Накопители энергии в электрических системах - Магнитогидродинамические электростанции

Широкое применение МГД-генераторов может оказать существенное влияние на развитие современной энергетики. Основное отличие МГД-метода генерирования электроэнергии — это получение электричества непосредственно от газового потока, не требующее при этом применения обычных турбин и электрогенераторов. МГД- электростанции, так же как и ГТЭ, целесообразно использовать в ЭЭС как пиково-аварийные. Они работают в режиме выдачи 2—4 ч в сутки, в остальное время происходит накопление газообразного кислорода в специальных хранилищах.
Определяющий критерий выбора оптимальных параметров МГД-электростанций — минимальная стоимость одного киловатт-часа электроэнергии с учетом заданного числа часов работы установки. По предварительным оценкам, удельные капиталовложения в МГД-электростанцию (без учета стоимости кислородной установки)

где Кгту —удельные капиталовложения в пиковую ГТУ на базе авиационных двигателей.
Таким образом, удельные капиталовложения в МГД- электростанцию мощностью 300 МВт, работающую в течение 500 ч/год, составляют в среднем около 40 руб/кВт. По технико-экономическим показателям она конкурентоспособна с ГТУ.
Первая опытная МГД-установка, созданная в США, развивала мощность 32 МВт в течение нескольких секунд. Но последующие попытки удлинить цикл не дали результатов, и с тех пор работы над МГД-проблемой в США проводятся в ограниченных масштабах.
В СССР удалось достичь определенных успехов в данной области. Создан опытный образец МГД-генератора расчетной мощностью 10 МВт. Он прошел длительный цикл испытаний, в результате которых выявлено, что выход на рабочий режим осуществляется за 1,25 с. Непрерывность работы ограничивается внешними условиями и составляет 5—7 мин.
Построены также две опытные установки У-02 и У-25. Последняя развивала мощность до 10 МВт в течение 250 ч и была взята за основу при проектировании промышленной МГД-электростанции мощностью 500 МВт.
Блок данной МГД-электростанции должен включать в себя МГД-установку расчетной мощностью 250 МВт и стандартную паровую турбину мощностью 300 МВт. Предполагается сэкономить около 20% топлива по сравнению с энергоблоками, работающими по классической тепловой схеме. МГД-электростанции первого поколения должны иметь КПД около 50%, второго — до 60%. При этом КПД собственно МГД-генератора соответственно составит 8—10 и 18—20%. Наряду с экономией топлива МГД-электростанции меньше загрязняют окружающую среду. Ее маневренные свойства высоки — автоматический запуск МГД-генератора осуществляется за 1,25 с по сравнению с 5—10 мин у ГТУ.
Недостатками МГД-электростанций являются более узкий диапазон применений МГД-установок, чем у накопителей, поскольку первые нельзя использовать для заполнения провалов графика нагрузки.