме утки становится все более распространенным, растет несоответствие почасовых тарифов на энергию. В Калифорнии за последние три год

Аккумулирование энергии — технология, которая перевернет энергетику

Аккумулирование энергии (оно же – аккумулирование мощности) – процесс, в ходе которого энергия, выделяемая из внешних источников (солнечных, тепловых, ветряных и осмотических электростанций, а также – кинетической энергии или энергии окружающей среды), захватывается и хранится в небольших беспроводных автономных устройствах, подобных тем, что используются в носимых компьютерах и беспроводных сенсорных сетях.

Аккумуляторы энергии обеспечивают очень мало энергии для энергосберегающей электроники. В то время, как для выработки электроэнергии в больших объемах необходимы полезные ископаемые (нефть, уголь и так далее), источником энергии для аккумуляторов станет окружающая среда.

Так, к примеру, перепады температур появляются при работе двигателя внутреннего сгорания и в городских условиях, а больное количество электромагнитной энергии в окружающей среде из-за радио- и телевещания.

Одним из самых первых применений энергии, собранной из электромагнитного излучения окружающей среды, стал детекторный приемник.

Принципы аккумулирования энергии из фонового электромагнитного излучения могут быть продемонстрированы с помощью основных компонентов.

Эксплуатация

Аккумуляторы, преобразующие энергию окружающей среды в электричество, вызывают большой интерес как у военной, так и у коммерческой отрасли.

Некоторые системы, преобразующие кинетическую энергию, в частности – энергию океанических волн, электричество, могут применяться океанографическими датчиками контроля для автономной работы. В будущем такие аккумуляторы могут применяться для высокомощных устройств выдачи (или их антенн), развернутых в удаленной местности и служащих в качестве надежных электростанций для крупных систем.

Также аккумуляторы можно применять для носимой электроники, где с их помощью можно будет заряжать или перезаряжать сотовые телефоны, портативные компьютеры, радиотехнические средства связи и тому подобное. Все эти устройства должны быть достаточно надежными, чтобы переносить неблагоприятные условия окружающей среды, и иметь достаточно широкий уровень динамической чувствительности, чтобы использовать целый спектр волновых движений.

Накопление энергии

Энергия также может накапливаться в мощных миниатюрных автономных датчиках, подобных тем, что разработаны с использованием микроэлектромеханической технологии. Они зачастую очень малы и нуждаются в малых объемах энергии, но их применение ограничено из-за опоры на мощность батареи.

Аккумулирование энергии из колебаний окружающей среды, ветра, тепла или света может дать способность умным датчикам работать бесконечно долго. Несколько научных и коммерческих групп вовлечены в анализ и разработку аккумулирования энергии из колебаний.

В их числе – Группа по контролю над Управляющими Мощностями, Группа по разработке Оптических и Полупроводниковых устройств при Имперском колледже Лондона, ИМЕК и сотрудничающий Центр Хольста, компании «Adaptive Energy», «LLC», «ARVENI», Массачусетский технологический институт, Викторианский институт в Веллингтоне, Технологический институт Джорджии, Калифорнийский университет в Беркли, Саутгемтонский университет, Бристольский Университет, Лаборатория микроэнергетических систем при Токийском университете, Наньянский технологический университет, компании «Perpetuum» и «ReVibe Energy», Вестфолльский университетский колледж, Национальный университет Сингапура, Научно-исследовательская лаборатория при Университете Перуджи, Колумбийский университет, Автомномный университет Барселоны, Лаборатория по исследованию экологически чистой энергии при университете в Ульсане (Южная Корея). Национальный научный фонд также поддерживает совместный научно-исследовательский центр при Политехническом университете Виргинии и Техасском университете в Далласе. Он известен, как Центр по исследованию материалов и систем аккумулирования энергии.

Как правило, доступная удельная мощность аккумуляторов энергии сильно зависит от конкретной отрасли (влияя на размер генератора) и самой конструкции генератора. В целом, устройства, преобразующие движение в энергию, как правило, способны производить несколько мкВт/см3, работая от движений человеческого тела, и несколько сотен мкВт/см3 – работая с механизмом. Большинство аккумуляторов энергии для носимой электроники вырабатывают крайне малую мощность.

Хранение энергии

В основном, энергия может храниться в конденсаторе, ионисторе или батарее. Конденсаторы применяется в случае необходимости обеспечения крупных энергетических всплесков. Из батареи просачивается меньше энергии, поэтому ее используют, если устройству нужен стабильный ток.

Использование энергии

На данный момент аккумулирование энергии в малых объемах представляет интерес для независимых сенсорных сетей. В этой отрасли аккумуляторы энергии будут брать запасенную в конденсаторе энергию, изменять ее мощность посредством второго конденсатора или батареи, чтобы использовать ее в микропроцессоре. Эта энергия может быть использована датчиками или накопителями данных, или же, вероятнее всего, для передачи беспроводным путем.

Причины

История аккумулирования энергии уходит к ветряным мельницам и водяным колесам. Люди десятилетиями искали способы сохранения энергии из тепла и колебаний. Движущей силой для поиска новых устройств для накопления энергии стало стремление к созданию мощных сенсорных сетей и мобильных устройств без батарей. Также причиной развития этой отрасли стала стремление обратить внимание на вопрос изменения климата и глобальное потепление.

Устройства

Существует много источников энергии малой мощности, которые в, большинстве своем, не могут быть применены в промышленных масштабах:

  • Некоторые наручные часы, работающие за счет кинетической энергии (известны, как часы с автоматическим заводом), где используется движение рук. За счет движений рук происходит скручивание спусковой пружины. Последний концепт, предложенный компанией «Seiko», использует ход магнита из электромагнитного генератора вместо мощности кварцевого элемента. Движение обеспечивается частотой изменения потока, из-за чего создается небольшая электродвижущая сила в катушках. Концепт тесно связан с законом электромагнитной индукции.
  • Фотовольтаика – способ выработки электроэнергии путем преобразования солнечного излучения (как в помещении, так и на открытом воздухе) в постоянный ток с использованием полупроводников, обладающих фотоэлектрическими свойствами. Фотовольтаика осуществляется при помощи солнечных панелей, состоящих из многочисленных ячеек с фотоэлементами. Примечательно, что фотовольтаика может применяться в промышленных масштабах, так как существуют достаточные крупные солнечные фермы.
  • Термоэлектрические генераторы (ТЭГи), состоящие из сплавов двух различных материалов и работающие за счет перепада температур. Большое напряжение на выходе возможно, если последовательно соединить электрические элементы, а и параллельно – тепловые. Как правило, переход дает напряжение в 100-300 мкВ/Кл. Такой способ выработки энергии можно использовать для того, чтобы собирать микроватты энергии от промышленного оборудования, систем или даже от человеческого тела. Как правило, они соединены с поглотителями тепла для увеличения перепада температур.
  • Малая ветряная турбина применяется для аккумулирования энергии ветра, присутствующего и в окружающей среде, и в виде формы кинетической энергии, и предназначена для питания таких электронных устройств малой мощности, как узлы беспроводной сенсорной системы. Когда воздух обтекает лопасти турбины, из-за разницы над лопастями и под ними создается разница в давлении. В результате создается подъемная сила, в свою очередь, вращающая лопасти. Так же, как и в случае с фотовольтаикой, уже существуют ветряные электростанции промышленных масштабов, что может позволить им вырабатывать существенные объемы электроэнергии.
  • Пьезоэлектрические кристаллы или волокна, создающие ток с малым напряжением после каждой механической деформации. Стимуляция пьезоэлектриков может произойти как от вибраций двигателя, так и от нажатия на кнопку или шагов в обуви.
  • Специальные антенны, способные накапливать энергию из радиопомех. Также ее функция может выполнять антенна с выпрямителем или даже наноантенна (при работе с сверхвысокочастотным ЭМИ).
  • Энергия от нажатия на клавиши во время использования портативной электроники или устройств с дистанционным управлением, используемая магнитными, катушечными или пьезоэлектрическими преобразователями, может использоваться в качестве вспомогательного источника питания.

Источники фонового изучения

Одним из возможных источников энергии могут стать распространенные радиопередатчики. Исторически сложилось так, что при большой области аккумулирования или близости к источнику беспроводной передачи электричества необходимо много энергии. Наноантенна – одно из изобретений, которое предлагает преодолеть это ограничение через преобразование энергии фонового излучения (к примеру, солнечного).

Теоретически можно использовать радиовещание для подпитки устройств с дистанционным управлением, так как сейчас широко распространены система пассивной радиочастотной идентификации (РИ), но Федеральная комиссия по связи США (как и ряд аналогичных структур по всему миру) ограничили максимальную мощность, которая может быть передана этим путем для гражданского пользования. Этот метод используется для усиления индивидуальных узлов в беспроводной сенсорной сети.

Движение потока жидкости или газа

Энергия из воздушных потоков тоже может быть аккумулирована при помощи различных генераторов с турбинами и без них. К примеру, малая ветряная турбина «Windbeam» собирает энергию для перезарядки батарей и подпитки электроники из воздушных потоков, создаваемых ветрами со скоростью менее 2 миль/ч. Кровоток может использоваться для подпитки приборов. К примеру, в Университете Берна был разработан кардиостимулятор, использующий кровоток для завода пружины, запускающей микроэлектрогенератор.

Фотовольтаика

Беспроводная технология накопления энергии с использованием фотоэлементов предлагает серьезные преимущества в сравнении с проводной или исключительно аккумуляторной технологиями хранения энергии. Среди них – практически неисчерпаемый источник энергии без негативных для окружающей среды последствий. Современные системы фотоэлементов, расположенные в помещении, набирают мощность за счет специального покрытия из некристаллического силикона, используемого также в калькуляторах на солнечных батарейках. В последние годы появились новые технологии в области фотовольтаики, в частности – ячейки Гретцеля. Краситель поглощает свет также, как хлорофилл в растениях. Освободившиеся электроны попадают на слой оксида титана, откуда распространяются по всей площади электролита. Краска может быть создана так, что при видимом свете она производит намного больше энергии. К примеру, ячейка Гретцеля при освещенности в 200 люкс способна обеспечить более 10мкВт/см2 энергии.

Пьезоэлектричество

Пьезоэлектрический эффект позволяет преобразовать механическое воздействие в электрический ток или напряжение. Воздействие может появиться за счет множества разных источников. Среди повседневных примеров – движение человека, низкочастотные сейсмические колебания и акустический шум. За редким исключением, пьезоэлектрический эффект связан с переменным током, требующим периодически сменяющегося значения механического резонанса для эффективной работы.

Большинство источников пьезоэлектричества вырабатывают мощность, измеряемую в мВт (милливаттами), которой недостаточно для систематического использования, но достаточно для таких наручных устройств, как некоторые коммерческие модели часов с автоматическим заводом.

Также предлагается использовать пьезоэлектрик в таких малогабаритных устройствах, как микронакопитель гидравлической энергии. В нем поток находящейся под давлением гидравлической жидкости будет управлять поршнем возвратно-поступательного хода, поддерживаемым тремя пьезоэлектрическими элементами, преобразующими изменения давления в переменный ток.

Так как аккумулирование энергии с помощью пьезоэлектриков начало изучаться только с конца 1990-х годов, эта технология развивается до сих пор. Несмотря на это, инженерный колледж при Научном институте прикладных исследований (связанном, в свою очередь, с компанией «Arveni») сделал немало интересных открытий, связанных с переключателями с автономным источником питания. В 2006 году была создана первая беспроводная кнопка для дверного звонка, работающая без батареи.

Так же недавно было доказано, что обычный беспроводной переключатель можно запитать от пьезоэлектрического аккумулятора. Остальные возможности применения в промышленности (примеры – аккумулирование энергии из колебаний или ударов с подающими датчиками) появились в 2000-2005 годах.

Пьезоэлектрические системы могут преобразовывать движение человека в энергию. Управление перспективных исследовательских проектов при Министерстве обороны США финансировало программы по преобразованию движений рук и ног, шагов в обуви, и кровяного давления в энергию, необходимую для маломощных имплантируемых или носимых датчиков.

Еще одним примером пьезоэлектрических аккумуляторов энергии являются нанощетки, которые можно вшить в одежду. Многие другие наносистемы использовались для создания устройства для аккумулирования энергии. Так, например, однокристальный ПМЯ-ИТ нанопояс был создан и преобразован в пьезоэлектрический аккумулятор энергии в 2016 году. Для того, чтобы до предела уменьшить дискомфорт человека, такие устройства нуждаются в тщательном проектировании.

Эти источники накапливаемой энергии будут также влиять и на тело. Еще одним проектом, который старается создать устройство для аккумулирования энергии из колебаний и движения окружающей среды, стал «Vibration Energy Scavenging». Для накопления энергии дыхания можно использовать микропояс. Наконец, удалось создать пьезоэлектрический накопитель энергии величиной в несколько миллиметров.

Использование пьезоэлектриков для аккумулирования энергии уже стало популярным. Они способны преобразовывать энергию механического воздействия в электрический заряд. Пьезоэлементы уже монтируют в покрытия аллей, чтобы собирать энергию из человеческих шагов.

Также их можно встроить в обувь для накопления «энергии от прогулок». В 2005 году исследователи из Массачусетского технологического университета разработали первый микроскопический пьезоэлектрический накопитель энергии с использованием тонкой пленки из цирконат-титаната свинца.

Арман Хаджати и Сан Гук Ким изобрели сверхширокополосный микроскопический пьезоэлектрический накопитель энергии, используя нелинейную жесткость двух резонаторов микроэлектромеханических систем. Сила деформации, направленная к двунаправленным лучам, приводит к изменяемой жесткости, обеспечивающей пассивную обратную связь, а позднее – резонанс.

Энергия из «умных дорог» и пьезоэлектричество

В 1880 году братья Пьер и Жак Кюри представили идею пьезоэлектричества. Пьезоэлектрический эффект позволяет преобразовать энергию механического воздействия в электричество, что дает возможность вырабатывать энергию от шагов, веса, колебаний и изменений температуры.

Пленки из цирконат-титаната свинца привлекли внимание, как перспективные компоненты для датчиков силы, акселерометров, гироскопов, исполнительных устройств, настраиваемой оптики, микроскопических насосов, сегнетоэлектрических ОЗУ, дисплеев и умных дорог.

Ведь при ограниченности источников энергии важную роль для окружающей среды будет играть именно аккумулирование энергии. Умные дороги также могут сыграть серьезную роль в выработке энергии. Вмонтированные в дорожное покрытие пьезоэлектрики могут преобразовывать давление движущихся автомобилей в напряжение и электричество.

Умная система транспортировки

Пьезоэлектрические датчики – самые полезные элементы, которые можно использовать для создания интеллектуальных систем «умных дорог», а также – увеличения их эффективности при продолжительной работе.

Многие десятилетия ученые и эксперты спорили о том, как лучше преодолеть пробки при помощи таких интеллектуальных транспортных систем, как датчики на обочинах, нужные для измерения плотности транспортного потока и синхронизации работы светофоров для его контроля.

Но из-за цены эти технологии очень ограничены. Существуют также умные технологии, которые уже готовы к быстрому развертыванию и эксплуатации, но большинство из них все еще находятся на стадии разработки и не могут быть воплощены на практике, как минимум, в ближайшие пять лет.

Пироэлектричество

Пироэлектрический эффект преобразовывает изменения температуры в электричество или напряжение так же, как и в случае с пьезоэлектрическим эффектом, являющимся разновидностью сегнетоэлектричества.

Пироэлектрик требует периодически изменяющегося входного сигнала и, как правило, отличается током крайне малой мощности на выходе, которой не хватает для аккумулирования.

Однако, ключевым преимуществом пироэлектрики над термоэлектрикой является стабильность многих пироэлектриков при температуре свыше 1200 °С, что позволяет использовать их для аккумулирования энергии из высокотемпературных источников, и в дальнейшем – увеличить их термодинамическое КПД.

Одним из способов превратить израсходованное тепло в электричество является осуществление цикла Ольсена с пироэлектриками. Цикл Ольсена состоит из двух изотермических и изоэлектрических полей, в которых происходят процессы по смещению электрического поля.

Основой цикла Ольсена является заряд конденсатора через охлаждение в маломощном электрическом поле и разряд – при нагревании или мощном электрическом поле. Для реализации цикла Ольсена было разработано несколько пироэлектрических преобразователей, использующих проводимость, конвекцию или излучение. Также существует теоретическое обоснование того, что пироэлектрическое преобразование основано на регенерации тепла, используемой в колеблющейся рабочей жидкости, а за счет цикла Ольсена можно достичь КПД цикла Карно между горячим и холодным тепловым резервуаром.

Более того, недавние исследования показали, что полимеры на основе поливинилденфторид-трифторэтилена или керамика на основе цирконат-титанат свинца могут стать перспективными пироэлектриками, которые будут применяться для в преобразователях энергии за счет своей большой плотности энергии, создаваемой при низких температурах. К тому же, недавно был представлен пироэлектрический накопитель энергии, не нуждающийся периодически меняющегося входного сигнала.

Аккумулятор энергии использует деполяризуемое электрическое поле нагретого пироэлектрика для преобразования тепловой энергии в механическую вместо извлечения электрического тока из двух электродов, прикрепленных к граням кристалла.

Термоэлектричество

В 1821 году Томас Иоганн Зеебек открыл, что перепад температур, созданный между двумя различными проводниками, вырабатывает напряжение.

В основе эффекта термоэлектричества – факт того, что перепад температур в проводнике приводит к появлению теплового потока, что, в свою очередь, к диффузии переносчика заряда. Поток в переносчике заряда между горячим и холодным пространствами, в свою очередь, создает напряжение.

В 1834 году Жан Шарль Атаниз Пельтье обнаружил, что движение электрического тока через соединение двух разных проводников, в зависимости от его направления, может служить как для нагрева, так и для охлаждения.

Поглощаемое или выделяемое тепло пропорционально току, и эта постоянная известна, как коэффициент Пельтье. Сегодня за счет сведений об эффекте Зеебека и Пельтье, термоэлектрики могут применяться, как нагреватели, охладители и генераторы (ТЭГи)

Идеальный термоэлектрик обладает высокими коэффициентом Зеебека и электропроводимостью и низкой теплопроводностью.

Она необходима для поддержки высокого перепада температур в переходе. Стандартные термоэлектрические модули, производимые сегодня, состоят из двух полупроводников из теллурита висмута (положительного и отрицательного), расположенных между двумя металлизированными керамическими пластинами. Пластины добавляют системе жесткости и изоляции. Полупроводники соединены последовательно в электрической схеме и параллельно – в тепловой.

Были разработаны миниатюрные термоэлементы, преобразующие тепло тела в электричества и вырабатывающие 40 мкВт и 3 В электричества при разнице температур в 5 градусов, в то время, как более крупные аналоги сейчас применяются в радиоизотопных термоэлектрических генераторах.

Примеры практического воплощения – пальчиковый тахокардиометр от «Holst Center» и термогенератор от немецкой компании «Fraunhofer».

Преимущества термоэлектрики:

  • Никаких подвижных частей, что позволяет использовать прибор много лет. Компания-производитель термоэлектрики «Tellurex Corporation» заявляет, что их устройства способны работать более 100 000 часов.
  • В термоэлектрике нет никаких материалов, которым необходима перезаправка.
  • Процесс нагревания и охлаждения может быть обращен.

Недостатком преобразования тепла в электричество является низкий КПД (на данный момент – меньше 10 %). Сейчас происходит разработка материалов, способных работать при больших перепадах температуры и проводить электричество без тепла, что еще недавно считалось невозможным. Подобные разработки обещают увеличить КПД.

Предстоящие работы в этой области позволят преобразовывать потраченное тепло, к примеру, от двигателя внутреннего сгорания, в электричество.

Электростатика (емкостный накопитель)

Этот тип аккумулирования энергии основан на изменении емкости конденсаторов, преобразующих колебания в электричество. Колебания отделяют платы заряженного конденсатора переменной емкости, и механическая энергия преобразуется в электрическую.

Электростатические накопители энергии нуждаются в источнике поляризации для работы и преобразования механической энергии колебаний в электричество. Источник поляризации должен давать ток напряжением в несколько сотен вольт, что серьезно осложняет питание управляющей схемы.

Другое решение – использование электретов, представляющих собой электрически заряженные диэлектрики, способные хранить поляризацию конденсатора много лет. Для этой цели можно переделать схемы обычных генераторов электростатической индукции, извлекающих энергию различного емкостного сопротивления.

Получившиеся в итоге устройства будут способны к самозарядке, зарядке батарей и выработке энергии с напряжением, растущим в геометрической прогрессии, для хранения в конденсаторах, откуда ее будут периодически извлекать преобразователи постоянного тока.

Магнитная индукция

Магниты, качающиеся на консолях, чувствительны к малейшим колебаниям и создают токи малой мощности при движении относительно проводников благодаря закону электромагнитной индукции Фарадея.

После разработки устройства подобного типа в 2007 году, команда ученых из Саутгемптонского университета сделала возможной установку таких устройств в окружающей среде, которым не потребуется электричество извне. Датчики, установленные в недоступных местах, уже сейчас могут вырабатывать энергию сами и передавать данные внешним приемникам.

Одним из главных ограничений для накопителей энергии из магнитных колебаний, разработанных в Саутгемптонском университете, является размер генератора (в данном случае – около 1 см3), который слишком велик для установки в современные мобильные устройства.

Собранный генератор включает в себя схему размером 4х4х1 см, сравнимую с устройством «iPod nano». Последующее уменьшение габаритов станет возможным через интеграцию новых, более гибких материалов для консольного стержня. В 2012 году исследовательская группа из Северо-западного университета разработала генератор, получающий энергию из колебаний.

Он был собран из полимеров и имел форму струны. Это устройство было способно определять те же частоты, что и аналог из Сатугемптона на кремниевой основе, но его балка была на треть короче.

Также для аккумулирования энергии на основе магнитной индукции был предложен новый подход в виде использования феррожидкости.

Статья из журнала под названием «Электромагнитный накопитель энергии на основе феррожидкости» обсуждает использование феррожид

Механическая технология хранения электроэнергии | Ассоциация накопителей энергии

Как работает накопитель энергии на сжатом воздухе

Установки хранения энергии на сжатом воздухе (CAES) в значительной степени эквивалентны гидроэлектростанциям с точки зрения их применения. Но вместо перекачивания воды из нижнего пруда в верхний в периоды избыточной мощности на установке CAES окружающий воздух или другой газ сжимается и хранится под давлением в подземной пещере или контейнере. Когда требуется электричество, сжатый воздух нагревается и расширяется в расширительной турбине, приводящей в действие генератор для производства электроэнергии.

Особенность хранения сжатого воздуха заключается в том, что воздух сильно нагревается при сжатии от атмосферного до давления хранения прибл. 1015 фунтов на кв. Дюйм (70 бар). Стандартные многоступенчатые воздушные компрессоры используют промежуточный и дополнительный охладители для снижения температуры нагнетания до 300/350 ° F (149/177 ° C) и температуры воздуха, нагнетаемого в каверну, до 110/120 ° F (43/49 ° C). Таким образом, теплота сжатия отбирается в процессе сжатия или удаляется промежуточным охладителем.Потери этой тепловой энергии затем компенсируются во время фазы выработки электроэнергии турбодетандером путем нагрева воздуха под высоким давлением в камерах сгорания с использованием природного газа или, альтернативно, использования тепла выхлопных газов газовой турбины в рекуператоре для нагрева поступающего воздуха. перед циклом расширения. В качестве альтернативы, теплота сжатия может храниться термически перед входом в каверну и использоваться для адиабатического расширения, извлекая тепло из системы аккумулирования тепла.

Диабатический метод CAES

Два существующих завода CAES промышленного масштаба в Хунторфе, Германия,
и в Макинтоше, штат Алабама, США, а также все предлагаемые конструкции в обозримом будущем
будущее основано на диабатическом методе.В принципе, эти растения
по сути просто обычные газовые турбины, но где сжатие
воздух для горения отделен от самой газовой турбины и не зависит от нее
процесс. Это дает два основных преимущества этого метода.

Поскольку ступень сжатия обычно использует около 2/3
мощность турбины, турбина CAES — без помех от работы сжатия — может
генерировать в 3 раза больше продукции при том же входе природного газа. Это снижает
удельное потребление газа и сокращает связанные выбросы углекислого газа на
примерно от 40 до 60%, в зависимости от того, используется ли отработанное тепло для нагрева
воздух в рекуператоре.Отношение мощности к мощности составляет прибл. 42% без и
55% с утилизацией отходящего тепла.

Вместо сжатия воздуха ценным газом можно использовать более дешевую избыточную энергию в непиковые периоды или избыток возобновляемой энергии сверх местного спроса на энергию.

Оба вышеупомянутых завода используют одновальные машины, где
компрессор-двигатель / генератор-газовая турбина расположены на одном валу
и соединены через коробку передач. В других концептуальных проектах установок CAES
мотор-компрессорная установка и турбогенераторная установка будут механически
развязанный.Это дает возможность модульно расширять установку относительно
допустимая входная мощность и выходная мощность. Использование обычного газа
тепловая энергия выхлопных газов турбины для нагрева воздуха высокого давления
перед расширением в нижнем цикле позволяет растениям CAES переменной
размеры основаны на объеме хранилища каверны и давлении.

Адиабатический метод

Намного более высокий КПД до 70% может быть достигнут, если
тепло сжатия восстанавливается и используется для повторного нагрева сжатого воздуха во время
турбин, потому что больше нет необходимости сжигать дополнительные природные
газ для подогрева сжатого воздуха.

Варианты хранения

Независимо от выбранного метода требуются места хранения очень большого объема из-за низкой плотности хранения. Предпочтительное расположение — в искусственно построенных соляных пещерах в глубоких соляных образованиях. Соляные пещеры характеризуются рядом положительных свойств: высокая гибкость, отсутствие потерь давления в хранилище и отсутствие реакции с кислородом воздуха и вмещающей соляной породой. Если подходящие солевые образования отсутствуют, также можно использовать естественные водоносные горизонты, однако сначала необходимо провести испытания, чтобы определить, вступает ли кислород в реакцию с породой и с любыми микроорганизмами в горной породе водоносного горизонта, которые могут привести к образованию кислорода. истощение или закупорка поровых пространств в пласте.Истощенные месторождения природного газа также исследуются на предмет хранения сжатого воздуха; Помимо упомянутых выше проблем истощения и засорения, необходимо учитывать смешивание остаточных углеводородов со сжатым воздухом.

Электростанции CAES — реальная альтернатива гидроаккумулирующим электростанциям. Капитальные и операционные затраты уже работающих диабетических заводов конкурентоспособны.

Почему накопление энергии? | Ассоциация накопителей энергии

Почему именно накопители энергии? | Ассоциация хранения энергии

Многочисленные преимущества и применения накопителя энергии

Важность хранения энергии

Выбор накопителя энергии дает множество преимуществ в зависимости от приложения и типа технологии, выбранной для удовлетворения требований этого приложения.Важность и привлекательность накопления энергии как неотъемлемой части систем электроснабжения, передачи и распределения привлекает все большее внимание широкого круга заинтересованных сторон, включая коммунальные предприятия, конечных пользователей, операторов сетевых систем и регулирующие органы.

Разнообразные технологии, обеспечивающие преимущества энергосистемы

Накопление энергии может обеспечить широкий спектр преимуществ для электросети, конечных пользователей электроэнергии и общества в целом. Спектр преимуществ хранения можно сгруппировать в шесть широких категорий приложений / использования:

  • Электроснабжение
  • Операции электросетей
  • Инфраструктура электросетей
  • Конечный пользователь
  • Интеграция возобновляемых источников энергии
  • Случайные (и другие)

Преимущества хранения также обычно классифицируются как , связанные с энергетикой или мощности связанные и центральный (основная мощность) или локальный (распределенный).

Отрасль хранения энергии продолжала развиваться, адаптироваться и вводить новшества в ответ на меняющиеся потребности в энергии и достижения в области технологий. ПОДРОБНЕЕ

Узнать больше

Хранение энергии из различных источников для использования в разное время — это лишь одно из многих приложений хранения энергии. ПОДРОБНЕЕ

Узнать больше

Наши инвестиции в накопители энергии развиваются вместе с нашей сетью, обеспечивая долгосрочную выгоду и надежность на долгие годы. ПОДРОБНЕЕ

Учить больше

Стать участником

Присоединяйтесь к ESA — Национальной сети заинтересованных сторон по хранению энергии

Узнать больше о членстве

© 2020 Energy Storage Association, 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 cookie ПРИНЯТЬ

Политика конфиденциальности и использования файлов cookie

Х

Ресурсный центр по COVID-19

Сетевые системы хранения энергии

Электросеть была построена в те дни, когда электроэнергию нельзя было экономично хранить в больших количествах, и ее нужно было производить в тот момент, когда она была необходима, и потреблять так же быстро, как и производиться.Современные технологии хранения энергии изменили все это, открыв путь для внедрения возобновляемых источников энергии, предложения новых услуг для клиентов и создания более безопасных и экономичных сетей.

Универсальность накопителей энергии

Накопление энергии — жизненно важный инструмент для выполнения, казалось бы, невозможной задачи по посекундному согласованию электроснабжения сети со спросом.Но это не единственная его задача.

Хранение играет важную роль в регулировании частоты и в поддержании стабильности и безопасности сети.

Он позволяет собирать энергию, когда она есть, и хранить для потребления в более удобное время.

Он обеспечивает буферный источник для использования в чрезвычайных ситуациях.

Вместе эти четыре функции обеспечивают существенную отказоустойчивость энергосистемы.

В качестве главного бонуса накопление энергии позволяет более эффективно использовать генерирующие ресурсы, что дает большие экономические выгоды как для компаний, производящих электроэнергию, так и для сетевых операторов.

Способы накопления энергии включают не только электрохимические батареи, но также гидравлическое (насосное) накопление, механическое накопление (маховики), накопление тепла, накопление сжатого воздуха, накопление в электрическом поле (конденсаторы) и другие методы.Для удобства в этом тексте термины «батареи» и «накопитель энергии» используются как взаимозаменяемые, хотя отдельные технологии накопления могут отличаться по относительной важности некоторых из их конкретных свойств.

Зачем нужны накопители энергии? — Приложения для хранения энергии

На следующей диаграмме показаны области, в которых накопители энергии были успешно развернуты для улучшения технических и экономических показателей, а также гибкости и отказоустойчивости электросети.

Приложения для хранения энергии — проблемы

Задача электроэнергетической компании состоит в том, чтобы обеспечить поставку электроэнергии, которая в любое время соответствует потребностям потребителей, и в большинстве стран их работа регулируется законом. Нормы включают строгие стандарты безопасности и очень жесткие пределы допусков на напряжение, частоту и непрерывность подачи, измеряемую на территории заказчика.

Соблюдение этих требований является одной из многих проблем для генерирующих и распределительных компаний, поскольку они должны удовлетворять колеблющийся потребительский спрос, над которым они не имеют контроля, за счет ресурсов, которые сами по себе могут колебаться неконтролируемым и несвязанным образом.

Задача № 1 — Соответствие предложения спросу

Электроэнергетическая система должна удовлетворять двум уникальным требованиям: необходимость поддерживать баланс между генерацией и нагрузкой в ​​режиме, близком к реальному времени, и необходимость корректировать генерацию (или нагрузку) для управления потоками мощности через отдельные передающие объекты.Спрос на электроэнергию представляет собой сумму потребностей в электроэнергии тысяч различных пользователей, от отдельных домашних хозяйств до крупных промышленных и коммерческих предприятий, каждый из которых может включать или выключать нагрузки с самыми разными величинами, время от времени удобные для любых видов деятельности, с которыми они сталкиваются. быть вовлеченным в то время. Они ожидают, что питание будет доступно по запросу, и не обращаются к коммунальным предприятиям, чтобы предупредить их заранее, и, в отличие от пользователей телефонов, опытные пользователи не переносят сигнал «занято».

В зависимости от продолжительности несоответствия, немедленное питание поддерживается с помощью так называемого «вращающегося резерва» (см. Ниже) или батарей до тех пор, пока не вступит в действие альтернативный, более длительный генератор, который возьмет на себя нагрузку.

Для удовлетворения этого спроса электроэнергетическая компания имеет в своем распоряжении ряд «медленных» и «быстрых» активов, оптимизированных для удовлетворения постоянных и переменных компонентов спроса.Аккумуляторы, которые являются особенно быстродействующими активами, обеспечивают гибкость, необходимую для решения этой задачи.

Отправка

Диспетчеризация относится к методу, с помощью которого системные операторы (SO) решают, какой объем производства должен быть запланирован для генерирующих станций, находящихся под их контролем, которые были подтверждены или которые могут быть быстро запущены в случае нехватки электроэнергии в их собственной сети.SO также может заключить договор на предоставление ряда резервных услуг, которые могут быть вызваны в сроки от менее минуты до более часа, чтобы помочь сбалансировать предложение и спрос на энергию. Диспетчеризация может также включать в себя доставку доступной избыточной мощности в другие сети или из них, будь то по графику или в ответ на внезапные изменения спроса.

Управляемые активы — это те активы, которые могут храниться в резерве или частично загружены и могут быть задействованы при необходимости для подачи электроэнергии в согласованные сроки.

Отправляемое поколение

Диспетчерские генерирующие станции поставляют электроэнергию, которая может быть отпущена по запросу операторов электросетей. Их можно включать и выключать, а также можно регулировать выходную мощность по запросу.

Основные параметры при определении требований к отправке:

  • Время подачи или Время отклика генератора: Максимальное время между запросом или назначением диспетчеризованной мощности и временем, когда мощность полностью задействована.
  • Доступная мощность : Минимальная длительная выходная мощность, которую может выдать генератор.
  • Продолжительность : минимальный период, в течение которого может поддерживаться указанная мощность. Другой способ выразить требуемую (или доступную) энергию.
  • Время: Время, в которое должно быть гарантировано наличие питания. Например, в период ежедневной пиковой нагрузки или во время определенного события.
  • Местоположение: Точка, в которой мощность подается в сеть. Чем больше расстояние от точки необходимости, тем больше потери при передаче.
  • Стоимость: Обычно это зависит от объема других пяти требований.

в худшем случае, если альтернативные или резервные поставки недоступны, SO должна прибегнуть к сбросу нагрузки (прерывание поставки), эвфемистически называемому «управление спросом» , чтобы поддерживать баланс спроса и предложения.

Передача и распределение (T&D)

Энергия доставляется потребителям через сети передачи и распределения (T&D), которые составляют электрическую сеть. Сеть передачи принимает электроэнергию высокого напряжения (от 100 кВ до более 700 кВ — в зависимости от национальных стандартов) как от береговых, так и от морских генераторов и доставляет ее в центры спроса или подстанции для последующего распределения.Различные распределительные сети понижают напряжение до более низких (от 110 В до 100 кВ — опять же, в зависимости от национальных стандартов, а также требований клиентов) и доставляют энергию в отдельные помещения потребителей. Они также получают энергию от небольших распределенных генераторов для последующего распределения по сети.

В еще более крупном масштабе «соглашения о присоединении» , регулирующие трансграничную пропускную способность между национальными сетями, позволяют подключенным рынкам импортировать и экспортировать электроэнергию в случае необходимости или использовать разницу в ценах между рынками.

Последствия несоответствия спроса и предложения

Без накопления энергии электричество должно было бы производиться в тот момент, когда оно необходимо. В большой национальной сети с миллионами потребителей, снабжаемых тысячами генераторов, поддержание идеального баланса спроса и предложения было бы невыполнимой задачей. Потребители будут испытывать изменяющееся напряжение, которое потенциально может повредить их установки, или внезапные отключения электроэнергии при полном отсутствии питания, что может иметь серьезные последствия для приложений, требующих постоянного питания.Если есть несоответствие между спросом и предложением, генераторы ускоряются или замедляются, вызывая увеличение или уменьшение частоты системы (50 или 60 Гц). Если частота выходит за пределы заданного диапазона, системный оператор должен действовать, чтобы добавить или удалить либо генерацию, либо нагрузку. Более серьезной является нестабильность частоты, которая возникает, когда спрос и нагрузка не сбалансированы, что может привести к опасной нестабильности в самой сети. Это лишь некоторые из симптомов «качества электроэнергии» или его отсутствия, а также влияния на «устойчивость сети» несоответствия спроса и предложения, которые обсуждаются здесь.

Спрос

Совокупный спрос имеет тенденцию сглаживать многие из более мелких колебаний, так что он может следовать за большими, но регулярными, дневными или сезонными колебаниями. Однако он по-прежнему страдает от непредсказуемых и быстрых краткосрочных изменений как по величине, так и по времени, которые накладываются на эти более длительные периоды. График ниже является типичным примером. Он показывает потребность в электроэнергии для многопользовательского офисного комплекса в Университете Беркли, Калифорния.

Источник UC Berkley

  • Изменение суточной нагрузки
  • Промышленные и коммерческие пользователи обычно имеют обычное рабочее время или часы работы. Их общий спрос растет утром до высокого уровня, обеспечивающего их работу в течение дня, а затем снижается к вечеру до гораздо более низкого уровня в ночное время, когда их деятельность закрыта, так что их общий профиль спроса является достаточно предсказуемым.

    Точно так же спрос со стороны домашних пользователей имеет тенденцию к низкому пику во время завтрака, колебаниям спроса в течение дня и более высокому пику вечером, когда люди возвращаются с работы, за которым следует низкий уровень в ночное время.

    В целом дневной совокупный спрос может вдвое превышать ночной спрос, медленно увеличиваясь утром и постепенно снижаясь к вечеру.

    Кроме того, существуют более долгосрочные колебания, отражающие сезонные погодные условия или время проведения особых событий.

    Таким образом, дневные и сезонные нагрузки имеют тенденцию к большим, но регулярным колебаниям.

  • Краткосрочные колебания спроса
  • Обычная суточная структура спроса на нагрузку представляет собой скользящее среднее общего спроса, но на это среднее накладывается множество непредсказуемых мгновенных изменений спроса из-за случайности сроков и величины требований клиентов, а также краткосрочных всплесков и падений в результате неожиданные сбои в торговой сети.Кроме того, к генерирующей установке может потребоваться внезапная подача энергии для компенсации неисправностей или временной нехватки мощности в соседних частях распределительной сети, что снизит ее способность снабжать свою местную сеть.

Предложение — Доступные ресурсы

Профиль энергоснабжения должен максимально соответствовать профилю спроса, например профилю в приведенном выше примере.Как правило, операторы сетевых систем имеют контроль над профилем выработки электроэнергии и широким спектром ресурсов, имеющихся в их распоряжении для удовлетворения этого спроса, каждый из которых оптимизирован для удовлетворения определенного аспекта характеристик нагрузки. Он включает в себя генераторы, предназначенные для подачи статических нагрузок, предназначенные для непрерывной максимальной мощности, и генераторы, предназначенные для обеспечения динамических нагрузок, оптимизированных для скорости, с которой нагрузки могут приниматься или разгружаться. Хранение энергии является важным активом в этой структуре поставок.См. Также Обзор электростанций

.

Кроме того, сеть поддерживается рядом «резервных услуг» , предоставляемых смежными сетями и независимыми крупными промышленными производителями электроэнергии, такими как сталелитейные заводы, холодильные склады, химические заводы и крупные водонасосные станции, которые могут предложить временные запасные части. генерирующие или сохраняющие энергетические мощности или соглашаются на сокращение спроса, чтобы справиться с непредвиденным увеличением спроса и / или недоступностью генерирующих мощностей.Эти операционные резервы могут включать как источники, синхронизированные с частотой сети, так и несинхронизированные источники.

Резервная мощность может быть предоставлена ​​множеством разных источников, каждый с разным временем отклика, прежде чем они смогут передать свою мощность. В двух крайних случаях кратковременные резервные мощности могут быть доставлены в течение секунды или меньше системами хранения энергии, в то время как более длительные резервы, такие как резервные тепловые электростанции, могут занять несколько часов, чтобы сработать и запустить.Активы, мощность которых можно переназначить таким образом, называются «диспетчерскими активами».

Если доступной резервной мощности недостаточно для удовлетворения спроса, в качестве резервной позиции можно восстановить баланс за счет временного сокращения спроса (со стороны промышленных потребителей, согласившихся на отключение), которое может быть реализовано довольно быстро.

Нагрузочные характеристики и варианты питания

Электроэнергия «Базовая нагрузка» — это минимальный уровень спроса на систему электроснабжения в течение 24 часов.Его поставляют самые эффективные энергосистемы, работающие непрерывно с оптимальной производительностью 24 часа в сутки. Баланс спроса меняется в течение дня и обеспечивается резервной мощностью или более гибкими установками меньшего размера по мере необходимости.

Кривая продолжительности нагрузки ниже представляет собой альтернативный способ иллюстрации профиля нагрузки, чтобы указать тип генерирующей мощности, необходимой для удовлетворения спроса, и ее ожидаемого использования.

Медленно — активы, не подлежащие отправке

Базовая нагрузка обычно создается очень большими, высокоэффективными тепловыми электростанциями с базовой нагрузкой, которые часто называют «медленными активами» или «неуправляемыми активами» , поскольку они не могут легко реагировать на изменения спроса.Из-за тепловой и механической инерции при запуске из холодного состояния этим установкам может потребоваться до двух часов или более, прежде чем они будут синхронизированы с сетью, и даже дольше, чтобы выйти на рабочую точку с полной нагрузкой. Полная выходная мощность генератора обычно не может быть доставлена ​​немедленно, и скорость линейного изменения электростанции — это скорость, с которой она может увеличить свою выходную мощность. Темпы линейного нарастания угольных электростанций составляют лишь от 1,5% до 3,0% от полной номинальной мощности в минуту, тогда как скорость линейного нарастания резервных (управляемых) газовых турбин колеблется от 10 до 100 МВт / мин.Разработанные для непрерывной работы, установки с базовой нагрузкой, таким образом, имеют длительное время ввода в эксплуатацию и имеют тенденцию к значительному износу, если используются для обеспечения переменной выходной мощности.

  • Принадлежности для базовой нагрузки
  • Базовая нагрузка обеспечивается первичной генерирующей установкой, обычно состоящей из очень больших тепловых электростанций с генераторами, приводимыми в действие паровыми турбинами с паром, получаемым за счет сжигания ископаемого топлива (угля, нефти и газа) или биомассы, или от геотермальных систем и ядерного деления.Там, где есть возможность, электричество также вырабатывается по гидроэлектрическим схемам с гидравлическими турбинами, приводящими в действие генераторы. Здесь не так много места для аккумуляторов.

    Установленная генерирующая мощность обычно рассчитана на работу с базовой нагрузкой плюс запас около 20% для покрытия непредвиденных аварийных ситуаций, внезапных пиков спроса и поломок завода, а также остановок, необходимых для проведения планового технического обслуживания.

Быстро — отправляемые активы

Гибкие резервные генераторы с возможностью очень переменного расхода, также известные как «быстрые активы» или «диспетчерские активы» , используются для обработки изменяющихся или внезапных изменений спроса, чтобы гарантировать, что изменяющийся спрос на мощность полностью удовлетворяется раз.Для обеспечения управляемой мощности используется множество различных технологий со временем включения от менее секунды до нескольких минут. Батареи являются одними из самых быстро реагирующих устройств со временем ввода в эксплуатацию менее одной секунды и столь же высокой скоростью нарастания напряжения. Они могут быть запущены в течение нескольких секунд, а также отключены так же быстро, как правило, обеспечивая необходимую нагрузку с учетом ресурсов в течение периода времени от минут до нескольких часов, чтобы обеспечить непрерывность подачи во время ввода альтернативных систем энергоснабжения большой мощности. которые реагируют медленнее.

  • Переменная — регулируемые расходные материалы
  • Переменная составляющая спроса обеспечивается вводом в эксплуатацию, резервной мощностью или более мелкими и более гибкими установками, мощность которых может варьироваться для удовлетворения изменяющейся нагрузки. Первичные двигатели, такие как газотурбинные установки, работающие на природном газе, а также дизельные и газовые двигатели, часто используются для привода генераторов меньшей мощности для обеспечения различных нагрузок, а также резервной мощности.Такие установки, как правило, большую часть времени работают ниже своей номинальной мощности, что приводит к низкой эффективности и более высоким затратам. Кроме того, их нельзя включить мгновенно, что может быть серьезным недостатком. По этой причине они часто используются вместе с резервным аккумулятором.

    Возможные варианты диспетчеризации:

    • Спиннинг-резерв
    • Вращающийся резерв — это дополнительная генерирующая мощность, которая доступна от генераторов с базовой нагрузкой для компенсации перебоев в генерации или передаче путем включения или увеличения выходной мощности генераторов, которые уже подключены к энергосистеме.

      Общая резервная мощность прядения обычно составляет от 15% до 20% от нормальной базовой загрузки и подразделяется на три категории.

      • Немедленный резерв или «Частотно-чувствительный» вращающийся резерв, необходимый для покрытия начальных переходных нагрузок и для поддержания частоты системы, может быть доступен в течение 5-10 секунд от генераторов, которые частично загружены и уже выдают мощность, но работают с меньшей чем на полную мощность, за счет увеличения крутящего момента, прилагаемого к ротору турбины.Потребляемая мощность может составлять до 50 МВт в течение более 15 минут. Крупные тепловые электростанции могут реагировать в требуемые сроки, но только в ограниченном диапазоне мощности от примерно 3% до 5% своей мощности.
      • Диспетчерский или рабочий резерв — это резервная мощность, которая уже подключена, но разгружена или не работает, и которая может реагировать в течение 10 минут. Сюда также входят генераторы «горячего резерва», которые готовы к работе, но не работают. Можно ожидать, что они будут обеспечивать полную мощность по контракту в течение более четырех часов.
      • Планирование или резервный резерв , который может занять несколько часов, чтобы довести до нагрузки, используются для покрытия запланированного краткосрочного увеличения нагрузки. Эти постоянные резервы также включают большое количество небольших дизельных генераторов, некоторые из которых имеют мощность до 250 кВт, но с общей мощностью более 1 ГВт или более в зависимости от размера сети. Они используются для обеспечения кратковременной рабочей мощности, часто для обеспечения стабильности частоты, и по контракту должны быть включены в течение двадцати минут и оставаться включенными до четырех часов.Обычно они могут запускаться не более двенадцати раз в год, что приводит к очень низкому коэффициенту использования или нагрузке. Эти обязанности с таким же успехом могут выполнять батареи. Более высокий резерв мощности также может быть обеспечен более старыми, возможно, менее эффективными тепловыми станциями с базовой нагрузкой.

      Прядильные резервы используются в первую очередь при возникновении дефицита, но, поскольку они предоставляются электростанцией базовой нагрузки, они связаны с высокими капитальными затратами, а также с высокими затратами на резерв.

    • Принадлежности для отслеживания нагрузки
    • Отслеживание нагрузки характеризуется выходной мощностью, которая может меняться каждые несколько минут в ответ на изменение спроса в определенной области или области, при этом поддерживая частоту и напряжение системы в их узких пределах. Это означает, что большую часть времени генераторная установка работает с «частичной нагрузкой», которая меньше ее проектной или номинальной мощности.Следовательно, эффективность установки снижается, а тепловые потери, затраты на топливо и выбросы увеличиваются.

      Эффективность установок, следующих за нагрузкой, даже при работе с их оптимальной нагрузкой, может быть не такой высокой, как у установок с базовой нагрузкой, но их строительство и капитальные затраты обычно намного ниже.

      Электростанции, следующие за нагрузкой, включают паровые турбины, обеспечивающие вращающийся резерв, гидроэлектростанции и газотурбинные электростанции большой мощности, работающие на природном газе, которым требуется от 2 до 5 минут для выхода на полную мощность.Хотя парогенераторам может потребоваться до 45 минут для выхода парогенераторов на полную мощность, энергия может быть извлечена из газовой турбины по прошествии первых нескольких минут в течение периода ожидания, прежде чем пар станет доступным.

      В небольших установках обычно используются электростанции с дизельными и газовыми двигателями, время запуска которых составляет всего 10 секунд.

    • Пиковые принадлежности
    • Аварийные пиковые электростанции поставляют электроэнергию только изредка, когда существует исключительно высокий спрос, и обычно работают от газовых турбин.Хотя газовые турбины являются наиболее гибкими вращающимися генераторами с точки зрения регулирования уровня мощности, они также являются одними из самых дорогих в эксплуатации. Небольшие сети также могут использовать для этой цели дизельные генераторы.

      Поскольку они используются только для обеспечения кратковременных пиков, эти активы большую часть времени используются недостаточно. При работе всего несколько часов в год коэффициент нагрузки может составлять всего 2%.

    • Накопитель энергии для согласования нагрузки
    • Как уже отмечалось, раньше было нелегко хранить электроэнергию в больших количествах.В результате спрос и предложение должны были оставаться в равновесии в реальном времени. Доступность новейших аккумуляторных технологий снимает проблему достижения этого соответствия. Системы накопления энергии обеспечивают быстродействующие буферы энергии и являются одним из основных ключей к гибкости системы. У них есть уникальное свойство, заключающееся в том, что они могут поглощать энергию, а также передавать ее, так что они разряжаются для обеспечения возрастающих нагрузок и заряжаются для поглощения энергии, разгруженной от генераторов, когда потребность внезапно снижается.Обычные роторные генераторы электроэнергии могут только обеспечивать энергию, но не могут ее поглощать.

      Энергия может храниться в большом количестве или распределяться по сети для поддержки множества приложений согласования нагрузки.

      • Накопитель энергии — подключение переменного тока
      • Накопительный гидроаккумулятор и накопитель энергии сжатого воздуха (CAES), подключенные на уровне передачи, предлагают значительные услуги по балансировке нагрузки, например, для реагирования на переменную мощность от некоторых возобновляемых источников энергии или для получения выгоды от экстремальных колебаний цен.Гидроаккумулирующая станция Dinorwig в Уэльсе с пиковой мощностью 1800 МВт может генерировать 1320 МВт за 10 секунд и может выдавать полную мощность 1800 МВт в течение 5 часов, что соответствует емкости накопителя в 9 ГВтч. АЭС CAES в Хунторфе в Германии для выхода на полную мощность требуется 10 минут, и она может вырабатывать 290 МВт в течение 4 часов. Эти хранилища заряжаются с помощью насосов или компрессоров, использующих энергию переменного тока из сети, и они возвращают энергию переменного тока в сеть через генераторы переменного тока, приводимые в действие гидравлическими и пневматическими / газовыми турбинами.

        Возможности использования этих технологий ограничены наличием мест с подходящими географическими особенностями.

        Помимо гидроаккумулятора, CAES и маховиков, почти все другие методы хранения зависят от накопления постоянного тока, поэтому в сетевых приложениях им нужны электронные схемы высокой мощности для создания выпрямителей для зарядки и инверторы с выходным переменным током, стабилизированным по частоте сети для подачи энергии обратно в сеть.

      • Накопитель энергии — подключение постоянного тока
      • Хранение энергии на сетевом уровне может быть обеспечено электрохимическими батареями. Помимо проточных батарей, они обычно бывают твердотельными без дополнительных механических устройств. Они отличаются короткими сроками изготовления и гибкими размерами благодаря модульной конструкции. Однако их использование ограничено конечными размерами и стоимостью практических устройств.Они могут предоставить энергию, но их возможности ограничены. Им также требуется электроника для преобразования переменного тока в переменный ток высокой мощности.

        Аккумуляторы

        Flow могут обеспечивать объемное хранение до 10 МВтч или более, поскольку их емкость является гибкой и определяется размером двух резервуаров, в которых хранятся электролиты.

        Свинцово-кислотные, натрий-серные и металл-никель-хлоридные батареи

        использовались для выработки мощности более 1 МВт в течение нескольких часов.

        Совсем недавно на подстанции Сендай в Японии были установлены литий-ионные батареи емкостью 20 МВтч, обеспечивающие мощность 40 МВт, а в США в ближайшие несколько лет планируется ввести в эксплуатацию еще более крупные установки.

        Недавнее исследование также продемонстрировало возможность использования высокотемпературных батарей из жидкого металла. В настоящее время ведутся дальнейшие разработки этой технологии, и были сделаны заявления о миллисекундном времени отклика при потенциальной мощности в несколько мегаватт, но до сих пор коммерческих батарей нет.

      • Распределенное хранилище , использующее электрохимические батареи и конденсаторы, устанавливается в распределительной сети ближе к нагрузке, чтобы обеспечить быстрое реагирование на внезапные изменения спроса.
      • В дополнение к услугам балансировки, предоставляемым массовым хранилищем, распределенное хранилище позволяет управлять качеством электроэнергии и улучшать отказоустойчивость системы, а также может позволить отложить или избежать необходимости обновления распределительной сети.

        Размеры системы хранения обычно составляют от 1 до 100 МВт, а продолжительность разряда составляет от 15 минут до 1 часа.

      • Загрузка после хранения
      • Накопитель энергии хорошо подходит для следования за нагрузкой из-за его способности действовать как источник или приемник энергии в ответ на изменение нагрузки и генерирующей мощности.Большинство типов хранилищ также могут реагировать намного быстрее, чем типичные роторные генераторы, когда требуется большая или меньшая мощность для следования за нагрузкой. Точно так же они обычно могут работать на частичных уровнях выходной мощности с относительно скромными потерями в производительности. С другой стороны, системы хранения не могут обеспечивать питание бесконечно, а продолжительность подачи ограничивается емкостью хранилища. Для этой цели было разработано большое количество технологий хранения энергии. См. Таблицу технологий хранения энергии ниже.

      • Переключение нагрузки
      • Накопитель энергии является привлекательной альтернативой для обеспечения пиковых нагрузок, так как краткосрочные требования к емкости могут быть ниже, чем для приложений с постоянной нагрузкой, и находятся в пределах возможностей аккумуляторов.

      • Неисправность, возможность «прохождения»
      • Поскольку они могут обеспечивать электроэнергию по запросу, в небольших установках, не имеющих большой резервной мощности вращения, батареи часто используются для поддержания бесперебойного питания или временного «прохождения» нагрузки во время внезапных перебоев в электроснабжении до тех пор, пока альтернативная резервная мощность не будет реагировать медленнее. например, вращающееся оборудование подходит к своей рабочей точке.

    • Накопитель энергии для регулирования частоты и качества электроэнергии
    • Сохранение частоты и напряжения сети в строгих пределах важно для поддержания стабильности сети. Это требует доступа к ресурсам с очень быстрым откликом. Этой потребности удовлетворяют электрохимические батареи и конденсаторы, которые могут начать накапливать или отдавать свою энергию в течение нескольких микросекунд.

      Конденсаторы

      особенно быстры, но их емкость ограничена их низкой плотностью энергии. Конденсаторы разумного размера для сетевых приложений обычно разряжаются в течение нескольких минут. Подробнее о накопительных конденсаторах.

      Батареи

      обладают высокой скоростью, но они также обладают потенциалом для более высокой емкости, чтобы обеспечить стабильное питание в течение нескольких часов. Литий-ионные аккумуляторы особенно универсальны в этом отношении.

    • Черный Старт
    • Черный запуск — это предоставление накопленной энергии или другой локальной генерирующей мощности, независимой от сети, для питания холодного запуска генератора базовой нагрузки и связанных с ним вспомогательных систем до тех пор, пока он не будет синхронизирован с сетью. Потребляемая мощность может составлять 10 МВт или больше на срок до 12 часов, в основном для работы вспомогательного оборудования генераторов.

Переменные или прерывистые, неотправляемые активы

Крупномасштабное включение возобновляемых источников энергии, таких как гидроэлектростанции «русла реки», солнечные батареи, ветряные электростанции, энергия приливных потоков и волн, в систему энергоснабжения вносит определенный уровень непредсказуемости в имеющуюся мощность. По этой причине они классифицируются как не подлежащие отправке, потому что на них нельзя положиться, чтобы удовлетворить спрос, когда их попросят сделать это.

  • Переменные источники энергии
  • Доступность привычных возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, варьируется и зависит от погоды и времени суток, в то время как доступность других возобновляемых источников энергии, таких как гидроэнергетика и биотопливо, находится под контролем. Изменчивость ресурсов влияет на физическую работу современной сети, что приводит к увеличению трудностей в согласовании предложения и спроса.Однако сочетание возобновляемых источников энергии в сочетании с хранением энергии может обеспечить надежное снабжение электроэнергией и теплом. Эти вопросы подробно рассматриваются в разделе «Интеграция возобновляемых источников энергии» ниже.

  • Распределенное производство и распределенное хранение энергии
  • Государственные схемы по продвижению использования солнечной и ветровой энергии приводят к появлению множества небольших домашних и коммерческих микрогенерирующих установок, разбросанных по всей сети.Эти рекламные акции обычно сопровождаются обязательством оператора сети покупать излишки энергии у генерирующей установки. Хотя наличие дополнительных источников энергии может открыть новые возможности для оператора сети, оно также может вызвать проблемы. Во-первых, система распределения должна быть адаптирована для двунаправленного потока энергии, а во-вторых, количество и доступность энергии выходят за рамки прямого контроля оператора сети, что еще более затрудняет задачу согласования предложения и спроса.Одним из способов обеспечения необходимой гибкости системы для управления этими перемещениями энергии является обеспечение возможности распределенного накопления энергии путем установки батарей на местных распределительных подстанциях.

Проблема № 2 — Повышение экономической эффективности

Управление энергоснабжением

Накопитель энергии позволяет отделить производство электроэнергии от потребности.Таким образом, в пределах ограничений генерирующих и накопительных активов электрическая энергия может вырабатываться в наиболее удобное время (в периоды низкого спроса) из наиболее экономически эффективных источников и храниться до тех пор, пока она не понадобится (в периоды высокого спроса) в схема, известная как «смещение нагрузки»

Переключение нагрузки

Переключение нагрузки, включая «снижение пиковой нагрузки» и «выравнивание нагрузки», — это практика изменения схемы энергоснабжения таким образом, что выработка энергии для потребления в часы пиковой нагрузки смещается в периоды внепиковой нагрузки.Это позволяет шире использовать более эффективные генерирующие базовую нагрузку активы и позволяет избежать использования и недостаточного использования дорогостоящих генераторов пиковой нагрузки, а также обеспечивает экономию средств и возможность энергетического арбитража. Этого можно добиться только за счет накопления энергии.

  • Пиковое бритье

  • Без накопителя энергии кратковременные пиковые нагрузки обычно поставляются быстродействующими генераторами пиковых нагрузок, такими как газовые турбины.Это дорогие активы, обычно с более низким тепловым КПД, чем генераторы базовой нагрузки, и они могут иметь коэффициент нагрузки всего 2% или меньше из-за ограниченного времени, которое они требуются. Сокращение пикового потребления относится к ограничению потребности в немедленной генерирующей мощности в течение коротких периодов пикового спроса и обеспечении нагрузки вместо накопленных источников энергии. Таким образом, пиковая мощность генерации или передачи может быть уменьшена за счет общего потенциала всех хранилищ плюс отложенных нагрузок, экономя расходы на эту емкость.В результате повышается коэффициент нагрузки, снижаются затраты на производство электроэнергии, возможно снижение затрат на электроэнергию и повышается окупаемость инвестиций.

    Снижение пиковых нагрузок также может быть реализовано крупными промышленными потребителями для снижения их пиковых нагрузок и связанных с ними пиковых затрат на электроэнергию со стороны операторов сетевых систем. Независимые системные операторы (ISO) также могут предлагать потребителям стимулы для снижения их пикового спроса в сети или поощрять их экспортировать излишки электроэнергии обратно в сеть.

  • Выравнивание нагрузки

  • Load Leveling — это изменение графика нагрузок на генерирующие активы для снижения требований в периоды высокого спроса и для увеличения производства энергии в периоды непиковой нагрузки для немедленного хранения и последующего использования в периоды высокого спроса.

    Операторы энергосистем уже много лет используют гидроаккумулирующие системы (ГЭС) для переключения выработки с пиковых периодов на непиковые.

    На следующей диаграмме в принципе показано, как накопление энергии может устранить необходимость в дорогостоящих генераторах, следующих за нагрузкой, и заменить их увеличением более эффективной базовой нагрузочной способности, непрерывно работающей на оптимальном уровне. В периоды низкой нагрузки генератор базовой нагрузки использует свою избыточную мощность для зарядки накопителя энергии или батареи, а в периоды высокой нагрузки батарея разряжается в сеть, увеличивая мощность генератора базовой нагрузки для обеспечения пиковой нагрузки.Таким образом, более эффективные тепловые электростанции с базовой нагрузкой (т. Е. Угольные, нефтяные, газовые, атомные) могут взять на себя большую долю нагрузки. Их также можно более эффективно и легко эксплуатировать при постоянном уровне производства, что приводит к повышению коэффициента загрузки завода.

    На практике обычно в структуре поставок есть и другие резервные мощности.

    Выравнивание нагрузки снижает стоимость пиковой генерации и обеспечивает более стабильное ценообразование с меньшим разбросом между пиковой и внепиковой нагрузкой.

  • Устранение ограничений при создании

  • Выравнивание нагрузки особенно полезно для хранения энергии при установке вместе с генерирующими мощностями, которые имеют ограниченную способность изменять свою мощность, например, с атомными генерирующими станциями или с установками возобновляемой энергии, чтобы избежать сокращения, когда у них есть излишки доступной энергии, для которой нет немедленного спрос.

  • Избежание термических ограничений

  • Использование существующих основных средств сети может быть оптимизировано за счет использования накопителей энергии и переключения нагрузки для снижения пиковой нагрузки как спроса, так и генерации, чтобы снизить тепловую нагрузку на воздушные линии, кабели и трансформаторы в периоды пиковой нагрузки и обеспечить дополнительный запас для работы в сети расширения или включения возобновляемых источников энергии и низкоуглеродных технологий в существующие сети.Чтобы максимально использовать эту возможность без ущерба для безопасности, потребуется температурный мониторинг наиболее загруженных объектов.

  • Арбитраж цены по времени использования путем переключения нагрузки

  • Накопление энергии позволяет использовать или продавать электроэнергию, которая производится дешево в периоды низкого спроса, в периоды высокого спроса при высоких ценах, позволяя оператору фиксировать разницу между ценами на пике и минимуме.Это также известно как энергетический арбитраж.

  • Отложенные инвестиции

  • Накопитель энергии может использоваться для отсрочки модернизации участков распределительной сети, пиковая нагрузка которых ограничивается тепловыми характеристиками сети. Использование распределенного накопителя энергии для выравнивания нагрузки на узкие места в сети эффективно снижает требования к локальной пиковой мощности, обеспечивая запас для более эффективного использования сети.

Задача № 3 — Поддержание стабильности сети

Нестабильность частоты

Когда потребление электроэнергии на мгновение превышает мощность, генерируемую в настоящее время, будь то из-за увеличения потребления потребителями или снижения генерирующей мощности где-то в сети, повышенная нагрузка на генераторы приведет к их замедлению, и, поскольку генераторы являются синхронными машинами, частота переменного тока сети также уменьшится.Точно так же, если потребление внезапно упадет ниже генерируемой мощности или в сеть будет подключено больше генерирующих мощностей, генератор ускорится и частота сети увеличится.

Очевидные последствия для потребителя заключаются в том, что любые устройства, такие как часы, которые зависят от частоты сети в качестве эталона синхронизации для поддержания правильного времени, также будут ускоряться или замедляться. Последствия для промышленных пользователей могут быть более серьезными, если их производственные процессы синхронизированы с частотой сети.

Но основная причина регулирования частоты не в том, чтобы часы шли вовремя. Основная причина точного управления частотой — синхронизация скорости вращения множества генераторов, подключенных к сети. Несоответствие частот между генераторами в сети может иметь серьезные последствия.

Когда два синхронных генератора подключены параллельно, питая одну и ту же нагрузку, через нагрузку проходит только один ток, так что скорость вращения и выходная частота обоих генераторов будут одинаковыми и привязаны к частоте тока, проходящего через нагрузку. .Крутящие моменты привода генератора могут быть разными, но это синхронные машины, и поэтому они будут синхронизированы друг с другом. Если по какой-либо причине скорость одной из машин изменяется, например, путем изменения крутящего момента, прикладываемого к генератору, то частота и скорость ОБЕИХ машин будут отклоняться от нормы. Если первичный двигатель одной машины не вырабатывает достаточной мощности, чтобы поддерживать вращение ротора генератора с желаемой синхронной скоростью, то энергия будет поступать от другого первичного двигателя, чтобы они оба вращались с новой синхронной скоростью.Это известно как «моторный» генератор. Более медленный «моторизованный» генератор становится нагрузкой для системы и будет

Накопитель энергии | PNNL

Перейти к основному содержанию

  • Около
  • Новости и СМИ
  • Карьера
  • События
  • Исследование

    • Научное открытие

      • Биология

        • Здоровье человека
        • Интегративная Омика
        • Наука о микробиоме
      • Химия

        • Катализ
        • Химическая физика
      • Вычислительные исследования

        • Искусственный интеллект
        • Вычислительная математика и статистика
        • Графики и аналитика данных
        • Высокопроизводительные вычисления
        • Программная инженерия
        • Визуальная аналитика
      • Наука о Земле

        • Растениеводство
        • Атмосферная наука
        • Наземные водные виды спорта
        • Наука о недрах
        • Экосистемная наука
        • Прибрежная наука
      • Материаловедение

        • Твердофазная обработка
        • Наука об интерфейсах
        • Прецизионные материалы по дизайну
        • Материалы в экстремальных условиях
      • Ядерная физика и физика элементарных частиц

        • Темная материя
        • Физика нейтрино
        • Физика вкуса
      • Квантовая информатика
    • Энергетическая устойчивость

      • Модернизация электрических сетей

        • Распределение
        • Передача инфекции
        • Сетка Архитектура
        • Сеточная аналитика

          • Программа AGM
        • Кибербезопасность сети
        • Реагирования на чрезвычайные ситуации

Введение в технологии накопления энергии

Нет примечаний к слайду

  • В периоды низкого спроса вода перекачивается в более высокий резервуар.А когда требуется энергия, вода может течь в нижний резервуар и производить электроэнергию аналогично гидроэлектростанциям.
  • Эта стоимость ниже, чем у других технологий, которая составляет> 500 $ / кВтч.
    Согласно другому отчету IEA, для того, чтобы технология стала конкурентоспособной в сети, она должна составлять около 90-100 $ / кВтч. Следовательно, это единственная сеточная конкурентоспособная технология
  • Определения всех
    Это может функционировать как вспомогательная поддержка, а
    Spinning Reserve: это генератор, который уже подключен и может быть увеличен для поддержки увеличения спроса.
    Load Leveling: может использоваться как инструмент управления спросом, используя питание во время периоды низкого спроса на перекачку воды и поддержание выработки во время избыточного спроса на электроэнергию.
    Стабилизация частоты: из-за изменений в потребляемой мощности и подаче частота может снижаться или увеличиваться. Системы PHS могут использоваться для удовлетворения избыточного спроса на электроэнергию и уменьшения отклонений частоты.
    Носители данных
    Регулировка реактивной мощности для поддержки энергопотребления.
    Черный старт: для приведения его в действие не требуется другой генератор. Обычно гидроэлектростанции называют «черным стартом», поскольку они практически не нуждаются в начальном повышении мощности и могут очень быстро вернуть в строй большие объемы электроэнергии
  • Маховики могут накапливать электрическую энергию в виде энергии вращения, которую можно использовать для вращения ротора турбины для выработки электроэнергии, когда требуется резервная мощность.
  • Кроме замены подшипников каждые несколько лет, они не требуют серьезной замены или ремонта и
  • Stephentown, Нью-Йорк, является площадкой для первой электростанции Beacon Power мощностью 20 МВт (общий диапазон 40 МВт) и предоставляет услуги регулирования частоты для NYISO. Объект включает 200 маховиков и управляется Beacon Power. Первая коммерческая эксплуатация началась в январе 2011 года, а полная мощность была достигнута в июне 2011 года.На этом рынке маховики Beacon выполняют от 3000 до 5000 циклов полной глубины разряда в год. Несмотря на то, что это всего 10% емкости рынка регулирования рынка NYISO, завод обеспечивает более 30% коррекции ошибок зонального контроля, делая это с точностью более 95%.

    Дата-центр в Швеции
    Hydro66 — это лондонский провайдер колокации, который владеет и управляет дата-центром, полностью работающим на гидроэнергетике. Объект площадью 11 000 квадратных футов, мощностью 3,2 мегаватта расположен в Бодене, Швеция, всего в 50 милях от Северного полярного круга, что обеспечивает охлаждение естественным воздухом круглый год.
    Challenge
    Полностью питаемый энергией от близлежащей плотины гидроэлектростанции, объект Hydro66’s Boden предлагает услуги ультрасовременного хостинга для экологически сознательных клиентов. Чтобы соответствовать своей миссии устойчивых вычислений, компания взяла на себя обязательство развертывать только экологически чистое оборудование, включая электрическую инфраструктуру. Решение

    Hydro66 решила развернуть систему ИБП Active Power CleanSource® мощностью 625 кВА для защиты ИТ-инфраструктуры предприятия от перебоев в электроснабжении.С самого начала руководители Hydro66 знали, что они хотят избежать использования традиционных систем ИБП на аккумуляторных батареях из-за экологических проблем, связанных со свинцово-кислотными батареями с регулируемым клапаном. ИБП Active Power с маховиком был выбран среди конкурирующих продуктов из-за его безбатарейной конструкции, высокой эффективности работы и масштабируемости.
    Результат
    С момента установки в июле 2015 года на объекте возникли многочисленные перебои в электроснабжении, но центр обработки данных оставался полностью работоспособным.По мере увеличения мощности в будущем Hydro66 планирует развернуть дополнительные системы ИБП Active Power CleanSource.

    Новый Flybrid LMP1 KERS впервые заехал на автомобиле Hope Racing LMP1. 21 апреля автомобиль прошел короткий пробный тест на трассе Маньи-Кур, а затем переехал в Ле-Ман, где пройдет единственный день групповых тестов на трассе перед 24-часовой гонкой в ​​июне. Машина прошла 21 круг по знаменитой трассе, собирая ценную информацию перед самой гонкой.электронные системы в автомобиле, включая: блок управления двигателем Bosch, контроллер системы переключения передач Megaline, контроллер Flybrid KERS и регистратор данных ACO, поставляемый Cosworth.

  • .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *