SCiB – шанс на прорыв в производстве энергетических smart-систем

Литий-титанатные (LTO) батареи известны специалистам довольно давно. Правда, решения на их основе используются в России пока фрагментарно в силу их достаточно высокой стоимости. Впрочем, готовность такого мирового лидера, как Toshiba к сотрудничеству в области производства систем, использующих производимые ею LTO-батареи SCiB, может стать для России шансом на прорыв в области «умной» энергетики.

О начале промышленного производства литий-титанатных батарей и элементов на их основе, получивших название SCiB (Super Charge ion Battery), было объявлено корпорацией Toshiba в марте 2008 года. Заинтересовались SCiB и другие производители. Рынок отреагировал на появление элементов, отличающихся сверхбыстрой зарядкой, столь же оперативно – уже в начале 2010-х годов к литий-титанатным накопителям энергии проявили интерес транспортники, а затем и энергетики.

Спрос породил и предложение, которое быстро было сегментировано в зависимости от сферы применения батарей. Среди решений SCiB появились аккумуляторы, которые допускают заряд-разряд очень большими токами за короткие промежутки времени. Их используют, к примеру, для обеспечения рекуперативного торможения транспортных средств или создания резерва мощности для регулирования параметров электрической сети.

Примером такого использования элементов SCiB служат лифты, разработанные Toshiba Elevator and Building Systems Corporation (TELC). По желанию заказчика производитель комплектует свои лифты дополнительной опцией TOSMOVE NEO на базе SCiB, которая позволяет сохранить работоспособность лифтов при отключении электричества. Автономность, которую обеспечивают SCiB, достигает двух часов, в течение которых лифт продолжает работать, пусть даже и движется не на полной скорости. Более того, благодаря использованию гибридной схемы питания TOSMOVE NEO удается обеспечить сверхплавную остановку лифтов на этажах и даже экономию за счет заряда батарей энергией, попутно собираемой при работе системы.

Важная задача, которую решают литий-титанатные источники большой мощности, – первичное регулирование частоты тока и работа в качестве опорно-балансирующего источника. С их помощью осуществляется регулировка колебаний мощности, получаемой от возобновляемых источников, где велик риск отклонения частоты от нормативных показателей. Необходимый резерв достигается за счет сверхбыстрой реакции батарей, способных выдать полную мощность в течение нескольких миллисекунд. Это и обеспечивает необходимый резерв для регулирования частоты.

Столь же эффективны SCiB и при использовании в борьбе с отклонениями напряжения. Колебания такого рода в сетях LTO-батареи устраняют за счет отбора либо ввода активной или реактивной мощностей с минимальной задержкой.

Для хранения большого объема энергии позиционируют элементы SCiB высокой емкости. Используют их в электротранспорте или стационарных системах накопления. Пример такого применения – отдельностоящая автономная камера наружного наблюдения. Такие камеры оснащаются фотоэлектрическими панелями и используются там, где затруднено подключение питания от сети. Обычный аккумулятор сделал бы конструкцию громоздкой и тяжеловесной, разместить которую без сложной предварительной подготовки можно далеко не везде. Здесь же легкий и тонкий аккумулятор устанавливается на задней стороне панели и позволяет смонтировать конструкцию практически где угодно. К слову, подобные системы уже находят применение в России для организации видеоконтроля на автострадах и прочих объектах.

Уже доказанный многочисленными внедрениями потенциал систем на базе SCiB таков, что можно говорить о прорыве в промышленной и муниципальной энергетике, открывающем путь к smart-системам масштаба городов.

О том, насколько актуальны в российских условиях такие возможности для практического использования и в промышленности, и в электроэнергетике, в отраслях, подобных транспортной, говорить не приходится. В то же время, перенос производства SCiB в Россию – удовольствие не из дешевых, да и вряд ли это необходимо. Toshiba готова поставлять свою продукцию в необходимых объемах через свое представительство. Российские же электротехнические предприятия могут разрабатывать собственные решения на основе LTO-батарей. В этом случае значительная часть комплексов, – силовая электроника, программное обеспечение, – получит российский «паспорт». Готовые системы останется только оснастить аккумуляторными элементами SCiB.

Опыт сотрудничества с российскими предприятиями, кстати, у Toshiba уже имеется. В подмосковных Химках инжиниринговая компания Drive Electro разработала высокотехнологичные аккумуляторные системы собственного дизайна на базе LTO-элементов японской корпорации. Используются они для оснащения электробусов.