Системи акумуляції електроенергії
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Abstract
UKR: Мета. Аналіз стану систем накопичення енергії у світі, визначення перспектив їх розвитку та порівняння методів акумуляції електроенергії. Методика. Теоретичне обґрунтування і порівняння систем накопичення електроенергії з урахуванням реальних показників енергосистеми України станом на кінець 2021 року. Результати. Показують, що існує потреба в теоретичному і практичному підході до впровадження акумуляційних потужностей задля підтримання балансу електроенергетичної системи. В результаті проведеного огляду найбільш поширених накопичувачів електроенергії, було виділено особливості їх в цілому. Всі вони володіють як перевагами так і недоліками. Проте, в комплексному підході до їх просування, можна отримати найбільший результат з очікуваних. Найперспективнішим, з точки зору ланцюга: екологічність – вартість – актуальність – необхідність, є – водень. Наукова новизна. Полягає у тому, що розглядається можливість комбінованого використання різнотипових акумуляторних систем з різними характеристиками. Практичне значення. Можливість впроваджувати на промисловому рівні акумуляторні потужності задля більш ефективної децентралізації енергетичного сектору держави. На сьогодні, без необхідної інфраструктури, переоснащень існуючих енергоприймаючих і розподіляючих станцій, широкомасштабних інвестицій, водень не може стати ефективним, настільки, наскільки здатен, адже, енергія має рухатися від дроту до газу, а потім знову до дроту. Тобто існує певний вектор енергії який постійно перебуває в «перехідному» положенні. Саме тому зараз, енергоефективність на кожному з рівнів перетворення водню в електроенергію падає. Ефективність, за звичайних, нормальних умов «вчорашнього» дня в даному випадку складе близько 80%. Для транспортування водню, необхідно його стиснути і охолодити. На цей процес йде до 10-15% енергії. Для подальшого перетворення в електричну енергію, витрачається теплова енергія, і, в результаті з ККД в ~65-70% можна отримати електроенергію.
ENG: Purpose. Analysis of the state of energy storage systems in the world, determination of prospects for their development and comparison of electricity storage methods. Research methodology. Theoretical justification and comparison of electricity storage systems taking into account the real indicators of the energy system of Ukraine as of the end of 2021. The results. show that there is a need for a theoretical and practical approach to the implementation of storage capacities in order to maintain the balance of the electric power system. As a result of the review of the most common electricity storage devices, their features as a whole were highlighted. All of them have both advantages and disadvantages. However, in a comprehensive approach to their promotion, it is possible to obtain the greatest expected result. The most promising, from the point of view of the chain: environmental friendliness - cost - relevance - necessity, is – hydrogen. Scientific novelty. Is that the possibility of combined use of various types of battery systems with different characteristics is being considered. Practical value. The possibility of introducing battery capacities at the industrial level for more effective decentralization of the state's energy sector. Today, without the necessary infrastructure, reequipment of existing energy-receiving and distribution stations, large-scale investments, hydrogen cannot become effective, as much as it is capable, because energy must move from the wire to the gas, and then back to the wire. That is, there is a certain vector of energy that is constantly in a "transitional" position. That is why the energy efficiency at each of the levels of converting hydrogen into electricity drops. Efficiency, under normal, normal conditions of "yesterday's" day in this case will be about 80%. To transport hydrogen, it is necessary to compress and cool it. This process takes up to 10-15% of energy. For further transformation into electrical energy, thermal energy is consumed, and as a result, electricity can be obtained with an efficiency of ~65-70%.
ENG: Purpose. Analysis of the state of energy storage systems in the world, determination of prospects for their development and comparison of electricity storage methods. Research methodology. Theoretical justification and comparison of electricity storage systems taking into account the real indicators of the energy system of Ukraine as of the end of 2021. The results. show that there is a need for a theoretical and practical approach to the implementation of storage capacities in order to maintain the balance of the electric power system. As a result of the review of the most common electricity storage devices, their features as a whole were highlighted. All of them have both advantages and disadvantages. However, in a comprehensive approach to their promotion, it is possible to obtain the greatest expected result. The most promising, from the point of view of the chain: environmental friendliness - cost - relevance - necessity, is – hydrogen. Scientific novelty. Is that the possibility of combined use of various types of battery systems with different characteristics is being considered. Practical value. The possibility of introducing battery capacities at the industrial level for more effective decentralization of the state's energy sector. Today, without the necessary infrastructure, reequipment of existing energy-receiving and distribution stations, large-scale investments, hydrogen cannot become effective, as much as it is capable, because energy must move from the wire to the gas, and then back to the wire. That is, there is a certain vector of energy that is constantly in a "transitional" position. That is why the energy efficiency at each of the levels of converting hydrogen into electricity drops. Efficiency, under normal, normal conditions of "yesterday's" day in this case will be about 80%. To transport hydrogen, it is necessary to compress and cool it. This process takes up to 10-15% of energy. For further transformation into electrical energy, thermal energy is consumed, and as a result, electricity can be obtained with an efficiency of ~65-70%.
Description
В. Кузнецов: ORCID 0000-0002-8169-4598; О. Саввін: ORCID 0000-0001-9712-1973
Keywords
електроенергетика, відновлювальні джерела енергії, електростанція, електропостачання, альтернативна енергетика, рентабельність, маневреність, коефіцієнт, акумуляція, водень, electric power industry, renewable energy sources, power plant, power supply, alternative energy, profitability, maneuverability, coefficient, accumulation, hydrogen, КЕЛІ, КЕТтаОП
Citation
Ярошенко Я. В., Бобров О. В., Ципленков Д., Кузнецов В. В., Саввін О. В. Системи акумуляції електроенергії. Збірник наукових праць Національного гірничого університету. Дніпро, 2022. № 71. С. 131–144. DOI: https://doi.org/10.33271/crpnmu/71.131.