Нетрадиционные возобнов. источники энергии

электроде – интерметаллид1, например LiNi5, обратимо сорбирующий водород. Удельная энергия никель-металлогидридных ЭА выше, чем у никель-кадмиевых. К тому же никель-металлогид- ридные ЭА не содержат токсичный кадмий, поэтому они постепенно вытесняют никель-кадмиевые аккумуляторы из некоторых областей техники. К недостаткам никель-металлогидридных ЭА относятся более высокая стоимость и саморазряд при повышенных температурах. У никель-цинковых ЭА удельная энергия почти в 2 раза превышает таковую у свинцовых ЭА. Однако пока не решена проблема увеличения ресурса этих аккумуляторов.

Широкое применение химических аккумуляторных батарей в энергосистемах ограничивается их малой емкостью, низким КПД и высокими удельными затратами на 1 кВт ч. Расширение сферы использования химического накопления энергии возможно за счет новых типов аккумуляторов (табл. 3): натрий-серных, цинкохлористых и литий-серных. Они обладают большой емкостью на единицу веса и более длительным сроком эксплуатации по сравнению с традиционными кислотными и щелочными элементами.

Характеристики современных химических источников тока

Серно-натриевые аккумуляторы имеют высокую удельную энергию, а их недостатки состоят в повышенной температуре (325…350 °С), относительно высокой стоимости и наличии расплавленных компонентов. Более безопасны ЭА, в которых расплавленная сера заменена на твердый хлорид никеля (NiCl2-Na). Удельная энергия этого ЭА достаточно высока. Однако он также работает при повышенной температуре (300 °С).

Воздушно-цинковые ЭА обладают высокой удельной энергией,

1 Химическое соединение металла с металлом.

70

имеют невысокую стоимость и не оказывают вредного воздействия на окружающую среду. Созданные в последние годы бифункциональные катализаторы способны активировать прямой и обратный процессы на воздушном электроде. Это позволило создать небольшой аккумулятор с удельной энергией 100…120 Вт·ч/кг и ресурсом 400 циклов. Однако требуется повышение КПД и удельной мощности этих ЭА.

Более высокую удельную энергию (200 Вт·ч/кг) и ресурс имеют механически перезаряжаемые воздушно-цинковые аккумуляторы, в которых электролиты регенерируют в отдельных электролизерах, а использованные аноды заменяются новыми. Основной их недостаток заключается в необходимости создания сложной системы обслуживания (регенерации электролита и замены анодов).

Наиболее высокую удельную энергию из электрически перезаряжаемых ЭА имеют литиевые аккумуляторы. В литий-ионных аккумуляторах ионы лития при заряде внедряются в графитовый анод, а при разряде – в оксид металла, например СоО2. Они имеют высокую удельную энергию, приемлемый ресурс и безопасны в эксплуатации. В будущем их удельные энергия и мощность, а также ресурс будут увеличены, а стоимость снижена.

Вопросы для самопроверки

1.Какие виды накопителей электрической энергии сущест-

вуют?

2.Как работают гидроаккумулирующие электростанции?

3.Как работают воздушно-аккумулирующие электростан-

ции?

4.Из чего состоят инерционные накопители энергии?

5.В каких режимах могут работать теплоаккумулирующие установки?

6.Каким образом осуществляется аккумулирование электроэнергии в водородных накопителях?

7.Что представляет собой сверхпроводящий индукционный накопитель энергии?

8.Какими свойствами обладают суперконденсаторы?

9.Какими бывают электрохимические аккумуляторы и чем они характеризуются?

71

Список использованной и рекомендуемой литературы

1.Федеральный закон № 250-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с осуществлением мер по реформированию Единой энергетической системы России» от 18 октября 2007 г.

2.Безруких, П. П. Возобновляемая энергетика как одно из оснований инновационного развития России и мера преодоления кризиса / П. П. Безруких // Электрика. – 2010. – № 6. – С. 3–13.

3.ГОСТ Р 51594-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Термины и определения. – Введ. 01. 01. 2001. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. – 13 с.

4.ГОСТ Р 51237-98. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения. – Введ. 01. 07. 99. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1998. – 10 с.

5.ГОСТ Р 51990-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Классификация. – Введ. 01. 07. 2003. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 13 с.

6.Удалов, С. Н. Возобновляемые источники энергии / С. Н. Удалов. – Новосибирск: НГТУ, 2007. – 431 с.

7.Лабейш, В. Г. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии / В. Г. Лабейш: учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2003. – 79 с.

8.Крюков, А. В. Общая энергетика. Производство и аккумулирование электроэнергии. Ч. 1: учеб. пособие / А. В. Крюков. – Иркутск: ИрИИТ, 2000. – 121 с.

9.http://www.yandex.ru/eef.misis.ru›sites/default/files/lectures

72

73

Приложение А

Солнечные электростанции

Рис. А 1. Крымская СЭС

Рис. А 2. Солнечная электростанция PS10

74

Продолжение прил. А

Рис. А 3. Солнечная электростанция Solar Two

Рис. А 4. Солнечная электростанция Solar Tres

75

Продолжение прил. А

Рис. А 5. Вид PS10 с высоты птичьего полѐта (на заднем плане видна площадка, которую готовят под PS20)

Рис. А 6. СЭС тарельчатого типа

76

Продолжение прил. А

Рис. А 7. СЭС с фотоэлектрическими батареями

Рис. А 8. СЭС «Перово»

77

Продолжение прил. А

Рис. А 9. СЭС с параболическими концентраторами

Рис. А 10. Комбинированная СЭС Solúcar

78

Продолжение прил. А

Рис. А 11. Электростанция Solar Tower (внешний вид)

Аккумуляторы. Специальные элементы днѐм накапливают тепло для работы ночью

Рис. А 12. Электростанция Solar Tower (принцип действия)

79