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.
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.