Адрес для переписки:Добрего Кирилл Викторович –Белорусский национальный технический университет,пр-т Независимости, 65/2,220013, г. Минск, Республика Беларусь.Тел.: +375 17 293-92-16dobrego@bntu.by
Address for correspondence:Dobrego Kirill V.–Belаrusian National Technical University,65/2, Nezavisimosty Ave.,220013, Minsk, Republic of Belarus.Tel.: +375 17 293-92-16 dobrego@bntu.by
г. Минск
Minsk
Оптимизация технико-экономических параметров накопителей электроэнергии – необходимое условие для их широкого применения. В статье развивается общий подход и предлагается методика оценки экономической эффективности гибридизации электрохимических систем накопления энергии. С точки зрения оценки эффективности гибридизации накопителей исследуется ряд модельных систем, работающих в разных условиях нагрузки с использованием различных схем функционального взаимодействия блоков. В качестве базовых типов гибридных накопителей рассматриваются: свинцово-кислотные аккумуляторы (аккумуляторные кислотные батареи – АКБ), дополненные литий-ионными АКБ; свинцово-кислотные АКБ, дополненные суперконденсаторами; литий-ионные АКБ, дополненные суперконденсаторами. В качестве нагрузки системы накопления электроэнергии (СНЭ) рассматриваются: вилочный электропогрузчик, 30-квартирный жилой дом, а также 300-квартирный жилой комплекс. Используется количественно-качественная модель оценки эффективности гибридизации, основанная на сравнении стоимости буферизации электроэнергии каждым типом АКБ и гибридным накопителем в целом. Для всех случаев рассчитываются экономические показатели, характеризующие стоимость буферизации электроэнергии гибридными СНЭ, и анализируются преимущества той или иной схемы взаимодействия блоков гибридной СНЭ. Показано, что эффективность гибридизации демонстрирует сложную нелинейную зависимость от степени гибридизации, вид которой зависит как от типа используемых АКБ, так и от характера графика нагрузки, а также от типа функционального взаимодействия блоков. Характерной особенностью этой зависимости является резкое возрастание экономической эффективности при малых значениях a £ 0,01 и дальнейшее замедление роста или падение графика. Полученные результаты позволяют количественно сравнивать эффективность гибридизации СНЭ для конкретных условий ее эксплуатации. Рассмотренные модели и методы могут найти применение при проектировании СНЭ и систем «генератор – накопитель – потребитель», оценке экономической целесообразности гибридизации СНЭ.
Optimization of technical and economic parameters of electric power storage devices is a necessary condition for their widespread use. The article develops a general approach and proposes a methodology for assessing the economic efficiency of hybridization of electrochemical energy storage systems (ESSs). From the point of view of evaluating the effectiveness of storage hybridization, a number of model systems operating under different load conditions using different block functional interaction schemes are being investigated. Lead-acid batteries supplemented with lithium-ion batteries; lead-acid batteries supplemented with supercapacitors and lithium-ion batteries supplemented with supercapacitors are considered as the basic types of hybrid storage devices. An electric forklift, a 30-apartment residential building, as well as a 300-apartment residential complex are considered as the load of the ESS. A quantitative and qualitative model for evaluating the effectiveness of hybridization is used, based on comparing the cost of buffering electricity by each type of battery and the hybrid drive as a whole. For all cases, economic indicators characterizing the cost of buffering electricity by hybrid ESSs are calculated and the advantages of a particular scheme of interaction of hybrid ESS blocks are analyzed. It is shown that the hybridization efficiency demonstrates a complex nonlinear dependence on the degree of hybridization, the type of which depends both on the type of batteries used and on the nature of the load schedule, as well as on the type of functional interaction of the blocks. A specific feature of this dependence is a sharp increase in economic efficiency at small values of a £ 0.01 and a further slowdown in the growth or fall of the graph. The obtained results make it possible to quantitatively compare the efficiency of the hybridization of the ESS for specific conditions of its operation. The considered models and methods can be used in the design of ESSs and “generator – storage – consumer” systems, assessment of the economic feasibility of hybridization of ESSs.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.