Исследователи Сколтеха, Университета Сириус и Чжэцзянского университета представили новый подход к анализу и оптимизации работы ванадиевых проточных аккумуляторов в условиях реальной эксплуатации. Разработанная ими модель позволяет точно прогнозировать эффективность и энергоемкость таких систем в широком диапазоне температур, что особенно важно для климатических условий России.
Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе Сколтеха.Ванадиевые проточные аккумуляторы сегодня рассматриваются как одно из наиболее перспективных решений для крупномасштабного хранения энергии. Их ценят за долгий срок службы, возможность без последствий полностью разряжаться и масштабируемость под нужды энергосетей. Ключевым параметром подобного накопителя остается энергоэффективность — соотношение энергии, которую батарея отдает при разряде, к той, что потребляет при зарядке. Чем выше этот показатель, тем надежнее и экономичнее система, особенно когда речь идет о больших установках, работающих на поддержку энергосетей и регулирование нагрузки.
На работу таких аккумуляторов сильнее всего влияют тепловые процессы. Во время заряда и разряда система выделяет значительное количество тепла, изменяются температура, свойства электролита и гидравлическое сопротивление. Крупные промышленные накопители чаще всего устанавливаются на открытом воздухе, поэтому подвержены сезонным перепадам температуры, которые напрямую влияют на их стабильность.
В ходе новой работы исследователи впервые вывели аналитическую формулу для расчета равновесной температуры аккумулятора при долгой работе. Это выражение позволяет быстро определить тепловое состояние системы и минимизировать риск перегрева без сложных вычислений.
"Формулу проверили на экспериментальной установке мощностью 5 кВт, и ошибки оказались минимальными: отклонение напряжения — менее 2 процентов, температуры — менее 3 процентов", — сообщил младший научный сотрудник Центра энергетических технологий Сколтеха Станислав Богданов.
В холодных условиях система способна выдавать высокую мощность благодаря естественному охлаждению, но при этом возрастает энергопотребление на прокачку более вязкого электролита. При комнатной температуре достигаются наилучшие показатели емкости и эффективности, однако мощность приходится ограничивать, чтобы избежать перегрева.
Как отметил старший научный сотрудник Сколтеха и руководитель проекта Михаил Пугач, разработанный метод помогает принимать обоснованные технические решения. Для аварийного запуска энергосистемы приоритетом станет максимальная мощность, а в задачах повседневного сглаживания пиков — максимальная эффективность.
Исследование дает практические рекомендации по выбору оптимальных режимов работы промышленных ванадиевых накопителей и делает их применение в энергосетях более надежным и экономически целесообразным.
Свежие комментарии