Киловатты про запас

Ольга Павловна Третьякова — кандидат физико-математических наук, спец по инноваторским проектам центра «Атом-инновации»; Андрей Евгеньевич Ламин — спец по инноваторским проектам центра «Атом-инновации».

Кв про припас

Применение сверхпроводниковых индуктивных накопителей (СПИН).

Источник: «Атом-инновации»

Основной особенностью современной энергетики является практически полная невозможность складировать энергию про припас – все произведенные киловатт-часы должны быть сходу и потреблены.

Работа же большинства потребителей электроэнергии неравномерна в течение суток. График нагрузки отдельного городка, района либо области имеет свои максимумы и минимумы употребления, которые приходятся, обычно, на дневные и ночные часы соответственно. Это приводит к тому, что деньком генерирующие мощности часто работают на пределе, а ночкой, напротив, имеется излишек энергии, который некуда девать. Энергетики решают разные меры по сглаживанию графика суммарной нагрузки. Но в целом на данный момент способности выравнивания употребления в энергосистеме невелики.

Энергия про припас

Разрешить эту ситуацию могли бы накопители энергии, запасающие драгоценные киловатт-часы в периоды малого употребления и выдающие их в пиковое время. До недавнешнего времени единственным применимым типом накопителя энергии числились гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Но энергоемкость и мощность имеющихся ГАЭС несравненно мала по сопоставлению с мощностью всей энергосистемы, а их удельные энерго характеристики достаточно низки. ГАЭС капиталоемки, накладны, требуют отчуждения огромных площадей под водохранилища, и потому не получили широкого распространения. В Рф действует только одна ГАЭС – Загорская, в Столичной области. До недавнешних пор разрабатывались планы сооружения еще нескольких гидроаккумуляторов, но для этого также тяжело подобрать местность с подходящим рельефом – высочайший сберегал, наличие там огромных пустот для закачки воды.

Также в разделе:

Трудности в аспектах

Плюсы и минусы новейшей президентской концепции

Трехсторонние нюансы газовых поставок

Наша родина определяет новые правила игры на рынке

Кв про припас

Сверхпроводники посодействуют складировать энергию

Особенный объект – Сочи

Ставка изготовлена на парогазовую технологию

Новые перспективы в этой области связаны с применением сверхпроводниковых индуктивных накопителей (СПИН), использующих явление сверхпроводимости. Результаты расчетов демонстрируют, что предсказуемые объемы употребления к 2020 году при наличии в системе накопителей электроэнергии покроются за счет уже имеющихся (но реконструированных) генерирующих мощностей методом более полного их использования. Обширное внедрение системного эффекта накопителей позволяет существенно понизить объемы вводимых мощностей и финансовложений в электроэнергетику. В данном случае общая экономия по сопоставлению с жизнеутверждающим вариантом единой энергетической стратегии может составить более 30% от общего объема запланированных инвестиций. Применение аккумулирующих технологий позволит эффективнее использовать действующие электростанции и понизить издержки за счет уменьшения толики термических маневренных станций и выравнивания дневной нагрузки. Не считая того, экономический эффект от внедрения СПИН возрастет за счет роста надежности и стойкости энергетической системы, также от увеличения свойства электроэнергии).

Тут стоит упомянуть, что посреди ценностей электроэнергетической стратегии Рф на период до 2020 года указаны надежное обеспечение населения и экономики страны энергоресурсами, понижение удельных издержек на создание электроэнергии. Не считая того, непростые задачки ставятся и перед атомной энергетикой, планирующей к 2020 году прирастить долю в суммарной выработке в стране с 16 до 23%. А именно, нужно повысить коэффициенты установочной мощности АЭС до 97%, понизить себестоимость произведенной электроэнергии, также уменьшить утраты при транспортировке термический энергии и электроэнергии до 10%.

Сущность решения трудности

Что все-таки представляет собой вышеупомянутый СПИН? Явление сверхпроводимости проявляется в том, что при охлаждении сверхпроводника ниже критичной температуры стопроцентно исчезает его электронное сопротивление – а как следует, и все связанные с ним энергопотери. Сверхпроводящий аккумулятор – это, на самом деле, магнитная катушка из сверхпроводника. Схожее устройство может хранить энергию сколь угодно в виде энергии магнитного поля, создаваемого при помощи сверхпроводящего соленоида. При продолжительном использовании такового аккума пригодятся дополнительные расходы на остывание, но выгода от использования в конечном итоге значительно покрывает эти расходы. Принципное преимущество индуктивных накопителей заключается в том, что энергия в их запасается в том же виде энергии, в каком употребляется, – электрической. А раз нет необходимости в преобразовании из 1-го вида энергии в другой, то нет и связанных с преобразованием утрат энергии и издержек времени на процесс преобразования в другой вид энергии, чем грешат другие типы аккумов, к примеру хим либо механические. Потому уникальным свойством сверхпроводящего индуктивного накопителя является возможность моментального перехода из режима скопления энергии в режим ее выдачи.

Также в разделе:

1. Тандем

Новое в жизни страны то, что президент не может критиковать премьера, правительство, министров

2. Локальная война с глобальными последствиями

В кавказских событиях Москва проявила неслыханную до сего времени самостоятельность в интернациональных делах

3. Мир провалился в кризис

Иллюзии о потенциале и стойкости русской экономики разрушены совсем

4. Южноамериканский президент с кенийским именованием

Избрание Барака Обамы связывают со рвением широких кругов населения поменять политику страны

Проект может показаться очень принципиальным. Ведь для роли в дневном регулировании энергопотока нужно аккумулировать энергию около 1012 Дж и выдавать мощность в сотки мегаватт, а находящиеся в разработке СПИН имеют на данный момент проектную энергоемкость от единиц до сотен мегаджоулей. Как же близка русская индустрия к реализации такового проекта?

Опыт сотворения таких превосходных сильноточных устройств уже имеется на предприятиях Росатома, построивших в стране 10-ки больших сверхпроводящих соленоидов и в текущее время участвующих в международном проекте по созданию экспериментального термоядерного реактора ITER. Например, обмотка тороидального магнитного поля этого реактора типа «Токамак» сотворена из русского сверхпроводника, и энергия, запасаемая в ее магнитном поле, может составлять 600 МДж, либо 166 кВт-ч. Это устройство с полным правом можно именовать аналогом СПИН. Не считая того, для решения задач энергетики часто возможно обойтись устройствами, наименьшими по запасаемой энергии. При помощи СПИН энергоемкостью от 40 до 100 МДж можно повысить динамическую устойчивость энергосистем, а работая в системе автоматического регулирования энергосистемы, он будет гасить ненужные колебания потоков мощности. Накопители наименьших энергоемкостей также могут восполнить реактивную мощность, снижая тем утраты при транспортировке электроэнергии. Не считая того, расчеты свидетельствуют в пользу применимости СПИН в качестве буферного накопителя энергии в жд транспорте на электронной тяге с рекуперацией энергии.

«В Рф уже был сотворен ряд СПИН для ответственного внедрения и исследований, проведены удачные тесты в действующей энергосистеме Москвы, – гласит генеральный директор центра «Атом-инновации» Александр Кацай. – Налаживание серийного производства позволит повысить надежность энергосистем и сделать суровые шаги по широкому внедрению сверхпроводниковых технологий в энергетику». За последние годы источники бесперебойного питания на базе СПИН были проработаны в неких продвинутых странах и проявили себя как надежные и действенные устройства для стабилизации провалов напряжения.

В текущее время в инноваторском центре Росатома (центр «Атом-инновации») вместе с разработчиками технологии ведется активная работа над созданием малогабаритного сверхпроводящего индуктивного накопителя на 24 МДж, состоящего из 4 модулей по 6 МДж. Потом из таких модулей может быть будет собирать накопители большей емкости. А поначалу СПИН должен пройти боевое крещение в качестве источника бесперебойного питания для потребителя завышенной категории надежности электроснабжения на предприятии ответственного производства.

Другие статьи:
Интернет журнал НЛО МИР

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

*

code

Редакция рекомендует

close
x