НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ Сухоцкий Альберт Борисович

1. Цели и задачи аккумулирования энергии. 2. Типы аккумуляторов и области их применения. 3. Энергетический баланс аккумулятора. 4. Механическое аккумулирование.

Задачи аккумулирования энергии приведение в соответствие выработки энергии и потребности в ней во времени, обеспечение плавного запуска энергетической установки, обеспечение резерва в случае внезапного прекращения работы энергетической установки.

КПД аккумулятора = = КПД зарядки * КПД хранения * КПД разрядки Аккумулятор состоит из резервуара для хранения, аккумулирующей среды (рабочего тела), устройств для зарядки и разрядки, вспомогательного оборудования.

Аккумуляторы по виду аккумулирующей энергии могут быть: тепловые; механические (гидравлический, пневматический, инерционный, упругий). электрические (электростатические и индуктивные); электрохимические (например, свинцово- кислотные батареи); термохимические (например, водородный);

Энергетический баланс аккумулятора

Аккумулирование энергии может осуществляться в результате изменения а) удельной внутренней энергии; г) удельной кинетической энергии; д) массы системы. в) удельной потенциальной энергией положения, б) удельной потенциальной энергии давления;

Механическое аккумулирование энергии 1. Гидравлический аккумулятор. Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) состоит из двух емкостей расположенных на разных геометрических высотах и соединенных трубопроводом. Гидроаккумулирующие электростанции разделяют на ГАЭС: чистого аккумулирования, смешанного типа (ГЭС-ГАЭС).

а – ГАЭС, б – ГЭС-ГАЭС

Энергия аккумулирования КПД аккумулирования

Мощность выдаваемая ГАЭС

Принципиальные схемы гидросилового оборудования По количеству машин ГАЭС разделяют: четырехмашинная схема насос, гидротурбина, генератор, электродвигатель

трехмашинная схема насос (центробежный), гидротурбина (ковшовая или радиально- осевая), обратимая электрическая машина

двухмашинная схема обратимая гидромашина (поворотно-лопастна, радиально- осевая, диагональная), обратимая электрическая машина

Продолжительность цикла аккумулирования ГАЭС: суточное регулирование (разрядка 4-5 часа, зарядка 6-8 часов). недельное регулирование, сезонное регулирование,

Компоновка ГАЭС с подземным бассейном Достоинства: 1. Позволяют достигать высоких напоров м. 2. Снижают размеры отчуждения земель. T – срок службы.

2. Требует строительства подземных зданий ГАЭС. Недостатки: 1. Требует наличие прочных подземных пород (Балтийский щит южнее г. Минска).

Кинетическая энергия вращающегося тела равна Маховики инерционных аккумуляторов могут быть двух типов: в виде диска в виде обруча Инерционный аккумулятор

Максимальная скорость вращения маховика ограничена разрывающими центробежными силами Тогда максимальная плотность энергии, запасаемая однородным диском Удельная массовая плотность энергии стального диска – около 0,03 МДж/кг, стеклокомпозитных материалов – около 0,5 МДж/кг.

Преимущество инерционных аккумуляторов: Недостатки: простота изготовления, требуют значительно меньший срок подзарядки, чем другие аккумуляторы, экологически безопасные. значительная стоимость из-за жестких требований к изготовлению, представляют значительную физическую опасность.

3. Пневматический аккумулятор Аккумуляторы со сжатым газом нашли широкое применение в газотурбинных установках и на выходе компрессионных установок. Запасенную энергию при сжатии идеального газа можно рассчитать по уравнению

Недостатки: высокая стоимость, низкий КПД зарядки и разрядки.