Закон Ома подсказал путь для развития аккумуляторных систем хранения энергии — пора повышать напряжение

[Ippolitovich]

В Германии готовятся к запуску пилотного проекта по созданию аккумуляторной системы хранения энергии повышенного напряжения. Новая установка сможет работать при напряжении до 20 кВ, что позволит существенно снизить рабочие токи и тепловые потери. Для сравнения, современные промышленные аккумуляторные блоки обычно ограничены уровнем до 1 кВ. Согласно закону Ома, повышение напряжения в 10–20 раз при сохранении той же мощности автоматически снижает силу тока, а значит — потери и нагрузку на охлаждение. Исследования в этой области уже более двух лет ведут специалисты Университета прикладных наук Дортмунда (Dortmund University of Applied Sciences). В их лаборатории создаются и тестируются в климатических камерах узлы будущих высоковольтных модулей, оценивается их надёжность и безопасность при различных температурах и уровнях влажности. Основой для новой системы служат серийные литиевые аккумуляторы, однако благодаря повышению рабочего напряжения сохраняется выходная мощность при значительно меньших токах. Это не только снижает нагрев, но и повышает КПД, упрощает охлаждение и уменьшает габариты батарейных установок. В университете уже собрали экспериментальную модульную систему без активного охлаждения, успешно прошедшую лабораторные испытания.

 

 

Следующий этап — проверка технологии в реальных условиях. Для этого в муниципалитете Энзе (регион Зауэрланд) создадут две системы хранения энергии: одну стандартную с напряжением 1 кВ и одну опытную — на 10–20 кВ. Партнёрами проекта стали компании Ense Werke, AEG Power Solutions и Weissgerber Engineering. Новая архитектура представляет собой модульный блок, объединяющий ячейки батарей в цепочку с рабочим напряжением до 20 кВ. Такая схема минимизирует потери энергии и упрощает балансировку элементов. Учёные уже готовят заявку на европейский патент.

 

 

Полевые испытания позволят оценить не только реальное снижение потерь, но и влияние высокого напряжения на срок службы аккумуляторов, надёжность компонентов и устойчивость системы в целом. По словам исследователей, проект может стать «маленькой революцией» в сфере хранения энергии и помочь эффективнее интегрировать возобновляемые источники в энергосистемы Европы — за счёт экономии на охлаждении, уменьшения размеров оборудования и сокращения эксплуатационных затрат. К слову, в Китае также ведутся эксперименты по переводу солнечных электростанций на высоковольтные режимы, в частности на уровень около 2 кВ. Как и в Германии, эти разработки пока находятся на стадии опытных площадок.