C развитием технологий стремительно увеличивается потребность в современных системах накопления электроэнергии, затрагивающая практически все сферы деятельности. Особенно остро такие системы требуются в сегментах, где необходимо обеспечить не только высокое качество электроэнергии, но и регулирование графиков потребления мощности, интеграцию электроустановок с возобновляемыми источниками энергии в централизованные сети, аварийное, резервное и бесперебойное питание.
Перспективной концепцией энергетики по достижению наибольшей эффективности функционирования каждого из элементов сети электроэнергии является создание Интеллектуальных сетей (SMART GRID). Такие сети должны обеспечить оптимизацию и контроль выработки, передачи и потребления электроэнергии в течение реального времени. Предполагается, что системы накопления энергии (СНЭ) станут ключевыми элементами интеллектуальных сетей.
Существуют различные виды накопителей энергии:
– гидроаккумулирующие электрические станции (ГАЭС);
– кинетические накопители энергии (КНЭ);
– накопители энергии на основе сжатого газа (CAES);
– системы накопления энергии на основе аккумуляторных батарей (BESS);
– сверхпроводниковые индукционные накопители (СПИН).
Одними из наиболее перспективных и высокоэффективных являются системы накопления энергии на основе аккумуляторных батарей (СНАБ). В качестве накопительного элемента в таких системах используются электрохимические источники постоянного тока (аккумуляторные батареи).
С одной стороны, технологическими предпосылками создания СНАБ стали результаты бурного развития преобразовательной техники, а именно создание двунаправленных инверторов. Такой инвертор представляет собой преобразователь энергии с высоким КПД, позволяющий передавать электрическую энергию как из звена переменного тока в звено постоянного тока, так и обратно. В основу создания двунаправленных инверторов легли разработанные математические алгоритмы управления и появившиеся в то время мощные IGBT-транзисторы.