RU2749148C1 - Autonomous power supply system with kinetic energy storage - Google Patents

Autonomous power supply system with kinetic energy storage Download PDF

Info

Publication number
RU2749148C1
RU2749148C1 RU2020129028A RU2020129028A RU2749148C1 RU 2749148 C1 RU2749148 C1 RU 2749148C1 RU 2020129028 A RU2020129028 A RU 2020129028A RU 2020129028 A RU2020129028 A RU 2020129028A RU 2749148 C1 RU2749148 C1 RU 2749148C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
storage
energy
automatic control
control system
energy storage
Prior art date
Application number
RU2020129028A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Григорьев
Дмитрий Александрович Мельник
Остап Геннадьевич Лосев
Александр Дмитриевич Мельник
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
Priority to RU2020129028A priority Critical patent/RU2749148C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2749148C1 publication Critical patent/RU2749148C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: autonomous power systems.SUBSTANCE: invention relates to autonomous power systems designed to supply power to objects remote from centralized electrical networks. To achieve it, an autonomous power supply system with a kinetic energy storage device has been proposed, consisting of a wind turbine and a photovoltaic battery that form an energy generation system, a storage battery, an electrolyzer, a storage tank for hydrogen and oxygen, a fuel cell that forms an energy storage system, an automatic control system that provides various algorithms for the operation of the installation and connection of the consumer, depending on the load to the devices, while it additionally contains a kinetic energy storage device connected to the automatic control system, an energy control and distribution device connected to the energy generation and storage systems, an automatic control system and a control and conversion device energy, a device for controlling and converting energy, connected to a storage system, a device for controlling and distributing energy, an automatic control system and a consumer, a device for converting energy storage and redistribution between storage units, connected to a kinetic energy storage device, a storage battery, a hydrogen storage device and an automatic control system.EFFECT: increasing the provision of consumers with electricity with the required power at any temperatures during periods of absence or lack of electricity generation from a photovoltaic battery and a wind turbine.1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к автономным энергетическим системам, предназначенным для электроснабжения объектов, удаленных от централизованных электрических сетей.The invention relates to autonomous power systems designed to supply power to objects remote from centralized electrical networks.

Уровень техникиState of the art

Из существующего уровня техники известна автономная энергетическая установка (РФ патент №2686844), предназначенная для энергоснабжения объектов, удаленных от центрального энергоснабжения, которая содержит аппаратный и топливный отсек, расположенные внутри корпуса, первичный источник энергии в виде источника возобновляемой энергии, вторичный источник энергии в виде топливного генератора с воздушным охлаждением, расположенного на теплопроводящей подложке с нагревательным элементом в термоизолированном шкафу топливного отсека, накопители энергии в виде аккумуляторных батарей и блок управления установкой, расположенные в климатическом шкафу аппаратного отсека.An autonomous power plant (RF patent No. 2686844) is known from the existing state of the art, designed to supply power to objects remote from the central power supply, which contains a hardware and fuel compartment located inside the housing, a primary energy source in the form of a renewable energy source, a secondary energy source in the form an air-cooled fuel generator located on a heat-conducting substrate with a heating element in a thermally insulated cabinet of the fuel compartment; energy storage units in the form of storage batteries and a unit control unit located in the climatic cabinet of the equipment compartment.

Недостатком данной автономной энергетической установки является низкая стабильность покрытия недостатка генерируемой энергии фотоэлектрической батареей и ветроустановкой вследствие ухудшения характеристик аккумуляторных батарей при отрицательных температурах, уменьшения в процессе эксплуатации емкости аккумуляторной батареи и малое количество циклов разряд-заряд аккумуляторной батареи по сравнению с другими накопителями энергии.The disadvantage of this autonomous power plant is the low stability of the coverage of the lack of generated energy by the photovoltaic battery and the wind turbine due to the deterioration of the characteristics of the storage batteries at negative temperatures, the decrease in the battery capacity during operation and the small number of discharge-charge cycles of the storage battery in comparison with other energy storage devices.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является автономная энергоустановка (патент РФ №77948), которая содержит энергоустановку на возобновляемых источниках энергии, состоящую из ветроустановки и/или фотоэлектрической батареи, и аккумуляторную батарею, систему автоматического управления, обеспечивающую различные алгоритмы работы установки и подключения потребителя в зависимости от нагрузки, к устройствам, входящим в автономную энергоустановку, водородный накопитель, подсоединенный к системе автоматического управления и включающий соединенные между собой электролизер воды, подключенный к энергоустановке на возобновляемых источниках энергии, ресивер водорода, ресивер кислорода и батарею топливных элементов, подключенную к потребителю.The closest in technical essence to the claimed utility model is an autonomous power plant (RF patent No. 77948), which contains a power plant based on renewable energy sources, consisting of a wind turbine and / or a photovoltaic battery, and a storage battery, an automatic control system that provides various algorithms for the installation and connecting the consumer, depending on the load, to the devices included in the autonomous power plant, a hydrogen storage device connected to the automatic control system and including interconnected water electrolyzer connected to a power plant on renewable energy sources, a hydrogen receiver, an oxygen receiver and a fuel cell battery connected to the consumer.

Недостатком данной автономной энергетической установки является низкая стабильность покрытия недостатка генерируемой энергии фотоэлектрической батареей и ветроустановкой вследствие ухудшения характеристик аккумуляторных батарей при отрицательных температурах, уменьшения в процессе эксплуатации емкости аккумуляторной батареи и малое количество циклов разряд-заряд аккумуляторной батареи по сравнению с другими накопителями энергии, а также низкой скорости выхода топливных элементов на максимальную мощность.The disadvantage of this autonomous power plant is the low stability of the coverage of the lack of generated energy by the photovoltaic battery and the wind turbine due to the deterioration of the characteristics of the storage batteries at negative temperatures, the decrease in the battery capacity during operation and the small number of discharge-charge cycles of the storage battery in comparison with other energy storage devices, as well as low speed at which fuel cells reach maximum power.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение стабильности функционирования энергоустановки, использующей в качестве генераторов энергии солнечную батарею и ветроустановку, а в качестве накопителей энергии электрохимические аккумуляторные батареи и водородный накопитель.The technical problem to be solved by the claimed invention is to increase the stability of the operation of a power plant using a solar battery and a wind turbine as energy generators, and electrochemical storage batteries and a hydrogen storage device as energy storage devices.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение обеспечения потребителей электроэнергией с необходимой мощностью при любых температурах в периоды отсутствия или недостатка генерации электроэнергии от фотоэлектрической батареи и ветроустановки.The technical result of the claimed invention is to increase the supply of electricity to consumers with the required power at any temperatures during periods of absence or lack of generation of electricity from a photovoltaic battery and a wind turbine.

Для достижения технического результата предложена автономная система энергоснабжения с кинетическим накопителем энергии, состоящая из ветроустановки и фотоэлектрической батареи, образующих систему генерации энергии, аккумуляторной батареи, электролизера, емкости для хранения водорода и кислорода, топливного элемента, образующих систему накопления энергии, системы автоматического управления, обеспечивающей различные алгоритмы работы установки и подключения потребителя в зависимости от нагрузки к устройствам, при этом, она дополнительно содержит кинетический накопитель энергии, соединенный с системой автоматического управления, устройство контроля и распределения энергии, соединенное с системами генерации и накопления энергии, системой автоматического управления и устройством контроля и преобразования энергии, устройство контроля и преобразования энергии, соединенное с системой накопления, устройством контроля и распределения энергии, системой автоматического управления и потребителем, устройство преобразования и перераспределения энергии между накопителями, соединенное с кинетическим накопителем энергии, аккумуляторной батареей, водородным накопителем и системой автоматического управления.To achieve the technical result, an autonomous power supply system with a kinetic energy storage is proposed, consisting of a wind turbine and a photovoltaic battery that form an energy generation system, a battery, an electrolyzer, a storage tank for hydrogen and oxygen, a fuel cell that forms an energy storage system, an automatic control system that provides various algorithms for the operation of the installation and connection of the consumer, depending on the load to the devices, while it additionally contains a kinetic energy storage device connected to the automatic control system, a control and energy distribution device connected to the energy generation and storage systems, an automatic control system and a control device and energy conversion, an energy control and conversion device connected to a storage system, an energy control and distribution device, an automatic control system and a consumer, a device for converting and redistributing energy between storage devices, connected to a kinetic energy storage device, a storage battery, a hydrogen storage device and an automatic control system.

В светлое время суток электроэнергия, генерируемая фотоэлектрической батареей и ветроустановкой (в случае наличия ветра) передается потребителю. В случае если суммарная генерирующая мощность фотоэлектрической батареи и ветроустановки выше мощности потребителя, избыточная часть генерируемой электроэнергии поступает в кинетический накопитель энергии, аккумуляторную батарею, электролизер. В случае если суммарная генерирующая мощность генерации фотоэлектрической батареи и ветроустановки ниже мощности потребителя, ее недостаток компенсируется кинетическим накопителем энергии, топливным элементом, аккумуляторной батареей в перечисленном порядке приоритета.During daylight hours, the electricity generated by the photovoltaic battery and the wind turbine (in case of wind) is transferred to the consumer. If the total generating power of the photovoltaic battery and wind turbine is higher than the power of the consumer, the excess part of the generated electricity enters the kinetic energy storage, battery, electrolyzer. If the total generating power of the photovoltaic battery and wind turbine generation is lower than the consumer's power, its deficiency is compensated by a kinetic energy storage, a fuel cell, a storage battery in the listed order of priority.

В темное время суток и/или в отсутствие генерации от фотоэлектрической батареи электропитание потребителя осуществляется от ветроустановки (в случае наличия ветра), кинетического накопителя энергии, топливного элемента, аккумуляторной батареи в перечисленном порядке приоритета.In the dark and / or in the absence of generation from a photovoltaic battery, the consumer is supplied with power from a wind turbine (in the presence of wind), a kinetic energy storage device, a fuel cell, a storage battery in the listed order of priority.

Порядок приоритета заряда и разряда накопителей энергии реализуется системой автоматического управления. Кинетический накопитель энергии является краткосрочным накопителем энергии (хранение энергии от нескольких секунд до нескольких часов), потребляющим в том числе кратковременные пики генерации возобновляемых источников энергии (например, вследствие порывов ветра и переменной облачности) и, затем, передающим энергию потребителю и/или аккумуляторной батарее и/или водородному накопителю, водородный накопитель - долгосрочным (хранение энергии от нескольких часов до нескольких месяцев), что позволяет наиболее эффективно использовать данные устройства. Аккумуляторная батарея используется в качестве резервного накопителя энергии ввиду проблемы ее зарядки при отрицательных температурах, а также ограниченного количества циклов заряд-разряд.The order of priority of charging and discharging energy storage devices is implemented by an automatic control system. Kinetic energy storage is a short-term energy storage (energy storage from several seconds to several hours), which also consumes short-term peaks of generation of renewable energy sources (for example, due to gusts of wind and variable clouds) and, then, transfers energy to the consumer and / or the battery and / or hydrogen storage, hydrogen storage - long-term (energy storage from several hours to several months), which allows the most efficient use of these devices. The storage battery is used as a backup energy storage due to the problem of charging it at negative temperatures, as well as the limited number of charge-discharge cycles.

В зависимости от мощности потребителя, его местоположения и параметров функционирования, автономная система энергоснабжения с кинетическим накопителем энергии может масштабироваться.Depending on the power of the consumer, its location and operating parameters, an autonomous power supply system with a kinetic energy storage can be scaled up.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фигуре приведена схема автономной системы энергоснабжения с кинетическим накопителем, где:The figure shows a diagram of an autonomous power supply system with a kinetic storage device, where:

1 - система автоматического управления;1 - automatic control system;

2 - фотоэлектрическая батарея;2 - photovoltaic battery;

3 - ветроустановка;3 - wind turbine;

4 - потребитель;4 - consumer;

5 - устройство контроля и распределения энергии;5 - device for control and distribution of energy;

6 - устройство преобразования и перераспределения энергии между накопителями;6 - device for conversion and redistribution of energy between storage devices;

7 - кинетический накопитель энергии;7 - kinetic energy storage;

8 - аккумуляторная батарея;8 - storage battery;

9 - электролизер;9 - electrolyzer;

10 - емкость для хранения водорода;10 - a container for storing hydrogen;

11 - емкость для хранения кислорода;11 - oxygen storage tank;

12 - топливный элемент;12 - fuel cell;

13 - устройство контроля и преобразования энергии.13 - device for control and conversion of energy.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Фотоэлектрическая батарея 2 и ветроустановка 3 образуют систему генерации энергии.Photovoltaic battery 2 and wind turbine 3 form a power generation system.

Аккумуляторная батарея 8, кинетический накопитель энергии 7 на основе маховика и водородный накопитель энергии, включающий электролизер 9, емкости для хранения водорода 10 и кислорода 11 образуют систему накопления энергии.A storage battery 8, a kinetic energy storage device 7 based on a flywheel and a hydrogen energy storage device including an electrolyzer 9, storage tanks for hydrogen 10 and oxygen 11 form an energy storage system.

Фотоэлектрическая батарея 2 и ветроустановка 3, посредством токопроводящих линий (на фигуре сплошная линия) соединена с устройством контроля и распределения энергии 5, которое посредством токопроводящих линий соединено с устройством контроля и преобразования энергии 13, а также с кинетическим накопителем энергии 7, аккумуляторной батареей 8, водородным накопителем, который состоит из соединенных электролизера 9, емкости для хранения водорода 10, емкости для хранения кислорода 11 и топливного элемента 12, которые посредством токопроводящих линий также соединены с устройством контроля и преобразования энергии 13, которое посредством токопроводящих линий соединено с потребителем 4. Кинетический накопитель энергии 7 соединен токопроводящими линиями с устройством преобразования и распределения энергии между накопителями 6, которое посредством токопроводящих линий соединено с аккумуляторной батареей 8 и электролизером 9. Система автоматического управления 1 соединена с элементами 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 посредством информационно-управляющих линий (на фигуре пунктирная линия).The photovoltaic battery 2 and the wind turbine 3 are connected by means of conductive lines (solid line in the figure) to a device for monitoring and distributing energy 5, which is connected through conductive lines to a device for monitoring and converting energy 13, as well as to a kinetic energy storage device 7, a storage battery 8, hydrogen storage, which consists of a connected electrolyzer 9, a hydrogen storage tank 10, an oxygen storage tank 11 and a fuel cell 12, which are also connected via conductive lines to an energy control and conversion device 13, which is connected to a consumer via conductive lines 4. Kinetic the energy storage device 7 is connected by current-conducting lines to a device for converting and distributing energy between the storage devices 6, which is connected by means of current-conducting lines to the storage battery 8 and the electrolyzer 9. The automatic control system 1 is connected to the elements 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 by means of information and control lines (dashed line in the figure).

Ввиду стохастического характера генерируемой мощности возобновляемыми источниками энергии 2, 3 при приеме данной мощности существенна скорость приема заряда накопителей энергии 7, 8, 9. Кинетический накопитель энергии 7 обладает наименьшим временем заряда по сравнению с остальными накопителями, представленными в данной системе, однако также имеет наименьшее время саморазряда. Кроме того, кинетический накопитель энергии 7 обладает высоким коэффициентом полезного действия при краткосрочном хранении энергии.Due to the stochastic nature of the generated power by renewable energy sources 2, 3, when receiving this power, the rate of reception of the charge of energy storage devices 7, 8, 9 is significant. The kinetic energy storage device 7 has the shortest charge time compared to other storage devices presented in this system, but it also has the smallest self-discharge time. In addition, the kinetic energy storage 7 has a high efficiency in short-term energy storage.

Исходя из вышеперечисленных фактов, предлагается использовать кинетический накопитель энергии 7 для приема, в том числе кратковременных пиков генерации возобновляемых источников энергии 2, 3, затем эта энергия может передаваться потребителю 4 и/или аккумуляторной батарее 8 и/или электролизеру 9 для генерации водорода.Based on the above facts, it is proposed to use the kinetic energy storage 7 for receiving, including short-term peaks of generation of renewable energy sources 2, 3, then this energy can be transferred to the consumer 4 and / or battery 8 and / or electrolyzer 9 to generate hydrogen.

В период времени, когда суммарная мощность генерации фотоэлектрической батареи 2 и ветроустановки 3 выше мощности потребителя 4, фотоэлектрическая батарея 2 и ветроустановка 3 генерируют электроэнергию, которая поступает на устройство контроля и распределения энергии 5. На основе данных по генерации электроэнергии фотоэлектрической батареей 2 и ветроустановкой 3 и энергопотреблению, полученных от фотоэлектрической батареи 2, ветроустановки 3 и потребителя 4 системой автоматического управления 1, система автоматического управления 1 осуществляет управление устройством контроля и распределения энергии 5, которое направляет необходимую часть электроэнергии потребителю 4 через устройство контроля и преобразования энергии 13, а невостребованную потребителем электроэнергию направляет на кинетический накопитель энергии 7, аккумуляторную батарею 8 и электролизер 9. Электролизер 9 генерирует водород, который запасается в емкости для хранения водорода 10. Количество энергии, передаваемое каждому накопителю, определяется и контролируется автоматической системой управления 1. После прекращения генерации энергии фотоэлектрической батареей 2 и/или ветроустановкой 3 и/или полной зарядки кинетического накопителя энергии 7, заряд кинетического накопителя энергии 7 перераспределяется на потребителя 4 через устройство контроля и преобразования энергии 13 и/или на аккумуляторную батарею и/или на электролизер 9 через устройство преобразования и перераспределения энергии между накопителями 6.During the period of time when the total generation power of the photovoltaic battery 2 and the wind turbine 3 is higher than the power of the consumer 4, the photovoltaic battery 2 and the wind turbine 3 generate electricity, which is supplied to the power control and distribution device 5. Based on the data on the generation of electricity by the photovoltaic battery 2 and the wind turbine 3 and energy consumption received from the photovoltaic battery 2, the wind turbine 3 and the consumer 4 by the automatic control system 1, the automatic control system 1 controls the energy control and distribution device 5, which directs the necessary part of the electricity to the consumer 4 through the energy control and conversion device 13, and the unclaimed consumer electricity is directed to kinetic energy storage 7, storage battery 8 and electrolyzer 9. Electrolyzer 9 generates hydrogen, which is stored in a hydrogen storage tank 10. The amount of energy transferred to each storage device, is determined and controlled by the automatic control system 1. After stopping the generation of energy by the photovoltaic battery 2 and / or wind turbine 3 and / or full charging of the kinetic energy storage device 7, the charge of the kinetic energy storage device 7 is redistributed to the consumer 4 through the energy control and conversion device 13 and / or to the storage battery and / or to the electrolyzer 9 through the device for converting and redistributing energy between the storage units 6.

В период, когда мощность потребителя 4 выше суммарной мощности генерации фотоэлектрической батареи 2 и ветроустановки 3, ее недостаток компенсируется путем передачи необходимой энергии от кинетического накопителя энергии 7 и/или аккумуляторной батареи 8 и/или топливного элемента 12, мощность в котором генерируется превращением химической энергии водорода, запасенного в емкости для хранения водорода 10 и химической энергии кислорода, который хранится в емкости для хранения кислорода 11, потребителю 4 через устройство контроля и преобразования энергии 13 на основе данных, полученных от фотоэлектрической батареи 2, ветроустановки 3, накопителей и потребителя 4 автоматической системой управления 1. Количество энергии, передаваемое от каждого накопителя, определяется и контролируется автоматической системой управления 1.During the period when the power of the consumer 4 is higher than the total generation power of the photovoltaic battery 2 and the wind turbine 3, its deficiency is compensated by transferring the necessary energy from the kinetic energy storage 7 and / or the storage battery 8 and / or the fuel cell 12, the power in which is generated by the conversion of chemical energy hydrogen stored in the storage tank for hydrogen 10 and the chemical energy of oxygen, which is stored in the storage tank for oxygen 11, to the consumer 4 through the energy control and conversion device 13 based on the data received from the photovoltaic battery 2, the wind turbine 3, storage devices and the consumer 4 automatic control system 1. The amount of energy transmitted from each storage device is determined and controlled by the automatic control system 1.

При положительных температурах кинетический накопитель энергии 7 предлагается использовать в качестве краткосрочного накопителя, а водородный накопитель, состоящий из электролизера 9, емкости для хранения водорода 10, емкости для хранения кислорода 11 и топливного элемента 12 - в качестве долгосрочного накопителя. Ввиду меньшего количества циклов разряд-заряд аккумуляторной батареи 8 по сравнению с кинетическим накопителем энергии 7 и водородным накопителем, состоящим из электролизера 9, емкости для хранения водорода 10, емкости для хранения кислорода 11 и топливного элемента 12, она используется в качестве резервного краткосрочного накопителя.At positive temperatures, the kinetic energy storage 7 is proposed to be used as a short-term storage, and the hydrogen storage, consisting of an electrolyzer 9, a hydrogen storage tank 10, an oxygen storage tank 11 and a fuel cell 12 - as a long-term storage. Due to the smaller number of discharge-charge cycles of the battery 8 as compared to the kinetic energy storage 7 and the hydrogen storage consisting of electrolyzer 9, hydrogen storage tank 10, oxygen storage tank 11 and fuel cell 12, it is used as a short-term backup storage.

При отрицательных температурах топливный элемент 12 непрерывно работает в маломаневренном режиме, близком к номинальному, что исключает возможность его замерзания. Кинетическим накопителем энергии 7 осуществляется покрытие дефицита мощности топливного элемента 12, а также передача энергии электролизеру 9 через устройство преобразования и перераспределения энергии между накопителями 6 для поддержания работы топливного элемента 12, либо полное обеспечение электроэнергией потребителя 4 при отключении топливного элемента 12. Аккумуляторная батарея 8 заранее заряжается и используется в качестве накопителя глубокого резерва, ввиду падения ее емкости и проблемы заряда при отрицательных температурах.At negative temperatures, the fuel cell 12 continuously operates in a low-maneuverable mode, close to the nominal, which excludes the possibility of freezing. The kinetic energy storage 7 covers the power shortage of the fuel cell 12, as well as the transfer of energy to the electrolyzer 9 through the device for converting and redistributing energy between the storage devices 6 to maintain the operation of the fuel cell 12, or the complete provision of electricity to the consumer 4 when the fuel cell 12 is disconnected. is charged and used as a deep reserve storage device, due to the drop in its capacity and the problem of charging at negative temperatures.

Значение КПД кинетического накопителя энергии 7 без учета хранения энергии достигает 98%, а также кинетический накопитель энергии имеет меньшее время заряда и разряда и большее количество циклов зарядка-разрядка в сравнении с аккумулятором. Температурный диапазон эксплуатации кинетического накопителя энергии 7 составляет от -60°С до +80°С. Количество циклов зарядка-разрядка кинетического накопителя энергии 7 за один час составляет не менее 7, время подхвата от 0,02 с до 2 с, а также КПД при хранении до 60 минут - >90% и КПД при хранении до 5 часов - >85%.The value of the efficiency of the kinetic energy storage 7, without taking into account energy storage, reaches 98%, and the kinetic energy storage also has a shorter charge and discharge time and a greater number of charge-discharge cycles in comparison with a battery. The operating temperature range of the kinetic energy storage device 7 is from -60 ° C to + 80 ° C. The number of charge-discharge cycles of the kinetic energy storage device 7 in one hour is at least 7, the pick-up time is from 0.02 s to 2 s, as well as the efficiency during storage up to 60 minutes -> 90% and the efficiency during storage up to 5 hours -> 85 %.

Таким образом, совокупность указанных выше технических признаков позволяет автономной системе энергоснабжения с кинетическим накопителем энергии обеспечивать надежное электроснабжение потребителя, в том числе в условиях как низких, так и высоких температур.Thus, the combination of the above technical features allows an autonomous power supply system with a kinetic energy storage device to provide reliable power supply to the consumer, including in conditions of both low and high temperatures.

Claims (1)

Автономная система энергоснабжения с кинетическим накопителем энергии, состоящая из ветроустановки и фотоэлектрической батареи, образующих систему генерации энергии, аккумуляторной батареи, электролизера, емкости для хранения водорода и кислорода, топливного элемента, образующих систему накопления энергии, системы автоматического управления, обеспечивающей различные алгоритмы работы установки и подключения потребителя в зависимости от нагрузки к устройствам, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кинетический накопитель энергии, соединенный с системой автоматического управления, устройство контроля и распределения энергии, соединенное с системами генерации и накопления энергии, системой автоматического управления и устройством контроля и преобразования энергии, устройство контроля и преобразования энергии, соединенное с системой накопления, устройством контроля и распределения энергии, системой автоматического управления и потребителем, устройство преобразования и перераспределения энергии между накопителями, соединенное с кинетическим накопителем энергии, аккумуляторной батареей, водородным накопителем и системой автоматического управления.An autonomous power supply system with a kinetic energy storage, consisting of a wind turbine and a photovoltaic battery that form an energy generation system, a storage battery, an electrolyzer, a storage tank for hydrogen and oxygen, a fuel cell that forms an energy storage system, an automatic control system that provides various algorithms for the operation of the installation and connecting the consumer depending on the load to the devices, characterized in that it additionally contains a kinetic energy storage device connected to the automatic control system, an energy control and distribution device connected to the energy generation and storage systems, an automatic control system and an energy control and conversion device, an energy control and conversion device connected to a storage system, an energy control and distribution device, an automatic control system and a consumer, a conversion and redistribution device energy transfer between storage units, connected to a kinetic energy storage device, a storage battery, a hydrogen storage device and an automatic control system.
RU2020129028A 2020-03-17 2020-03-17 Autonomous power supply system with kinetic energy storage RU2749148C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129028A RU2749148C1 (en) 2020-03-17 2020-03-17 Autonomous power supply system with kinetic energy storage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129028A RU2749148C1 (en) 2020-03-17 2020-03-17 Autonomous power supply system with kinetic energy storage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2749148C1 true RU2749148C1 (en) 2021-06-07

Family

ID=76301539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020129028A RU2749148C1 (en) 2020-03-17 2020-03-17 Autonomous power supply system with kinetic energy storage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2749148C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU77948U1 (en) * 2008-06-05 2008-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") AUTONOMOUS POWER INSTALLATION
GB2508577A (en) * 2012-09-12 2014-06-11 Hybrid Energy Solutions Ltd DC power system including DC alternator and renewable energy sources
US8854794B2 (en) * 2010-01-21 2014-10-07 George Van Straten Mobile electricity generator using solar panels
RU2686844C1 (en) * 2017-12-28 2019-05-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Autonomous power plant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU77948U1 (en) * 2008-06-05 2008-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") AUTONOMOUS POWER INSTALLATION
US8854794B2 (en) * 2010-01-21 2014-10-07 George Van Straten Mobile electricity generator using solar panels
GB2508577A (en) * 2012-09-12 2014-06-11 Hybrid Energy Solutions Ltd DC power system including DC alternator and renewable energy sources
RU2686844C1 (en) * 2017-12-28 2019-05-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Autonomous power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE46156E1 (en) Hybrid energy storage system, renewable energy system including the storage system, and method of using same
KR101181822B1 (en) Battery management system and method thereof, and power storage apparatus using the same
KR101147202B1 (en) Power storage apparatus
KR101173856B1 (en) Apparatus and method of tracking maximum power point, and operating method of grid connected power storage system using the same
US8810066B2 (en) Power storage system and method of controlling the same
US8773076B2 (en) Battery management system, method of removing polarization voltage of battery, and estimating state of charge of battery
KR101146670B1 (en) Energy management system and method for controlling thereof
US8941263B2 (en) Energy storage system and method of controlling the same
Shibata et al. Redox flow batteries for the stable supply of renewable energy
Ibrahim et al. Comparison and analysis of different energy storage techniques based on their performance index
KR101147205B1 (en) Apparatus and method of controlling high current, and power storage apparatus using the same
KR20140067654A (en) Method and system for power management
Elliman et al. Review of current and future electrical energy storage devices
Sun et al. A Hybrid renewable DC microgrid voltage control
Nakamura et al. Green base station using robust solar system and high performance lithium ion battery for next generation wireless network (5G) and against mega disaster
RU2749148C1 (en) Autonomous power supply system with kinetic energy storage
Jiao et al. Analysis of two hybrid energy storage systems in an off-grid photovoltaic microgrid: A case study
CN116053660A (en) Energy storage heating control method, energy storage system and optical storage system
Drinčić et al. Energy storage systems: An overview of existing technologies and analysis of their applications within the power system of Montenegro
EP4354690A1 (en) Electricity storage system
Rekioua Energy Storage Systems for Photovoltaic and Wind Systems: A Review. Energies 2023, 16, 3893
Reynaud et al. New adaptive supervision unit to manage photovoltaic batteries
Guo et al. Enhancing Grid Stability and Sustainability: Integrating Lithium-Ion Batteries with Solar Energy for Large-Scale Applications
Ibrahim et al. Experimental performance of PV-Wind-Battery Hybrid System for hydrogen production in tropical climatic condition through water electrolysis: a case study for Terengganu state, Malaysia
Gkaroutsou et al. Applications of Energy Storage Methods in Smart Grids