Закон накопления энергии

Целых полчаса понадобилось электромеханикам Нового Орлеана, чтобы восстановить энергоснабжение стадиона "Mercedes-Benz Superdome". "Конец света" наступил в самом разгаре Супербоула между "Балтимором" и "Сан-Франциско" в феврале 2013. Но болельщикам повезло, матч продолжился, и "Балтимор" получил заслуженные лавры. А 2002 году в Тбилиси российским фанатам подфартило меньше: свет, который погас на стадионе "Локомотив" во время отборочного матча на Евро-2004, так и не удалось восстановить, игру перенесли.

ИБП на Белорусском вокзале. Фото:предоставлено пресс-службой "Лиотех"

… Разное время, разные страны, разный выход из ситуации. Объединяет одно: и там, и там на стадионе не было резервного источника бесперебойного питания (ИБП). Причем дизель-генератор в его качестве для стадиона не подходит из-за шума и вредных выхлопов. Остается один вариант - мощный аккумулятор (или несколько).

"Литий-ионные аккумуляторы бесшумны, а производимые на заводе ЛИОТЕХ литий-железо-фосфатные аккумуляторы безопасны, герметичны и экологичны. Поэтому логично использовать их в местах с повышенными требованиями к таким условиям: при проведении культурно-массовых мероприятий, в парках, заповедниках, при проведении ремонтных работ в жилых районах, для медицинских учреждений и нужд обороны", - подтвердила руководитель аналитического центра группы компаний "Лиотех" (портфельная компания "Роснано") Полина Мишустина.

В компании выделяют несколько основных сфер применения литий-ионных аккумуляторов в рамках городской среды. Это уже упомянутые источники бесперебойного питания, системы оперативного постоянного тока (СОПТ), зарядные станции для электромобилей и электробусов и использование в рамках реализации концепции "интернета энергии". Суммарная емкость аккумуляторов, которые компания поставила для этих сегментов, превышает 0,5 МВт*ч.

Многие уже посмеялись над широко растиражированным соцсетями снимком из далекой Австралии, где электромобиль в черте города заряжается от дизель-генератора. И как бы это ни было выгодно владельцу заправки, действие в высшей степени абсурдно. На станциях зарядки электротранспорта логично использовать именно аккумуляторные батареи, уверена Полина Мишустина: "Буферные литий-ионные накопители электроэнергии на зарядных станциях позволяют при небольшой потребляемой мощности организовывать посты экспресс-зарядки электромобилей, то есть выдачу большой мощности в течение нескольких минут. При этом накопитель позволяет использовать для питания электрозарядных станций возобновляемые источники энергии, что делает станции экологически чистыми и безопасными". И, к слову, таких зарядных станций для электротранспорта в России уже более 30 (Москва, Санкт-Петербург, Ярославль, о. Валаам, Сочи).

Что касается систем оперативного тока (СОПТ), то они предназначены для резервирования энергоснабжения и эксплуатации на распределительных и транзитных подстанциях, объектах генерации, обеспечения гарантированного энергоснабжения ответственных потребителей энергетики, и является неотъемлемой частью любого крупного проекта по энергоснабжению того или иного объекта.

И наконец, интернет энергии (Internet of Energy). Современная энергосистема тяготеет к децентрализации, то есть распределенной энергетике. Она может быть столь же эффективна, как и крупные электростанции, но при этом имеет ряд преимуществ. Например, она практически не воздействует негативно на окружающую среду, поскольку значительную долю новых локальных мощностей составляет микрогенерация на основе возобновляемых источников в комбинации с накопителями. А благодаря близости к потребителю ей присущи меньшие сетевые потери при передаче, способность крайне оперативно откликаться на запросы пользователей, допустим, наращивать мощность. В случае же падения спроса накопители энергии можно перемещать туда, где эта мощность будет востребована. При этом распределенная энергетика более доступна и надежна и позволяет быстро восстанавливать энергоснабжение после стихийных бедствий или, например, кибератак.

То есть сейчас формируется новая энергетическая инфраструктура, где магистральная сеть играет роль "трубопровода" для доставки энергии, произведенной на крупных электростанциях, а покрытие пиковых нагрузок, обеспечение надежности и резерва для потребителей будут обеспечивать локальные микросети. Примерно так же - на основе систем распределенного хранения и обработки данных - в свое время развивалась информационная инфраструктура, превратившаяся в итоге во Всемирную паутину.

В сознании большинства людей предназначение аккумуляторных батарей  - запустить двигатель внутреннего сгорания, или, что более актуально в последнее время, питать электродвигатель. Однако у АКБ не меньше и других возможностей. Например, литий-ионные аккумуляторы "Лиотех" подстраховывают основные источники питания в телерадиокомпании "Луч" города Тарко-Сале (ЯНАО) и операционно-кассовом зале Белорусского вокзала столицы. ИБП "Лиотех" способен поддерживать питание пассажирского объекта в автономном режиме в течение получаса. Причем, подчеркнули в компании, у системы предусмотрен режим добавления мощности сети: в случае превышения нагрузки ИБП начинает работать в параллельном режиме с основной сетью. В ближайших планах "Лиотеха" - сотрудничество со "Сбербанком" в поставках батарей для data-центров и других объектов финансового учреждения.

Мобильный накопитель электроэнергии. Фото: предоставлено пресс-службой "Лиотех"

В принципе, сфера применения ЛИА вне транспорта безгранична. "Небольшие мобильные накопители могут применяться при проведении ремонтных работ в зданиях и подземных сооружениях. Герметичность и отсутствие необходимости обслуживать литий-ионные аккумуляторы позволяет расширить сферу их применения. Например, оснастить ими лифтовые шахты, чтобы в случае отключения питания пассажиры могли доехать до ближайшего этажа и безопасно выйти из кабины", - пояснила Полина Мишустина.

От тех, кто постоянно имеет дело с компьютерами, добавим: были бы рады наличию аккумуляторов в офисах, которые при аварии в основных электросетях давали бы 2-3 минуты автономной работы, чтобы сохранить открытые документы. Да и дома не помешало бы такой ИБП иметь.

Но если на бытовом уровне перебои с электроэнергией грозят лишь мелкими неприятностями в виде исчезнувшего файла или потекшего холодильника, то в промышленном масштабе последствия могут быть куда серьезнее. И поэтому задуматься о резервном ИБП необходимо многим предприятиям и организациям.

Кстати

По мнению экспертов Wood Mackenzie, домашние солнечные электростанции, оснащенные накопителями энергии, достигнут "сетевого паритета" в Европе в 2021 году. То есть гражданам будет дешевле вырабатывать собственную электроэнергию, чем покупать ее у сбытовых компаний. Стремительное снижение стоимости систем хранения и все более высокие счета за электроэнергию способствуют наступлению этого переломного момента.

Тем не менее первоначальные затраты на системы "солнце плюс накопитель" все еще высоки. Поэтому для того, чтобы накопители энергии стали массовыми, необходимы инновационные бизнес-модели. В то же время рост цен на электроэнергию, наряду с желанием потребителей жить в более экологически устойчивом домохозяйстве способствует развитию этого рынка.