Батарейка для умной сети

Федеральная сетевая компания («ФСК ЕЭС») запустила пилотный проект по созданию систем так называемого сетевого накопления энергии (СНЭ), которые считаются одним из основных компонентов интеллектуальных сетей.

Планируется, что уже во втором полугодии 2011 года первые сетевые накопители — пока в рамках опытно-промышленной эксплуатации — будут введены на подстанциях 220 кВ Псоу (в Сочи) и 330 кВ Волхов-Северная (в Санкт-Петербурге).

Модуль СНЭ состоит из литиево-ионных аккумуляторных батарей большой мощности, инверторов (преобразователей тока из переменного в постоянный и обратно), системы управления и терминала оператора. В июне ФСК в рамках Петербургского международного экономического форума на своем стенде уже показывала тестовый модуль мощностью 10 кВт, энергоемкостью 70 кВтч и напряжением 400 В. Этот модуль — полноценная система СНЭ в миниатюре — может накапливать и выдавать электроэнергию по сигналу оператора или запрограммированному алгоритму.

Системы сетевого накопления энергии, а кроме литиево-ионных существуют и другие (так, год назад мы писали о кинетическом накопителе энергии — см. № 27 «Эксперта» за 2010 год), уже широко используются в мировой электроэнергетике. Одна из проблем, с которой все чаще сталкиваются электрические сети, состоит в необходимости справляться с неравномерными и переменными источниками электроэнергии, прежде всего возобновляемыми, такими как ветровые или солнечные ЭС. Накопители энергии призваны помочь сетям повысить устойчивость и качество электроэнергии, поставляемой потребителю, компенсируя непостоянство источников возобновляемой генерации. Кроме того, СНЭ могут сыграть свою роль при сбоях и авариях, поскольку потребность в резервном питании в этих случаях, к примеру для стабилизации частоты в энергосистеме, возникает чаще всего на очень короткое время, и аккумуляторные системы хранения энергии вполне могут обеспечить необходимый вброс активной мощности в сеть.

Мировая практика уже доказывает их эффективность при сглаживании графиков нагрузки, регулировании частоты и напряжения в изолированной энергосистеме, накоплении энергии в период ее низкой стоимости и выдачи в период высоких цен, интеграции с генерирующим оборудованием ВИЭ, а также резервировании энергоснабжения особо важных потребителей.

Многообещающе выглядит и применение СНЭ для создания подзарядки гибридных и электрических автомобилей. Особый интерес к системам сетевых накопителей на основе литиево-ионных аккумуляторов вызван тем, что они легко масштабируются. Сейчас самая мощная СНЭ (2 МВт) установлена на подстанции Хантингтон-Бич в Калифорнии, где служит для регулирования частоты, но в связи с применением новых технологий и постоянным удешевлением батарей их мощность можно многократно увеличить.

Именно поэтому, как считают в Lux Research, мировой рынок накопителей энергии более чем удвоится к 2015 году: с 21,4 млрд долларов в 2010 году до 44,4 млрд, то есть будет расти на 15,7% в год! Причем наиболее бурный рост прогнозируется как раз в сегменте СНЭ, предназначенных для умных сетей, — с 5,4 млрд до 15,8 млрд долларов (ежегодный прирост 24%).