В настоящее время разрабатываются накопители энергии, которые в будущем сыграют важнейшую роль в активно-адаптивных электрических сетях. Их разработка предполагает выполнение этими устройствами целого ряда функций.
- выравнивание нагрузок в сетях, когда происходит накопление электроэнергии при ее избытке и отдача во время ее дефицита;
- повышение пределов устойчивости электрических сетей;
- бесперебойное питание отдельных объектов особой важности.
Существует несколько основных видов накопителей энергии, из которых отдельные устройства уже успешно выпускаются и применяются.
Виды накопителей
В первую очередь, это электростатические накопители в виде аккумуляторных батарей большой энергоемкости, которые связаны с сетями с помощью специальных устройств – преобразователей напряжения или тока.
Созданы и успешно испытываются опытные образцы накопителей энергии, в основе которых лежат молекулярные конденсаторы. На их базе разрабатываются сверхпроводниковые индуктивные накопители энергии, обладающие сверхпроводимостью. В настоящее время применяются передвижные системы с небольшой энергоемкостью. Более широкое применение планируется после создания сверхпроводников, работающих в высокотемпературном режиме.
Данный вид планируется использовать в энергетических системах для повышения их устойчивости и надежности, благодаря высокому коэффициенту полезного действия, возможности ввода и вывода электроэнергии в автоматическом режиме. Кроме того, они отличаются быстродействием, большой удельной энергоемкостью и способностью регулировать реактивную и активную мощность. В перспективе, это должны быть недорогие устройства с достаточной энергоемкостью.
Особенности электромагнитных накопителей
Электромагнитные накопители энергии в настоящее время разрабатываются в двух вариантах.
- В виде синхронных машин, оборудованных маховиками, а также преобразователями частоты.
- Являются машины асинхронного типа с маховиками, установленными на валу.
В первом случае агрегаты обладают большим диапазоном изменений скоростей и повышенной способностью к применению кинетической энергии, получаемой при вращении машин. Второй вид позволяет регулировать частоту в количестве 50% от первоначальной синхронной частоты.
Ведется работа над накопителями энергии, основой которых являются супер маховики, изготовленные из сверхпрочных углеродных волокон, на основе нанотехнологий. Это возможно, поскольку данное устройство может разгоняться до очень высоких скоростей.
