Накопичувачі енергії

Ефективне й раціональне використання паливно-енергетичних ресурсів вимагає широкого використання різноманітних типів накопичувачів енергії (НЕ) з метою компенсації нерівномірності у роботі енергетичної системи, покриття піків навантаження й регулювання провалів енергоспоживання.

На сьогоднішній день як НЕ найбільше широко використовуються ГАЕС, ГТУ й ПГУ, а також системи з розділеними в часі процесами виробництва й споживання енергії.

Акумуляторами енергії можуть бути маховики, гравітаційні установки, конденсатори, хімічні й теплові акумулятори, кріо - і надпровідні соленоїди, які характеризуються найбільшим запасом енергії й високою швидкодією.

Ефективно у світовій практиці використовуються накопичувачі стисненого повітря. Для цього застосовуються соляні шахти, штреки, порожнечі після відкачки нафти й газу, підземні водоносні шари. Так, наприклад, у США використовується сховище для повітряно-акумуляторної ГТУ, у яке протягом 6 місяців було закачано 2.83 млн. м³ повітря під тиском 2.07 МПа. Перший накопичувач стисненого повітря в комбінації із ГТУ потужністю 290 МВт зданий в експлуатацію у ФРН в 1978 році. Установка працює в піковому режимі протягом 2-х годин, а в базовому - 8 годин; час пуску 6-11 хвилин.

Теплові НЕ відрізняються тим, що їхня акумулююча дія пов'язана з паросиловою установкою. Теплоакумулюючими речовинами є недорогі натуральні матеріали (вода, камінь). У складі перших НЕ є посудини з гарячою водою під тиском або з паром, парова турбіна й генератор. Ккд таких накопичувачів близько 70%.

У системах нагромадження енергії з електрохімічними генераторами накопичуються водень і кисень за рахунок електролізу води. Ккд установки становить 59% (нижче, ніж ГАЕС).

Надпровідникові індуктивні накопичувачі мають дуже високий ккд (до 98%), відсутні обмеження по фізичних параметрах, висока швидкодія. Розміщення надпровідникових накопичувачів енергії (ННЕ) поблизу споживачів забезпечує рівномірне завантаження ЛЕП, поліпшує експлуатаційні характеристики мережі, зменшує встановлену трансформаторну потужність. Пристрої зв'язку ННЕ з електричною системою базуються на використанні мостових схем тиристорних перетворювачів, які у своєму складі мають шунтувальні вентилі й батареї конденсаторів. У Японії розроблений (ННЕ) потужністю в 1 ГВт із ккд 95% й індуктивністю 71.8 Гн. Для стабілізації графіків електричних навантажень, істотного зниження втрат паливно-енергетичних ресурсів можливе використання різних комбінацій традиційних і нетрадиційних джерел енергії з найбільш ефективними типами накопичувачів енергії.