A Kinematic Energy Storage for Decentralized Energy Generation
Abstract
In mastering the use of decentralized renewable energy sources, problems of connecting them to the common grid are encountered, including those stemming from the nonuniform power output produced by them. The use of a kinematic energy storage (KES) as an additional source of power for a wind farm is considered. In addition, a high-speed three-phase permanent-magnet synchronous machine equipped with an output electronic module, with which the energy storage can operate with a variable rotation frequency, is proposed to be used as the KES motor—generator unit. The parameters of a KES with the inertia moment equal to 100 kgm[1] made using different materials (steel, aluminum, titanium, and high-strength composite material) have been calculated for different flywheel diameter-to-height ratios. It is shown that the energy storage equipped with a 624-kg flywheel made of composite material can produce the power output equal to 5 kW for 8 h in the rotation frequency range 18000—6000 min-1. A three-phase permanent-magnet motor-generator is proposed for such KES.
References
2. Желокова М.З., Максимова И.Ф. Маховичные агрегаты и тенденции их современного использования. — Известия РАН. Энергетика, 2013, № 3, с. 84—95.
3. Алексеев Б.А. Применение накопителей энергии в электроэнергетике. — Электро, 2005, № 1, с. 42—46.
4. Алексеев Б.А. Применение накопителей энергии в электроэнергетике. — Электро, 2005, № 2, с. 48—52.
5. Смоленцев Н.И. Накопители энергии в локальных электрических сетях. — Ползуновский вестник, 2013, № 4—2, с. 176—180.
6. Bernard N., Ahmed H.B., Multon B., Kerzreho C., Delamare J., Faure F. Flywheel energy storage systems in hybrid and distributed electricity generation. — PCIM 2003, May 2003, Nurnberg, Germany, 2003, 9 p.
7. Гулиа Н.В., Кацай А.В. Циклические испытания накопителя кинетической энергии большой мощности и энергоемкости 2012 [Электрон. ресурс] http://n-t.ru/tp/ts/ci.htm. (дата обращения 20.03.2019).
8. Гулиа Н.В. Накопители энергии. М.: Наука, 1980, 150 с.
9. Манн Э.Г., Тиунчик В.М. Кольцевые электромеханические инерционные аккумуляторы. — Электричество, 1986, № 4, с. 19—24.
10. Герасимов А., Толмачев В., Уткин К. Дизель-генератор- ные электростанции. Работа при переменной частоте вращения дизеля. — Новости Электротехники, 2005, № 3(33), с. 1—9.
#
1. Kazantsev S.G. Voprosy elektromekhaniki. Trudy VNIIEM — in Russ. (Questions of Electromechanics. Proc. of VNIIEM), 2016, vol. 155, pp. 3—21.
2. Zhelokova M.Z., Maksimova I.F. Izvestiya RAN. Energetika – in Russ. (News of Russian Academy of Sciences. Power Engineering), 2013, No. 3, pp. 84—95.
3. Alekseyev B.A. Elektro — in Russ. (Electro), 2005, No. 1, pp. 42—46.
4. Alekseyev B.A. Elektro — in Russ. (Electro), 2005, No. 2, pp. 48—52.
5. Smolentsev N.I. Polzunovskii Vestnik — in Russ. (Polzunovsky Bulletin), 2013, No. 4-2, pp. 176—180.
6. Bernard N., Ahmed H.B., Multon B., Kerzreho C., Delamare J., Faure F. Flywheel energy storage systems in hybrid and distributed electricity generation. — PCIM 2003, May 2003, NURNBERG, Germany, 2003, 9 p.
7. Gulia N.V., Katsai A.V. Tsiklicheskiye ispytaniya nakopitelya kineticheskoi energii... (Cyclic Tests of Sfore of Kinetic Energy...) [Electron. Resourse] http://n-t.ru/tp/ts/ci.htm (Date of appeal 20.03.2019).
8. Gulia N.V. Nakopiteli energii (Stores of Energy). Moscow, Nauka, 1980, 150 p.
9. Mann E.G., Tiunchik V.M. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1986, No. 4, pp. 19—24.
10. Gerasimov A., Tolmachev V., Utkin K. Novosti Elektrotekhniki — in Russ. (News of the Electrical Engineering), 2005, No. 3(33), pp. 1—9.
