Маховик как хранилище избыточной энергии

Компания Beacon Power, которая ровно два года назад разработала уникальное в своем роде хранилище энергии, построенное из нескольких блоков с маховиками, на днях получила заем от Департамента Энергетики США на создание 20-ти мегаваттного буфера, поддерживающего напряжение в сети.

Одной из основных проблем повсеместного внедрения возобновимых источников энергии нерегулярность выходной мощности последних. Более того, потребляемая мощность сети также вещь очень непостоянная и не всегда может быть спрогнозирована с достаточной точностью. Поэтому для обеспечения стабильных параметров электрического напряжения и частоты в сети необходимо применять промежуточные хранилища энергии. Делается это самыми различными способами, самый очевидный из них, и при этом самый дорогой и недолговечный – это использование аккумуляторных батарей работающих на химических принципах.

Сегодня для поддержки необходимой мощности сети используются электростанции работающие на природном газе, так как позволяют с достаточной оперативностью реагировать на потребности электросети.

Компания Beacon Power предлагает хранить энергию в виде кинетической энергии массивных маховиков вращающихся с высокой скоростью. Массивные маховики из углеволокна диаметром в 1 метр вращаются со скоростью 16000 оборотов в минуту – скорость у поверхности диска около 2 Махов. Чтобы поддерживать такую скорость маховик должен вращаться в разреженной среде с минимальным трением, которое обеспечивается системой электромагнитов, поддерживающих маховик в парящем состоянии. Каждое устройство, разработанное компанией, весит около 3.6 тонн и способно выдавать 100КВт мощности в течение 15 минут. Комбинирование десяти подобных устройств в одно хранилище позволяет создать мегаваттный запас электроэнергии на 15 минут или 25 КВт-часов, что соответствует среднему потреблению одного дома за сутки.

15 минут не выглядят очень впечатляюще, но эти устройства позволят сгладить кратковременные флуктуации потребности в электроэнергии. Это во первых приведет к более быстрой реакции системы на возросшую потребность, а во вторых позволит экономить электроэнергию, которая обычно производится с превышением потребности, дабы избежать снижение частоты в сети. В моменты перегрузки система маховиков быстро отдает сохраненную энергию, а при перепроизводстве энергии превращает ее в кинетическую. По сути такая система представляет собой механический конденсатор огромной емкости.

Кредит от Департамента Энергетики США покроет 62.5% суммы необходимой для строительства 20-мегаваттного хранилища в Стефентауне, штат Нью-Йорк. Уникальный в мировой практике проект, единственный использующий маховики для хранения энергии в таком масштабе должен покрыть 10% потребности Нью-Йорка в стабилизации потока энергии в обычный день.

Beacon Power получила преимущественное финансирования благодаря тому, что ее технологии открывают дорогу для более широкого использования нерегулярных источников возобновимой энергии таких как солнце и ветер. В отличие от химически аккумулторов энергии, маховики Beacon Power очень долговечны и надежны, они расчитаны на 20 лет непрерывной службы и сотни тысяч циклов заряда-разряда. Более того, эти меанические аккумуляторы энергии не содержат вредных или опасных для экологии веществ.