Троэнергетики и её современное состояние

12.2.2. Воздушно-компрессорные накопители энергии
Данный способ накопления энергии запатентован в 1949 г., а пер-
вая установка сооружена в 1978 г. в Германии. В устройствах этого 
класса энергия накапливается за счёт упругости сжатого газа. При из-
бытке электроэнергии компрессор с приводом от электродвигателя за-
качивает газ в емкость. Когда требуется использовать запасённую энер-
гию, сжатый газ подаётся в обратимую пневмомашину с синхронной 
электрической машиной, работающей в режиме генератора либо в тур-
бину или другое устройство, непосредственно выполняющее необходи-
мую механическую работу. Имеется достаточно большое количество 
устройств небольшой мощности, напрямую использующих энергию 
сжатого воздуха (например, пневматическое оружие, пневматические 
тормозные устройства колесных средств передвижения, двигатели руд-
ничных «воздуховозов» и др.). 
Эта технология применительно к ЭЭС находится в самой началь-
ной стадии освоения из-за присущих ей недостатков: низкий КПД 
(большие потери, до 30–40 %, связанные с нагреванием газа в процессе 
компримирования; в режиме «хранение» тепло отдаётся окружающей 
среде); специальные требования к месту установки (наличие подземных 
пустот естественного или техногенного происхождения); сравнительно 
большое время реверса мощности (около 10 мин). Предложен ряд спо-
собов повышения эффективности воздушно-компрессорных накопите-
лей энергии (ВКНЭ), которые реализуемы преимущественно в мало-
мощных системах: 
1.
Совместное использование ВКНЭ с накопителями тепловой энер-
гии (НТЭ) – поступающее от НТЭ тепло компенсирует уменьше-
ние запаса энергии при охлаждении газа в процессе расширения.
2.
Совместное использование ВКНЭ с обратимой гидромашиной, 
которая в режиме «заряд» работает как насос (от внешнего приво-
да) и нагнетает в баллон с газом жидкость (обычно масло), с по-
мощью которой сжимается газ, отделённый от жидкости свобод-
ным поршнем или мембраной, рис. 12.5. Повышению КПД при 
этом способствуют: меньшая степень расширения газа чем в 
«классических» ВКНЭ, высокий КПД гидравлической части сис-
темы. 
3.
Использование ВКНЭ для дооснащения газотурбинных установок 
(ГТУ) и перевода последних из чисто генерирующих устройств в 
комбинированные (генерирующе-накопительные). ВКНЭ высво-
бождает мощность, потребляемую компрессором во время работы 
газовой турбины. При минимуме нагрузки в ЭЭС ГТУ работает на 

---

304
компрессор для закачки газа под давлением в специальные храни-
лища. В период прохождения максимума нагрузки сжатый воздух 
(при выключенном компрессоре) подается из хранилища в камеру 
сгорания ГТУ. Вся мощность энергокомплекса, которая превосхо-
дит мощность ГТУ примерно в 3 раза, используется для выработ-
ки электрической энергии. 
 
Рис. 12.5. Совмещённая компоновка ВКНЭ и гидравлического устройства: 
 
1 – сжатый газ; 2– баллон; 3 – эластичная перегородка; 4 – жидкость;
5 – гидромашина; 6 – резервуар с жидкостью 
В мировой энергетике известны всего две пилотные крупномас-
штабные системы, основанные на закачке сжатого воздуха в подземные 
резервуары.