Новосибирские инженеры официально завершили испытания первого российского «умного» накопителя энергии большой мощности

Новосибирские инженеры из компании «Системы накопления энергии» (СНЭ, проект Роснано) и ученые НГТУ НЭТИ завершили испытания головного образца первого отечественного «умного» накопителя энергии большой мощности, приемка которого официально завершилась в Новосибирске в мае 2019 года. Устройство не просто запасает энергию и отдает ее в сеть, а само решает, в какое время и в каком количестве это делать в зависимости от задач, которые перед ним стоят. Создание «умных» накопителей соответствует потребностям рынка EnergyNet Национальной технологической инициативы. Разработка выполнена в том числе на средства гранта Минобрнауки России.

Инженеры компании «Системы накопления энергии» (СНЭ, проект Роснано) и ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ официально завершили испытания первого российского накопителя высокой мощности, сообщил главный инженер компании СНЭ Денис Метальников. Испытания успешно завершились под Новосибирском в конце мая 2019 года, акт о завершении испытаний подписали члены межведомственной комиссии, в составе которой руководители крупных энергетических, проектных и инжиниринговых компаний, производители генераторного оборудования. Система накопления энергии имеет мощность 1,2 МВт и энергоемкость 400 киловатт-часов, по габаритам напоминает транспортный сорокафутовый контейнер, что делает ее более мобильной.

Задача накопителя — обеспечивать количество и качество электроэнергии в системе электроснабжения нефтегазового месторождения. Сейчас основной потребитель накопителей — изолированные энергосистемы с применением возобновляемых источников энергии, а также энергосистемы, имеющие резкопеременный график нагрузки. В качестве испытательного стенда была использована газопоршневая электростанция Новосибирского промышленно-логистического парка, в составе которого есть оборудование, схожее по своим характеристикам с оборудованием нефтегазовых месторождений.

Чтобы обеспечивать электричеством нефтегазовое месторождение в обычном режиме, нужно некоторое количество газопоршневых генераторов. Но, когда начинается процесс бурения скважины, потребление энергии начинает резко изменяться, происходят так называемые набросы и сбросы мощности. Генераторы не справляются с этой изменяющейся мощностью, у них просто происходит аварийное отключение. Поэтому сейчас на подобных объектах держат так называемый «горячий резерв», то есть еще некоторое количество генераторов все время работают вхолостую. С новым накопителем эти резервные генераторы больше не нужны, поэтому можно добиться существенной экономии.

По словам технического руководителя разработки, директора Института силовой электроники НГТУ НЭТИ профессора Сергея Харитонова, главным преимуществом накопителя являются электронные схемы управления и программы, которые позволяют управлять режимами работы в автономном режиме, без участия человека. «Система сама определяет, когда нужно запасать энергию, а когда включаться на ее отдачу, анализируя множество параметров потребления энергии. Фактически это автоматизированная система, которая исключает риск человеческой ошибки», — говорит С. Харитонов.

Суть разработки специалистов СНЭ и НГТУ НЭТИ заключается в создании комплекса оборудования, позволяющего накапливать электрическую энергию в период ее избытка и мгновенно возвращать в сеть в периоды дефицита. Накопители большой мощности пока не производятся в России, их делает всего несколько производителей в мире. Предполагается, что российская разработка окажется существенно дешевле, чем у зарубежных конкурентов.

Накопителям под силу решить целый ряд важных проблем в энергетике. «Разработанные нами накопители повысят эффективность и надежность в электроснабжении потребителей, а также улучшат качество электрической энергии. Это позволит снизить износ электрических сетей и электрооборудования. Другая проблема, которую позволит решить накопитель, — обеспечение дополнительной электроэнергии во время пикового потребления», — говорит научный руководитель проекта, проректор НГТУ НЭТИ по учебной работе Сергей Брованов. Существенная часть разработки выполнена сотрудниками Института силовой электроники НГТУ НЭТИ и кафедры электроники и электротехники НГТУ НЭТИ под техническими руководством профессора Сергея Харитонова.

На презентации экспериментальных образцов накопителей в феврале 2018 года присутствовал мэр Новосибирска Анатолий Локоть, который высоко оценил перспективы использования систем накопления: «Системы накопления энергии найдут широчайшее применение в новосибирском хозяйстве. У нас все системы жизнеобеспечения завязаны на электроэнергию. На «Горводоканале» нужен резерв. Потому что в случае сбоя с подачей электроэнергии могут возникнуть очень серьезные проблемы: мы просто утонем в сточных водах. Другое применение накопителей — жилые дома. Сейчас в каждом высотном доме на случай пожара должен стоять дизель-генератор для обеспечения работы лифта. Этот генератор банально простаивает. Вместо него можно ставить накопитель, который мог бы параллельно решать другие задачи. Это огромный рынок, дома сдаются каждый месяц». Мэр дал поручение своим заместителям рассмотреть вопрос применения накопителей в «Горэлектротранспорте», в Новосибирском метро и на «Горводоканале».

Накопители электрической энергии разработаны специалистами кафедры электроники и электротехники НГТУ НЭТИ и Института силовой электроники под научным руководством проректора по учебной работе д-ра техн. наук Сергея Брованова, техническое сопровождение осуществлял заведующий кафедрой электротехники и электроники д-р техн. наук, проф. Сергей Харитонов. Часть разработки выполнена в рамках гранта Минобрнауки России. Производство накопителей было создано при финансовой поддержке правительства Новосибирской области. Создание «умных» накопителей соответствует потребностям рынка EnergyNet Национальной технологической инициативы.

Тем временем специалисты СНЭ, завода «Лиотех» и НГТУ НЭТИ завершают испытания и наладку двух других накопителей энергии, которые будут поставлены на солнечные электростанции компании в Тыве. Предварительные испытания двух накопителей мощностью 100 и 400 КВт подтвердили их заявленные характеристики. На первых российских накопителях будут использованы батареи новосибирского завода «Лиотех», который также является проектом Роснано. «Мы провели всестороннее тестирование аккумуляторов «Лиотех», и они подтвердили заявленные производителем характеристики», — говорит руководитель проектов СНЭ Роман Фролов.

В случае успешных испытаний накопителей можно будет говорить о создании новосибирского кластера накопителей энергии большой мощности, в который войдут «Лиотех», СНЭ (проект Роснано) и НГТУ. Аккумуляторы будет поставлять завод «Лиотех» (проект Роснано), суперконденсаторы — ТЭЭМП и завод радиодеталей «Оксид», а специалисты НГТУ будут заниматься разработкой новых систем и научным сопровождением производства. Всего в работе кластера может быть задействовано не менее двадцати новосибирских предприятий. В результате в производстве накопителей будет использовано около 95 % российских комплектующих. Перспективы создания холдинга высоко оценил министр промышленности Новосибирской области Андрей Гончаров, присутствовавший на презентации накопителя.

В создании кластера также выражала заинтересованность корпорация «Росатом». 20 декабря 2018 года в Новосибирске с рабочим визитом побывал вице-президент по стратегическому развитию и маркетингу АО «ТВЭЛ» (топливная компания Росатома) Илья Галкин. Он провел рабочее совещание с губернатором Новосибирской области Андреем Травниковым. На совещании обсуждались вопросы создания промышленного кластера на базе ООО «Системы постоянного тока» и НГТУ НЭТИ. Ранее представители ТВЭЛ выражали заинтересованность в надежных автоматизированных системах накопления энергии для обслуживания атомных электростанций и других предприятий холдинга.

Справка:

Компания «Системы накопления энергии» — дочерняя компании фирмы «Системы постоянного тока» (СПТ) и Роснано. Наблюдательный совет Фонда инфраструктурных и образовательных программ Роснано утвердил решение о создании совместной с СПТ компании «Системы накопления энергии», которая и будет заниматься инжинирингом накопителей, говорится в сообщении на сайте Роснано от 1 февраля 2017 г. СПТ производит источники бесперебойного питания, промышленные зарядные устройства, а также системы управления электропитанием с 1992 г. Среди клиентов компании Россетти, Газпром, РЖД, АЛРОСА, «Норильский никель» и другие крупные российские компании. Объем выручки в 2017 г. — более 250 млн рублей. СПТ уже имеет опыт установки систем накопления энергии, в 2017 г. компания установила системы электроснабжения для Сколково мощностью около 200 киловатт-часов. В настоящее время 80 % специалистов компании — выпускники НГТУ НЭТИ.