Системы аккумулирования энергии возобновляемых источников

Одной из причин ограниченного использования нетрадиционных источников энергии является их нестабильность в работе: отсутствие солнечной энергии и ветра предопределяет периодичность энергоснабжения, а неравномерная скорость ветра и интенсивность солнечного излучения приводит к нестабильности энергетических характеристик.

Благодаря применению надежных и эффективных систем аккумулирования энергии повышается устойчивость энергосистем на основе НВИЭ, при этом обеспечивается не только стабильное и бесперебойное энергоснабжение потребителей, но и повышается коэффициент использования энергетического оборудования за счет накопления пиковой и низкопотенциальной энергии, которая не может быть использована потребителем без соответствующих преобразований.

Основными функциями аккумуляторов энергии в энергосистемах на основе НВИЭ являются:

• обеспечение бесперебойного энергоснабжения потребителей за счет накопления избыточной энергии с последующим ее использованием в периоды отсутствия или недостатка энергии;
• обеспечение оптимального режима работы источников энергии и потребителей за счет выравнивания колебаний в энергосистеме;
• повышение потенциала энергии до необходимого уровня при накоплении низкопотенциальной энергии;
• преобразование энергии одного вида в другой в зависимости от нужд потребителей.

Классификация. Существует несколько разновидностей накопителей энергии. По назначению они разделяются на автономные и стационарные, по строению и виду накапливаемой энергии — на механические, тепловые, электрические и индуктивные.

По своей природе аккумуляторы энергии можно разделить на два основных класса: химические и физические.

Аккумуляторы энергии, относящиеся к первому классу, накапливают энергию за счет прохождения химических реакций, ко второму — за счет физических явлений. В некоторой мере к накопителям энергии могут относиться и природные энергоресурсы, растения и продукты питания — все они являются носителями энергии.

Аккумуляторы энергии по характеру работы разделяются на обратимые и необратимые. К обратимым, или вторичным, источникам относятся накопители, которые способны более одного раза принимать и отдавать энергию. Качественные показатели таких аккумуляторов энергии определяются количеством возможных циклов заряд—разряд. К необратимым (первичным) относятся накопители разового использования, т. е. выполняющие только один энергетический цикл заряд—разряд.

При выборе накопителей энергии для конкретной энергетической системы необходимо в равной степени учитывать энергетические и эксплуатационные показатели как оборудования на основе возобновляемых источников и потребителей энергии, так и накопителей энергии.

Основные характеристики:

• удельная мощность,
• удельная энергия,
• удельная стоимость накопителя энергии,
• время заряда—разряда,
• срок службы,
• КПД,
• саморазряд,
• безопасность,
• простота обслуживания,
• вид вырабатываемой и потребляемой энергии.

Очевидно, в настоящее время наиболее реальным для ветровой и солнечной энергетики является применение электрохимических и тепловых аккумуляторов энергии, а также систем аккумулирования на основе водорода. Механические (инерционные) аккумуляторы энергии имеют высокие характеристики, но их применение пока ограничено рядом нерешенных технических проблем — подбор материалов, создание высококачественных подшипников, преобразование механической энергии в другие виды энергии, высокая стоимость и прочее. Механические аккумуляторы в основном применяются в гидроаккумулирующих установках мощных гидроэлектростанций.

Среди множества аккумуляторов, которые могут быть использованы в различных технических системах, для применения в нетрадиционной энергетике выбираются только такие, которые по своим свойствам и характеристикам наиболее пригодны к работе в энергосистемах с возобновляемыми источниками энергии. Характеристики систем аккумулирования электрической и тепловой энергии, наиболее широко применяемых в нетрадиционной энергетике, представлены ниже.

Дата публикации: 13.05.2013

Похожие записи:

• Оптимизация применения гелиосистем
• Разновидности гелиосистем
• Активные и пассивные гелиосистемы
• Солнечная энергия в архитектуре и строительстве
• Водородная энергетика. Состояние и перспективы для Украины
• Водородная энергетика. Проекты и опытные установки