В последние годы в СССР и за рубежом были достигнуты значительные успехи в увеличении удельной энергоемкости конденсаторных накопителей. Созданный в Японии конденсатор из активированного угля имеет емкость около 10 Ф на 1 см3, что примерно в 100 млн. раз больше емкости обычного конденсатора. Такая удельная энергоемкость не является предельной для ЕН и поэтому ведутся интенсивные разработки в этом направлении.
Появилась реальная возможность создания емкостно-аккумулирующей ЭС на базе конденсаторов повышенной емкости. В СССР достигнуты определенные успехи в этой области. В 1982 г. в СССР на базе конденсаторов аномальной емкости был создан и прошел опытно-промышленную эксплуатацию НЭЭ, мощность которого составляет 10 кВт; уровень запасаемой энергии определяется типом АЭ и достигает 30 кДж и более.
Полученные результаты позволили приступить к проектированию и изготовлению более мощного ЕН энергоемкостью 100 МДж, который будет работать в комплексе с ГАЭС (для расширения функциональных возможностей последней).
Модульная конструкция позволяет говорить о создании достаточно мощной батареи из конденсаторов на напряжение в десятки киловольт, выдерживающих токи в несколько килоампер, энергоемкость которой может быть доведена до 1011—1012 Дж.
Рис. 2.11. Блок-схема ЕН:
1 — емкостный АЭ; 2 — система управления; 3 — сглаживающий реактор; 4 — система переменного тока; 5 — трансформатор; 6 — устройство управления; 7 — фильтрокомпенсирующее устройство
Это дает возможность использовать такую батарею в качестве АЭ накопителя энергетического назначения. Время хранения энергии в таких НЭ невелико и составляет 10 ч, однако ведутся работы по увеличению этого параметра до 100 ч. По проектным данным, ЕН емкостью 500 Ф при напряжении 2 кВ может иметь объем примерно 10—30 м3 при стоимости 104—106 руб. Емкостный накопитель имеет высокий КПД. При постоянной времени саморазряда порядка 100 ч суммарный КПД зарядно-разрядного цикла может составлять 85—90%. Удельные капиталовложения в ЕН при серийном производстве будут такие же, как у ГАЭС, и составят (с учетом преобразовательной подстанции) 200 руб/кВт. Емкостный накопитель не имеет отрицательного экологического воздействия; он может быть расположен практически в любом месте. Блок-схема ЕН показана на рис. 2.11.
Недостатки ЕН: модульный характер конструкции ЕН, приводящий к большому числу контактных соединений, может оказать отрицательное воздействие на надежность всего устройства;
необходимость изменения полярности батарей на противоположную при переключениях из заряда в разряд.
Емкостные накопители на базе аномальных емкостей следует рассматривать как перспективные устройства, которые позволят комплексно решать проблемы современных ЭЭС. Они могут быть установлены практически в любой точке ЭЭС для выравнивания графиков нагрузки и повышения ее устойчивости.
