Тепловое аккумулиров ание энергии

Цель аккумулирования энергии

Любая система снабжения энергией состоит из источника первичной энергии, подсистемы преобразования энергии и потребителей преобразованной энергии. В системе могут воз­никнуть несоответствия — как во времени, так и в простран­стве— между подачей энергии и потребностями. Преодоление этих несоответствий является основной целью аккумулирова­ния энергии [1.1—1.32]. Круг задач, связанных с достиже­нием этой цели, в последнее время стал предметом обсуж­дения специальных научных симпозиумов [1.1—1.16, 1.30, 1.32].

Если такие несоответствия вызываются изменениями (бо­лее или менее резкими) в потреблении энергии, то это задача снятия пиковой нагрузки, которая может быть решена, по крайней мере частично, с помощью аккумулирования энер­гии. Установка для аккумулирования энергии может ока­заться дешевле пиковой энергетической установки. Кроме того, при ее применении могут быть снижены затраты на топ­ливо (несмотря на некоторые потери в аккумуляторе), так как для зарядки аккумулятора может быть использован избы­ток энергии от установок базисной нагрузки с низкой стои­мостью топлива.

Если несоответствия между подачей и потребностями в энергии обусловлены видом источника первичной энергии и установки для преобразования энергии, то задача аккумули­рующей установки состоит в выравнивании выработки энер­гии путем срезания пиков и заполнения провалов выработки. Известно, что мощность некоторых первичных источников энергии подвержена периодическим (солнечные энергетиче­ские установки и гидроаккумулирующие электростанции) или случайным (ветро-, гидро - и солнечные энергетические уста­новки) изменениям.

К другим задачам аккумулирования энергии относятся:

— обеспечение резерва в случае внезапного прекращения работы установок, особенно на период запуска резервных установок;

— регулирование или буферное аккумулирование при вы­соких амплитудах изменения нагрузки, что позволяет покры-

п В

Рис. 1.1. Системы энергоснабжения с преобразованием энергии.

А — система теплоснабжения; В — система электроснабжения.

/ — первичный источник энергии; 2 — подсистема преобразования энергии; 3 — под* система передачи преобразованной энергии; 4 — распределительная сеть; 5 — по­требитель преобразованной энергии.

а — центральный аккумулятор; b — аккумулятор в энергосистеме; с — аккумулятор перед распределительной сетью; d — аккумулятор после счетчика.

вать нагрузку при небольших градиентах изменения мощности первичного источника энергии;

— аккумулирование энергии вблизи мест ее потребления с тем, чтобы уменьшить пики нагрузки и стоимость системы энергоснабжения не только в части преобразования энергии, но также в распределительной сети.

На рис. 1.1 показаны типичные элементы систем энерго­снабжения с преобразованием энергии. В системе теплоснаб­жения (Л) энергия аккумулируется в виде тепла; аккумуля­тор тепла может быть расположен непосредственно у тепло­производящей установки, в конце протяженного теплопровода (перед подсистемой распределения) или у потребителя тепла. Теплопроводы сами по себе являются теплоаккумулирующей системой значительной емкости. В системе электроснабжения (В) аккумулирование энергии может быть осуществлено в пределах электростанции (централизованное аккумулирова­ние); аккумулятор может быть также присоединен в каком-то месте к энергосистеме или даже может находиться у потре-
бителя (после счетчика). Электрическая часть системы прак­тически не обладает аккумулирующей емкостью.

Централизованное аккумулирование в системе электро­снабжения может быть тепловым или механическим; децен­трализованное аккумулирование может быть как тепловым, осуществляемым закачкой теплоносителя, так и пневматиче­ским или гидравлическим; кроме того, оно может осущест­вляться непосредственным аккумулированием электрической энергии с помощью электрохимических и электромагнитных аккумуляторов или электрических конденсаторов. Аккумули­рование энергии у потребителя может быть тепловым, элек­трохимическим или механическим.