ARES – система хранения энергии на базе электровоза

ARES – система хранения энергии на базе электровоза

Пару месяцев назад мы представили вашему вниманию проект норвежской компании Subhydro, который предполагает использование океана в качестве элемента крупной системы хранения энергии. По задумке создателей, эта система поможет нам избавиться от одного из ключевых недостатков возобновляемых источников энергии – их непостоянства. Инженеры из компании Advanced Rail Energy Storage (ARES), головной офис которой находится в Санта-Барбаре, штат Калифорния (США), придумал наземную альтернативу системе норвежцев. Созданная американками концепция предполагает развертывание масштабной системы хранения энергии с использованием электровозов.

Технология ARES основывается на использовании тяжелых вагонов, которые буксируются на холм с использованием избыточной энергии из возобновляемых источников, когда спрос на электричество является низким. Потом, когда ветер перестает дуть, солнце прекращает светить, или же наблюдается повышенный спрос на электроэнергию, железнодорожные вагоны спускаются вниз по склону, в результате чего вырабатывается электроэнергия (через систему рекуперативного торможения).

ARES – система хранения энергии на базе электровоза

Поскольку система ARES не опирается на использование воды, как вышеупомянутая разработка Subhydro, данная технология подходит для широкого спектра областей применения и отличается минимальным воздействием на окружающую среду. Представители американской компании говорят, что демонстрационный образец их системы может реагировать на увеличение или уменьшение спроса в течение всего лишь нескольких секунд, может похвастаться эффективностью зарядки / разрядки в 86 процентов, а также способен вырабатывать электроэнергию восемь часов кряду.

Директор ARES по технологическому развитию Уильям Пейтзке говорит, что новая система является "аналогом ИБП-системы с маховиковым накопителем энергии или системы аккумуляторных батарей", но при этом разработка американцев "способна находиться в синхронизации с электросетью, способствуя дополнительной стабилизации системы электроснабжения".

ARES – система хранения энергии на базе электровоза

Представители компании утверждают, что ее система является крайне масштабируемой и может обладать емкостью от 200 МВт*часов (для небольших солнечных ферм или ВЭС мощностью около 100 МВт) до 16 ГВт*часов или даже 24 ГВт*часов (для крупных генерирующих мощностей – от 2 ГВт до 3 ГВт). Инженеры ARES добавляют, что новая система также может похвастаться более высоким КПД, чем маховиковые ИБП, меньшими расходами за срок службы (стоимость изделия с учетом срока службы и трудозатрат на обслуживание и ремонт), чем аккумуляторные батареи, а также более высокой скоростью работы, чем гидроаккумулирующие установки.

Концепция работы установки ARES также предполагает возможность размещения сразу нескольких вагонов на одном и том же пути железнодорожной магистрали, причем двигаться они будут независимо друг от друга (то есть превратятся в автомотрисы). Подобный подход позволит повысить стабильность сетевого электроснабжения, так как появляется возможность еще более прецизионной зарядки / разрядки системы, чем в случае с целым составом.

ARES – система хранения энергии на базе электровоза

Электроэнергия передается на автомотрису и снимается с нее посредством контактного рельса. Данные о скорости вагона и его текущем метаположении система управления получает с датчиков на небольших ведущих колесах транспортных средств. Система управления координирует положение всех вагонов на основе текущей потребности в электроэнергии и предотвращает нежелательные коллизии. В случае перебоев подачи электроэнергии из возобновляемых источников на транспортных средствах в автоматическом режиме деактивируются пневматические тормоза.

Недавно компания ARES провела день открытых дверей в своем научно-исследовательском центре, который расположен в городе Техачапи, штат Калифорния (США). Именно там разместился прототип системы, построенный чтобы доказать работоспособности концепции запатентованной технологии Regulation Energy Management (REM). Экспериментальный объект предназначен для выравнивания прерывистого потока электроэнергии с соседней ветровой фермы. По железнодорожному полотну в Техачапи назад и вперед перемещается прототип автомотрисы, которая весит 5670 кг (12 500 фунтов). Она перемещается по пути шириной в 381 миллиметров (15 дюймов). Длина пути составляет 268 метров.



В настоящее время компания ожидает ответ органов власти на запрос по поводу выдачи разрешения на возведение полномасштабной коммерческой системы REM мощностью в 500 МВт. Установка будет развернута близ города Парамп, штат Невада (США). Клиентом выступает альянс Valley Electric Association и California Independent System Operator (CA-ISO). Эта система будет иметь большую длину железнодорожного полотна (8 км), а также сможет похвастать утяжеленными автомотрисами (вес отдельных транспортных средств будет достигать 272 тонн). Полотно будет иметь угол наклона в восемь процентов. По нему будут двигаться сразу 32 вагона. Каждый из этих вагонов способен аккумулировать или выдавать обратно в сеть около 1.5 МВт электроэнергии.

Генеральный директор ARES Джим Келли отметил, что развертывание системы будет стоить в два раза меньше, чем в случае применения альтернативных технологий хранения энергии. Не менее важным является тот факт, что в результате эксплуатации установки ARES в атмосферу не попадают вредные вещества. Установке не нужно горючее топливо, не требуется вода или другие ценные материалы.

Использованы материалы ARES

Фото: ARES ©
22.07.2013 18:30