Одним из направлений повышения надежности и безопасности работы объектов энергетики является введение в их состав различных накопителей энергии. Накопители, заряжаемые в периоды пониженной потребности в энергии и разряжаемые в периоды повышенной ее потребности, обеспечивают работу оборудования электростанции в базовом режиме. Кроме того, появляется возможность выработки дополнительного количества энергии с помощью специальных пиковых контуров для отдачи ее потребителю либо для расходования на собственные нужды [1–5].
Под накопителем энергии принято понимать [1] устройство, позволяющее накапливать в нем энергию какого-либо вида в течение периода заряда tз и передавать существенную часть этой энергии нагрузке в течение периода разряда tр. Взаимосвязь параметров накопителя при заряде и разряде определяется соотношением:
где: Рзар и Рраз – средние значения мощностей процессов заряда и разряда соответственно.
В зависимости от технического назначения накопителя значения входных и выходных параметров могут существенно отличаться.
Развитие науки и техники обусловило появление большого количества типов накопителей энергии, отличающихся характером протекания физических, химических и других процессов, принципом действия, конструктивным исполнением, технологией изготовления и другими характеристиками. При большом разнообразии типов накопителей, наряду с возрастающим объемом их применения в различных сферах, возникает задача выбора того или иного типа накопителя, для чего необходимо обозначить критерии их сопоставления [4].
Весь спектр требований к накопителям можно разделить на две группы:
1) требования, связанные с конкретным способом использования данного накопителя;
2) требования, связанные с его энергетическими характеристиками.
Требования второй группы относятся к накопителям любых типов и фактически определяют целесообразность применения того или иного накопителя в каждом конкретном случае. Прежде всего, это такие показатели, как КПД заряда, КПД хранения и КПД разряда [13].