Закон Ома підказав шлях для розвитку акумуляторних систем зберігання енергії — час підвищувати напругу

В Німеччині готуються до запуску пілотного проєкту зі створення акумуляторної системи зберігання енергії підвищеної напруги. Нова установка зможе працювати при напрузі до 20 кВ, що дозволить суттєво знизити робочі струми та теплові втрати. Для порівняння, сучасні промислові акумуляторні блоки зазвичай обмежені рівнем до 1 кВ. Згідно з законом Ома, підвищення напруги в 10–20 разів при збереженні тієї ж потужності автоматично знижує силу струму, а отже — втрати та навантаження на охолодження.

Джерело зображення: Dortmund University of Applied Sciences

Дослідження в цій галузі вже більше двох років проводять фахівці Університету прикладних наук Дортмунда (Dortmund University of Applied Sciences). У їхній лабораторії створюються та тестуються в кліматичних камерах вузли майбутніх високовольтних модулів, оцінюється їхня надійність і безпека при різних температурах і рівнях вологості.

Основою для нової системи слугують серійні літієві акумулятори, однак завдяки підвищенню робочої напруги зберігається вихідна потужність при значно менших струмах. Це не лише знижує нагрів, але й підвищує ККД, спрощує охолодження та зменшує габарити батарейних установок. В університеті вже зібрали експериментальну модульну систему без активного охолодження, яка успішно пройшла лабораторні випробування.

Наступний етап — перевірка технології в реальних умовах. Для цього в муніципалітеті Ензе (регіон Зауерланд) створять дві системи зберігання енергії: одну стандартну з напругою 1 кВ і одну експериментальну — на 10–20 кВ.

Партнерами проєкту стали компанії Ense Werke, AEG Power Solutions та Weissgerber Engineering. Нова архітектура являє собою модульний блок, що об'єднує елементи батарей у ланцюг з робочою напругою до 20 кВ. Така схема мінімізує втрати енергії та спрощує балансування елементів. Вчені вже готують заявку на європейський патент.

Польові випробування дозволять оцінити не лише реальне зниження втрат, але й вплив високої напруги на термін служби акумуляторів, надійність компонентів та стійкість системи в цілому. За словами дослідників, проєкт може стати «маленькою революцією» у сфері зберігання енергії та допомогти ефективніше інтегрувати відновлювальні джерела в енергосистеми Європи — завдяки економії на охолодженні, зменшенню розмірів обладнання та скороченню експлуатаційних витрат.

До слова, в Китаї також ведуться експерименти з переведення сонячних електростанцій на високовольтні режими, зокрема на рівень близько 2 кВ. Як і в Німеччині, ці розробки поки що знаходяться на стадії дослідних майданчиків.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки