Menu

Отзывы акб gigawatt: Отзывы об аккумуляторах GIGAWATT: Оценки, Рейтинги, Сайт, Страна

Содержание

Отзывы об аккумуляторах GIGAWATT: Оценки, Рейтинги, Сайт, Страна

Что мы знаем о аккумуляторах GIGAWATT

Бренд производителя зарегистрирован в стране - Чехия.

В сентябре 2021 года на PartReview сложилось неоднозначное мнение о аккумуляторах GIGAWATT. Оценка PR - 88 из 100, базируется на основе 22 отзывов и 69 голосов. 19 отзывов имеют положительную оценку, 2 - нейтральную, и 1 - отрицательную. Средняя оценка отзывов - 4.3 (из 5). Голоса распределились так: 61 - за, 8 - против.

Запчасть не участвует в рейтинге из-за малого количества отзывов. Вы можете помочь это исправить, если напишите отзыв на аккумуляторы GIGAWATT.

Пользователи также составили мнение о качествах аккумуляторов GIGAWATT:

  1. Держит заряд - свойство аккумулятора сохранять накопленную энергию при естественной утечке тока - оценивается позитивно. 4.5 балла из 5.
  2. Долговечность - сохранение работоспособности на протяжении заявленного срока - оценивается позитивно. 4.4 балла из 5.
  3. Морозостойкость - свойство аккумулятора держать заряд при низких температурах - оценивается позитивно. 4.4 балла из 5.

Аккумулятор GIGAWATT в авторейтингах

Здесь можно узнать владельцы каких марок и моделей ставили аккумуляторы GIGAWATT на свои авто. Далее список авторейтингов, в которых данная запчасть входит в ТОП-3 лучших:

  1. GIGAWATT на втором месте в авторейтинге аккумуляторов для: Kia Ceed .

Аккумулятор GIGAWATT в сравнении

На PartReview доступны 43 сравнения аккумуляторов GIGAWATT c другими производителями.

В частности можно выяснить, чьи аккумуляторы лучше: GIGAWATT или FORSE (Россия), Зверь или GIGAWATT, GIGAWATT или Курский аккумулятор, GIGAWATT или ALPHALINE, GIGAWATT или BERGA .

Отзывы об аккумуляторах Gigawatt, производитель автомобильных аккумуляторов Гигаватт (Чехия)

Интернет-магазин АКБ присутствует на рынке уже более пяти лет и мы являемся одним из крупных розничных и оптовых продавцов автомобильных аккумуляторов на Московском рынке . Тесно сотрудничаем со всеми значимыми игроками по производству и переработки автомобильных аккумуляторов. За это время очень большое число автолюбителей стали нашими покупателями, а наш коллектив приобрел огромный опыт и знания в сфере автомобильных аккумуляторов.

       

Почему нам можно доверять ?

Мы как крупные розничные продавцы заинтересованы продать своим покупателя самое качественное, что есть на российском рынке автомобильных аккумуляторов исходя из цена-качество, что бы покупатели к нам возвращались за качественной услугой. И что не немаловажно,  нам никто не платил за рекламу конкретного бренда или марки аккумуляторов. Мы можем называть вещи своими именами. Аккумулятор GIGAWATT производимый мировым лидером концерном-производителем аккумуляторов JOHNSON CONTROLS(США) - и пожалуй являются один из лучших в среднем ценовом сегменте.

                   

    

GIGAWATT производится на том же заводе, что и VARTA и BOSCH и являясь "младшим братом" нисколько не уступает по качеству собратьям. Особенности аккумуляторов «Гигаватт», можно отметить отличное соотношение цены и качества, широкий модельный ряд и доступность. Со временем требования к АКБ постоянно возрастают, и продукция под брендом Gigawatt соответствует всем предъявляемым запросам. Проще говоря - это одна из немногих батарей, покупая которую вы не переплачиваете за бренд и рекламу! В нашем интернет магазине более лучшей ценной представлен GIGAWATT и за более демократичной политики импортера 

В нашем интернет магазине представлен большой выбор аккумулятор "GIGAWATT"






За консультацией по выбору аккумулятора можете обращаться к нашим менеджерам  с 9 30 до 20 00

  +7 499 650 55 55, +7 499 650 52 09, 

  +7 999 819-19-74   

    метро Текстильщики- г. Москва 1-й Грайвороновский пр., д4

    метро Дмитровская- ТЦ Парк 11, Тимирязевская ул., 2/3

 

Аккумулятор GIGAWATT 6СТ-60 АзЕ (0185756009)

Автомобильные аккумуляторы Gigawatt 60 (ач) производятся на заводах Johnson Controls по лицензии Bosch. Также этот завод выпускает легковые аккумуляторы таких брендов как: Varta, Bosch и Optima, а это означает, что АКБ Гигаватт имеют отменное качество и отвечают всем требованиям европейского качества. Gigawatt 60 идеально подойдет для автомобилей со стандартным потреблением электроэнергии. Батарея на 60 ампер часов представлена в европейском корпусе, который немного отличается размерами от азиатской компоновки.

Аккумуляторы GigaWatt немного отличаются по цене от более известных брендов, но почти ничем не уступают в плане надежности, саморазряда, устойчивости к коррозии и сроку службы. Они изготавливаются по свинцово-кислотной технологии и являются необслуживаемыми, что значительно упрощает их использование на легковых автомобилях любых марок. Владельцу больше не нужно переживать за плотность и уровень электролита. Благодаря тому, что для производства отрицательных и положительных решеток используется свинец высокой степени очистки, проводимость находится на высоком уровне, а заряд до первоначальных показателей происходит намного быстрее.

Легковой аккумулятор GIGAWATT 60А EN 540A R+ имеет высокий пусковой ток даже при сильном морозе. Для изготовления корпуса акб используется современный пластик высокой прочности, который защищает свинцовые пластины от ударов и вибраций, а также он устойчив воздействию высоких температур. Крышка аккумуляторных батарей гигаватт обеспечивает рекомбинацию газов и не допускает искрения, что в свою очередь повышает безопасность.

С аккумулятором GigaWatt 60 (ач) ваш автомобиль сможет завестись даже в самые сильные морозы. Высокая прочность пластикового корпуса и свинцовых пластин дает возможность использовать АКБ Гигаватт как в городе, так и на бездорожье. Купить легковой аккумулятор GIGAWATT 60А EN 540A R+ по низкой цене в Украине с гарантией 24 месяца. Подбор АКБ GigaWatt, низкие цены и доставка в любой город по тарифам транспортных компаний.

Доставка аккумуляторов по Киеву 

  • Доставка - 100 грн. (при наличии на складе в Киеве)
  • Срочная доставка - от 200 грн.
  • Бесплатная проверка аккумулятора нагрузочной вилкой при доставке.

Доставка аккумуляторов по Украине   
  • Мы доставляем через: ТК "Авто Люкс" или "Деливери" БЕСПЛАТНО (при полной предоплате за товар)
  • Стоимость доставки зависит от тарифов выбранной транспортной компании
  • Отправка заказов — ежедневно в с 09:00 до 18:00

Способы оплаты 
  • Наличными курьеру по Киеву
  • Переводом на карту Приват Банка через Приват24, кассу банка или через терминал
  • Моментальный платеж с помощью LiqPay
  • Безналичный расчет для юр. лиц

Выкупим Ваш старый аккумулятор по 3 грн за 1 ампер/час (аккумулятор 60 ампер = 180 грн скидка на новый). При наличии, у вас большого количества старых аккумуляторов - делаем бесплатный вывоз по указанному Вами адресу. Цена оговаривается с менеджером.

Аккумулятор GigaWatt 60 А (Asia) Гигават 60 Ампер (Азиат) GW 0185756012

Аккумулятор GigaWatt 60 А (Asia) Гигават 60 Ампер (Азиат) GW 0185756012

 Отправка аккумуляторов в другие регионы осуществляется за наш счет только  "Интайм" или "Деливери", по полной  или по частичной предоплате(150 грн).

Так же принимаем старые АКБ принимаем по 5,5 грн/Ач

Магазин 7к Автозапчасти предлагает широкий ассортимент Аккумуляторов по самым низким ценам в городе.

Каталожный номер: 

CITROEN  5600 ST,  
FORD  YU2J 10655 JA4A,  
HYUNDAI  E3710-1C060,  01579A107K,  
KIA  01579A107K,  E3710-1C060,  
MAZDA  FE05-18-520,  N256-18-520,  
NISSAN  KE241 60J00,  KE240 89928,  KE240 60J00,  24410 06H73,  
SANTANA  33610-77E61,  
SUZUKI  33610-77E61,  
TOYOTA  28800-YZZAE,  28800-YZZAC,  28800 64010,  28800 55502 83,  28800 42030,  28800 15060,  28800 15050,  

Подходит на автомобили:

ASIA MOTORS

 ROCSTA,  ROCSTA вездеход закрытый,  
DAEWOO  CIELO,  PRINCE (J19),  SUPER SALOON,  
DAIHATSU  TAFT,  
FORD  ECONOVAN (KBA, KCA),  ECONOVAN фургон (KAA),  
HONDA  ACCORD VI (CG, CK),  ACCORD VI Hatchback (CH),  CIVIC IX (FK),  CIVIC VIII Hatchback (FN, FK),  LEGEND I (HS, KA),  LEGEND I купе (KA3),  NSX кабрио (NA),  NSX купе (NA),  PRELUDE IV (BB),  PRELUDE V (BB),  SHUTTLE (RA),  
HYUNDAI  COUPE (GK),  COUPE (RD),  i10 (PA),  i20 (PB, PBT),  i30 (FD),  i30 (GD),  i30 CW (GD),  i30 купе,  ix20 (JC),  ix35 (LM, EL, ELH),  SONATA V (NF),  TUCSON (JM),  
INFINITI  EX,  FX,  G кабрио,  G купе,  G седан,  
ISUZU  GEMINI,  GEMINI (JT),  GEMINI седан,  GEMINI седан (JT),  IMPULSE,  
KIA  CARNIVAL / GRAND CARNIVAL III (VQ),  CARNIVAL I (UP),  CARNIVAL II (GQ),  CEE`D Sportswagon,  CEE'D,  CEE'D SW (ED),  CEE'D Наклонная задняя часть (ED),  OPTIMA,  PICANTO (BA),  PRIDE (DA),  PRIDE Van (DA),  PRIDE универсал,  PRO CEE?D,  PRO CEE'D (ED),  RETONA (CE),  RIO II (JB),  RIO II седан (JB),  RIO III (UB),  RIO III седан (UB),  RIO седан (DC_),  RIO универсал (DC),  SEPHIA (FA),  SEPHIA седан (FA),  SPORTAGE (JE_, KM_),  
LEXUS  ES (F1, F2),  ES (MCV_, VZV_),  IS I (JCE1_, GXE1_),  
MAZDA  3 (BK),  3 (BL),  3 седан (BK),  323 C IV (BG),  323 C V (BA),  323 F IV (BG),  323 F V (BA),  323 F VI (BJ),  323 I (FA),  323 I Station Wagon (FA),  323 II (BD),  323 II Hatchback (BD),  323 III (BF),  323 III Hatchback (BF),  323 III Station Wagon (BW),  323 P V (BA),  323 S IV (BG),  323 S V (BA),  323 S VI (BJ),  5 (CR19),  5 (CW),  6 (GG),  6 (GH),  6 Hatchback (GG),  6 Sport (GH),  6 Station Wagon (GY),  6 универсал (GH),  626 II (GC),  626 II Hatchback (GC),  626 II купе (GC),  626 III (GD),  626 III Hatchback (GD),   

Аккумулятор на Ланос Lanos Ваз VAZ ЗАЗ ZAZ Нексия NEXIA Сенс SENSФорд Ford Бмв BMW деу део DAEWOO Даф DAF хонда HONDA Хамер HUMMER Хундай  HYUNDAI Исузу ISUZU Джип JEEP Киа KIA Лада LADA Ланчия LANCIA Ланд Ровер LAND ROVER Лексус LEXUS Мазда  MAZDA Мерседес MERCEDES Мини MINI Митсубиши MITSUBISHI Нисан NISSAN Пежо PEUGEOT Рено RENAULT Ровер ROVER Сааб SAAB Смарт SMART Субару SUBARU Сузуки SUZUKI Тойота TOYOTA Вольво VOLVO Фольцваген VW Фиат FIAT Опель Opel  Далас DALLAS Дачия Дача DACIA Ситроен CITROEN Крайслер Чери CHERY Шевроле CHEVROLET Ауди AUDI Джили GELLY Митсцбиси Мазда Форд Фокус.

Аккумулятор Сумы

Так же принимаем старые б/у не рабочие аккумуляторы 

Срок службы автомобильного аккумулятора – какой он, от чего зависит, как его продлить

Срок службы аккумулятора автомобиля зависит от многих факторов. Среди них тип аккумуляторной батареи, ее емкость, температурный режим эксплуатации, исправность системы зарядка в автомобиле и в гараже (при зарядке от внешнего источника питания), утечек тока, режима езды и прочего. Также на срок службы автомобильного аккумулятора влияет и пресловутое качество его исполнения, а оно зависит как от производителя, так и от технологии производства. Существуют государственные стандарты, предписывающие в том числе нормы по времени эксплуатации того или иного типа аккумуляторных батарей. Однако реальные данные не всегда могут совпадать с ними.

Содержание:

Что влияет на срок службы АКБ

Для начала вкратце остановимся на сроке службы авто аккумулятора, сделанного по классической схеме, на основе свинцовых пластин с использованием электролита (хотя многие из них характерны и для аккумуляторов, сделанных по новым, более совершенным, технологиям). Итак, на срок эксплуатации АКБ влияют следующие факторы:

  • Качество изготовления. Тут все просто — известные мировые производители выпускают свои аккумуляторы под брендами со сроком гарантии два-четыре года. На самом же деле такие батареи служат пять-семь лет и даже больше. Дешевые же китайские или отечественные АКБ дают гарантию 6…12 месяцев, и служат такие аккумуляторы от силы года три.
  • Температурный режим эксплуатации.Известно, что зимой, при низкой температуре работы, емкость аккумулятора падает и он работает в более тяжелых условиях, чем летом. Однако это компенсируется тем, что двигатель зимой перед поездкой прогревается, и емкость более-менее восстанавливается. Однако для аккумулятора губительны кратковременные поездки зимой. Рекомендуется хотя раз в два-три года выполнять процесс десульфатации (ее вполне можно выполнить своими руками).
  • Исполнение батареи. В частности, обслуживаемым или необслуживаемым является аккумулятор. Обычно необслуживаемые служат дольше при условии, что их вовремя подзаряжают. Однако, если в обслуживаемый АКБ вовремя доливать дистиллят и также подзаряжать, то его срок эксплуатации может быть даже больше, чем у необслуживаемого.
  • Исправность системы зарядки. В частности, это касается генератора и его регулятора напряжения. Так, если в цепи будет слишком высокое значение напряжение, то это чревато перезарядом. Например, для гелевых аккумуляторов это является очень критичным. Если же регулятор выдает слишком низкое напряжение, то аккумулятор недозаряжается, что чревато его «глубокой разрядкой». А пара-тройка таких ситуаций выводит из строя аккумулятор полностью.
  • Значение тока утечки. В случае, если стороннее оборудование, которое при выключенном двигателе берет электричество от аккумулятора, подключено неправильно (или выбрана неправильная, слишком большая, его мощность), то оно может значительно разряжать батарею. Это чревато тем, что буквально за неделю может произойти «глубокий разряд» с описанными выше последствиями. Поэтому при постоянных регулярных разряжениях АКБ рекомендуется выполнить измерение тока утечки аккумуляторной батареи. Это позволит увеличить средний срок службы аккумулятора автомобиля.
  • Езда в городском цикле. По статистике аккумуляторы автомобилей, которые преимущественно используются для езды в городе, имеют срок эксплуатации меньше. Объясняется это достаточно просто. В таком режиме поездки занимают мало времени. То есть, аккумулятор отдает энергию для запуска двигателя, а поездка занимает короткое время, за которое он не успевает восполнить затраченную энергию. Таким образом получается небольшой недозаряд. Если это повторяется постоянно, то он разряжается значительно, что и приводит к снижению срока его эксплуатации. Однако это не касается ситуаций, когда машина длительное время стоит в пробках с включенным двигателем. В этом случае времени достаточно, чтобы восполнить затраченную энергию. Если же пробок в городе нет, то нужно приблизительно раз в одну-две недели ездить на машине длительное время — около 30…40 минут.
  • Крепление аккумуляторной батареи. Она должна быть жестко зафиксирована на своем посадочном месте с тем, чтобы при резких поворотах или езде по неровной дороге обеспечивался нормальный электрический контакт, а клеммы аккумулятора не были сломаны. Даже незначительные вибрации и смещения со временем могут вывести АКБ из строя или попросту снизить срок ее эксплуатации.

Таким образом, ответ на вопрос о том, какой срок службы аккумулятора автомобиля зависит от перечисленных факторов. На большинстве аккумуляторных батарей имеется информация о дате их изготовления. Обычно она специальным образом зашифрована и помещена на наклеенную на их корпус этикетку с другой маркировкой аккумуляторов.

Срок службы АКБ в зависимости от типа

Также на значение срока службы аккумуляторной батареи влияет и ее тип. На сегодняшний день в автомобильной технике используют следующие виды аккумуляторов:

  • свинцово-кислотные;
  • гелевые;
  • кальциевые;
  • AGM;
  • гибридные.

Самыми простыми по устройству являются свинцово-кислотные батареи. Этот тип аккумуляторов считается классическим и используется в автомобилестроении уже многие десятилетия. Так, они теряют до половины своей емкости уже приблизительно через четыре месяца постоянной работы. Для сравнения гибридные устройства теряют аналогичную емкость через 14 месяцев, а кальциевые — через 18 месяцев.

Простейшие свинцово-кислотные батареи обычно служат от двух до пяти лет в зависимости от их марки, качества изготовления и условий эксплуатации. Не стоит покупать откровенно дешевые батареи (например, китайского производства, выпущенные под неизвестными сомнительными торговыми марками), поскольку с большой долей вероятности они не прослужат долго.

По ГОСТ 959-2002 срок службы аккумуляторов свинцовых стартерных составляет не менее 12 месяцев при пробеге не более 150 тысяч километров или 24 месяца при пробеге не более 90 тысяч километров (3000 моточасов). При этом в соответствии с тем же стандартом, средний срок службы необслуживаемых аккумуляторных батарей должен составлять не менее 48 месяцев при пробеге машины не более 100 тысяч километров. Средний срок службы или наработку батареи в эксплуатации определяют до момента снижения емкости ниже 40% номинальной.

Срок службы гелиевых аккумуляторов один из самых высоких среди аналогов и может составлять до 7…9 лет. Кроме этого, гелиевые батареи обладают дополнительными преимуществами. Из недостатков этого типа АКБ можно выделить лишь относительно высокую цену. Однако она наверняка окупится, поскольку за счет длительного срока службы у автовладельца не будет необходимости покупать новую аккумуляторную батарею.

Что касается аккумуляторов, выполненных по более современным и прогрессивным технологиям, таких как кальциевые, AGM (АГМ), гибридные, то срок их эксплуатации также выше, чем у обычных свинцово-кислотных, и составляет порядка 4…7 лет. Несмотря на то, что их цены значительно выше, чем у упомянутых кислотных, их работа вполне окупится, тем более что такие АКБ имеют дополнительные преимущества в виде высоких эксплуатационных характеристик.

Средний срок службы АКБ популярных марок

Торговая марка, под которой выпущен тот или иной аккумулятор, также играет свою роль, касающейся срока эксплуатации батареи (если конечно это не подделка). По статистике отечественные автолюбители пользуются АКБ следующих производителей:

  • Varta;
  • Bosch;
  • Akom;
  • Rocket;
  • «Тюмень»;
  • «Титан»;
  • «Зверь».

Аккумуляторы от известного немецкого производителя «Бош» являются одними из самых качественных и долговечных. Они обладают отличными эксплуатационными характеристиками, в том числе большим количеством циклов заряда-разряда. На новые АКБ распространяется гарантия, а реальный срок их службы составляет 6…8 лет (в некоторых случаях даже больше).

Аналогичная ситуация со стартерными автомобильными аккумуляторами «Варта». Оригинальные батареи, выпущенные под этой торговой маркой и эксплуатируемые в нормальных условиях, способны также проработать до 6…8 лет. Главное быть уверенным, что аккумулятор оригинальный и не является подделкой.

Закрытое акционерное общество «Аком» производит аккумуляторы под следующими торговыми марками: АКОМ, BRAVO, АКОМ-Asia, REACTOR, ULTIMATUM. На каждый из них распространяется различная гарантия.

  • АКОМ. На батареи емкостью более 110 А·ч распространяется гарантия 12 месяцев. На все остальные — 36 месяцев при пробеге не более 75 тысяч километров.
  • BRAVO. Гарантия 24 месяца при пробеге не более 50 тысяч километров.
  • АКОМ-Asia. Гарантия 24 месяца при пробеге машины не более 50 тысяч километров.
  • REACTOR. Гарантия 36 месяцев при пробеге не более 75 тысяч километров.
  • ULTIMATUM. Гарантия 48 месяцев при пробеге не более 100 тысяч километров для машин с обычной системой зажигания и 24 месяца при 50 тысячах километров пробега для машин, оборудованных системой «Старт-Стоп».

Указанная гарантия сохраняется при соблюдении описанных условий эксплуатации. На практике же аккумуляторы «Аком» служат значительно дольше, и приблизительный срок их использования составляет 4…6 лет.

Аккумуляторы Rocket производятся в Южной Корее компанией Global Battery Co Ltd, которая является одним из самых крупных производителей аккумуляторных батарей в мире. На многих автомобилях АКБ, выпущенные под торговой маркой Rocket, устанавливаются в качестве оригинальных. Существует две серии этих АКБ — MF (малообслуживаемые) и SMF (необслуживаемые). Емкость производимых батарей составляет от 44 до 230 А·ч. Аккумуляторы данной торговой марки отличаются высоким качеством, и на них распространяется различная гарантия в зависимости от типа и емкости батареи. Реальные же тесты показали, что такой аккумулятор будет служить не менее 4…5 лет, а часто и дольше.

Акционерное общество «Тюменский аккумуляторный завод» производит более 50 различных типов автомобильных аккумуляторов для легковых и грузовых машин емкостью от 38 до 230 А·ч под торговой маркой «Тюмень». Они делятся на пять отдельных линеек:

  • PREMIUM. Имеют увеличенный срок эксплуатации и минимальный саморазряд. Срок службы такой батареи — более 5 лет.
  • Сибирь. Также имеет увеличенный срок службы. Может использоваться в суровых климатических условиях. Срок работы — 4…5 лет и более.
  • Тайга. Отличается коррозионной стойкостью. Срок эксплуатации — 3…4 года.
  • STANDARD. Имеет длительный срок эксплуатации, устойчив к перепадам напряжения. Срок службы — 3…5 лет.
  • ASIA. Предназначены для установки на японские и корейские автомашины, эксплуатируемые в отечественных условиях. Выпускаются по японскому индустриальному стандарту JIS. Реальный срок службы таких аккумуляторов составляет 4…6 лет и даже выше.

Автомобильные аккумуляторы торговой марки Titan отличаются высокими эксплуатационными характеристиками. Срок их службы значительный, и в большинстве случаев составляет более 5 лет. В настоящее время выпускаются следующие линейки аккумуляторов «Титан»:

  • Titan Euro Silver. Созданы на основе технологии Ca/Ca + Silver.
  • Titan Standart. Для их изготовления используется гибридная технология Sb/Ca: для плюсовых пластин используется малосурьмянистый свинцовый сплав, а для минусовых свинцово-кальциевый сплав.
  • Titan Asia Silver. Их выпускают для азиатских машин.
  • Titan MAXX. Аккумуляторы для грузовиков и спецтехники.
  • Titan Arctic Silver. Батареи для работы в экстремальных условиях, в том числе при низких температурах.
  • Cobat energy. Созданы по технологии Ca/Ca, то есть, они являются так называемыми кальциевыми.

Автомобильный аккумулятор «Зверь» является популярным у отечественных автолюбителей, однако о нем встречаются противоречивые отзывы. АКБ является необслуживаемым, а на свою продукцию производитель дает гарантию длительностью 3 года. Реальные же отзывы говорят о том, что попадаются батареи, служащие не более 1…2 лет. Однако это, скорее, зависит от условий эксплуатации аккумулятора.

Повторимся, что приведенные данные являются ориентировочными, и во многом зависят от типа аккумуляторов и условий их эксплуатации. Если вы пользуетесь аккумулятором, выпущенным под другой торговой маркой, и у вас есть информация о сроке его службы — напишите об этом в комментариях. Это наверняка будет интересно другим автолюбителям.

Как продлить срок службы аккумулятора

Многих автолюбителей интересует весьма важный вопрос о том, как продлить срок службы аккумулятора автомобиля? На самом деле вне зависимости от типа аккумуляторной батареи существует несколько универсальных советов, следуя которым можно без проблем значительно продлить срок эксплуатации аккумуляторной батареи. Среди них:

  • Не эксплуатировать разряженный АКБ. Процесс работы аккумулятора при его низком уровне зарядки может привести к так называемому «глубокому разряду». Это очень вредное явление, которое обычно приводит не только к значительному снижению значения емкости батареи, но и снижению общего ресурса. Происходит это потому что АКБ фактически работает «на износ» со всеми вытекающими последствиями.
  • Регулярно подзаряжать аккумулятор. Это требование актуально для любого времени года, однако наиболее остро оно стоит зимой, когда температура воздуха опускается значительно ниже ноля по шкале Цельсия. Делать это можно либо непосредственно на машине (если батарея не очень разряжена и выполняется это, скорее, в профилактических целях) или же с помощью внешнего зарядного устройства. На машине необходимо после прогрева двигателя (даже в теплое время года) около 10 минут дать поработать двигателю с отключенными электроприборами и на повышенных оборотах. Если же говорить про правильное заряжание аккумулятора зарядным устройством, то в этом случае обычно устанавливается значение зарядного, равное 10% от емкости аккумулятора. Лучше всего пользоваться автоматическими зарядными устройствами, которые самостоятельно выбирают значение тока и непосредственное время заряжания.
  • Выжимать педаль сцепления. На машинах, оборудованных механической коробкой передач, перед запуском двигателя необходимо выжимать педаль сцепления. Это облегчает проворот стартера и требует меньше электрической энергии от аккумулятора, соответственно, он «работает» меньше и дольше сохраняет свой ресурс. Если машина стоит под уклоном и на скорости, удостоверьтесь, что включен стояночный тормоз! Постоянная привычка выжимать педаль сцепления значительно способствует увеличению срока службы автомобильного аккумулятора.
  • Недолго крутить стартером. Дело в том, что раскручиваемый стартер тратит очень много механической энергии, которую получает в качестве электрической от аккумулятора. Это означает, что аккумуляторная батарея также во время запуска двигателя подвергается значительной нагрузке. Максимальный временной отрезок для прокручивания стартера — 4…5 секунд. Количество попыток лучше ограничить также четырьмя. В противном случае необходимо предпринимать дополнительные меры по поиску неисправностей, из-за которых двигатель автомобиля не запускается.
  • «Разогреть» аккумулятор. Процесс «разогревания» в данном случае актуален для зимнего периода, когда температура воздуха значительно падает. Так, перед запуском двигателя необходимо на 20…30 секунд включить дальний свет фар. Это необходимо для запуска химической реакции в аккумуляторе, которая позволит ему разогреться. После включения фар уже можно пробовать запускать непосредственно двигатель. Эта нехитрая процедура способствует продлению срока службы аккумуляторной батареи автомобиля.
  • Профилактика аккумуляторной батареи. Любой аккумулятор необходимо периодически снимать с автомобиля с тем, чтобы выполнять визуальный осмотр его корпуса по поиску возможных повреждений и трещин, удаление с него пыли и налета.
  • Периодическая зарядка. Несмотря на то, что автомобильный аккумулятор постоянно подзаряжается от генератора на своем посадочном месте все же нужно периодически проверять значение напряжения, которое он выдает, и подзаряжать его при необходимости. Особенно это актуально для зимнего времени года, когда автомобиль эксплуатируется при значительных морозах. Так, нормальным считается значение напряжения аккумулятора без нагрузки, равное 12,7 Вольта. Если же оно падает до 12,2…12,4 Вольта, то желательно подзарядить аккумуляторную батарею с помощью внешнего зарядного устройства.
  • Нормальный уровень электролита. Для обслуживаемых аккумуляторов обязательно необходимо периодически проверять уровень электролита в них, и при необходимости доливать в него дистиллированную воду. Снижение уровня электролита грозит сульфатацией свинцовых пластин батареи, что очень вредно для нее, и снижает срок эксплуатации аккумулятора.
  • Окисление клемм. В первую очередь нужно причину появления окислов. А в качестве профилактики необходимо периодически осматривать состояние клемм, чистить их и смазывать специальными составами для этого.
  • Использование термокейса. Это очень полезная штука, однако термокейс должен обязательно иметь подогрев, в противном случае от него будет лишь вред.
  • Дополнительное электрооборудование. Если в автомобиле установлено много дополнительных потребителей электроэнергии (мощная аудиосистема, колонки, сабвуферы, усилители и так далее), то существует риск, что генератор с такой нагрузкой может не справиться. В этом случае энергия будет браться с аккумулятора, даже в процессе езды, а это логично приведет к его разряду, снижению срока эксплуатации и даже выходу из строя. Поэтому нужно рассчитывать мощность дополнительно устанавливаемого оборудования.
  • Работа стартера. В случае, стартер находится в поврежденном состоянии и заедает, то для его работы необходимо больше энергии от аккумулятора. Это естественным образом приводит к работе аккумуляторной батареи в усиленном режиме, что снижает срок ее эксплуатации. В этом случае необходимо проверить стартер.

Перечисленные правила эксплуатации и обслуживания аккумуляторных батарей достаточно просты, но они способны значительно продлить общий срок эксплуатации АКБ. Однако автовладелец должен еще обращать внимание на тип батареи. Например, современные гелевые аккумуляторы не любят их «перезаряд», то есть, когда их заряжают очень большим током и сверх его емкости. Поэтому нужно всегда учитывать подобные тонкости.

В случае, если предполагается поставить автомобиль на длительное хранение (например, на месяц и больше), то имеет смысл отсоединить провода от аккумуляторных клемм. А перед запуском машины зарядить его до уровня полного заряда.

Заключение

Как видно по содержанию материала, срок службы аккумуляторной батареи зависит от очень многих факторов. Первым делом автовладелец при покупке нового АКБ всегда должен обращать внимание на его тип, марку и качество производства. Не нужно ждать, что дешевый китайский или отечественный прибор прослужит долго. Поэтому изначально нужно стараться приобретать более-менее качественную продукцию из среднего или дорогого ценового диапазона. И обязательно нужно следовать рекомендациям, касающимся продления их срока службы в зависимости от конкретного его типа. И помните, что полностью вышедшие из строя аккумуляторные батареи необходимо не просто выбрасывать на свалку, а сдавать на утилизацию в специально предназначенных для этого пунктах (в крайнем случае их можно сдать в пункт приема металлолома, где их отдельно сдадут в качестве аккумуляторных батарей).

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Причина, по которой мы не можем полагаться на аккумуляторы для очистки сети, составляет 2,5 триллиона долларов.

Пара 500-футовых дымовых труб поднимается от электростанции, работающей на природном газе, в гавани Мосс-Лендинг, Калифорния, бросая промышленную завесу на красивый город у моря.

Однако, если регулирующие органы штата подпишут свое решение, к концу 2020 года здесь может быть реализован крупнейший в мире проект по производству литий-ионных аккумуляторов, что поможет сбалансировать колебания энергии ветра и солнца в энергосистеме Калифорнии.

Объект мощностью 300 мегаватт - один из четырех гигантских литий-ионных хранилищ, которые Pacific Gas and Electric, крупнейшая коммунальная компания Калифорнии, попросили одобрить Комиссию по коммунальным предприятиям Калифорнии в конце июня.В совокупности они добавили бы в сеть достаточно накопительных мощностей для снабжения около 2700 домов в месяц (или для хранения около 0,0009% электроэнергии, потребляемой государством каждый год).

Калифорнийские проекты входят в число растущих проектов по всему миру, включая 100-мегаваттную батарею Tesla в Южной Австралии, по созданию еще более крупных литий-ионных систем хранения данных по мере снижения цен и роста возобновляемой генерации. Они вселяют оптимизм в отношении того, что эти гигантские батареи позволят ветровой и солнечной энергии вытеснить растущую долю электростанций, работающих на ископаемом топливе.

Но в этом радужном сценарии есть проблема. Эксперты считают, что эти батареи слишком дороги и не работают достаточно долго, что ограничивает их роль в сети. Если мы планируем полагаться на них в качестве хранилища огромных объемов по мере появления все большего количества возобновляемых источников энергии - вместо того, чтобы обращаться к более широкому сочетанию низкоуглеродных источников, таких как ядерная энергия и природный газ с технологией улавливания углерода, - мы можем пойти по опасно недоступному пути.

Малые дозы

Согласно анализу 2016 года, проведенному исследователями из Массачусетского технологического института и Аргоннской национальной лаборатории, современная технология аккумуляторов лучше всего работает в ограниченной роли в качестве замены «пиковых» электростанций.Это небольшие объекты, которые сегодня часто работают на природном газе, которые могут позволить себе работать нечасто, быстро разгораясь при высоких ценах и спросе.

Литий-ионные батареи могут экономически конкурировать с этими пиковыми батареями на природном газе в течение следующих пяти лет, говорит Марко Феррара, соучредитель Form Energy, дочерней компании Массачусетского технологического института, занимающейся разработкой сетевых аккумуляторных батарей.

«Бизнес по производству газовых пиков близок к завершению, и литий-ионные аккумуляторы являются отличной заменой», - говорит он.

Именно на эту роль пиковой нагрузки рассчитано большинство новых и предстоящих проектов литий-ионных аккумуляторов.Действительно, проекты по хранению в Калифорнии могут в конечном итоге заменить три объекта по добыче природного газа в регионе, два из которых являются пиковыми.

Но, помимо этой роли, у аккумуляторов возникают реальные проблемы. Авторы исследования 2016 года обнаружили резко убывающую отдачу, когда в сеть добавляется много аккумуляторов. Они пришли к выводу, что объединение аккумуляторных батарей с возобновляемыми электростанциями является «слабой заменой» для больших, гибких угольных или газовых электростанций комбинированного цикла, типа, который можно использовать в любое время, работать непрерывно и изменять уровни производительности для удовлетворения меняющегося спроса. в течение дня.

Не только литий-ионная технология слишком дорога для этой роли, но и ограниченное время автономной работы означает, что она не очень хорошо подходит для заполнения пробелов в течение дней, недель и даже месяцев, когда ветряная и солнечная генерация флага.

Эта проблема особенно остро стоит в Калифорнии, где в осенние и зимние месяцы резко падает ветер и солнце.

Это приводит к критической проблеме: когда возобновляемые источники энергии достигают высокого уровня в сети, вам нужно гораздо больше ветряных и солнечных электростанций, чтобы вырабатывать достаточно избыточной мощности в периоды пиковой нагрузки, чтобы поддерживать работу сети во время этих длительных сезонных спадов, говорит Джесси. Дженкинс, соавтор исследования и исследователь энергетических систем.Это, в свою очередь, требует множества батарей, которые могут хранить все это до тех пор, пока они не понадобятся.

И это в конечном итоге астрономически дорого.

Калифорния мечтает

Есть проблемы, которые Калифорния не может позволить себе долго игнорировать. Штат уже находится на пути к тому, чтобы к 2020 году получать 50 процентов своей электроэнергии из чистых источников, и законодательный орган снова рассматривает законопроект, который потребует доведения его до 100 процентов к 2045 году. Чтобы усложнить ситуацию, регулирующие органы проголосовали в январе за закрытие последняя атомная станция штата, безуглеродный источник, который обеспечивает 24% энергии PG&E.Это оставит Калифорнию в значительной степени зависимой от возобновляемых источников для достижения своих целей.

Целевая группа по чистому воздуху, аналитический центр энергетической политики в Бостоне, недавно обнаружила, что достижение 80-процентной отметки для возобновляемых источников энергии в Калифорнии будет означать огромные объемы избыточной выработки в летние месяцы, требующие хранения 9,6 миллиона мегаватт-часов энергии. . Для достижения 100 процентов потребуется 36,3 миллиона человек.

В настоящее время в штате в общей сложности накоплено 150 000 мегаватт-часов энергии.(Это в основном гидроаккумуляторы с гидроаккумулятором с небольшой долей батарей.)

Если возобновляемые источники энергии будут обеспечивать 80 процентов электроэнергии Калифорнии, более восьми миллионов мегаватт-часов избыточной энергии будет генерироваться во время летних пиков.

Анализ данных CAISO Целевой группой по чистому воздуху.

Создание уровня возобновляемой генерации и хранения энергии, необходимого для достижения целей штата, приведет к экспоненциальному росту затрат с 49 долларов за мегаватт-час производства при 50 процентах до 1 612 долларов при 100 процентах.

И это при условии, что литий-ионные батареи будут стоить примерно в три раза меньше, чем они сейчас.

Стоимость энергосистемы Калифорнии растет экспоненциально, если возобновляемые источники энергии производят большую часть электроэнергии.

Анализ данных CAISO Целевой группой по чистому воздуху.

«Стоимость хранения полностью зависит от системы, - говорит Стив Брик, старший советник Целевой группы по чистому воздуху. «Вы строите эту огромную машину для хранения, которую заполняете к середине года, а затем просто рассеиваете. Это огромные капиталовложения, которые используются очень мало.”

Эти силы резко увеличат затраты на электроэнергию для потребителей.

«Вы должны сделать паузу и спросить себя:« Есть ли способ поддержать это общественность? », - говорит Брик.

Аналогичным образом, исследование, проведенное ранее в этом году в журнале Energy & Environmental Science , показало, что для удовлетворения 80 процентов спроса на электроэнергию в США с помощью ветра и солнечной энергии потребуется либо общенациональная высокоскоростная система передачи, которая может сбалансировать возобновляемую генерацию на сотни миль, или 12 часов хранения электроэнергии для всей системы (см. «Использование только возобновляемых источников энергии значительно увеличивает стоимость капитального ремонта энергии»).

При нынешних ценах аккумуляторная система хранения такого размера будет стоить более 2,5 триллиона долларов.

Страшный ценник

Конечно, возможно более дешевое и лучшее сетевое хранилище, и исследователи и стартапы изучают различные возможности. Form Energy, которая недавно получила финансирование от Breakthrough Energy Ventures Билла Гейтса, пытается разработать водно-серные проточные батареи с гораздо более длительным сроком службы, по цене в пять раз меньше, чем у литий-ионных батарей.

Моделирование Феррары показало, что такая батарея может позволить возобновляемым источникам энергии обеспечивать 90 процентов потребностей в электроэнергии для большинства сетей при лишь незначительно более высоких затратах, чем сегодня.

Но опасно рассчитывать на такого рода прорывы в аккумуляторных батареях - и даже если Form Energy или какая-то другая компания это сделает, затраты все равно вырастут экспоненциально, превышая 90-процентный порог, говорит Феррара.

«Риск, - говорит Дженкинс, - заключается в том, что мы увеличиваем стоимость глубокой декарбонизации в энергетическом секторе до точки, когда общественность решит, что продолжать движение к нулевому выбросу углерода просто недоступно.”

Обновление: диаграмма была удалена из этой статьи, потому что в ней неверно указан уровень проникновения возобновляемых источников энергии в электросеть, представленный на вертикальной оси.

Гигаватт-1, крупнейший в мире проект солнечной энергии за метром

Гигаватт-1, один из крупнейших портфелей солнечных проектов в мире, является реализацией инициативы под названием «Гигаватт Роба Роя в Неваде», впервые предложенной основателем Switch. И генеральный директор Роб Рой в начале 2015 года. Фонд Gigawatt Nevada использует уникальные ресурсы солнечной энергии в Неваде для создания новых рабочих мест, получения налоговых поступлений, достижения большей экономической диверсификации и повышения энергетической независимости.

Switch и Capital Dynamics объявили о трех новаторских шагах в Неваде, которые, наряду с более ранним этапом, продолжат работу основателя и генерального директора Switch Роба Роя в области солнечной энергии и аккумуляторов Gigawatt Nevada для разработки одного из крупнейших проектов в области солнечной энергетики и хранения аккумуляторов в мире. технологическая промышленность.

«В разгар этого беспрецедентного момента в истории нашего штата Switch и его партнеры инвестируют 1,3 миллиарда долларов США, создавая более тысячи новых рабочих мест и ускоряя лидерство Невады в мировой экономике возобновляемых источников энергии», - сказал губернатор Невады Стив Сисолак.«Подобные проекты - это именно то, что Законодательный орган имел в виду, когда он принимался, и я подписал SB547, чтобы расширить инвестиции и рабочие места в Неваде».

В массовом масштабе этих фаз Гигаватт-1 будут использоваться тысячи солнечных панелей, произведенных американской компанией First Solar, и аккумуляторные батареи, использующие Tesla Megapack, который производится в округе Стори, штат Невада, на заводе Tesla Gigafactory.

«С сегодняшним объявлением Гигаватт Роба Роя в штате Невада теперь имеет четыре проекта по хранению солнечных батарей и аккумуляторов в штате, создавая почти 1 гигаватт энергии», - сказал Адам Крамер, исполнительный вице-президент Switch по стратегии.«Этот проект также гарантирует, что затраты на электроэнергию Switch останутся в пределах 5 центов за киловатт-час, а клиенты Switch будут продолжать пользоваться недорогой, 100% возобновляемой энергией в ближайшие десятилетия».

Благодаря этим новым открытиям в округах Кларк и Стори, а также первоначальной застройке Townsite, Gigawatt 1 вскоре будет вырабатывать в общей сложности 555 МВт солнечной энергии и создавать 800 МВт-часов аккумуляторных батарей. Кроме того, в округе Стори будет крупнейший в мире проект солнечной энергетики мощностью 127 МВт, который будет включать в себя аккумуляторную систему хранения на 240 МВт-час.В проектах «за счетчиком» электроэнергия вырабатывается из общедоступных сетей, не создавая нагрузки на унаследованное производство коммунальных услуг.

«Команда Capital Dynamics Clean Energy Infrastructure рада тесному сотрудничеству с Switch, которая продемонстрировала исключительное лидерство в качестве технологической компании в области устойчивого развития как в Неваде, так и по всей стране», - сказал Бенуа Аллехаут, управляющий директор группы по инфраструктуре чистой энергии Capital Dynamics. «Мы также рады сотрудничать с Tesla в установке систем хранения энергии Megapack на четырех гибридных солнечных проектах и ​​проектах хранения в Калифорнии и Неваде.Этот выбор явился результатом всесторонней юридической проверки. Мы считаем, что лидерство в отрасли достигается за счет масштабов и инноваций, и рады огромному прогрессу, которого мы достигли в комбинированных солнечных и аккумуляторных электростанциях благодаря Switch и Tesla ».

Интегратором Gigawatt 1 является компания Con Edison Clean Energy Business, которая будет использовать Tesla Megapack.

«Мы рады сыграть важную роль в этой новаторской инициативе», - сказал Марк Нойес, президент и генеральный директор Con Edison Clean Energy Business Business.«Инновационное партнерство между всеми участвующими сторонами будет и впредь определять повестку дня в области устойчивого развития для Switch и штата Невада».

Объявление вызвало похвалу и от ведущих национальных защитников возобновляемых источников энергии. «Невада может воспользоваться преимуществами необходимого экономического роста и обеспечить критический баланс для окружающей среды и драгоценных природных ресурсов», - сказала давний сторонник экологически чистой энергии Роуз МакКинни-Джеймс, управляющий партнер Rose McKinney-James and Associates и Energy Works LLC.«Этот проект представляет собой серьезное достижение для Невады, и мы приветствуем Switch и их партнеров за то, что они продолжают расширять границы устойчивых бизнес-операций и возобновляемых источников энергии».

Формирование энергии, разработка, строительство, управление активами и операции по всем проектам будет осуществляться под руководством Arevon, аффилированной компании Capital Dynamics, которая выполняет эти услуги для более чем 5 ГВт ветряных и солнечных активов от имени Capital Dynamics.

Мировые рынки хранения энергии вырастут в 13 раз с 2018 по 2024 год и достигнут 158 гигаватт-часов и инвестиций в 71 миллиард долларов, сообщает Wood Mackenzie Power & Renewables

.

Для отрасли хранения энергии последние пять лет были чем-то вроде репетиции грядущего рыночного взрыва во главе с США.S. и Китай, но расширяется, чтобы покрыть рынки по всему миру.

Такую картину нарисовала компания Wood Mackenzie Power & Renewable в последнем отчете Global Energy Storage Outlook 2019: обзор за 2018 год и прогноз до 2024 года . В отчете, опубликованном во вторник, прогнозируется, что количество развертываний накопителей энергии вырастет в тринадцать раз в течение следующих шести лет, с рынка 12 гигаватт-часов в 2018 году до рынка 158 гигаватт-часов в 2024 году.

Это равняется 71 миллиарду долларов инвестиций в системы хранения, не считая гидроаккумуляторов, из которых 14 миллиардов поступят только в 2024 году.Этот рост будет сосредоточен в Соединенных Штатах и ​​Китае, на которые к 2024 году будет приходиться 54 процента глобальных развертываний, за которыми следуют Япония, Австралия и Южная Корея на втором уровне растущих рынков, а также Германия, Канада, Индия и Великобритания (округление). из списка.

Каждый из этих рынков использует свой собственный подход к интеграции накопителей энергии в свои сетевые операции и рыночные структуры, от развития отдельных штатов в США до пятилетнего плана Китая. Но они разделяют приверженность относительно агрессивным целям роста возобновляемых источников энергии, наряду с сопутствующими проблемами интеграции возрастающей доли непостоянной энергии ветра и солнца в энергосистему.

И так же, как возобновляемые источники энергии, которые являются движущей силой их роста, батареи, составляющие львиную долю развертываемых новых систем хранения, падают в цене. Это позиционирует их для гораздо более широкой интеграции в сетевые операции, помимо интеграции с возобновляемыми источниками энергии, - отметил Рави Мангани, руководитель отдела исследований компании WoodMac в области систем хранения, в интервью во вторник: «За последние пять лет мир начал экспериментировать с системами хранения; в следующие пять лет хранилище станет ключевым сетевым активом ».

В прошлом году количество развернутых систем хранения энергии во всем мире выросло на 147 процентов по сравнению с прошлым годом и составило 3.В отчете говорится, что 3 гигаватта или 6 гигаватт-часов. Это почти вдвое превышает среднегодовые темпы роста отрасли в 74 процента с 2013 по 2018 год. Фактически, прошлогодние развертывания составили более половины от общего объема хранилищ, развернутых за последние пять лет, «что указывает на изменение спроса на хранилища. , - сказал Мангани.

«Эта точка перегиба измеряется не только с точки зрения объема проекта, но и с точки зрения разнообразия регулирующих и рыночных структур, позволяющих финансировать и строить эти проекты», - отметил он.По его словам, последние полвека роста хранилищ энергии были обусловлены относительно ограниченным и изолированным набором потоков доходов, а также государственными стимулами, призванными ускорить развитие до рыночных структур, чтобы раскрыть ценность хранилищ.

В период с 2019 по 2024 год WoodMac прогнозирует более зрелые, но все еще находящиеся на ранней стадии совокупные годовые темпы роста в 38 процентов для ключевых рынков хранения данных, но с гораздо более широким набором возможностей для получения прибыли от устанавливаемых систем.Это будет включать переход от краткосрочных систем, обеспечивающих дорогостоящие, но ограниченные по размеру рынки, такие как частотное регулирование, к долгосрочным системам, которые могут начать вытеснять дизельные, нефтяные и газовые электростанции.

В разбивке по рынкам

Мы уже рассмотрели прогнозы WoodMac по развитию рынка аккумуляторов энергии в США, крупнейшего в мире в настоящее время, и по-прежнему ожидаем, что он сохранит эту позицию к 2024 году, хотя бы опережая Китай. U.S. установил рекордные 311 мегаватт и 777 мегаватт-часов для хранения энергии в 2018 году, но ожидается, что этот рынок удвоится в 2019 году и утроится в 2020 году, согласно данным прошлого месяца Energy Storage Monitor от WoodMac и Energy Storage Association.

Этот рост по-прежнему будет определяться ключевыми рынками, такими как Калифорния, лидер страны по производству аккумуляторов за счетчиком, и другие штаты с мандатами на развертывание накопителей энергии в гигаваттном масштабе, такие как Нью-Йорк и Массачусетс.Но это также будет обусловлено тем, что коммунальные предприятия будут использовать хранилища для увеличения емкости или в рамках крупномасштабных солнечных проектов, как это было с недавними крупномасштабными контрактами на Гавайях, Техасе, Миннесоте и Колорадо.

И, конечно же, приказ 841 Федеральной комиссии по регулированию энергетики, который предписывает операторам региональных оптовых рынков страны открыть рынки энергии, мощности и дополнительных услуг для хранения энергии, создаст новые рыночные возможности.

Обращаясь к Азии, «мы видели, как Китай пробудился в плане хранения энергии, причем немного с опережением графика», - сказал Мангани.В 2018 году в Китае наблюдался 40-процентный рост рынка накопителей энергии в годовом исчислении, обусловленный развертыванием более 300 мегаватт, или почти 500 мегаватт-часов, в масштабе коммунальных предприятий.

В ноябре 2017 года правительство Китая объявило о 10-летнем плане развития собственной отрасли хранения энергии в сетевом масштабе. Частично это было средством поддержки и развития его и без того огромного доминирования в производстве аккумуляторов для электромобилей, но это также ответ на вызовы растущей электросети Китая, а именно: интеграция огромных объемов ветровой и солнечной энергии, строящейся в отдаленных западных регионах, для городской восток страны.

И когда Китай решает строить сетевые батареи, он строит их в больших масштабах. «Большинство развертываний в настоящее время являются пилотными проектами, но когда Китай реализует пилотные проекты, мы говорим о десятках мегаватт-часов», - сказал Мангани. В прошлом году в провинции Цзянсу был запущен один проект по хранению энергии мощностью 101 мегаватт / 202 мегаватт-час, а в Ганьсу был одобрен еще один проект на 240 мегаватт / 720 мегаватт-час для сокращения сокращения использования возобновляемых источников энергии.

В ближайшие пять лет ожидается реализация еще нескольких крупномасштабных проектов по хранению энергии для поддержки надежности и гибкости сетей.Около 65 процентов установленной мощности Китая в 2018 году было разработано Государственной сетевой корпорацией Китая для вспомогательных услуг, что указывает на важность централизованного планирования для роста.

Южная Корея представляет собой аналогичную историю о том, как государственное планирование может стимулировать массовый рост рынка накопителей энергии, с новой политикой, позволяющей ветровым и солнечным проектам с накоплением энергии получать сертификаты на возобновляемые источники энергии, стоимость которых в пять раз превышает их емкость, что привело к огромному буму в 2018 году.С менее чем 10 мегаватт-часов, развернутых в 2017 году, объемы развертываний за счетчиком в коммунальном и коммерческом-промышленном масштабе в Южной Корее резко выросли до 1100 мегаватт-часов в 2018 году, при этом почти 400 миллионов долларов инвестиций в накопители энергии и ряд проектов, которые уже реализованы. к 2020 году превышена цель - 800 мегаватт-часов.

В Австралии же, напротив, движут проекты по использованию солнечной энергии и накопителей в жилищном секторе из-за ее конкурентных энергетических рынков и все более привлекательной экономики само-генерируемой солнечной энергии.Австралия стала мировым лидером по хранению в жилых помещениях в 2018 году с развернутыми системами на 150 мегаватт или 300 мегаватт-часов. Япония заняла второе место по объему хранения в жилых помещениях, немного опередив Германию по количеству развернутых систем в 2018 году, хотя Германия по-прежнему сохраняет лидерство по общему количеству развернутых систем - около 860 мегаватт-часов.

В то же время изменения в политике могут повлиять на глобальные рынки хранения энергии. В 2018 году в Великобритании было установлено собственное рекордное хранилище емкостью 408 мегаватт / 325 мегаватт-часов.Но, как показывают эти цифры, этот бум был в основном в форме систем батарей с более коротким сроком службы, стоимость которых может значительно снизиться из-за изменений в механизме рынка мощности в Великобритании по снижению тарифов на системы с более коротким сроком службы в пользу систем с несколькими сроками службы. часовое хранение.

В то же время вынесенное в ноябре постановление Европейского суда против механизма рынка мощности Великобритании - наряду с более широкой неопределенностью в отношении того, как выход страны из ЕС в рамках Brexit может повлиять на ее энергетическое будущее, - создало проблемы для рынка.

Точно так же в Канаде прошлогодние усилия по включению накопителей энергии в оптовые рынки в Онтарио и Альберте были несколько уравновешены решением нового правительства Онтарио отменить сотни проектов по возобновляемым источникам энергии.

***

Отчет Wood Mackenzie Power & Renewables доступен для покупки здесь.

Как аккумулятор Ultium от GM поможет ему в будущем электричества

Рой Ричи Автомобиль и водитель

Когда GM выпустила в 2010 году подключаемый гибрид Chevrolet Volt, автомобильная промышленность говорила о стоимости аккумулятора около 1000 долларов за киловатт-час накопленной энергии.По этой цене комплект Volt мощностью 16,0 кВт, вероятно, был дороже, чем все остальные компоненты автомобиля вместе взятые.

Теперь с новейшей батареей GM, получившей название Ultium, компания заявляет, что ее стоимость приближается к снижению на 90 процентов - точке, когда наконец может быть выгодно отказаться от двигателей внутреннего сгорания. Автопроизводитель пообещал сделать именно это, выпуская 30 новых электромобилей по всему миру к 2025 году. К 2035 году его единственными автомобилями с выхлопными трубами будут тяжелые грузовики.

Строительным блоком для этого плана является большой литий-ионный аккумулятор карманного типа, размером примерно 23 на 4 на 0.4 дюйма. Он весит около трех фунтов и содержит в 20 раз больше энергии, чем маленькие цилиндрические элементы Теслы. (У Teslas в настоящее время есть тысячи аккумуляторных ячеек в своих упаковках, тогда как у электромобилей от GM и большинства других автопроизводителей их сотни.) 0,37 киловатт-часа общей энергоемкости в каждой ячейке достаточно, чтобы привести в движение первое транспортное средство с двигателем Ultium - гигант 2022 года. Пикап GMC Hummer EV - чуть больше полумили. Эти элементы будут производиться на совместном предприятии с LG Chem на двух новых крупных предприятиях в Огайо и Теннесси.Когда оба завода будут запущены к концу 2023 года, они смогут ежегодно производить батареи на 70 гигаватт-часов. По нашим оценкам, это эквивалентно примерно 190 миллионам ячеек, или примерно для 750 000 автомобилей.

Рой Ричи Автомобиль и водитель

LG является поставщиком аккумуляторов для GM более десяти лет, за это время существенно изменились и размер, и химический состав элементов.По сравнению с элементом, используемым в Bolt EV, элемент Ultium, представляющий собой смесь никель-кобальт-марганец-алюминий, содержит на 70 процентов меньше кобальта, что является ключом к снижению стоимости. Однако любой клиент LG может купить эту ячейку, поэтому любое конкурентное преимущество, которое GM использует, должно исходить из того, как она интегрирует компоненты в полный пакет. Пакеты будут иметь полезную мощность от 50 киловатт-часов (144 ячейки) до 200 киловатт-часов (576 элементов), мощность от 235 до 1000 лошадиных сил и обеспечат дальность действия до 450 миль.

GM утверждает, что на данный момент это единственный автопроизводитель, который может либо укладывать ячейки ровно, либо устанавливать их вертикально. Это дает инженерам гибкость в формировании упаковки в соответствии с днищем кузова автомобиля. GM объединяет ячейки в группы по 24, создавая модуль. В Hummer 12 модулей соединены последовательно, образуя один 400-вольтовый 100-киловаттный слой двухъярусной аккумуляторной батареи. Два уровня соединены параллельно, чтобы получить общую полезную мощность 200,0 кВтч.

Вот хитрый трюк: на некоторых автомобилях Ultium, таких как Hummer, верхний и нижний уровни можно временно переключить с параллельного на последовательное соединение, удваивая напряжение до 800.Это позволяет ему в полной мере использовать самые мощные 800-вольтовые станции быстрой зарядки Electrify America. Соответственно, способность Hummer заряжаться до 350 киловатт означает, что он может потреблять электроэнергию быстрее, чем любой электромобиль на рынке сегодня. Переключая аккумулятор с 400 на 800 вольт для быстрой зарядки, GM избегает платить за более дорогие компоненты, которые необходимы электромобилю для постоянной работы при более высоком напряжении, как это делает Porsche Taycan. Taycan в настоящее время является единственным электромобилем, способным заряжаться до 800 вольт, хотя и с более низким пиковым значением 270 кВт.

Так называемый мегашейкер GM разносит аккумуляторные батареи с вибрацией на всю жизнь за считанные дни. Подобное оборудование используется для обеспечения того, чтобы спутники пережили жестокий взрыв на орбиту.

Рой Ричи Автомобиль и водитель

Быстрая зарядка постоянным током, а также многократная подзарядка аккумулятора до 100 процентов являются наиболее частой причиной ухудшения характеристик, приводящей к снижению емкости аккумулятора с течением времени. Эта быстрая зарядка может привести к кристаллизации быстро движущихся ионов лития в элементах, не позволяя им двигаться вперед и назад во время зарядки и разрядки аккумулятора.Но Тим Греве, глобальный директор GM по электрификации и аккумуляторным системам, делает несколько смелых заявлений о пакете Ultium. Он говорит, что никакая быстрая зарядка постоянного тока не снизит его емкость, и, в отличие от Tesla и других, GM не будет предлагать заряжать аккумулятор ниже 100 процентов при нормальном ежедневном использовании. Он считает, что прорыв произошел благодаря тщательному развитию химии, включая добавление алюминия в элемент. Греве также обещает, что пакет Ultium «прослужит дольше, чем у Bolt EV», который, по его словам, преодолевает расстояние от 150 000 до 250 000 миль в реальном мире, без ущерба для гарантии 100 000 миль.

Обычно автопроизводителям требуется множество проводов для контроля сотен отдельных ячеек в пакете. Но GM нашла способ контролировать Ultium без проводов. Каждая группа из двух или трех ячеек, соединенных параллельно, передает ключевую информацию, такую ​​как температура и напряжение, несколько раз в секунду. Это уменьшает количество проводов в пакете на 80 процентов по сравнению с Bolt, устраняя источник претензий по гарантии, улучшая упаковку и упрощая жгут проводов. Кроме того, GM утверждает, что эта установка потребляет не больше энергии, чем проводная система.

GM разрабатывает и тестирует блоки в своей лаборатории по производству аккумуляторов площадью 100 000 квадратных футов в Уоррене, штат Мичиган. 75-тонный мегашейкер компании выглядит как печь размером 10 на 10 футов, установленная на платформе. Он толкает батарею, сильно меняя температуру и влажность. В течение нескольких дней это упражнение имитирует неправильное обращение с аккумулятором за всю жизнь езды по ухабам. В другом месте огромной лаборатории пакеты заряжаются и выгружаются повторно, чтобы имитировать полный жизненный цикл.Они проходят испытания на проколы и падают с высоты 6–16 футов, чтобы, помимо прочего, гарантировать, что владельцы Hummer могут уверенно покидать бездорожье. Инженеры также учатся у конкурентов: в день нашего визита мы увидели верстак, полный компонентов аккумуляторных блоков Tesla и Jaguar.

Иллюстрация Клинта Форда

Хотя GM еще не продала автомобиль с пакетом Ultium, лаборатория уже усердно работает над ячейкой второго поколения.Греве предполагает, что это может удвоить плотность энергии этой новой клетки. Теперь, когда затраты находятся под контролем, следующей большой проблемой в технологии аккумуляторов является расширение ассортимента и уменьшение веса современных аккумуляторов.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Обзор гидроаккумулятора

Потребность в хранении энергии в электрических системах возрастает, поскольку в настоящее время используются большие объемы переменных мощностей солнечной и ветровой генерации.Около двух третей чистого ежегодного прироста мощности в мире приходится на солнечную и ветровую. Накопительные гидроаккумуляторы (PHES) составляют около 96% мировой емкости аккумуляторов и 99% мирового объема аккумулируемой энергии. Батареи занимают большую часть баланса рынка хранения электроэнергии, включая аккумуляторы для коммунальных, бытовых и электромобилей. Батареи стремительно падают в цене и могут составить конкуренцию гидроаккумуляторам за кратковременное хранение (от минут до часов). Тем не менее, гидроаккумулятор по-прежнему намного дешевле для крупномасштабного хранения энергии (от нескольких часов до недель).Большинство существующих гидроаккумулирующих гидроаккумулирующих устройств являются речными в сочетании с гидроэлектростанциями. Воду можно перекачивать из нижнего резервуара в верхний в периоды низкой потребности, а накопленную энергию можно восстановить позже. В будущем будут использованы обширные возможности хранения, имеющиеся в замкнутых речных насосных гидросистемах. В таких системах вода многократно циркулирует между двумя близко расположенными небольшими резервуарами, расположенными вдали от реки. В этом обзоре рассматриваются технологии, стоимость, воздействие на окружающую среду и возможности PHES.Ключевые мотивы для этого обзора заключаются, во-первых, в развертывании большого количества переменных ветряных и солнечных генераторов; и, во-вторых, существуют огромные возможности для недорогого гидроаккумулятора, не требующего вмешательства в реки (с соответствующими экологическими издержками).

Использование движущейся воды в реках для выработки полезной энергии практикуется на протяжении тысячелетий. С 1880-х годов гидроэлектроэнергия была основным компонентом мирового производства электроэнергии. В 2019 году глобальная установленная мощность гидроэлектростанций достигла 1310 ГВт (ГВт) [1].Производство энергии на гидроэлектростанциях в 2018 году составило 4300 тераватт-часов (ТВтч), что составляет 17% мирового производства электроэнергии [2].

Гидроэлектроэнергия ценится в электроэнергетической системе, потому что она легко справляется с переменной нагрузкой, изменяя поток воды через турбину. Это сводит к минимуму потребность в угольных и ядерных энергосистемах с медленным откликом, чтобы отслеживать спрос на электроэнергию по мере его роста и падения.

Китай обладает наибольшим объемом гидроэнергетических мощностей, за ним следуют Европейский Союз, Бразилия и Соединенные Штаты Америки (диаграмма 1).

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 1. Мощность гидроэлектроэнергии (ГВт) для отдельных стран и регионов в 2019 году [1].

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

При нормировании на население горные страны, включая Исландию, Норвегию, Бутан, Канаду и Швейцарию, возглавляют список (рис. 2). Возможность быстрого реагирования гидроэлектростанции может использоваться, чтобы помочь сбалансировать спрос и предложение на электроэнергию.Премия обычно выплачивается за гибкую гидроэнергетику с быстрым откликом, и некоторые страны получают значительный доход за счет экспорта гидроэлектроэнергии.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 2. Мощность гидроэлектроэнергии [1] на человека (Ватт на человека −1 ) для выбранных стран и регионов в 2019 году.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

Накопительный гидроаккумулятор (PHES) используется более века для помощи в балансировании нагрузки в электроэнергетике.PHES влечет за собой перекачку воды из нижнего резервуара в ближайший верхний резервуар, когда есть резервные мощности для выработки электроэнергии (например, в ветреные и солнечные дни), и обеспечение возможности возврата воды в нижний резервуар через турбину для выработки электроэнергии, когда есть дефицит предложения (например, в вечернее время).

PHES составляет около 96% мировой накопительной мощности и 99% мирового объема накопительной энергии [3]. Некоторые страны обладают значительным потенциалом PHES, чтобы помочь сбалансировать спрос и предложение (диаграмма 3).Например, мощности PHES в Японии были построены для того, чтобы помочь отслеживать изменяющийся спрос на электроэнергию, что позволило ее парку ядерных и ископаемых видов топлива работать с почти постоянной выходной мощностью.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. Емкость гидроаккумулятора [1] (Вт на человека −1 ).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Аккумуляторы занимают большую часть баланса рынка хранения электроэнергии.Аккумуляторная батарея включает в себя аккумуляторные батареи для коммунальных, бытовых и электрических транспортных средств. Батареи стремительно падают в цене и могут конкурировать с PHES за кратковременное хранение (от минут до часов). PHES намного дешевле для крупномасштабного хранения энергии (за ночь или несколько дней) и имеет гораздо более длительный технический срок службы (50–100 лет). Все цены в этой статье указаны в долларах США.

Глобальная электроэнергетическая система быстро переходит от энергосистем, работающих на ископаемом топливе, к возобновляемым источникам энергии (рисунок 4) [4].Около двух третей чистого ежегодного прироста генерирующих мощностей в мире приходится на солнечную фотоэлектрическую энергию (ФЭ) (рисунок 5) и ветер (рисунок 6). Это связано с быстрым снижением стоимости фотоэлектрических и ветровых электростанций.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 4. Чистый ежегодный прирост номинальной мощности генерирующих мощностей в мире [1, 4–9]. Воспроизведено из [4]. CC BY 4.0.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 5. Солнечная ферма Роялла.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. Капитальный ВЭС.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Строительство новых гидроэлектростанций сокращается. Причины этого включают конкуренцию со стороны солнца и ветра; противодействие по экологическим и социальным причинам; и многие из хороших сайтов уже созданы.Гидроэнергетика принципиально ограничена наличием подходящих рек, тогда как энергия ветра и солнца практически неограничена в большинстве регионов.

Солнце и ветер - это переменные источники электроэнергии, выходная мощность которых увеличивается и уменьшается в зависимости от наличия солнечного света и ветра. Тераватты (ТВт) солнечной и ветровой энергии будут развернуты в рамках глубокой электрификации возобновляемых источников энергии [4] глобальной энергетической системы.

Потребуется значительный объем хранилища для поддержки фотоэлектрических и ветряных электростанций, что дает большие возможности для аккумулирования гидроаккумулируемой воды.

При низком проникновении солнечной и ветровой энергии в электрическую сеть (обычно менее четверти) существующие традиционные генераторы (в основном угольные, газовые и гидроэнергетические) могут адекватно сбалансировать спрос и предложение. Однако по мере увеличения проникновения ветра и солнца потребность в дополнительных хранилищах в конечном итоге становится важной.

В некоторых странах количество переменного ветрового и солнечного электричества уже быстро растет. Это увеличивает потребность в дополнительном хранилище. Объем необходимого хранилища обычно меньше, если используются как фотоэлектрические, так и ветровые установки, поскольку они часто вырабатывают электроэнергию в разное время.Сильная взаимосвязь на больших территориях (миллионы квадратных километров) с использованием высоковольтной передачи значительно сокращает объем требуемого хранилища, потому что солнечная или ветреная погода в одном месте может компенсировать отсутствие генерации в другом месте, где облачно и тихо.

Крупномасштабное хранилище необходимо скорее в регионах, где проникновение солнечной и ветровой энергии выше и где есть слабые или отсутствующие линии передачи данных в соседние регионы или страны. На рисунке 7 показаны солнечные фотоэлектрические и ветряные отрасли с точки зрения установленной номинальной мощности на человека и скорости развертывания на человека в отдельных странах и регионах.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 7. Установленная номинальная мощность на душу населения и скорость использования солнечной и ветровой энергии в отдельных странах (в среднем за 2018 и 2019 годы) [1].

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

В Австралии солнечная энергия и энергия ветра составляют 99% новых генерирующих мощностей; темпы внедрения новых возобновляемых источников энергии на душу населения в десять раз выше, чем в среднем в мире, и в четыре раза быстрее на душу населения, чем в Европе, Китае, Японии или США (диаграмма 8).

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 8. Скорость развертывания возобновляемых источников энергии (в основном солнечная фотоэлектрическая и ветровая) в различных регионах в пересчете на ватт на человека −1 года −1 [1, 10].

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Доля солнечной и ветровой электроэнергии, поставляемой на национальный рынок электроэнергии Австралии, которая составляла 9% в 2017 году, увеличилась до 24% в 2020 году и будет продолжать расти в обозримом будущем.Солнечная и ветровая энергия достигла 70% электроэнергии в штате Южная Австралия и, вероятно, достигнет 100% к 2025 году. Австралия - промышленно развитая страна, которая изолирована от соседних электрических сетей и, следовательно, не может делиться электроэнергией через национальные границы. Около 85% выбросов парниковых газов в Австралии вызвано использованием ископаемого топлива. Австралия демонстрирует, что быстрый переход на солнечную и ветровую энергию возможен при низких затратах с последующим сокращением выбросов.

Австралия не имеет перспектив создания дополнительных речных гидроэлектрических систем, которые помогли бы сбалансировать спрос и предложение солнечной и ветровой электроэнергии.Он обращается к новой гигаваттной передаче на большие расстояния, PHES и аккумулятору. Около дюжины систем PHES находятся в стадии серьезного рассмотрения, и одна находится в стадии строительства (Snowy 2.0, 2 ГВт, 0.35 ТВтч [11]). Австралия является первооткрывателем [4] для трех четвертей человечества, живущих в зоне действия солнечного пояса (ниже 35 градусов широты), где высокая и постоянная солнечная инсоляция в течение всего года и отсутствие холодных зим, и где большая часть глобального роста приходится на население, потребление энергии и выбросы парниковых газов.

Производство гидроэлектроэнергии предполагает отвод воды из реки через турбину для выработки электроэнергии. Некоторые гидроэлектрические системы включают плотины, в которых накапливается большое количество воды. Другие - это русловые, которые включают небольшие или почти нулевые накопители, при этом производство энергии увеличивается и уменьшается в зависимости от ежедневных осадков в водосборе реки. Русловая гидроэлектростанция, расположенная ниже по течению от большой плотины, использует накопители в этой плотине, чтобы уменьшить зависимость от ежедневных осадков.

Вода подается от водозабора к турбине и возвращается в реку по туннелям или трубам («водозаборникам»), иногда дополняемым акведуками. Труба / туннель должны выдерживать большое давление. В зависимости от местной геологии, географии и головы туннели иногда частично или полностью облицованы бетоном или сталью.

Турбина вращается в ответ на поток воды под высоким давлением. Турбина прикреплена к генератору, который вращается для выработки электроэнергии, которая отправляется на подстанцию ​​для преобразования напряжения и передачи на удаленные нагрузки.Турбина и генератор размещаются в здании электростанции, которое может находиться под землей. Несколько труб обычно используются для подачи воды к нескольким турбинам в пределах электростанции.

В гидроаккумулирующих системах, турбина может стать насосом: вместо генератора, вырабатывающего электричество, электричество может подаваться на генератор, который заставляет генератор и турбину вращаться в обратном направлении и перекачивать воду из нижнего уровня в верхний. резервуар. Иногда насос и турбина представляют собой отдельные элементы оборудования, но чаще их объединяют.

Мощность гидроэлектрической системы относится к максимальному уровню производства энергии. Обычно он измеряется в мегаваттах (МВт) или ГВт, где 1 ГВт равен 1000 МВт.

Энергия гидроэлектрической системы относится к количеству энергии, хранящейся как потенциальная энергия в верхнем резервуаре. Обычно он измеряется в гигаватт-часах (ГВтч). Резервуар емкостью 10 ГВтч может работать с мощностью 1 ГВт в течение 10 часов.

Напор относится к разнице высот между забором воды и выходом воды.Поскольку стоимость большинства компонентов в значительной степени не зависит от напора, более крупный напор, как правило, позволяет удешевить производство и хранение электроэнергии в расчете на единицу. Типичные напоры находятся в диапазоне 100–800 м, хотя иногда используются большие и меньшие напоры. Электрическая мощность, вырабатываемая водой при прохождении через турбину, равна произведению напора (в метрах), расхода воды (в лс -1 ), гравитационной постоянной (9,8 мс -1 ). и эффективность генерации.

КПД генерации около 90%. Это означает, что 10% энергии, хранящейся в верхнем резервуаре, теряется, когда вода проходит через турбину для производства электроэнергии. В полном цикле PHES вода перекачивается из нижнего резервуара в верхний и позже возвращается в нижний резервуар с эффективностью в оба конца около 80%. Другими словами, около 20% электроэнергии теряется в полном цикле перекачки / выработки.

Например, поток 100 м 3 воды в секунду через турбину / генератор, работающий с КПД 90% в системе с напором 570 м, даст электрическую мощность 500 МВт.

Гидроэлектрические системы, включающие большие водохранилища, могут обеспечивать сезонное хранение. В течение сезона дождей из реки забирается достаточно воды, которая накапливается для обеспечения значительного производства электроэнергии в течение многих месяцев. Большие водохранилища могут хранить тысячи ГВт-ч энергии.

Плотины для гидроэлектрических систем строятся по-разному из земли, камня и бетона и включают слой, непроницаемый для воды, такой как бетон, асфальт, глина, пластик или сталь. Структурная целостность плотины обычно обеспечивается силой тяжести Земли, удерживающей материалы плотины на месте против горизонтальной силы, оказываемой скопившейся водой.Стены, которые изгибаются в резервуар, могут использовать принцип арки в сочетании с силой тяжести. В плотинах, построенных в основном из земли и камня, можно использовать местные материалы, полученные из будущего водохранилища, чтобы минимизировать транспортные расходы.

Плотины, накапливающие большое количество воды, требуют особенно тщательного проектирования из-за крупномасштабных неблагоприятных последствий разрушения плотины. Угрозы включают землетрясения, наводнения, выходящие за пределы стен водохранилища, внутреннюю эрозию, вызванную утечками в непроницаемых слоях, а также преднамеренные или случайные действия человека.Хорошо спроектированная и построенная плотина может прослужить столетие и более и не требует значительного обслуживания.

Значительная часть стоимости плотины на реке связана с урегулированием периодических крупных наводнений. Сюда входит строительство более высоких и прочных стен плотин, чем требуется для повседневного речного стока, и строительство хорошо спроектированных водосбросов для безопасного отвода паводковых вод через стену плотины, через нее или вокруг нее.

5.1. Обычные речные системы PHES

Многие существующие системы PHES были разработаны в сочетании с традиционной речной гидроэлектрической системой.Создаются два водохранилища на разных высотах, но близко друг к другу (рисунок 9). Часто нижнее водохранилище велико и расположено на большой реке, а верхнее водохранилище меньше и расположено выше на той же реке, в высоком притоке или параллельной долине. Большая часть речной воды проходит через систему, вырабатывая электричество, а затем стекает по реке. Некоторое количество воды циркулирует между двумя резервуарами для создания накопителя энергии. Обычно перекачка осуществляется путем покупки электроэнергии в периоды, когда цены низкие, то есть когда спрос низкий или доступность электроэнергии из других источников высокая (например,грамм. ветреный и солнечный день). Генерация будет происходить в периоды высокого спроса (например, по вечерам) при высоких ценах. Эта модель покупки-низкой и высокой продажи называется арбитражем.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 9. Речная гидроэлектростанция Тумут 3 (Snowy Hydro Ltd). Воспроизведено с разрешения Snowy Hydro Ltd.

Загрузить рисунок:

Стандартное изображение Изображение высокого разрешения

5.2. Вспомогательные услуги PHES

Система передачи и распределения электроэнергии сама по себе не может хранить значительные количества энергии. По мере того, как спрос растет и падает, то же самое должно происходить и с поставкой электроэнергии в сеть, либо за счет согласованного изменения генерации, либо за счет использования накопителя в качестве буфера. Большая электрическая сеть, обслуживающая множество потребителей, обычно будет испытывать медленно меняющийся спрос в течение нескольких часов, поскольку статистически маловероятно, что многие потребители будут действовать согласованно в течение нескольких секунд или минут.

В традиционной системе выработки электроэнергии на ископаемом или ядерном топливе атомные и угольные электростанции работают непрерывно с небольшими или медленными (часы) изменениями мощности. Неустойчивый спрос сочетается с колебаниями выработки на пиковом уровне мощности, обычно газовых турбинах или гидроэлектростанциях (включая PHES). Однако неожиданный отказ основного генератора или кабеля передачи может немедленно оказать большое влияние на энергоснабжение.

Системный сбой обычно устраняется путем обеспечения того, чтобы некоторые дополнительные генераторы были в рабочем состоянии и были готовы подавать электроэнергию в сеть в короткие сроки.Например, газовые турбины и гидрогенераторы могут выйти на полную мощность за считанные минуты. Кроме того, некоторые некритические нагрузки могут быть быстро отключены, чтобы обеспечить продолжение подачи энергии к другим нагрузкам. Чтобы справиться с проблемами снабжения на временных масштабах в секунды, тяжелая вращающаяся масса генератора на ископаемой или атомной электростанции представляет собой инерцию вращения, которая действует как буфер энергии.

В будущем энергия ветра и солнца будет поставлять большую часть энергии в сеть во многих странах.В идеале, десятки тысяч ветряных и солнечных генераторов на миллионах гектаров будут соединены друг с другом через высоковольтные линии электропередач. Связанные с погодой колебания в доставке энергии будут медленными (от часов до дней), потому что погодные системы, включая облачные и ветровые полосы, относительно медленно перемещаются по ландшафту. Интенсивность технических отказов большого количества небольших генераторов может быть предсказана статистически с высокой точностью. Таким образом, общие поставки фотоэлектрической и ветровой энергии будут менее подвержены быстрым непредсказуемым изменениям, чем в системах ископаемой или ядерной энергии, которые имеют небольшое количество крупных генераторов, любой из которых может неожиданно выйти из строя.

Однако выход из строя линии электропередачи большой мощности может привести к быстрому снижению энергоснабжения в любой сети. Батареи очень быстро (менее чем за секунды) реагируют на нарушения частоты, вводя или поглощая энергию, обеспечивая, таким образом, «синтетическую инерцию». Способность аккумуляторной батареи в масштабе сети обеспечивать балансировочную поддержку в большой системе, в которой преобладают энергия ветра и солнца, была продемонстрирована в Южной Австралии [12].

PHES имеет характеристики, которые хорошо подходят для балансировки большого количества переменных, инверторных ветров и фотоэлектрических модулей.PHES имеет быстрый отклик (от холостого хода до полной мощности за промежуток времени от 20 с до нескольких минут). PHES имеет инерцию вращения, если генератор вращается, чтобы компенсировать потерю инерции вращения, связанную с обычными тепловыми генераторами, когда они выходят из строя. PHES имеет возможность пуска с нуля, что означает, что система электроснабжения может быть перезапущена после полного прекращения подачи электроэнергии без необходимости подачи электроэнергии для запуска генераторов. Вместе батареи и PHES могут полностью заменить вспомогательные услуги, которые до сих пор предоставлялись ископаемыми и ядерными генераторами [13].

6.1. Прибрежный PHES

Практически все существующие гидроаккумулирующие системы являются речными. Во многих местах существует значительная экологическая и социальная оппозиция возведению дамб или изменению большего числа рек. Однако существуют альтернативные методы построения PHES, которые не требуют значительных изменений речных систем. Один из методов заключается в соединении близко расположенных существующих резервуаров с помощью подземных туннелей и электростанций. При осторожном обращении с поверхностью поверхность не будет беспокоить. Одним из примеров является 2 гигаватт, 350 гигаватт-час, Snowy 2.0 в настоящее время строится под землей в национальном парке Костюшко, внесенном в список всемирного наследия, в Австралии [11].

Существуют большие возможности для прибрежных (замкнутых) систем PHES, которые расположены вдали от каких-либо значительных рек. Большая часть земель находится за пределами реки, поэтому при обследовании потенциальных участков гидроаккумуляторов, прилегающих к рекам, не будет обнаружено большинство потенциальных участков.

Прибрежная система PHES (рис. 10) состоит из пары искусственных водоемов, расположенных на расстоянии нескольких километров друг от друга, расположенных на разной высоте и соединенных комбинацией акведуков, труб и туннелей.Резервуары могут быть специально построены («с нуля») или могут использоваться старые участки добычи или существующие резервуары («заброшенные месторождения»). В прибрежной зоне PHES используется обычная гидроэлектрическая технология для строительства резервуаров, туннелей, трубопроводов, электростанции, электромеханического оборудования, систем управления, распределительного устройства и передачи, но в новой конфигурации.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 10. Синтетическое изображение Google Earth на берегу реки PHES мощностью в гигаватт в Презенцано в Италии, на котором показаны два водохранилища (верхний правый и нижний левый) с напором 500 м (вертикальный масштаб преувеличен). Картографические данные © Google, 2021.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Энергия, которая хранится в системе PHES, расположенной на берегу реки, обычно ниже, чем в крупной речной гидроэлектростанции с аналогичной номинальной мощностью. Например, пара резервуаров площадью 100 га с напором 600 м, средней глубиной 20 м, полезной долей воды 90% и эффективностью в оба конца 80% может хранить 18 гигалитров воды с энергетическим потенциалом 24 ГВтч, что означает, что он может работать при мощности 1 ГВт в течение 24 часов.Это намного меньше, чем плотина «Три ущелья» в Китае (23 ГВт, 87 000 ГВт-ч годовой выработки энергии), но намного больше, чем аккумуляторная батарея общего назначения, такая как Hornsdale Power Reserve в Австралии (0,15 ГВт, 0,2 ГВт-ч) [14] .

У речной системы PHES есть то преимущество, что затраты на смягчение последствий наводнения минимальны по сравнению с речной системой PHES. Напоры обычно лучше, чем речные системы, потому что верхний резервуар может быть на высоком холме, а не выше в той же долине, что и нижний резервуар.Экологические издержки, связанные с перекрытием рек плотиной, можно избежать с помощью ПТОЗ, расположенного вне рек, что способствует социальному признанию. Гораздо большее количество участков на берегу реки по сравнению с участками на реке позволяет гораздо более широкий выбор участков с экологической, социальной, геологической, гидрологической, логистической и других точек зрения.

Еще одно преимущество заключается в том, что строительство речной гидроаккумулятора может быть намного быстрее, чем при других методах хранения. Специальная инженерия в долинах горных рек не нужна. Работа может вестись параллельно над двумя резервуарами: водопроводом, электростанцией и трансмиссией.Сроки строительства на 2–3 года приемлемы для хранилищ на 10 ГВтч, хотя более длительные периоды были бы типичными. Хотя отдельную батарею можно собрать за несколько месяцев, она обычно на два порядка меньше, чем речная насосная гидросистема, поэтому истинная скорость установки в МВт в месяц −1 и в мегаватт-часах (МВтч ) месяц −1 скромны.

6.2. Атлас речных PHES

Найти хорошие площадки для PHES нелегко даже для опытных гидротехников.Первое требование - найти места, где можно построить резервуары, в которых хранится большое количество воды по сравнению с количеством камня и другого материала, используемого для строительства стенок резервуара.

Второе требование - найти близко расположенные пары участков, которые имеют большие различия в высоте («голова»). Первое требование связано с тем, что трубы и туннели, соединяющие два резервуара, дороги, а второе требование связано с тем, что удвоение напора удваивает объем накопленной энергии и емкость накопительной мощности, но не удваивает стоимость системы.

Использование эффективных компьютерных алгоритмов [15] является ключом к поиску хороших сайтов на больших площадях. Австралийский национальный университет провел глобальное исследование новых объектов PHES в прибрежных водах. В общей сложности 616 000 хороших участков [16, 17] по всему миру были обнаружены в диапазоне широт от 60 ° N до 56 ° S. Каждый объект представляет собой пару близко расположенных резервуаров с определенным потенциалом накопления энергии 2, 5, 15, 50. или 150 ГВтч. Все выявленные участки находятся за пределами крупных городских или охраняемых территорий. Каждый объект классифицируется по классам затрат (от A до E) в соответствии с моделью затрат, описанной ниже, при этом стоимость класса A на единицу объема накопителя энергии примерно вдвое меньше, чем у класса E.

Для контекста, чтобы поддерживать 100% электроэнергии из возобновляемых источников (90% ветряных и солнечных фотоэлектрических систем, 10% существующих гидро- и биоэнергетических систем), Австралии требуется накопительная [18] энергия и накопительная мощность около 500 ГВт-ч и 25 ГВт соответственно. Это соответствует 20 ГВтч накопительной энергии и 1 ГВт накопительной мощности на миллион человек. Австралия - изолированная страна с высоким уровнем энергопотребления на душу населения, что соответствует чаяниям большинства стран.

Совокупный потенциал хранения 616 000 идентифицированных площадок составляет 23 миллиона ГВтч (рисунок 11), что в 150 раз больше, чем требуется для поддержки глобальной системы электроснабжения на 100% возобновляемых источниках энергии с использованием Австралии в качестве ориентира на душу населения.Желательно, чтобы идентифицированные площадки были широко распределены для поддержки региональных сетей. Атлас прибрежных участков PHES доступен на сайтах инфраструктуры картографирования возобновляемых источников энергии правительства Австралии по адресу [16]. Пользователи могут панорамировать и масштабировать, чтобы увидеть детали всех 616 000 сайтов (рисунки 12 и 13).

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 11. ГЭС с нуля [16]. Изображение предоставлено: хостинг Data61 и фон Bing Map.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 12. Гринфилд 50 ГВтч в Соединенных Штатах Америки. Красные точки - лучшие сайты [16]. Изображение предоставлено: хостинг Data61 и фон Bing Map.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 13. Отдельный участок с нуля [16], показывающий верхний резервуар (голубой), нижний резервуар (темно-синий), маршрут соединительного туннеля и всплывающее окно с информацией. Изображение предоставлено: хостинг Data61 и фон Bing Map.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

ANU в настоящее время работает над расширением этой работы до обследования старых месторождений. Цель состоит в том, чтобы обследовать окрестности существующих резервуаров и горных выработок, чтобы выяснить, существует ли возможное подходящее место для резервуаров, которое можно было бы использовать для формирования хорошей гидравлической пары с закачкой.

6.3. Стоимость гидроаккумулятора

Капитальные затраты на речную гидроэлектростанцию ​​сильно зависят от местной геологии, географии и гидрологии. Такие системы часто располагаются в горных районах с труднодоступными дорогами и большими расстояниями для передачи. Экологические соображения (мы надеемся) являются высокоприоритетными и ограничивающими факторами как для реки, так и, возможно, также для окружающих гор. Река должна быть отведена во время строительства, и должны быть предусмотрены меры на случай сильного наводнения во время строительства или впоследствии.Это означает, что каждая система индивидуальна.

В отличие от этого, стоимость прибрежной насосной гидросистемы относительно предсказуема. Модели затрат для речной гидросистемы не применимы к прибрежной системе. Отсутствие реки исключает серьезное наводнение как критерий, а также устраняет экологические последствия наводнения реки. Системы могут быть построены на сельскохозяйственных угодьях с хорошим доступом к дорогам и рядом с системами передачи высокого напряжения. Объем накопленной воды (и площадь затопляемых земель) намного меньше, чем в типичной речной гидроэлектростанции.Так как в типичном ландшафте участков на берегу реки на два порядка больше, чем на берегу реки, обычно легко выбрать альтернативный участок поблизости, если возникают проблемы, связанные с геологией, гидрологией, доступом к дорогам, сервитутами линий электропередач, землевладением, местным населением. права, воздействие на окружающую среду или социальное противодействие. Большинство прибрежных участков схожи с ключевых точек зрения, что позволяет использовать существенный элемент «копирования и вставки» в крупномасштабной программе строительства хранилищ.

Стоимость гидроузла состоит из шести элементов:

  • (a)

    Планирование и согласования

  • (b)

    Строительство резервуаров

  • (c)

    Водный транспорт: туннели, трубы, акведуки

  • Электростанция, включая насос / турбину, генератор, распределительное устройство и систему управления

  • (e)

    Доступ: дороги, линия электропередачи и вода (для речных систем)

  • (f)

    Эксплуатация и техническое обслуживание более жизнь системы.

6.4. Капитальные затраты

Капитальные затраты на систему аккумулирования энергии состоят из двух компонентов: затрат на энергию ( долларов США на ГВт-ч) и затрат на электроэнергию ( долларов США на долларов США). Иногда эти компоненты объединяются в одно число (например, $ GW -1 ) с использованием фиксированного времени хранения, например 6 часов. Иногда это может быть полезно при сравнении похожих систем, но вводит в заблуждение при сравнении различных систем, таких как батареи и гидроаккумулятор. Батарея обычно имеет время хранения 1 час; я.е. он может работать на полной мощности в течение одного часа. Таким образом, батарея емкостью 1 ч с мощностью 0,1 ГВт имеет запас энергии 0,1 ГВтч. Напротив, прибрежная гидроаккумулирующая гидросистема мощностью 1 ГВт может иметь 20 часов хранения, что равно 20 ГВтч.

Планирование и согласование, как правило, проще, быстрее и дешевле для речной системы по сравнению с речной системой.

Стоимость хранения энергии ($ -1 ГВтч) в первую очередь связана со стоимостью строительства водохранилища. Стоимость строительства водохранилища на берегу реки включает перемещение камня для формирования стен, небольшой водосброс и водозабор.Другие значительные затраты могут включать подъезд к дороге, доступ к воде, облицовку дна резервуара для уменьшения утечки воды и размещение на поверхности воды ограничителей испарения. Строительство стен обычно является доминирующей статьей затрат, и ее можно приблизительно оценить стоимостью подвижной породы ($ −3 ). Количество энергии, хранящейся в гидросистеме, пропорционально напору и полезному объему воды в резервуарах. Важными показателями коллектора являются (а) напор и (б) отношение воды, запечатанной к породе, необходимое для образования стенок коллектора.Удвоение напора или удвоение соотношения вода / порода (W / R) примерно вдвое сокращает эффективную стоимость хранения энергии ($ ГВтч -1 ).

Стоимость накопительной энергии ($ -1 ) в первую очередь связана со стоимостью транспортировки воды и электростанции. Кроме того, передача иногда требует значительных затрат в зависимости от расстояния до высоковольтной линии электропередачи.

Дорогим компонентом водного транспорта является труба или туннель высокого давления, которые перекрывают большую часть разницы высот между резервуарами.Желательно, чтобы эта труба или туннель была короткой и крутой. Водный транспорт может включать акведук или трубопровод низкого давления, чтобы минимизировать длину дорогостоящих труб высокого давления или туннеля, если позволяет местная география. Для удвоения номинальной мощности требуется труба / туннель с большей площадью поперечного сечения, чтобы пропускать удвоенный объем воды в секунду, но стоимость увеличивается менее чем пропорционально. Сдвоенная головка уменьшает наполовину поток воды для заданной номинальной мощности, тем самым снижая стоимость трубы / туннеля.Таким образом, большой напор, большая номинальная мощность и небольшое эффективное разделение резервуаров снижают стоимость транспортировки воды на $ -1 .

Стоимость электростанции в ГВт −1 выгодна за счет удвоения номинальной мощности; хотя объем потока воды в секунду увеличивается вдвое, стоимость насоса / турбины увеличивается менее чем пропорционально. Двойной напор желателен, потому что расход воды уменьшается вдвое при заданной выходной мощности, что позволяет использовать насос / турбину меньшего размера (хотя и с более высоким номинальным давлением).

Таким образом, затраты на энергию ( -1 долл. США) минимизированы за счет большого напора и большого отношения полезного объема воды к объему породы, необходимого для образования верхнего и нижнего резервуаров [17]. Стоимость электроэнергии ( долл. США -1 ) сводится к минимуму за счет большого напора и большого среднего уклона напорной трубы или туннеля. Как и во многих машиностроительных предприятиях, системы с большей мощностью и энергией дешевле в расчете на единицу, чем системы меньшего размера.

Доступ к дорогам, водоснабжению и линиям электропередачи сильно зависит от участка.Поскольку существует широкий выбор сайтов, такие затраты можно свести к минимуму.

Ежегодные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание плюс капитальный ремонт через 20 и 40 лет обходятся примерно в 1% от первоначальных капитальных затрат каждый год. Это соответствует примерно 20% годовых капитальных затрат при 60-летнем сроке службы и 5% реальной ставке дисконтирования.

На Рисунке 14 показана ориентировочная капитальная стоимость 1 ГВт внеречных гидроаккумулирующих систем [17]. Показана важность большого напора (500 м и выше), большого уклона и большого отношения W / R.Системы с большим объемом накопления энергии стоят больше, чем системы меньшего размера, но не пропорционально. Капитальные затраты на высококачественные системы с большими объемами хранения, напором, отношением W / R и наклоном сходятся к аналогичным цифрам, потому что электростанция мощностью 1 ГВт становится доминирующей стоимостью.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 14. Ориентировочная капитальная стоимость внеречной насосной гидросистемы мощностью 1 ГВт с комбинацией основных стоимостных параметров: объем накопления энергии, напор, уклон и соотношение воды и породы (W / R) [17].

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Во многих странах в течение многих лет (если вообще когда-либо) не строились гидроаккумулирующие системы. На ранних стадиях развития отрасли затраты могут быть выше, чем ожидалось. Тем не менее, быстрое сокращение затрат возможно, поскольку компании быстро научатся делать вещи лучше.

6.5. Нормированная стоимость хранения

При расчете стоимости хранения необходимо учитывать несколько позиций:

  • (a)

    Капитальные затраты на систему

  • (b)

    Годовые затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, включая периодические капитальные ремонты

  • (c)

    Количество проданной энергии на накопитель каждый год и полученная цена относительно цены, уплаченной за энергию, отправленную в накопитель

  • (d)

    Потери в цикле накопления энергии

  • (e)

    Срок службы

  • (ф)

    Реальная ставка дисконтирования.

Ставка дисконтирования отражает тот факт, что люди ценят деньги в руке более высоко, чем обещание денег в будущем - вот почему проценты начисляются с денег, предоставленных в ссуду. Для рискованных инвестиций используется более высокая ставка дисконтирования. Почти все затраты на гидроаккумуляторную систему являются авансом, как солнечная или ветровая электростанция, но в отличие от газовой электростанции, где большая часть затрат приходится на топливо.

Типичная реальная ставка дисконтирования (после вычета инфляции) для инвестиций с низким уровнем риска составляет 5%.Затраты на гидро-, солнечную и ветровую энергетические системы чувствительны к ставке дисконтирования, в то время как газовые и угольные энергетические системы чувствительны к изменениям цен на топливо. Для гидросистемы со сроком службы 60 лет реальные ставки дисконтирования 1% или 12% примерно вдвое и вдвое уменьшают нормированную стоимость хранения по сравнению со ставкой дисконтирования 5%.

Если одна система работает в два раза чаще в год по сравнению с другой, то капитальные затраты распределяются на удвоенный объем продаж, а приведенная стоимость хранения энергии уменьшается примерно вдвое.

На рисунке 15 показана приведенная стоимость хранения для ряда параметров с учетом реальной ставки дисконтирования 5%, срока эксплуатации 60 лет и 180 или 360 циклов в год −1 . Приведенная стоимость хранения в данном контексте означает среднюю разницу между покупной ценой энергии, используемой для перекачки воды в верхний резервуар (которая устанавливается внешним рынком и принимается равной 40 МВтч -1 в данном примере расчета) и требуемая цена продажи энергии из хранилища.Требуемая цена продажи выше, чем цена покупки, чтобы покрыть капитальные и эксплуатационные расходы в течение срока службы системы и потери энергии в накопителе и обратно.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 15. Приведенная стоимость хранения для прибрежных насосных гидросистем мощностью 1 ГВт с комбинациями основных параметров: объем накопителя энергии, напор, уклон, соотношение воды и породы (W / R) и циклы −1 в год [17].

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

В реальном гидроаккумуляторе доход от арбитража может быть весьма неоднородным, при этом большая часть поступает от очень высоких цен в периоды периодических стрессов для электросети, например, во время волн тепла (вызванных кондиционированием воздуха) или перебоев в электроснабжении в других местах. в сети. Доходы от дополнительных услуг также могут быть важны, включая платежи за обеспечение возможности быстрого запуска и быстрого запуска, поддержание напряжения и частоты, инерцию вращения генератора (для покрытия неполадок менее секунды) и страхование сети (поддержание полных верхних резервуаров в течение длительного времени. периоды).

Воздействие PHES на окружающую среду в первую очередь связано с затоплением земель в пределах водохранилищ. Если водохранилища расположены в речной долине, то воздействие на окружающую среду, вероятно, будет более серьезным, чем для прибрежной системы, расположенной вдали от рек. Другие воздействия на окружающую среду включают строительство дорог, труб или туннелей для транспортировки воды, электростанции и подстанции, а также высоковольтных линий электропередачи. Поскольку у реки гораздо больше потенциальных площадок, чем у реки, гораздо проще выбрать прибрежную площадку, которая минимизирует воздействие на окружающую среду.

7.1. Требуемый объем хранилища

Требуется подробный анализ для расчета объема хранилища, необходимого для поддержки системы электроснабжения, которая в основном зависит от переменных ветровых и солнечных фотоэлектрических модулей.

Солнечные фотоэлектрические панели и энергия ветра составляют две трети чистой энергии нового поколения, создаваемой во всем мире. В некоторых странах они составляют почти 100% добавленных генерирующих мощностей. Они оба являются переменными источниками энергии, выходная мощность которых увеличивается и уменьшается в зависимости от солнца и ветра.Когда к электрической системе добавляются небольшие количества фотоэлектрической энергии и ветра, существующие хранилища и газовые генераторы с быстрым откликом могут гарантировать, что система останется стабильной. Поскольку добавляется все больше и больше фотоэлектрических систем и ветра, в конечном итоге потребуются дополнительные меры.

Методы обеспечения сбалансированности спроса и предложения энергии в электроэнергетической системе на каждом временном интервале от нескольких секунд до месяцев включают добавление накопителей; добавление высоковольтной передачи для сглаживания местных погодных условий и колебаний спроса за счет импорта и экспорта электроэнергии; и управление спросом для снижения пиковых нагрузок и быстрого реагирования на перебои в поставках.

В недавнем исследовании [18] изучается объем хранилища, необходимый для поддержки 100% возобновляемой электроэнергетической системы в Австралии, которая получает 90% энергии из переменных ветров и солнца и 10% из существующих гидро- и биоэнергетических источников. Анализ соответствовал историческому спросу и предложению на каждый час в году на протяжении многих лет, включая достаточное количество солнечной и ветровой генерации, хранения и передачи. Австралия - промышленно развитая страна с высоким уровнем потребления электроэнергии на душу населения по мировым стандартам (10 МВтч на человека -1 год -1 ).Он изолирован от своих соседей, имеет хорошие солнечные и ветровые ресурсы и устанавливает солнечную и ветровую энергию на душу населения быстрее, чем любая другая страна. Это глобальный первопроходец [4] для соответствующей адаптации своей электросети.

Австралия расположена в основном в зоне действия солнечного пояса (ниже 35 градусов широты), где наблюдаются низкие сезонные колебания солнечного ресурса и отсутствие холодной зимы. Около трех четвертей мирового населения живет в солнечных поясах, включая страны, в которых происходит наибольший рост населения, потребления энергии и выбросов парниковых газов.Австралия представляет собой государство, к которому большая часть населения мира может стремиться и достичь которого в следующие несколько десятилетий.

Национальный рынок электроэнергии Австралии охватывает около 1 миллиона км 2 в восточной и юго-восточной частях континента. Было обнаружено, что сильная передача на большие расстояния сводит к минимуму объем требуемой памяти. В общих чертах, исследование пришло к выводу, что требуемая мощность хранения и энергия хранения составляют 1 ГВт и 20 ГВт-ч на миллион человек соответственно. Требуемый объем накопления энергии аналогичен среднему дневному потреблению электроэнергии (27 ГВтч d -1 на миллион человек).

Требования к хранению для конкретной страны необходимо определить путем подробных расчетов. Приблизительное эмпирическое правило для объема хранилища, необходимого для поддержки большой сети электроснабжения с высоким уровнем переменного солнечного и ветрового излучения, составляет 1 день (24 часа) потребления энергии. Это позволяет учесть дневной и ночной цикл выработки солнечной энергии. Это хранилище может представлять собой комбинацию гидроаккумулятора и аккумуляторов. Управление спросом эквивалентно хранению и также может внести свой вклад.Кроме того, случайный выброс солнечной или ветровой электроэнергии в солнечные и ветреные дни, когда хранилища заполнены, экономически предпочтительнее чрезмерного строительства хранилища для поглощения всей генерируемой энергии. Типичный выброс солнечной и ветровой электроэнергии в исследованиях с оптимизированным почасовым разрешением составляет 5–25% [18].

7.2. Требования к земле

Площадь земли, необходимая для верхнего и нижнего водохранилищ на ГВтч накопления, составляет около 12 га для речной гидроаккумулирующей гидросистемы с напором 400 м, КПД производства 90%, полезный объем воды 85% и средняя глубина воды 20 м.

Принимая потребность в объеме накопления энергии в 27 ГВтч на миллион человек (эмпирическое правило однодневного хранения, оцененное выше), это соответствует 3 м 2 человек −1 , что примерно соответствует площади двуспальная кровать.

Земля, затопляемая под водонапорную гидроаккумуляторную станцию, относительно невелика и позволяет избежать уязвимых участков. Например, потребности города-миллионника в хранении электроэнергии могут быть обеспечены за счет прибрежной системы PHES с номинальной мощностью 1 ГВт и одним днем ​​хранения, которая затопляет 3 км 2 земли, расположенной вдали от любой реки и вне экологически чувствительных территорий.Это значительно меньше площади, необходимой для доставки эквивалентного количества энергии от традиционной гидроэнергетики с соизмеримо меньшим воздействием. Это связано с гораздо более короткими сроками хранения (часы, а не месяцы) и частой переработкой объема резервуара. Поскольку в большинстве стран имеется большое количество потенциальных участков, если один участок проблематичен, можно выбрать альтернативный участок.

Солнечная фотоэлектрическая система в типичном месте расположения солнечных поясов будет генерировать около 160 ГВтч км −2 год −1 , при условии, что коэффициент мощности системы составляет 18%, эффективность панели 20% и покрытие территории панелями 50%. .Если среднее потребление электроэнергии составляет 10 МВтч на человека −1 года −1 (аналогично Австралии и Сингапуру), то площадь земли, необходимая для установки панелей, составляет 60 м 2 человека −1 . Это в 20 раз больше, чем оцененная выше площадь земли, необходимая для поддерживающей системы PHES.

Плавучие фотоэлектрические системы могут быть размещены на перекачиваемых гидроузлах при условии, что поплавки предназначены для компенсации турбулентности и быстрых колебаний глубины воды. В случае водохранилищ с речным насосом, площадь водохранилища на человека составляет всего 5% от площади, необходимой для получения 100% солнечной электроэнергии.Плавающие фотоэлектрические системы обеспечат дополнительное преимущество уменьшения испарения в засушливых регионах.

Таким образом, площадь суши, необходимая для прибрежных систем PHES для поддержки высоких уровней переменной солнечной и ветровой генерации, относительно мала и может быть выбрана для минимизации уязвимых земель.

7.3. Потребность в воде

Объем воды, требуемый на ГВтч накопленной энергии, составляет около 1 гигалитра для речной гидроаккумулирующей гидросистемы с напором 400 м и производительностью 90%.Удвоение или уменьшение наполовину наполовину или удвоение потребности в воде соответственно.

Принимая потребность в объеме накопления энергии в 27 ГВтч на миллион человек (эмпирическое правило, оцененное выше), это соответствует 27 килограммам на человека −1 . Эта вода фактически не потребляется - она ​​бесконечно циркулирует между верхним и нижним резервуарами. Если бы флот речных систем PHES был построен в течение 25 лет для поддержки развития системы солнечной и ветровой электроэнергии, количество воды, требуемой для первоначального заполнения, составило бы 3 л на человека −1 d −1 .

После завершения и заполнения резервуаров необходимо восполнить потери от испарения. Во многих местах годовое количество осадков и испарение на площади водохранилища приблизительно сбалансировано. Подавители испарения (небольшие пластиковые предметы, плавающие на резервуаре для снижения скорости ветра и скорости испарения) могут склонить чашу весов в пользу осадков в засушливых регионах. В засушливой стране, такой как Австралия, объемное испарение в регионах, которые являются перспективными для прибрежной гидроаккумуляции (вдоль Большого водораздельного хребта), составляет около 1600 мм в год −1 [19].Испарение из озер в жарком климате составляет около двух третей [20] от общей скорости испарения (т.е. 1100 мм / год −1 ). Поскольку количество осадков в этих регионах составляет около 750 мм в год -1 , годовая разница между испарением и осадками составляет около 350 мм в год -1 . Поскольку требуемая комбинированная площадь верхнего и нижнего резервуаров на человека (рассчитанная выше) составляет 3 м 2 человек -1 , скорость испарения составляет около 3 л человека -1 д -1 .

Таким образом, количество воды, необходимое для первоначального заполнения и замены испарения, составляет около 3 л на человека −1 d −1 . Это похоже на количество воды, расходуемое человеком за 20 секунд обычного ежедневного душа.

Электроэнергетическая система, основанная в основном на ветровой, солнечной и PHES, а не на угольных электростанциях, выиграет от отсутствия потерь воды в градирнях, которые на порядок больше на человека [21].

Насосная гидроэлектростанция обеспечивает хранение от часов до недель [22, 23] и в подавляющем большинстве случаев доминирует как с точки зрения существующей мощности аккумуляторов, так и с точки зрения объема аккумулируемой энергии.Однако ряд технологий хранения находится в стадии разработки [24].

Использование домашних аккумуляторов быстро растет, хотя небольшой размер домашних аккумуляторов означает, что они будут иметь умеренное влияние в масштабе энергосистемы.

Аккумуляторы общего назначения (100 мегаватт) широко используются во многих местах для хранения электроэнергии от секунд до нескольких часов. Эти батареи обеспечивают гораздо более быструю, надежную и более точную реакцию на нарушения частоты и напряжения в сети, чем традиционные методы, такие как газовые генераторы [12].

Управление спросом во многих отношениях сродни хранению. Управление спросом может включать в себя оплату людям за снижение нагрузки на кондиционеры в период стресса, отказ от зарядки электромобилей в вечерние пиковые периоды, перевод нагрева воды на дневное время, отключение алюминиевых заводов на несколько часов или даже оплату некоторым заводам за отпуск, если зимой прогнозируется периодическая влажная безветренная неделя.

Глубокая электрификация большинства энергетических функций за счет использования солнечной и ветровой энергии может вытеснить весь газ, нефть и уголь из мировой экономики.Это приведет к сокращению выбросов на три четверти или более [4].

Грубо говоря, спрос на электроэнергию необходимо утроить [25], чтобы электрифицировать транспорт (с помощью электромобилей), отопления (с помощью электрических тепловых насосов и электропечей) и химического синтеза. Последняя включает производство чугуна и стали с низким уровнем выбросов, аммиака, пластмасс и синтетического топлива. Для производства этих материалов обычно требуется водород (который может быть получен путем разделения воды) и углерод (для которого наиболее вероятным долгосрочным и крупномасштабным устойчивым источником является улавливание углекислого газа в воздухе).Электроэнергия, скорее всего, станет основной формой производства экологически чистого водорода, углерода и производных химикатов.

Некоторые из этих потребностей в энергии связаны с крупномасштабными внутренними накопителями, включая батареи в миллионах электромобилей (обычно 50 ГВтч на миллион транспортных средств), горячую воду в резервуарах для хранения и хранимые водород и углерод на заводе химического синтеза.

Потребности в хранении электроэнергии в сетях, снабжаемых в основном переменной солнечной и ветровой генерацией, вероятно, будут удовлетворены за счет комбинации многих методов, как описано выше.

Во многих исследованиях моделируются крупномасштабные системы возобновляемой энергии, основанные на переменной солнечной и ветровой энергии, некоторые из которых кратко изложены в [4]. Крупномасштабное хранилище является неотъемлемым компонентом моделей, чтобы гарантировать, что генерация и спрос сбалансированы во всех временных масштабах. Идентификация прибрежных PHES как очень крупномасштабного, очень зрелого и недорогостоящего метода хранения, для которого можно легко определить надежные оценки затрат, важна, поскольку он позволяет установить верхнюю границу стоимости хранения.Если в будущем аккумуляторы или какой-либо другой метод подорвет гидроаккумулятор, тогда затраты на балансировку системы возобновляемой электроэнергии, основанной на солнечной и ветровой энергии, упадут ниже верхней границы, установленной для гидроаккумулятора.

Важно отметить, что верхняя граница стоимости хранения, обеспечиваемой гидроаккумулятором, является относительно небольшой величиной по сравнению со стоимостью генерации. Например, стоимость хранилища, необходимого для поддержки 100% возобновляемой электросети в Австралии, составляет около 7 МВт / ч -1 [18], если предположить, что все хранилище - это гидроаккумулятор.Стоимость дополнительной передачи и периодической утечки солнечной и ветровой энергии при заполнении хранилищ приводит к тому, что балансирующая стоимость составляет около 18 МВтч -1 . Это можно сравнить с текущей и ожидаемой стоимостью солнечной и ветровой энергии в 30–50 долларов США –1 и 15–25 долларов США за –1 МВтч [26] в 2020 и 2030 годах соответственно. Таким образом, хранение стоит недорого.

Никто не может надежно предсказать будущее потребление энергии и потребности в хранении. Тем не менее, полезно получить некоторое представление о предполагаемом масштабе.Основные экономики, включая Европу, Китай, Японию и США, обязуются достичь нулевых выбросов к 2050–2060 гг. Вероятно, что солнечная энергия и ветер будут доминирующими методами, используемыми для вытеснения всего ископаемого топлива из мировой экономики, потому что их стоимость и ежегодный масштаб внедрения намного более выгодны, чем другие технологии с низким уровнем выбросов.

Потребление электроэнергии на душу населения в странах с развитой экономикой находится в диапазоне 5–10 МВтч на человека −1 года −1 . Полное исключение ископаемого топлива из экономики влечет за собой примерное утроение производства электроэнергии [25].Таким образом, мировое производство электроэнергии может составить около 20 МВтч на человека -1 год -1 .

Ожидается, что к середине века население мира достигнет примерно 10 миллиардов человек. Когда развивающиеся страны догонят потребление энергии на душу населения в сегодняшних странах с развитой экономикой, тогда потребуется примерно 200 000 ТВтч в год -1 . Если предположить, что электроэнергия производится путем использования комбинации солнечной (60%), ветровой (30%) и других методов (10%), то в общей сложности потребуется 81 ТВт солнечной энергии и 17 ТВт ветровой энергии (при условии, что средняя система коэффициенты мощности 17% и 40% соответственно).Темпы использования солнечной и ветровой энергии должны вырасти в 20 раз для отказа от ископаемого топлива к 2050 году.

Если мы предположим, что требуется один день хранения энергии с достаточной емкостью аккумулирующей энергии, которая может быть доставлена ​​в течение 24 часов, то энергия хранения и потребуется мощность около 500 ТВт и 20 ТВт, что более чем на порядок больше, чем в настоящее время, но намного меньше, чем имеющийся речной накопительный ресурс гидроаккумулируемой энергии (23 000 ТВт-ч).

Ключевой движущей силой возрождения гидроаккумуляторов с гидроаккумулятором является быстрый рост переменных PV и ветра.Когда многие страны достигнут 50% или более проникновения солнечной и ветровой энергии, потребуются большие объемы хранения.

Потребление электроэнергии в странах с поясом для загара, вероятно, будет быстро расти в ближайшие десятилетия по мере экономического развития. Поскольку стоимость новых солнечных и ветряных электростанций ниже стоимости новых ископаемых, ядерных или возобновляемых источников энергии, большая часть нового поколения будет обеспечиваться за счет солнечной и ветровой энергии. Это означает, что потребуется значительное увеличение объема хранилища, чтобы сбалансировать переменные солнечные и ветровые нагрузки.Гидроаккумулятор и аккумуляторные батареи являются дополнительными технологиями хранения и лучше всего подходят для более длительного и более короткого периодов хранения соответственно.

В этой статье мы исследовали технологию, возможности размещения и рыночные перспективы для PHES в мире, в котором большая часть электроэнергии производится с помощью переменных солнечной энергии и ветра. В большинстве регионов мира было выявлено огромное количество потенциальных прибрежных гидроаккумулирующих гидроэлектростанций, что намного превышает количество, необходимое для поддержки 100% регулируемых возобновляемых электроэнергетических систем.Вне реки PHES, вероятно, окажут незначительное воздействие на окружающую среду и низкое потребление воды.

Важно отметить, что известная стоимость гидроаккумулятора позволяет установить верхнюю границу стоимости балансировки 100% переменных возобновляемых систем электроэнергии. Общая стоимость полностью сбалансированных 100% солнечных и ветровых систем электричества ниже стоимости эквивалентной системы на ископаемом топливе для большей части мира.

Выражаем признательность Роджеру Фултону, который щедро поделился с нами своими обширными знаниями в области гидроэнергетики.Спасибо также анонимным рецензентам. Наша работа была поддержана правительством Австралии через Австралийское агентство по возобновляемым источникам энергии (ARENA). Правительство Австралии не несет ответственности за высказанные здесь мнения, информацию или советы ».

Аккумулятор для хранения возобновляемой энергии

Батареи - обычно литий-ионные - используемые для хранения энергии, стали ключевым партнером фотоэлектрических солнечных, ветровых и гибридных электростанций, особенно в районах, которые не подключены к сильной сети.

«Потребность в хранении электроэнергии не нова, - говорит Антуан де Бровес, менеджер по техническим вопросам и инновациям Omexom, бренда VINCI Energies, занимающегося энергетическим переходом. Поскольку производство и потребление должны быть всегда сбалансированы, «плотины и гидроаккумуляторы долгое время использовались для хранения не электронов, а потенциальной энергии для их активации», - говорит он.

Но потребность в хранении резко возросла с расширением использования возобновляемых источников.Солнечная и ветровая энергия, зависящая от солнечного света и погодных условий, вырабатывает прерывистую энергию, временами, которая не всегда совпадает с потреблением в случае фотоэлектрической солнечной энергии (неактивной во время пикового потребления в вечернее время).

«Батареи, стоимость которых снизилась в достаточной степени, чтобы сделать возможным промышленное внедрение, стали ключевым способом хранения возобновляемой энергии»

Это несоответствие означает, что необходимо найти решения для хранения электроэнергии из возобновляемых источников для дальнейшего использования.Решения включают в себя «батареи, стоимость которых значительно снизилась, чтобы сделать возможным промышленное внедрение, которые стали ключевым способом хранения возобновляемой энергии», - говорит Антуан де Бров.

Спрос на батареи отслеживает рост возобновляемых источников энергии. По данным Всемирного банка, ожидается, что мировые мощности по возобновляемым источникам резко увеличатся со 165 гигаватт в 2016 году до 929 гигаватт (ГВт) к 2022 году. Между тем, Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) оценило потребность в аккумуляторе в 150 ГВт, а в гидроаккумуляторе - в 325 ГВт в 2030 году.

Мобилизация Всемирного банка

Чтобы поддержать доступное развертывание технологии в странах со средним уровнем дохода и в развивающихся странах, Всемирный банк создал программу Accelerating Battery Storage for Development. Цель Всемирного банка - профинансировать 17,5 гигаватт (ГВт) аккумуляторной емкости к 2025 году, что более чем в три раза превышает примерно 5 ГВт, установленную в настоящее время во всех развивающихся странах.

Для этого Всемирный банк выделяет 1 миллиард долларов на финансирование программы и стремится мобилизовать как минимум еще 3 миллиарда долларов из государственного и частного секторов.

Напоминая, что Omexom имеет опыт установки фотоэлектрических солнечных станций, особенно в Африке, Антуан де Бров подтверждает стратегическую важность хранения в этих регионах, «особенно когда электростанции не подключены к национальной сети», - добавляет он.

«Накопители используются не только для солнечной энергии», - добавляет менеджер Omexom Technical & Innovation, который упоминает проекты с использованием генераторных установок в отдаленных регионах и более сложные системы, сочетающие мазут и фотоэлектрическую генерацию, например, в Сенегале.По сути, многофункциональные батареи могут помочь регулировать частоту и напряжение, а также оптимизировать работу генераторной установки. Учитывая высокую стоимость транспортировки топлива в отдаленные регионы, добавление гибридной электростанции к производству генераторов может окупиться «очень быстро», в то время как период окупаемости в взаимосвязанных регионах составляет 10 лет, - говорит Антуан де Бровс, предлагая еще один тезис для разговора. в пользу батареи.

Tesla незаметно строит гигантскую батарею в Техасе

У техасцев есть веские основания для беспокойства по поводу своей энергосистемы после того, как этой зимой она сильно вышла из строя.К счастью, владельцы и дилеры Ford пришли на помощь со своими гибридами F-150 PowerBoost, и теперь Tesla создает то, что кажется более надежным решением. Согласно отчету Bloomberg Green, компания Gambit Energy Storage, которая является дочерней компанией Tesla, строит хранилище энергии мощностью 100 мегаватт примерно в 40 милях к югу от Хьюстона. Такая система могла бы производить достаточно энергии для работы примерно 20 000 домов в жаркий летний день.

Посмотреть все 13 фотографий

У Tesla уже есть другие мегабатареи в эксплуатации, в том числе объект мощностью 20 мегаватт к востоку от Лос-Анджелеса и блок мощностью 100 мегаватт в Австралии.Такие аккумуляторные системы служат в качестве буферов для возобновляемых источников энергии - например, для хранения энергии ветряных электростанций, когда ветер сильный, но спрос низкий, что позволяет продавать электроэнергию обратно операторам сети с прибылью, когда спрос высок - или дела идут плохо. беспорядок.

Рассмотрим, в частности, ситуацию в Техасе. В прошлом месяце основатель Tesla Илон Маск написал в Твиттере, что Совет по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT) «не зарабатывает эту сумму».

Как ни странно, несмотря на явную любовь Маска к публичности, техасский проект кажется несколько секретным.Bloomberg сообщает, что рабочие держали оборудование закрытым, и только логотип Tesla на каске сотрудника сообщил о них материнской компании Gambit. У Gambit Energy Storage тот же адрес, что и у другой компании Tesla, и служба новостей обнаружила, что в документе SEC указана компания как дочерняя компания Tesla. Bloomberg попытался связаться с Tesla для получения комментариев, но не получил ответа. (В этом нет ничего удивительного - Tesla имеет тенденцию игнорировать прессу, и, поскольку у нас нет отдела по связям с общественностью, мы даже не пытались это сделать.)

Маск создает плацдарм в Техасе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *