Компания «Русский сверхпроводник» провела комплексные испытания экспериментального образца накопителя кинетической энергии (НКЭ) большой мощности (до 50 кВт) и энергоемкости (свыше 4 МДж).

Комплект силовой электроники, применимой в данной конструкции НКЭ, был любезно предоставлен компанией Mitsubishi electric. В ходе испытаний были опробованы режимы работы изделия в качестве источника бесперебойного питания, а также накопителя рекуперированной энергии городского наземного электрифицированного транспорта, метрополитена, пригородных электропоездов Российских железных дорог. Кроме того, была отработана модель функционирования НКЭ в сетях крупных промышленных потребителей энергии с резко переменным графиком нагрузки потребляющего оборудования и в сетях с альтернативными энергоисточниками. На испытаниях накопителя присутствовали представители ОАО «Российские железные дороги», ОАО «Транснефть» и других компаний, использующих ИБП при создании мощных центров обработки данных. А также специалисты организаций нефтехимической отрасли, венчурные инвесторы.

Наибольший интерес среди потенциальных потребителей кинетических накопителей вызвала способность быстрого запасания энергии, рекуперируемой с большой мощностью электрифицированным транспортом в ходе торможения электроподвижного состава перед остановками. Запасенная энергия хранится необходимое время в накопителях во время остановок и выдается в контактную сеть для разгона вагонов. Расчеты на основе полученных экспериментальных результатов показывают, что применение накопителей кинетической энергии экономит до 30% от потребляемой электротранспортом энергии. Данная сфера применения НКЭ позволяет достигать высокие показатели экономической эффективности, недоступные для других типов накопителей энергии.

Также высокий интерес вызывает сфера применения НКЭ в качестве источников бесперебойного питания. Кинетический накопитель способен быстро, в течение нескольких минут, запасать большой объем энергии для поддержания готовности энергоснабжения ответственных категорий потребляющего оборудования. И при необходимости с увеличенной мощностью выдавать её в энергосистему потребителя. В отличие от традиционных ИБП с химическими аккумуляторами, накопительный элемент НКЭ – маховик – не имеет износа, поэтому он служит без замены в течение всего срока службы такого агрегата – более 15 лет. НКЭ имеет еще ряд важных преимуществ перед химическими аккумуляторами: меньшие эксплуатационные затраты, отсутствие жестких требований по климатической защите помещения, существенно более высокий КПД, гораздо меньшая занимаемая площадь, отсутствие вредных химических веществ, безразрывность энергоснабжения потребителей при пропадании основного питания. Благодаря этому на сегодняшний день на рынке ИБП обозначился устойчивый рост интереса к накопителям кинетической энергии со стороны компаний, строящих и эксплуатирующих центры обработки данных и другие объекты с ответственным энергопотребляющим оборудованием. В настоящее время ИБП на основе НКЭ средней и большой мощности для использования в качестве источников бесперебойного питания активно внедряются на рынках развитых стран. Разработанный компанией «Русский сверхпроводник» ИБП на базе накопителя кинетической энергии показывает характеристики, не уступающие лучшим мировым аналогам, а по некоторым важным показателям существенно превосходит их.

Применение НКЭ в сетях предприятий с резко неравномерным графиком нагрузки также позволяет достичь значимых эффектов, что показали прошедшие экспериментальные исследования. Например, компенсации больших пиков и провалов в энергоснабжении и, следовательно, снижения нагрузок на оборудование питающих подстанций. Предприятия, которые имеют или планируют установку локальных энергоисточников, могут существенно снизить их мощность и, тем самым, капитальные и эксплуатационные затраты, поскольку пиковые нагрузки в таком случае компенсируются запасенной в маховике энергией. Для предприятий, закупающих мощность у энергопоставщиков, впервые появляется возможность значительного снижения объемов её закупки. Кроме того, НКЭ одновременно выступает в качестве сетевого фильтра, сглаживая скачки и провалы напряжения, подаваемого из сети.

В ближайшее время «Русский сверхпроводник» собирается провести процедуру сертификации первой модели из широкой линейки накопителей кинетической энергии. В ближайших задачах компании стоит разработка следующей модели с увеличенной в 3–4 раза энергоемкостью и мощностью до 300 кВт, проведение её испытаний, в том числе на объектах реальных потребителей.