Разработка накопителя электроэнергии сверхпроводящего индуктивного типа для рекуперации энергии на железнодорожном транспорте

1.

НГТУ
НЭТИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Систем электроснабжения предприятий»
БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА
Разработка накопителя электроэнергии
сверхпроводящего индуктивного типа для рекуперации
энергии на железнодорожном транспорте
Студент: Бережной Антон Юрьевич
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Манусов Вадим Зиновьевич
Новосибирск, 2024

2.

НГТУ
НЭТИ
2
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
В настоящее время сохранение и накопление электроэнергии является
новой концепцией развития железнодорожного и городского электрического
транспорта, включая метрополитен.
С учетом этого, основной и главной проблемой в этом направлении – является
проблема снижения потерь при преобразовании, распределении, и потреблении
электрической энергии с учетом ее возможной рекуперации за счет кинетической
энергии движения на переменном ходе транспортных средств.
Учитывая вышеизложенное, тема моей выполненной работы по эффективной
рекуперации
целесообразной.
электрической
энергии
является
весьма
актуальной
и

3.

НГТУ
НЭТИ
ОБЪЕКТ И ПРЕДМЕТ
ИССЛЕДОВАНИЯ
3
Объект исследования: движущейся электрический
транспорт.
Предмет
исследования:
эффективность
использования рекуперации электрической энергии,
образующейся за счет кинетической энергии движения.

4.

НГТУ
НЭТИ
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
4
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: повышение эффективности использования
рекуперации на основе сверхпроводникового индуктивного накопителя
энергии (СПИН).
ЗАДАЧИ:
1. Общая характеристика рекуперация электрической энергии.
2. Изучение особенностей накопления энергии в виде электрического
поля.
3. Изучение особенностей накопления энергии в виде магнитного поля.

5.

НГТУ
НЭТИ
СУЩНОСТЬ И АКТУАЛЬНОСТЬ
РЕКУПЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ НА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ТРАНСПОРТЕ
5

6.

НГТУ
НЭТИ
ПРЕИМУЩЕСТВА СПИН
6
- Выравнивание графиков нагрузки
энергосистемы на суточном интервале;
- Увеличение надежности энергоснабжения;
- Демпфирование низкочастотных
колебаний в сети;
- Обеспечение бесперебойного питания
ответственных потребителей;
- Быстродействие (время отклика –
миллисекунды);
- Экологическая безопасность.

7.

НГТУ
НЭТИ
РАСЧЕТ НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
МЕТРОПОЛИТЕНА
7

8.

НГТУ
НЭТИ
ЗАВИСИМОСТЬ НАРУЖНОГО ДИАМЕТРА
ТОРОИДА СО СВЕРХПРОВОДЯЩИМИ ОБМОТКАМИ
ОТ ВЕЛИЧИНЫ ИНДУКЦИИ
8

9.

НГТУ
НЭТИ
ЗАВИСИМОСТЬ ВЫСОТЫ ТОРОИДА ПРИ
ИСПОЛЬЗОВАНИИ СВЕРХПРОВОДНИКА ФИРМЫ
СУПЕРОКС
9

10.

НГТУ
НЭТИ
Проведено технико - экономическое сравнение
полных затрат для разных видов накопителей
энергии
Накопители энергии
Полные затраты,
млн.руб
Свинцовокислотные АКБ (Pb-acid)
1.456
Cупермаховик
1.553
Аккумулирование энергии в виде сжатого воздуха
1.984
Никель - кадмиевые АКБ
2.167
Супрконденсатор
2.323
Литий - ионные АКБ
3.895
Аккумулирование энергии в виде сжатого воздуха
4.598
СПИН
5.256
Цинк - бромная АКБ
6.324
Ванадиева АКБ
8.115
Серн - Натриевые АКБ
8.335
10

11.

НГТУ
НЭТИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
11
1. Обоснована необходимость и целесообразность использования
рекуперации энергии на подвижном электротранспорте железных дорог и
метрополитена.
2. Показано, что энергия рекуперации должна поступать в накопители
энергии для ее использования в удобные временные интервалы.
3. Представлена методика расчета криогенного сверхпроводящего
индукционного накопителя тороидного вида для разных исходных данных.
4. Проведено технико — экономическое сравнение возможных видов
накопителей энергии.

12.

НГТУ
НЭТИ
12

13.

English Русский Правила