Преобразование электроэнергии в энергию вращения

Одним из простейших способов аккумулирования энергии (по крайней мере, концептуально) является применение маховиковых накопителей: электрическая энергия преобразуется в кинетическую посредством вращения маховика, разгоняемого электродвигателем. Кинетическая энергия отбирается по мере необходимости при подсоединении маховика к генератору.

Впрочем, в действительности все намного сложнее: маховик должен вращаться очень быстро, чтобы удерживаться в элементах крепления. Системы аккумулирования на основе маховиковых накопителей позиционируются на рынке как источники бесперебойного питания, способные выдать достаточную мощность в течение нескольких секунд или минут, но они непригодны для длительного хранения энергии.

Значимым преимуществом маховиков можно назвать их способность быстро поглощать энергию и так же быстро ее отдавать. Это именно то, что требуется для регулирования частоты электрической сети, которую надо поддерживать на уровне 50 или 60 Гц (в зависимости от страны), но которая уменьшается каждый раз, когда кратковременное повышение нагрузки вызывает замедление вращения турбин. С учетом данного фактора компания Beacon Power из штата Массачусетс в течение прошедшего десятилетия разрабатывала высокотехнологичный маховиковый накопитель, оптимизированный для целей регулирования частоты сети. Накопитель рассчитан на эксплуатацию в течение 20 лет, не требуя при этом технического обслуживания. Он способен хранить энергию с эффективностью 85%, ускоряться или замедляться миллионы раз в течение срока службы, что делает его более долговечным по сравнению с аккумуляторными батареями.

Основной задачей сегодня становится уменьшение стоимости проекта.

Интеграция с интеллектуальной сетью

Существует немалое количество еще более высокотехнологичных решений, применимых в целях крупномасштабного аккумулирования энергии при условии, что исследователи сумеют со временем уменьшить стоимость этих технологий до конкурентоспособного уровня. В качестве примера можно привести суперконденсаторы, способные накапливать мощный электрический заряд на электродах, расстояние между которыми составляет несколько атомных слоев, и сверхпроводниковые накопители, запасающие огромное количество энергии в магнитном поле.

Но едва ли не самый экономически эффективный способ крупномасштабного аккумулирования энергии — сокращение данной потребности как таковой. Вместо регулирования генерируемой мощности в зависимости от непредсказуемо меняющегося потребления станет возможным регулирование потребления устройствами самой интеллектуальной сети.

Заключение

В инновационных системах технологии аккумулирования энергии и технологии интеллектуальных сетей применяются совместно, что позволяет эффективнее выравнивать пики и провалы нагрузки, чем при отдельном использовании таких решений. Полностью устранить колебания невозможно, но благодаря аккумулированию они станут намного более плавными.