Кинетические накопители энергии на транспорте

Рынок городской рекуперации следующий. Всего в стране городов с троллейбусным движением – 86. Также имеются 80 троллейбусных систем в городах стран СНГ. При условии размещения в каждом таком городе порядка 50 накопителей для обеспечения использования рекуперированной энергии на разгон троллейбусов, объем экономии энергии только по России составит не менее 400 млн. кВт*часов в год или в денежном выражении порядка 1 млрд. руб.Наличие накопителей кинетической энергии позволяет: поддерживать баланс мощности в сети стабилизировать напряжение в контактной сети повторно использовать электроэнергию на полезную работу повысить ресурс электрооборудования подстанций и подвижного состава снизить затраты на модернизацию действующих и строительство новых подстанций использовать имеющийся персонал для обслуживания без переучивания.Положительные и отрицательные стороны использования кинетических накопителей энергииГлавноепреимущество кинетического накопителя энергии состоит в легкости техобслуживания, высокой экологичности и жизнеспособности (около десяти лет), и огромной удельной мощности из всех типов аккумуляторов энергии. Выгоды от использования кинетических накопителей энергии в транспорте заключаются в применении стационарных маховичных накопителей, что позволит обеспечить: существенную экономию потребления энергии, затрачиваемой на разгон троллейбуса/трамвая, за счет рекуперации;существенное снижение бюджетных затрат на содержание предприятия городского транспорта;более плавное, без рывков, движение вагонов при разгоне и торможении;стабилизацию напряжения в контактной сети;увеличение ресурса оборудования тяговых подстанций;снижение затрат на модернизацию действующих и строительство новых подстанций;создание новых рабочих мест;снижение тепловой нагрузки на окружающую среду.Применение кинетических накопителей энергии также положительно скажется на качестве работы городской энергосистемы в целом.В начале своего появления данное устройство не было конкурентно способно с электрохимическими аккумуляторами. За прошедшее время появились сверхпрочные и легкие материалы, повысились характеристики постоянных магнитов, магнитных подшипников, электроники. Благодаря таким материалам современные кинетические накопители наделены большой энергоёмкостью и способностью моментально передавать запас энергии. А также у накопителя отсутствует влияние циклов заряда – разряда на срок эксплуатации и протяжённый эксплуатационный срок махового колеса [8].На рисунке 10 представлена сравнительная характеристика КПД некоторых типов накопителей.Рисунок 10 – Сравнительная характеристика КПД некоторых типов накопителейВ таблице 4 приведены значения удельного энергосодержания некоторых современных накопителей энергии [8].Таблица 4 – Удельное энергосодержание накопителей энергииНакопитель энергииУдельная энергосодержание, Вт*час/кгЭлектрические конденсаторыДо 5Кислотно-свинцовые аккумуляторы40Никелевые металл-гидридные аккумуляторы80Продолжение таблицы 4Жидкий азот100-200Литые стальные маховикиДо 15Супермаховики из углепластиков, стальных лент100-200При всех преимуществах данного вида накопителя есть значительный минус – цена. На сегодня кинетический накопитель энергии моховидного типа является очень дорогим удовольствием, тем более с использование магнитных подшипников. Но эта цена окупается на середине сроке службы (около 10 лет), при этом затраты на ремонтные работы минимальны. Также можно выделить ещё один недостаток. Мощность накопителя зависит от размеров и массы маховика. Пока невозможно чтоб один накопитель выработал больше 1 МВт. Однако в 2012 году F. Wie и коллеги Университета Цинхуа, в Китае, вырастили углеродную нано трубку, которая позволяет хранить механическую энергию с плотностью выше, чем 1125 Вт/кг и плотностью энергии 144 МВт/кг. Следовательно, дальнейшее развитие углеродных нанотрубок поможет увеличить мощность установки при том же весе [9].ЗаключениеВ заключении можно подвести итог. Кинетические накопители энергии на базе маховикового вида с применением магнитных осей значится одним их главных альтернатив аккумуляторным источникам бесперебойного питания. В дальнейшем кинетический накопитель будет очень активноиспользован с системами, которые работают от возобновляемых источников энергии, потому как они крайнеудачно сказываются на качестве электрической энергии, вырабатываемой от источников ветра и солнца.Таким образом, в работы были изучены основные сферыиспользованиякинетических накопителей энергии, примерно указаны их технологические характеристики и параметры, габариты и основные элементы накопителей. Однако указанные области применения не единственные области энергетики, где вероятноиспользование кинетических накопителей, также нужно отметить такие возможные места применения: общая работа с возобновляемыми источниками энергии;кратковременный источник энергии в статических источниках бесперебойного питания;применение в сетях с «запертой» мощностью.Кроме того, в ходе работы установлено на примерах, что кинетические накопители энергии успешно могут применяться на городском транспорте.Список литературы[Электронный ресурс] http://www.calnetix.com/[Электронный ресурс] http://www.enercon.de/en/home/[Электронный ресурс] http://www.piller.com/en-GB/205/energy-storage[Электронный ресурс]http://www.worldfutureenergysummit.com/ [Электронный ресурс]http://www.atz-gmbh.com/Products/HTS_bearing/Flywheel/body_flywheel.html[Электронный ресурс] http://rhsc.ru/[Электронный ресурс] http://beaconpower.com/[Электронный ресурс] http://eef.misis.ru/sites/default/files/lectures/1-3-6.pdf[Электронный ресурс] http://www.portalchina.ru/universities/tsinghua.html