Новости

Технологии бесперебойных систем электроснабжения на базе газотурбинных электрогенераторов и газопоршневых двигателей с системами хранения и накопления энергии для обеспечения бесперебойного питания критически важных объектов: энергосистемы крупных предприятий с резко переменной нагрузкой, изолированные системы Microgrid с собственной топливной генерацией, объекты на основе возобновляемых источников энергии ВЭС СЭС ГЭС, автономные объекты генерации, нефтегазовый и предприятия промышленного сектора, территориально-распределительные центры обработки данных.

В России, где более 50% территории не подключено к централизованному энергоснабжению, как никогда актуально применение автономных энергосистем, в том числе с использованием природного или попутного газа в качестве источника топлива. По данным, население изолированных территорий регионов РФ составляет более 330 тыс. человек, а общая установленная мощность дизельных электростанций в стране превышает 1 ГВт. Средняя себестоимость выработки электроэнергии на изолированных территориях превышает 30 руб. за 1 кВт·ч, а максимальная стоимость 1 кВт·ч достигает 2500 руб. Для того, чтобы поддержать низкие тарифы в этих регионах, со стороны государства ежегодно выделяется до 20 млрд руб. Основным топливом на этих территориях является привозной дизель, стоимость которого из-за неудобной логистики может превышать 150 тыс. руб. за тонну. В настоящий момент с целью снижения расходов на энергоснабжение изолированных территорий ведутся работы по частичной замене дизельного топлива на другие источники энергии, это в первую очередь газ. Однако при этом надо учитывать неравномерность производства электроэнергии и то, что спрос на электроэнергию не всегда совпадает с её выработкой электростанциями. Наиболее эффективным решением проблемы несовпадения графиков производства и потребления электроэнергии является применение накопителей энергии. Наибольшее количество дизельных электростанций и наибольший объём установленной мощности приходится на четыре региона: Республика Саха (Якутия), Красноярский край, Камчатка и Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО). Следует отметить, что в Республике Саха зафиксирована самая высокая средняя стоимость электрической энергии на изолированных территориях — 43 руб. за 1 кВт·ч. Использование в локальных энергосистемах комбинации автономных источников энергии включая газовую энергетику и запуск газопоршневых и газотурбинных электростанций, и систем накопления энергии (СНЭ) может способствовать повышению надёжности энергоснабжения, значительному снижению затрат и уменьшению выбросов парниковых газов.

Если более 90% мощности накопителей энергии в мире приходится на ГАЭС (гидроаккумулирующие электростанции), то самыми популярными вариантами хранения электроэнергии по числу имеющихся в мире являются системы накопления энергии, работающие с применением литий-ионных аккумуляторных батарей. В 2022 году, по данным НИУ «МЭИ», в мире насчитывалось более 28 ГВт литий-ионных накопителей. Литий-ионные накопители представляют из себя химические источники постоянного тока, способные накапливать и отдавать электрический заряд. Основными характеристиками батарей при применении в энергосистемах являются их мощность и ёмкость. Такие системы могут использоваться для выравнивания неравномерности нагрузки в сети (в этом случае они заряжаются в период низкого спроса и выдают электроэнергию в период высокого спроса), работая совместно с газовой энергетикой батареи могут обеспечивать накопление энергии для её потребления в нерабочие для генерации часы. Также за счёт отсутствия у литиевых накопителей инерционности (они могут мгновенно как выдать, так и поглотить электроэнергию) они используются для поддержания частоты и напряжения в локальных энергосетях. В качестве примера применения систем накопления энергии (СНЭ) на базе литий-ионных батарей можно привести программу ПАО «Россети» по внедрению накопителей энергии на подстанциях. На подстанциях компании установлены десятки накопителей, с 2022 года действует внутренний стандарт СТО 34.01–3.2–018–2022 «Системы накопления электрической энергии. Типовые технические требования». Ещё одним примером использования накопителей в локальной энергосистеме в комбинации с ВИЭ может служить Бурзянская СЭС мощностью 10 МВт, которая оборудована литий-ионной СНЭ ёмкостью 8 МВт·ч. В связи с тем, что энергоснабжение Бурзянского района осуществляется по одноцепной линии с тупиковой подстанцией, локальная система в случае отключения от сети способна в автономном режиме обеспечивать нормальное энергоснабжение объектов и поселений. Литий-ионные накопители также выполняют опорно-балансирующую функцию для других, более инертных СНЭ (например, водородных), на прогрев которых требуется некоторое время.