Направи дарение на училище!

Венцислав Михайлов
ЕСО ЕАД
София, България
vencivdm@abv.bg

Резюме: Съществува глобален консенсус за увеличаване на дела на производството на енергия от възобновяеми енергийни източници в цялостната комбинация, преминаване към по-екологично транспортиране с електрически превозни средства, както и либерализиране на пазарите на електроенергия, до голяма степен до охвърляне на традиционните комунални компании. Всички тези промени са срещу статуквото и въвеждат нови парадигми в начина, по който функционират енергийните системи. Производството се подава в разпределителните мрежи, възобновяемите енергийни източници пораждат прекъсвания и либерализираните пазари се нуждаят от по-конкурентна работа със съществуващите активи. Всички тези предизвикателства изискват използването на някакво устройство за съхранение, за да се разработят жизнеспособни решения за работа на енергийната система. Съществуват различни видове системи за съхранение с различни разходи, експлоатационни характеристики и потенциални приложения. Разбирането им е от жизненоважно значение за бъдещия дизайн на енергийните системи, независимо дали става дума за краткосрочна преходна работа или дългосрочно планиране на производството. В тази статия, състоянието на най-съвременните системи за съхранение и техните характеристики са подробно разгледани заедно с най-модерните изследователски прототипи. Въз основа на техните архитектури, капацитети и експлоатационни характеристики се идентифицират потенциалните области на приложение. И накрая, изследваните области, свързани със системите за съхранение на енергия, се изследват с тяхното въздействие върху бъдещето на енергийните системи.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Ключови думи – Системи за съхранение, електрически превозни средства, оптимизация на електроенергийната система, либерализация на пазара, възобновяема енергия, нови схеми за работа, планиране на електроенергийната система.

ВЪВЕДЕНИЕ

За да се постигне въглероден неутралитет от енергийния сектор през 2060 г. и да се обвърже повишаването на температурата с 1,75 ° C до 2100 г., което е средната точка на амбицията на Парижкото споразумение, би било необходимо безпрецедентно политическо действие при разработването на оптимални енергийни ресурси чрез минимизиране консумацията на гориво и токсичните емисии, причиняващи парников ефект [1]. Това изисква голям принос от невъзобновяеми енергийни ресурси в енергийния сектор, близо 74% (включително вятърна, слънчева, слънчева топлинна енергия, биогаз, приливни и устойчиви биоенергии с технология за улавяне и съхранение на въглерод (CCS)) чрез поставяне на ядрено и изкопаемо гориво електроцентрали с технология CCS с 15% и 7% производство на енергия съответно и остатъци от генерирано от природен газ производство [2]. С 2,1% глобална енергийна интензивност, подобрена през 2016 г., се изчислява, че половината от глобалното търсене на енергиен растеж през 2016 г. се доставя от възобновяеми енергийни източници. Същата година продажбите на електрически автомобили поставят нов рекорд от 40% увеличение, давайки тласък на транспортната технология на базата на електрическо захранване [3]. Фигура 1 илюстрира, че между 2017 и 2022 г. се очаква енергиен ръст от 43% в размер на 920 GW в глобалния капацитет за възобновяема електроенергия [4]. По този начин ще достигне енергиен дял на възобновяемите енергийни източници 30% през 2022 г., спрямо 24% през 2016 г., когато слънчевата фотоволтаична и слънчева топлина ще се покачат по-бързо от всички други горива. Според Международната енергийна агенция (IEA) през следващото десетилетие възобновяемите енергийни източници ще представляват най-големите годишни добавки от всички други изкопаеми горива [4].

Въпреки това, периодичният характер на възобновяемите енергийни ресурси и колебанията на мощността през множество времеви хоризонти, увеличава сложността на планирането и работата на мрежата [5]. Което подкрепя необходимостта от усъвършенствани системи за съхранение на енергия

(ССЕ) технология с най-съвременен системен подход за утвърждаване на сектора на възобновяемата енергия от новата ера. Със ССЕ периодичният производствен профил на възобновяемите енергийни източници може да бъде съпоставен с желания профил на доставките [5]. ССЕ може да абсорбира енергията, когато производството надвишава натоварването и да подава обратно в мрежата по време на пиковите натоварвания.

ФИГУРА 1. Капацитет на възобновяемите енергийни източници, влизащи в новата ера [4].

В архитектурата на интелигентната мрежа, микромрежите са обещаващият компонент, който ще се експлоатира като контролирана клетка в мрежово свързан и островен режим [6], [7]. Съгласно гъвкавите характеристики на натоварване на интелигентната микромрежа, ССЕ трябва да бъде мащабируема, автономна и готова да си сътрудничи с други мрежи, за да поддържа ефективността, като осигурява ограничаване на колебанията в мощността и честотата за свързан към мрежата и островен режим на работа [8] , [9]. Както е показано на фиг. 2, интегрирането на ССЕ в мрежови и изолирани сценарии има своите уникални предимства, вариращи от подобряване на качеството на електроенергията до услуги извън мрежата, като стабилност на микромрежата и електрически превозни средства [10].

Цялата статия, както и още много други, можете да прочетете в новият брой 148 на сп. Българска наука.

Подаряваме ти първите 41 стр. от брой 148 тук>>

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!