51. Индуктивные и емкостные накопители. Конструкции, параметры, особенности.

Индуктивные накопители

В ИН энергия храниться в виде энергии электромагнитного поля связанного с электр. током, протекающем в обмотке накопителя. ИН характеризуются высокими выходными параметрами электрического импульса, а также высокими удельными и экономическими показателями.

ИН состоит из катушки индуктивности, которая выполнена из секций, расположенных друг над другом и соединены последовательно, разрядных элементов, источника питания, к которому подключены выводы катушек индуктивности, электромагнитного экрана. Для увеличения запасаемой энергии необходимо увеличивать силу тока, что приводит к увеличению потерь и нагреву катушек. Для уменьшения потерь следует увеличивать сечение провода, что приводит к увеличению размеров и удорожанию. Для увеличения пропуска через катушку сильных токов используется эффект сверхпроводимости - уменьшения сопротивления при снижении температуры. Сверхпроводящие индуктивные накопители с энергоемкостью 10000 МВтч (обычные ГАЭС мощностью 800—1000 МВт) представляют собой весьма сложное и дорогостоящее сооружение диаметром до 300м и высотой около 100 м, устраиваемое под землей на глубине 150—500 м в зависимости от прочности пород.

Емкостные накопители

В ЕН энергия храниться в виде энергии электрического поля в изоляторе конденсатора, находящегося между пластинами. ЕН представляют собой батарею последовательно и параллельно соединенных конденсаторов. Для того чтобы емкостной аккумулятор мог запасать энергию из сети переменного напряжения, он включается в эту сеть через управляемый вентильный преобразователь. ЕН относятся к разряду наиболее мощных энергоисточников. Они надежны в работе, обладают высокой эффективностью передачи накопленной энергии в нагрузку, допускают возможность изменения в широких пределах параметров импульса. Для зарядки ЕН могут быть использованы маломощные зарядные устройства.

ЕН может иметь практически любую мощность, необходимую м энергосистеме для покрытия пика нагрузки. Конкурирующая в этом смысле с ней ГАЭС занимает площадь в 100 раз больше, чем ЕН. Емкостный накопитель может устанавливаться на земле, т. е. не требует заглубления в грунт, как это имеет место, например, для СПИН. При эксплуатации ЕН не требуется специальных устройств для поддержания своей емкости, не создает внешних магнитных полей и не взрывоопасен.

Энергоемкость батареи таких конденсаторов может достигать нескольких миллионов мегаджоулей, что позволяет использовать ее в качестве аккумулятора электроэнергии, работающего в экстремальные часы графика нагрузки энергосистемы.

52. Пневмоаккумуляторы. Инерционные и гравитационные накопители.

Пневмоаккумуляторы предназначены для аккумулирования механической энергии, при помощи сжатого воздуха. Состоит из: компрессора, резервуара сжатого воздуха, приемника. Применяется для отключения приводов выключателей высокого напряжения (2МРа). Энергия, освобождаемая при расширении сжатого воздуха, зависит от характера изменения давления. Полученную энергию с некоторой погрешностью можно считать равной потенциальной энергии. Удельная аккумулирующая способность пневматического аккумулятора намного меньше, так как масса резервуара в несколько раз больше, чем масса запасенного в нем сжатого воздуха. КПД пневматического аккумулятора составляет около 50%. Объем аккумуляторов обычно не превышает нескольких кубометров.

К гравитационным накопителям относятся грузовые и маховые аккумуляторы. Принцип работы основан на свободном падении. Используются в ударных механизмах.

К инерционным накопителям относятся пружинные аккумуляторы. В пружине энергия аккумулируется при упругой деформации и освобождается при возвращении пружины в первоначальное состояние. Применяются в ударных и быстродействующих механизмах.

КПД инерционных и гравитационных высок (почти 100%), но удельная аккумулирующая способность относительна мала.