For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 681.11.031

Application of storage devices for distributed electric power industry

Shulga R. N. РhD of technical sciences, VEI – branch of FSUE "Academician Zababakhin RFNC – VNIITF", Moscow
Smirnova T. S. VEI – branch of FSUE "Academician Zababakhin RFNC – VNIITF", Moscow

A comparative analysis of the most widely used and developed electrochemical and hydrogen type storage devices, which are used in small and distributed power generation in the power range from 1 kW to 30 MW, has been performed. The accelerated development of these storage devices is due to the needs of households, transport, and energy supply in the absence or rejection of centralized energy supply. It is shown that hydrogen storage devices have the highest specific energy intensity three times higher than the energy intensity of liquid hydrocarbons and many times higher than the energy intensity of electrochemical storage devices. Sodium-sulfur batteries have the highest specific energy consumption of up to 500–700 Wh/kg compared with 200 kWh/kg for LIA lithium-ion batteries, have a longer life and service life, but due to lower replication, they are more expensive and less often used in transport. Lithium-ion batteries due to their sufficiently high energy consumption, relatively low cost up to $ 250 /kWh differs favorably from other types of batteries due to its high replicability and use in transport.

Прогресс в разработке новых технологий генерации, транспорта, распределения и потребления электроэнергии привел к необходимости пересмотра представлений в части энергоснабжения. Преимущественное централизованное энергоснабжение для городских и густозаселенных районов оказалось более затратным для сельских регионов, а для громадных просторов Арктики, Сибири и Дальнего Востока – а это две трети территории страны – вообще не приемлемы. Рост энерготарифов в связи с обновлением инфраструктуры энергетики, освоением ВИЭ и новых территорий, требования экологии и другие факторы привели к стремительному росту распределенной энергетики в составе как традиционных источников, так и ВИЭ, которые из-за стохастического характера не могут быть использованы без накопителей электроэнергии НЭЭ. Наличие НЭЭ переводит ВИЭ из резервных источников в базисные, экономя топливо традиционных источников и снижая горячий резерв в централизованной энергетике.

Применение НЭЭ вначале было использовано на транспорте, затем в домашних хозяйствах, в промышленности и энергетике. С точки зрения потребителей распределенная и малая энергетика занимает диапазон мощностей от 1 кВт до 30 МВт и развивается ускоренным темпом во всем мире в значительной мере благодаря прогрессу в разработке НЭЭ. Разнообразие типов НЭЭ столь значительно, и их совершенствованию и описанию посвящено множество литературы, патентов, устройств.

Целью настоящей работы является сопоставительный анализ наиболее применяемых и развиваемых накопителей электрохимического и водородного типа, которые применяются в распределенной энергетике.

Для первоначального анализа целесообразно сравнить наиболее употребительные виды топлива по удельной энергетической емкости (кВт∙ч/кг) при его полном сгорании, которое приведено в табл. 1 [1].

Удельные энергоемкости топлива значительно (примерно более чем в 50 раз) превосходят энергоемкость накопителей электроэнергии НЭЭ.

В табл. 2 приведены для сопоставления удельные энергетические емкости наиболее распространенных электрохимических и водородных накопителей энергии и сроки службы с учетом их типовой реализации (последние две строки в этой таблице добавлены для сравнения с традиционными энергоносителями).

For citation:
Shulga R. N., Smirnova T. S., Application of storage devices for distributed electric power industry. Главный энергетик. 2024;9.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: