- Существует широкий выбор конструкций, размеров и специализаций электромобилей для различных целей и применений, от простого велосипеда или трехколесного велосипеда до средних транспортных средств для доставки товаров, что облегчает внедрение индивидуальных систем, основанных на конкретных потребностях региона.
- Наличие нескольких систем со значительным объемом накопленной энергии, распределенных по городу (батареи электромобилей), может облегчить обеспечение электроэнергией микросетей в районах с сильно меняющимся спросом во времени.
Внедрение электромобилей в городах также потребует инвестиций в новую электротехническую инфраструктуру, чтобы, помимо прочего, обеспечить достаточное количество электроэнергии для различных зарядных станций.
Исторически сложилось так, что электросети полагались на крупные электростанции, которые поставляли энергию конечным потребителям через давно существующие сети передачи и распределения. Эта традиционная модель хорошо работала, обеспечивая надежное и безопасное энергоснабжение. Однако растущий спрос на возобновляемую энергию меняет характер этих сетей. Всё большая доля потребляемой нами энергии будет поступать от ветровых или солнечных электростанций, которые часто расположены далеко от городов. Кроме того, в распределительных сетях будут всё чаще встречаться схемы локальной выработки электроэнергии и тепла на уровне населённых пунктов.
Для обеспечения возможности получения высококачественной энергии из таких разнообразных источников и одновременно надёжного снабжения потребителей необходимой электроэнергией, в систему необходимо интегрировать интеллектуальное управление. Именно здесь возникает необходимость в системах хранения энергии.
Аккумуляторные системы хранения энергии играют три основные роли: обеспечение доступности энергии, регулирование уровней мощности и обеспечение стабильности сети.
Энергия всегда доступна:
Аккумуляторы позволяют обеспечить доступность энергии в любое время, независимо от того, когда она вырабатывается. Это свойство чрезвычайно ценно для возобновляемых источников энергии, которые в значительной степени зависят от таких факторов окружающей среды, как солнечный свет и ветер. Фотоэлектрические панели или ветряные турбины вырабатывают энергию, когда доступны природные источники, и именно в это время они обеспечивают электропитание различных служб, подключенных к сети. Однако, когда нет солнечного света или когда ветер стихает, эти службы могут остаться без электропитания. Кроме того, возможно, что выработка энергии в данный момент может превышать конкретную потребность в данный момент, что приводит к избытку энергии.
Аккумуляторы служат для балансировки разницы между спросом и предложением, как с точки зрения времени запроса энергии, так и с точки зрения стоимости энергии, поставляемой в данный момент. Аккумуляторы могут накапливать избыточную выработку энергии, когда она не нужна, и поставлять ее в сеть во время пикового спроса, даже если система генерации работает в самых неблагоприятных условиях.
Регулировка мощности:
Существует множество ситуаций, вызывающих значительные колебания потребления электроэнергии в любой момент времени. На рисунке 1 показаны наиболее распространенные ситуации в этом типе обслуживания.
Стабильность сети:
Энергия, хранящаяся в батареях, обеспечивается идеально контролируемыми уровнями напряжения и мощности. Одна из главных задач для любой энергоснабжающей компании — предложить клиентам продукт стабильного качества.
При прямой поставке от генерирующих источников огромное количество сценариев делает крайне сложным, если не невозможным, гарантировать стабильные значения напряжения и частоты в течение периода, необходимого для заключения среднесрочного или долгосрочного контракта. Батареи гарантируют эту поставку в рамках параметров, требуемых заказчиком. Батарея может быть рассчитана в соответствии с конкретными потребностями и является идеальным инструментом, позволяющим заказчику и поставщику установить стабильные и четко определенные коммерческие условия.
Между тем, в контексте развития энергетического сектора необходимо учитывать электромобили и стратегии их внедрения. Поэтому работа, проводимая в области электрохимических батарей, играет фундаментальную роль в достижении эффективных решений. В рамках этих эффективных решений рассматриваются различные возможности, которые в конечном итоге необходимо будет согласовать для установления четкой спецификации или определения требований к батареям для таких типов применений. Некоторые примеры требований, связанных с разработкой определенных аккумуляторных технологий: -
Высокие эксплуатационные характеристики: плотность энергии, высокая мощность, длительный срок службы в циклах заряда и разряда, работа при экстремальных температурах, быстрая зарядка, низкая цена и т. д.
- Возможности связи с системой: батареи, способные сообщать о своем состоянии и ситуации для получения соответствующих инструкций от интеллектуального блока управления о том, что делать в любой момент времени и как это делать.
- Аккумуляторные системы, способные объединять различные источники генерации, подключенные к единой системе хранения, с несколькими выходами для различных применений с одновременным потреблением энергии.
- Системы хранения энергии, финансово привязанные к общему сроку службы системы для лучшего управления и экономичного использования энергии.
- Батареи в электромобилях, способные выступать в качестве источников питания для других коммунальных служб в периоды отключения электроэнергии. Поскольку в населенном пункте обычно имеется несколько транспортных средств, если они не используются в данный момент, накопленная в них энергия может быть использована для других задач.
- Способность выступать в качестве основных компонентов сложной бытовой системы, предназначенной для комплексного управления потреблением энергии для существующих служб.
При данных параметрах эксплуатации и управления становится ясно, что одним из первых применений батарей в качестве систем хранения энергии в городских условиях станет использование их в случаях, когда парк транспортных средств работает в соответствии со стандартами энергоэффективности и подключен к другим стационарным или тяговым транспортным средствам с целью экономии энергии, сохранения и защиты окружающей среды, а также снижения затрат на электроэнергию.
Автор:
Хоакин Чакон, генеральный директор Saft Batteries
