RK-Battery — ИНЕРЦИОННЫЕ НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ

Вопрос обеспечения баланса мощностей и устойчивости электроэнергетических систем всегда был и остается чрезвычайно важным. В настоящее время особое внимание к нему обращено в Европе, где доля альтернативных источников энергии достигла серьезного значения. Резкие изменения графиков генерации мощности, характерные для данного региона, требуют присутствия в энергосистеме быстродействующих устройств, способных покрыть временно появляющийся дефицит. И для этого могут использоваться не только батареи, классические или нетрадиционные.

 

В году 2007-м мне довелось посетить  завод «Уралэлектротяжмаш» (Корпорация «Энергомаш»), чтобы представить результаты своей научной работы по инновационным генераторным установкам специалистам легендарного предприятия. После доклада разговор как-то зашёл о планах на будущее. Тогда о «кризисах» никто не думал, и с огнём оптимизма в глазах мне поведали о намерениях начать производство инерционных (вращающихся, кинетических) накопителей энергии на магнитных подвесах. Дошло ли дело до воплощения этих планов, я не узнавал. Зато доподлинно известно, что такими установками активно занимаются немцы.

 

Закон об альтернативной энергетике (Erneuerbare Energie Gesetz), введенный в Германии с целью сокращения доли тепловых и атомных электростанций, привёл к появлению большого количества альтернативных источников. В связи с этим возник острый вопрос: «Как обеспечить устойчивость энергосистемы в таких условиях?» Одним из ответов на этот вопрос и стало внедрение вращающихся устройств, запасающих энергию в кинетическом виде.

 

По расчетам экспертов, потребность в дополнительных накопительных установках составляет порядка 250-300ГВт*ч при предположении, что доля возобновляемых источников энергии составляет 25-30% от общей генерации энергосистемы. Сегодня в Германии запасено всего около 50ГВт*ч, в основном в гидростанциях, включая гидроаккумулирующие. Одной из главных проблем в этом плане является то, что такие станции предназначены для компенсации нормальных суточных колебаний нагрузки. Поэтому предпочтительнее запасать энергию не в потенциальной, а кинетической форме, используя инерционные вращающиеся системы.

 

Для решения данной проблемы в июле 2012 года в Гамбурге группой известных немецких предпринимателей и инвесторов, имеющих серьезный опыт в области машиностроения и высоких технологий, было основано предприятие ROTOKINETIK. Цель – производство и развитие специфических батарей ёмкостью от 1МВт*ч, выполненных на базе маховика. Первый прототип такого кинетического накопителя энергии, называемого RK-Battery, готовится к изготовлению в 2014 году и к серийному выпуску с 2015 года. Единичная ёмкость такого устройства будет составлять 0,5 и, позднее, 0,75МВт*ч. А в 2016-2017 году планируется представить Рынку накопители номиналом 1МВт*ч. А в более отдаленном будущем компания ROTOKINETIK планирует выйти на производство установок ёмкостью 5МВт*ч.

 

Для получения высокопроизводительных вращающихся накопителей энергии предполагается преодолеть существующие технические ограничения традиционных агрегатов за счет применения материалов новейшего поколения и наилучших производственных процессов. С самого начала проекта особое внимание будет уделено минимизации затрат, чтобы не превысить относительную стоимость (Евро/ кВт*ч) современных статических батарей. Добиться этого планируют за счет достижения лучших значений удельной мощности (МВт/тонна) и времени пуска/остановки по сравнению с классическими маховичными установками. В целом, команда ROTOKINETIK стремится оптимизировать показатели, характеризующие соотношение «цена-эффективность», с ориентацией RK-батарей на компенсацию нормальных суточных колебаний энергопотребления.

 

В настоящее время компания ROTOKINETIK продолжает активные маркетинговые исследования. В частности, директор по глобальным продажам, со-основатель и акционер этого предприятия опубликовал в сети Linkedin запрос «Нужна помощь: «Письмо о заинтересованности» от потенциальных покупателей». В этом обращении к профессиональной аудитории Автор информирует о том, что для завершения первой стадии получения финансирования от администрации Гамбурга требуется предоставить несколько писем от потенциальных покупателей о заинтересованности в инерционных накопителях RK-Battery.

 

В качестве основных показателей таких агрегатов приводятся:

— время выхода на рабочий режим или остановки – от 5 до 30 минут (в зависимости от мощности);

— до миллиона циклов с полной нагрузкой и глубиной разряда 0% (полный разряд);

— саморазряд – менее 2%/час (со временем <0,5%/час – при магнитных подшипниках);

-низкие затрат на техобслуживание;

— ожидаемый срок эксплуатации – более30 лет.

 

Предлагаемая на первом этапе продуктовая линейка:

Ёмкость, МВт*ч

Мощность, МВт

Цена,

млн. €

Удельная цена по ёмкости, €/кВт*ч

Удельная цена по мощности, €/кВт

Режим

1

2

1,2

1200

600

асинхронный

1

6

1,8

1800

300

асинхронный генератор с двойным питанием

1

12

2,4

2400

200

синхр./асинхр.

 

Представители ROTOKINETIK вынуждены обратиться к международному сообществу потенциальных потребителей, поскольку в Центральной Европе нет достаточных сведений о спросе на кинетические накопители энергии.

 

RK-батареи существенно отличаются от традиционных маховичных агрегатов, обычно оптимизированных под чрезвычайно быстрые приём и отдачу относительно небольшого количества энергии. Устройства, предлагаемые компанией ROTOKINETIK, способны накапливать до 1МВт*ч и рассчитаны на время заряда/разряда от 6 минут до получаса.

 

Инерционные накопители энергии Rotokinetik (RK-Battery).

 

В отличие от гидроаккумулирующих электростанций, устройства RK-Batteries компактны (см. рисунок) и могут устанавливаться прямо на предприятиях, будь то потребитель или производитель энергии. Это позволит более эффективно использовать существующие линии электропередач и существенно снизить пики нагрузок всей электрической сети. С учетом этих возможностей имеющиеся сегодня дорогостоящие планы по расширению европейских сетей могут быть пересмотрены и приведены к более дешёвому виду. Таким образом, широкомасштабное внедрение кинетических накопителей несёт в себе огромный не только технический, но и экономический потенциал.

 

>>> В раздел «ЭнергоАльт»