Авторизация
Наша группа Вконтакте
Наши партнеры
КРЫМ. СТРОЙИНДУСТРИЯ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ВЕСНА — 2016
18 авг 15:11Технологии

Применение ионисторов в установках на основе ВИЭ

Накопители энергии становятся важным средством оптимизации режимов работы систем на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), поддержки малой распределенной энергетики. Накопители играют важную роль в повышении качества электроэнергии у потребителей, стабилизируя напряжение и выравнивая графики нагрузок (особенно при наличии нагрузок резкопеременного, импульсного характера). Чрезвычайно актуально использование накопителей для выравнивания графиков подачи мощности в энергосистемах на основе ВИЭ.

Наиболее распространенными и динамично развивающимися в настоящее время системами ВИЭ являются солнечные фотоэлектрические станции (ФЭС) и ветроэнергетические установки (ВЭУ). Для энергетических объектов с установленной мощностью десятки кВт, основным генерирующим источником которых является ФЭС и ВЭУ, необходимы внушительные накопители энергии. При этом стоимость накопителей энергии (аккумуляторных батарей) в автономных системах электроснабжения на основе ВИЭ может составлять около половины стоимости всего оборудования, а срок их службы напрямую зависит от количества и характера циклов «заряд – разряд» в процессе эксплуатации.

Среди накопителей энергии, предлагающихся для использования в отрасли возобновляемой энергетики, особый интерес представляют конденсаторные (емкостные) накопители в виде суперконденсаторов.

Суперконденсатор (ионистор) – это сверхвысокоемкий конденсатор с двойным электрическим слоем на границе раздела электродов и электролита. Накопление электроэнергии в ионисторе, как и в обычном конденсаторе, происходит посредством приложения постоянного напряжения к его выводам. Энергия в виде статического электрического заряда накапливается между двумя обкладками. Ионисторы отличаются от обычных конденсаторов тем, что имеют большую емкость, исчисляемую в фарадах.

Отличительными особенностями ионисторов являются способность быстро заряжаться неограниченное количество раз; способность разряжаться за время от нескольких миллисекунд до нескольких минут, отдавая высокие мощности в нагрузку. В сущности, суперконденсаторы (СК) – это сверхмощные накопители энергии, занимающие по своим характеристикам промежуточное положение между оксидно-электролитическими конденсаторами и аккумуляторными батареями (АКБ).

Напряжение одного ионистора составляет 1,8...3 В, номинальная емкость до 5000 Ф, вес до 1 кг. Удельная мощность, запасаемая ионисторами может достигать 20 кВт/кг. Рабочие токи ионисторов до 1000 А.

Ионисторы могут широко применяться в качестве кратковременных презаряжаемых источников тока с очень большим количеством циклов в режиме «заряд-разряд». Таким образом, использование ионисторов наиболее эффективно тогда, когда требуется отдача большой мощности и особенно накопление энергии на относительно коротких промежутках времени (до 10 с). Схема включения ионистора между источником питания и резервируемой нагрузкой представлена ниже.

Применение ионисторов в установках на основе ВИЭ

Диод VD1 предотвращает разряд ионистора С1 при Uпит = 0. Резистор R1 ограничивает зарядный ток ионистора, защищая источник питания от перегрузки при включении. Учитывая особенности ионисторов, упомянутые выше, целесообразно их использование в гибридных схемах с аккумуляторами (гибридных накопителях). В этом случае ионистор реагирует на короткие пики генерации или потребления электроэнергии, увеличивая ресурс (срок службы) аккумуляторных батарей и снижая время отклика всей схемы на внешние воздействия.

Конденсаторные накопители могут также применяться в системах обеспечения качественного и бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей или в качестве буферного накопителя энергии в системах на основе ВИЭ. Например: батарея солнечных модулей/ветряной генератор – ионистор – потребитель. Здесь модули ионисторов используются для накопления энергии в момент максимальной генерации от источников и сглаживания пиковых нагрузок. Просматривается ниша применения таких накопителей в гибридных ветродизельных установках для сглаживания быстрых колебаний мощности. Также эффективным будет применение ионисторов в автономных фотоэлектрических водоподъемных установках, где запуск двигателя насоса сопровождается кратковременным броском пускового тока.

Козюков Д.А. Применение ионисторов в установках на основе возобновляемых источников энергии /
Актуальные проблемы технических наук: сборник статей Международной научно-практической конференции
(10 июня 2015 г., г. Уфа). – Уфа: АЭТЕРНА, 2015. – С. 84-86.
Рейтинг:
5
  1. Козюков Дмитрий
    19 сентября 2015 21:05
    При цитировании данной статьи прошу указывать ссылку в полной форме: Козюков Д.А. Применение ионисторов в установках на основе возобновляемых источников энергии / Актуальные проблемы технических наук: сборник статей Международной научно-практической конференции (10 июня 2015 г., г. Уфа). – Уфа: АЭТЕРНА, 2015. – С. 84-86.

Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Вопрос:
От чего дают энергию солнечные батареи?
Ответ:*
Важно ваше мнение
Какая на Ваш взгляд самая перспективная технология в энергетике?