Резервирование энергии и источники бесперебойного питания

Главный недостаток возобновляемых источников энергии — это непостоянство и зависимость от погоды. Солнечные и ветровые ВИЭ неконтролируемы и непредсказуемы, что может привести к проблемам со стабильностью и надежностью энергоснабжения. Резервирование энергии позволяет временно сохранять избыточную энергию, произведенную ВИЭ в период пиковой производительности, и использовать её в периоды низкой производительности или отсутствия выработки (например, ночью для солнечной энергии). Это обеспечивает:
• Непрерывность энергоснабжения в случае аварий или отключений.
• Повышение энергетической эффективности, позволяя использовать энергию в пиковых периодах или при повышенном спросе.
• Предотвращение потерь данных и прерывания работы в случае сбоев в энергосистеме.
• Поддержание стабильности и качества электроснабжения.

Резервирование энергии делает ВИЭ более эффективным и практичным решением для энергетических потребностей общества.

Основные методы резервирования энергии включают в себя:
• Аккумуляторы. Это устройства, которые хранят энергию в химической форме и отдавать её в виде электричества. Они широко используются во многих отраслях, включая автомобильную и электронику. В современных АКБ используются литий-ионные аккумуляторы, обеспечивающие высокую плотность энергии, быструю зарядку, минимальный саморазряд и длительный срок эксплуатации по сравнению с другими типами аккумуляторов. Li-Ion батареи позволяют более эффективно использовать энергию солнечных панелей, сохраняя ее для использования в неподходящее для генерации время или в периоды пикового спроса.

• Гидроаккумулирующие станции — крупные системы, которые
используют избыток энергии для подкачки воды в резервуар, расположенный на высоте. При необходимости вода спускается, приводя в действие турбины, которые и генерируют электричество.

• Теплоаккумуляторы. Подобные системы нагревают теплоноситель и хранят избыточное тепло для последующего использования, когда производство тепловой энергии недостаточно.

• Сжатый воздух (пневматический аккумулятор). В этом случае избыток энергии расходуется на сжатие воздуха, который затем используется для генерации электроэнергии.

Помимо вышеперечисленных, существуют и альтернативные способы аккумулирования энергии: конденсаторы, механические маховики и гравитационные накопители.

Источники бесперебойного питания

Главная функция ИБП — это обеспечение бесперебойной работы подключенных устройств. Кроме того, «бесперебойники» минимизируют риски повреждения электронного/электромеханического оборудования и потерь информации при отсутствии или скачках напряжения, критичных отклонениях частоты тока, а также при наличии импульсных или высокочастотных помех в электросети.

Принцип действия ИБП основан на оперативном переключении на резерв при отключении сетевого электропитания. Основные элементы источников бесперебойного питания — это аккумуляторы, которые служат в качестве накопителей электроэнергии. Помимо них, в состав «бесперебойников» входят:

• Выпрямитель. Служит для выпрямления переменного тока, поступающего от электросети и подачи его на АКБ.

• Инвертор. Преобразует постоянный ток от аккумулятора в переменный для питания нагрузки, а также дополнительные устройства с различными функциями.

Основные сферы применения — IT-оборудование (серверы, центры обработки
данных), ЖКХ (отопительные котлы и насосы), в медицине, системах безопасности, а также для защиты различных бытовых устройств.

Источник бесперебойного питания — относительно недорогой, компактный и надежный способ резервирования энергии. При этом срок службы батарей при правильной эксплуатации в среднем составляет 5–10 лет в зависимости от производителя.