Как сообщает онлайн-журнал об энергетике «Энергия+», технологии накопления энергии становятся важной частью современной энергетической системы. Они помогают поддерживать стабильную подачу электричества в регионах с переменной нагрузкой и позволяют эффективнее использовать возобновляемые источники энергии.
Накопители для удаленных территорий
Одним из примеров применения таких технологий стал поселок Тикси в Якутии. Этот арктический населенный пункт не подключен к централизованной энергосети, поэтому электроэнергию здесь вырабатывают автономно — с помощью дизельных станций и ветрогенераторов.
Из-за нестабильного ветра объем генерации постоянно меняется. Когда энергии производится больше необходимого, ее направляют в накопители. В период штиля накопленная энергия возвращается в сеть и помогает поддерживать бесперебойное электроснабжение.
Подобные решения постепенно внедряются и в других регионах страны. В частности, крупные системы хранения энергии готовят к запуску в Крыму и Краснодарском крае.
Почему электричество трудно хранить
Электроэнергию невозможно просто сохранить «в чистом виде», как воду или топливо. Поэтому любая система накопления сначала преобразует ее в другую форму, а затем при необходимости снова превращает в электрический ток.
Для этого используют разные технологии: химические процессы, силу тяжести, тепло или энергию движения. Каждое решение имеет свои особенности — одни накопители быстро отдают энергию, другие подходят для длительного хранения больших объемов.
Батареи промышленного масштаба
Самый распространенный тип накопителей основан на химических реакциях. По такому принципу работают обычные аккумуляторы в смартфонах и ноутбуках.
Промышленные системы устроены аналогично, однако отличаются значительно большей мощностью. Их устанавливают рядом с солнечными и ветряными электростанциями, на крупных предприятиях и в центрах обработки данных. Такие комплексы способны за доли секунды реагировать на перепады нагрузки и обеспечивать резервное питание.
Энергия воды и силы тяжести
Для хранения крупных объемов энергии применяют гидроаккумулирующие станции. В период низкого потребления вода перекачивается в верхний резервуар, а при росте нагрузки направляется вниз через турбины, вырабатывающие электричество.
Похожий принцип используется и в современных гравитационных накопителях. Например, в Китае уже работает система, где вместо воды используют массивные бетонные блоки. Во время избытка энергии их поднимают, а затем опускают для генерации электричества.
Маховики и кинетические системы
Еще один способ хранения основан на энергии вращения. В таких установках используется тяжелый ротор, который раскручивается до высокой скорости. Позже накопленная энергия преобразуется обратно в электричество.
Подобные системы востребованы там, где требуется быстро компенсировать кратковременные скачки нагрузки. Как отмечают инженеры, «важно максимально сократить потери энергии».
Сейчас специалисты работают над технологиями, позволяющими уменьшить трение. Один из перспективных проектов предполагает вращение ротора в вакууме между магнитами.
Когда энергию запасают в виде тепла
Существуют и тепловые накопители. Один из наиболее известных примеров расположен в Марокко на солнечной станции Noor III. Тысячи зеркал концентрируют солнечный свет на башне, где нагревается расплавленная соль.
Полученное тепло используют для производства электроэнергии даже после захода солнца. Благодаря этому станция может продолжать работу еще несколько часов в темное время суток.
Эксперты считают, что в будущем разные типы накопителей будут использоваться совместно. Одни системы обеспечат быстрый резерв мощности, а другие позволят хранить большие объемы энергии в течение длит