АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ В СХЕМАХ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Аннотация

Мировые тенденции в современной энергетике неуклонно диктуют требования развивать новые экологичные и высокоэффективные технологии, с учетом приспособления их к меняющимся и зачастую неравномерным нагрузкам потребителей. Казахстан в структуре генерирующих мощностей имеет как большое количество угольных станций, так и очевидные проблемы с разуплотнением графика электрической сети. В связи с переходом Казахстана к углеродной нейтральности к 2060 году актуальна разработка новых типов электростанций, работающих на альтернативных видах энергии. Несомненно, одним из важнейших вопросов является повышение равномерности электрических и тепловых графиков с учетом резко континентальных нагрузок. Использование возобновляемых источников энергии в данном случае значительно усложняет возможность создания высокоэффективной и надежной системы. Одним из актуальных и эффективных решений является использованием различного рода накопителей энергии, позволяющих сгладить неравномерность графиков потребления тепловой и электрической энергии. В свете этого использование систем хранения сжатого воздуха является эффективным решением. В данной работе были проведены исследования с использованием математического моделирования Aspen HYSYS новых систем хранения жидкого воздуха с учетом тепловой и электрической нагрузки традиционных тепловых электростанций и резко континентального климата. Анализ показал, что использование системы LAES (криогенные системы) может стать отличным решением для сглаживания графиков нагрузок потребителей. При этом, моделирование в программе показало, что потенциал в выдаче тепловой и электрической мощности накопителями может быть значительным при должном процессе оптимизации всей схемы генерации. По результатам моделирования были получены реперные точки, определяющие основные границы эффективного использования криогенных систем в качестве накопителей, а также были получены зависимости, еще раз подчеркивающие острую необходимость согласованности работы электростанций и объектов ВИЭ, в комбинированных схемах которых медиатором и стабилизирующим элементов как раз являются накопители энергии. Как показал опыт моделирования наиболее важным вопросом является процесс оптимизации общей схемы с целью получения максимального КПД систем накопления энергии с учетом технологических особенностей типа накопителей и возможностей масштабирования их единичной мощности.