ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Более 300 компаний стали резидентами Арктической зоны РФ

За год с небольшим количество новых проектов, реализующихся в Арктической зоне Российской Федерации с государственной поддержкой, превысило 300. Инвесторы вкладывают в развитие арктических регионов сотни миллиардов рублей. В логистике, добыче полезных ископаемых, производстве рыбной продукции, сельском хозяйстве и других отраслях появляются новые предприятия и рабочие места для северян. «Режим ...

Таганрогский завод комбайнов получит новую жизнь вместе с компанией Ростсельмаш

Правительство Ростовской области и компания Ростсельмаш договорились о возрождении одной из промышленных площадок Дона – таганрогского завода комбайнов (ТКЗ). Планируется, что предприятие будет возвращено в комплекс аграрного машиностроения региона. Прежде всего, речь идет о кормоуборочном и почвообрабатывающем оборудовании Ростсельмаш, которое сегодня выпускается дивизионом прицепной и н...

Степень готовности ледостойкой платформы «Северный полюс» превысила 90%

«Адмиралтейские верфи» (входят в состав Объединенной судостроительной корпорации) посетил министр природных ресурсов и экологии Александр Козлов. Глава ведомства оценил ход строительства ледостойкой самодвижущейся платформы (ЛСП) «Северный полюс», готовность который превысила 90%. В ходе визита на ЛСП Александр Козлов осмотрел вспомогательное машинное отделение судна, а также помещение централь...

Новогоднее поздравление Дениса Мантурова

Дорогие друзья! 2021-ый подходит к концу, и мы традиционно подводим итоги прошедших месяцев работы, ставим цели и задачи на будущее. Уже второй год наша страна живет в условиях пандемии. Отечественная промышленность и торговый сектор всё это время работают с максимальной отдачей, адаптируясь к меняющимся потребностям рынка, развивая новые форматы и выпуская новую импортозамещающую продукцию...

Подведены итоги работы российской промышленности в 2021 году

Министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров посетил Краснодар с рабочей поездкой, где провел Координационный совет по промышленности, встретился с главой региона Вениамином Кондратьевым и ознакомился с продукцией уникального производства солнечных и аккумуляторных батарей для космической индустрии АО «Сатурн». Во вступительном слове на Координационном совете Министр в...

АЛРОСА назвала алмаз Кындыкан в честь проекта по поддержке малых народов Крайнего Севера

АЛРОСА присвоила наименование Кындыкан факту извлечения крупного желто-коричневого алмаза массой 91,86 карата в честь героини эвенского фольклора – маленькой девочки, которую 200 лет назад чудом нашли живой якутские охотники вблизи Верхоянских гор в родовом стойбище, все остальные жители которого умерли от оспы. Кындыкан стала символом стойкости, силы духа, самобытной ценности коренных ма...

23 Декабря 2009

Сверхпроводящий накопитель электрической энергии

Сверхпроводящий накопитель электрической энергии

Ольга Третьякoва

Этo нoвая разрабoтка рoccийcких атoмщикoв. Наряду co cвoими глoбальными прoектами, oни не забывают o вoпрocах пoвышения энергoэффективнocти предприятий прoмышленнocти, транcпорта, коммунальной cферы. Причем предлагают решать их в чиcто практичеcкой плоcкоcти – при помощи накопителей энергии.

Извеcтно, что технологичеcкие процеccы потребляют cвыше 30% вcей производимой в стране электроэнергии. Анализ использования электродвигателей в различных отраслях промышленности, проведенный специалистами Института электромашиностроения (Владимир), показал, что интенсивность и экстенсивность загрузки двигателей зависят не только от области применения, но и главным образом от типа механизма и их номинальной мощности.

При замене двигателей с двойным превышением номинальной мощности над рабочей (а именно такой запас имеется у 5-10% установленного оборудования) экономия электроэнергии может составить 40-50%, не говоря о снижении дополнительных затрат на завышенную мощность. Экономия электроэнергии при внедрении двигателей с повышенным КПД колеблется от 2 до 5,5% в зависимости от установленной мощности.

Годовой потенциал экономии электроэнергии по энергосберегающим мероприятиям в четырех отраслях народного хозяйства (промышленности, сельском хозяйстве, транспорте и сфере услуг) определен в размере 27,7 млрд кВт/ч на период 2010 г. и 45,7 млрд кВт/ч на уровне 2015 г. Но, пожалуй, самое существенное позитивное влияние на энергетическую сферу может оказать широкое применение накопителей энергии.

Плюс энергия перетоков

На основании модели электроэнергетической системы с учетом влияния процессов аккумулирования энергии были проведены расчеты по определению оптимальной структуры генерирующих мощностей для энергосистемы Европейской части России на период до 2020 г. Для сравнения были также проведены расчеты по варианту, предложенному в Энергетической стратегии России. Результаты показывают, что прогнозируемые объемы потребления к 2020 г., при наличии в системе накопителей электроэнергии, даже по оптимистическому сценарию, покрываются на существующих, но реконструированных мощностях за счет более полного использования базовых мощностей и применения электроэнергии перетоков.

Широкое использование системного эффекта накопителей энергии (НЭ) позволяет значительно снизить объемы вводимых мощностей и капиталовложений в электроэнергетику. Общая экономия инвестиций при альтернативном варианте, по сравнению с оптимистическим вариантом стратегии, составляет 39 млрд долл., или более 30% от общего объема запланированных инвестиций. Применение НЭ, тем более при немодернизированном оборудовании, позволяет уменьшить капиталовложения в генерирующие мощности, сэкономить топливо и снизить эксплуатационные затраты на базовых мощностях, уменьшить потери от межсистемных перетоков избыточных мощностей в периоды минимумов нагрузки.

С помощью сверхпроводникового накопителя энергии энергоемкостью от 40 до 100 МДж можно повысить динамическую устойчивость энергосистем, а работая в системе автоматического регулирования энергосистемы, он будет гасить нежелательные колебания потоков мощности. Накопители меньших энергоемкостей также могут компенсировать реактивную мощность, снижая тем самым потери при транспортировке электроэнергии. Кроме того, расчеты свидетельствуют в пользу применимости cверхпроводникового индуктивного накопителя энергии (СПИН) в качестве буферного накопителя энергии в железнодорожном транспорте на электрической тяге с рекуперацией энергии.

Принципиальное преимущество

СПИН представляет собой, по сути, магнитную катушку из сверхпроводника. Упрощая, можно сказать, что эффект сверхпроводимости заключается в полном исчезновении электрического сопротивления сверхпроводника при охлаждении его ниже некой критической температуры. Естественно, пропадают и все потери энергии, связанные с электрическим сопротивлением.

Подобное устройство может хранить энергию сколь угодно долго в виде энергии магнитного поля, создаваемого с помощью сверхпроводящего соленоида. Очевидно, что при длительном использовании такого аккумулятора понадобятся дополнительные расходы на охлаждение, однако выгода от использования в итоге существенно покрывает эти расходы.

Принципиальное преимущество индуктивных накопителей заключается в том, что энергия в них запасается в том же виде, в каком и используется, – электромагнитном. А раз нет необходимости в преобразовании из одного вида энергии в другой, то нет и связанных с преобразованием потерь энергии и затрат времени на сам процесс, чем грешат иные типы аккумуляторов, например, химические или гидравлические. Поэтому уникальным свойством сверхпроводящего индуктивного накопителя является возможность практически мгновенного перехода из режима накопления энергии в режим ее выдачи.

Генеральный директор компании "Русский Сверхпроводник" А. В. КАЦАЙ

Опробовано на реакторе

Техническое предложение о разработке источника бесперебойного питания на основе СПИН было выдвинуто еще в 2005 г. рядом предприятий Росатома. Опыт создания самих сверхпроводниковых накопителей имеет еще более давнюю историю. Такие мощные сильноточные устройства уже создавались на предприятиях Росатома, построивших в стране десятки крупных сверхпроводящих соленоидов и в настоящее время участвующих в международном проекте экспериментального термоядерного реактора ITER. К примеру, обмотка тороидального магнитного поля этого реактора типа «Токамак» намотана из российского сверхпроводника, и энергия, запасаемая в ее магнитном поле, может составлять 600 МДж или 166 кВт/ч. Это устройство с полным правом можно назвать аналогом СПИН.

Специалистам проект может показаться чересчур амбициозным. Ведь для участия в суточном регулировании энергопотока необходимо аккумулировать энергию порядка 1012Дж и выдавать мощность в сотни мегаватт, а находящиеся в разработке СПИН имеют сейчас проектную энергоемкость от единиц до сотен мегаджоулей. Тем не менее, за последние годы источники бесперебойного питания на основе СПИН были проработаны в некоторых развитых странах – США, Японии, Италии, Германии – и показали себя как надежные и эффективные устройства для стабилизации провалов напряжения.

В серийное производство

По словам генерального директора компании «Русский Сверхпроводник» Александра Владимировича Кацая, вРоссии уже был создан ряд СПИН для фундаментальных научных исследований, проведены успешные испытания прототипов в действующей энергосистеме Москвы. Налаживание серийного производства индуктивных накопителей позволит повысить надежность энергосистем и сделать серьезные шаги по широкому внедрению сверхпроводниковых технологий в энергетику.

В настоящее время отраслевая компания «Русский Сверхпроводник» совместно с разработчиками технологии ведет активную работу над созданием компактного сверхпроводящего индуктивного накопителя энергоемкостью 24 МДж, состоящего из четырех модулей по 6 МДж. Впоследствии из таких модулей возможно будет собирать накопители большей емкости.

Развитие сверхпроводниковой индустрии, в т.ч. производства сверхпроводящих материалов, обеспечивает возможность изготовления накопителей на основе СПИН практически для любой энергетической системы.

Кол-во просмотров: 24974
На правах рекламы