Сравнительные характеристики накопителей энергии

№	Тип	Мощность или энергия, МВт/ МВт ч	КПД, %	Удельная энергоемкость, Дж/кг	Время, с
					разряда	хранения
1	ГАЭС		65…75	10^3	10…10^6	неогранич.
2	ВАЭС		70	10^6	10…10^4	неогранич.
3	Тепловой		65…75	-	-	огранич.
4	Химический		60…80	-	-	огранич.
5	Маховик		70…85	10^6	10^6	огранич.
6	СПИН		75…90	10^7	10^7	огранич.
7	Водородный		20…40	10^7	10^7	неогранич.
8	Емкостный	МВт ч МВт	85	10^6	10^6	огранич.

Механические накопители.

Гидроаккумулирующие электростанции.

В период малых нагрузок энергосистемы ГАЭС перекачивает из нижнего резервуара в верхний, потребляя при этом энергию и увеличивая нагрузку в период ночного провала. В режиме максимальных нагрузок ГАЭС работает в генераторном режиме и расходует воду, запасенную в верхнем водохранилище.

Время хранения запасенной энергии в ГАЭС практически неограниченно.

Воздухоаккумулирующие электростанции (ВАЭС)

Рис. 1.20. Схема ВАЭС:

1 – разъемные муфты; 2 – электрическая машина (генератор-двигатель); 3 – компрессор; 4 – подъемный резервуар (хранилище сжатого воздуха); 5 – камера сгорания; 6 – газовая турбина.

Модифицированная газовая турбина через разъемные муфты связана с электрической машиной и компрессором. В часы минимальных нагрузок электрическая машина вращает компрессор, закачивающий воздух в подъемный резервуар. В период максимума нагрузки воздух из хранилища поступает в камеру сгорания, где происходит его подогрев до 500 550  и подача на лопатки газовой турбины. При этом электрическая машина вырабатывает ЭЭ.

Инерционные накопители.

Относятся к классу динамических, накапливающих энергию во вращающейся массе. Накопитель состоит из вращающегося ротора со значительным моментом инерции (маховика) и трансмиссии, т.е. системы для подвода и отвода энергии. Запасенная маховиком энергия:

,

где  – коэффициент формы колеса;  – допустимое механическое напряжение в материале ротора:  – плотность маховика.

Химические накопители.

Химические аккумуляторы ЭЭ.

Электрохимические аккумуляторы (ЭХА) в процессе заряда преобразуют ЭЭ в химическую, а в процессе разряда – химическую энергию в ЭЭ.

По мере циклирования снижается емкость ЭХА из-за потери активной массы, изменения структуры электродов, пассивации отдельных компонентов и других причин. Число циклов уменьшается с увеличением глубины разряда и плотности тока.

В широких масштабах производятся свинцово-кислотные, щелочные никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы. Широкое применение химических аккумуляторных батарей в энергосистемах ограничивается их малой емкостью, низким КПД и высокими удельными затратами на 1 кВт ч. Расширение сферы использования химического накопления энергии возможно за счет натрий-серных, цинко-хлористых и литий-серных аккумуляторов.