Центр научно-технических компетенций 1AK-GROUP: разработки в области систем накопления энергии
В специализированных журналах и сборниках научных трудов опубликованы результаты научно-практических разработок, выполненных Центром научно-технических компетенций 1AK-GROUP, в сотрудничестве с Объединенным институтом Машиностроения НАН Беларуси и Белорусским национальным техническим университетом, в 2024 году. Работы посвящены вопросам энергетической и экономической эффективности применения систем накопления электроэнергии, а также разработки тяговой батареи для электромобиля «БелДжи» ЕX-50.
Центр научно-технических компетенций (Центр НТК) 1AK-GROUP создан для разработки передовых решений в области химических источников тока и систем накопления энергии. Центр объединяет экспертные знания, современные лаборатории и научные разработки сотрудников холдинга, что позволяет эффективно решать задачи проектирования, тестирования и внедрения инновационных технологий. Центр НТК 1AK-GROUP активно сотрудничает с ведущими научными организациями страны, включая Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, Белорусский национальный технический университет, Белорусский государственный технологический университет и др.
В рамках совместных исследований разрабатываются и апробируются методики оценки энергетической и экономической эффективности систем накопления энергии.
В работе [1], в частности показано, что в зависимости от тарифов, применяемых на предприятии, особенностей тех. процесса и необходимости аварийного резервирования электроснабжения срок окупаемости системы накопления энергии может быть достаточно низким 3-5 лет. Разработан метод расчета экономического эффекта проанализированы особенности такого расчета.
В статье [2] рассматривается методика ускоренного тестирования литий-ионных NMC-ячеек для оценки их срока службы. Авторы предлагают подход, основанный на экспериментальном исследовании деградации ячеек при одном режиме работы с последующей экстраполяцией результатов на другие температурные и токовые условия. В ходе испытаний анализируются изменения внутреннего сопротивления и емкости ячеек. Показано, что внутреннее сопротивление не является надежным индикатором состояния ячейки, а для деградации емкости предложена универсальная модель. Предложен метод экстраполяции результатов на повышенные температуры. Разработанная модель деградации может быть интегрирована в системы управления батареями для мониторинга состояния ячеек.
В статье [3] представлена методика температурной параметризации модели Рошера—Зауэра для расчета состояния заряда (SOC) литий-ионных аккумуляторов в электромобилях. Авторы предлагают подход, учитывающий влияние температуры на параметры схемы замещения батареи. Разработанная модель позволяет более точно определять SOC в условиях переменных температур, что важно для безопасной эксплуатации и долговечности батарей. Результаты исследования могут быть использованы для улучшения алгоритмов управления батареями в электромобилях.
В статье [4] обсуждается необходимость создания методической базы для обоснования применения систем накопления энергии (СНЭ) в промышленности и энергетике. Авторы рассматривают особенности расчета нормированной стоимости хранения электроэнергии (LCOS) и предлагают методики оценки экономического эффекта от использования СНЭ на промышленных предприятиях. Приводятся примеры сравнения эффективности различных типов аккумуляторов и расчетов экономической выгоды от функций СНЭ, таких как снижение пиков нагрузки и обеспечение бесперебойного электроснабжения. Результаты исследования могут быть использованы для разработки нормативной базы и повышения эффективности применения СНЭ в энергосистемах.
В статье [5] рассматривается методика расчета стоимости хранения электроэнергии в системах накопления энергии (СНЭ), работающих в буферном режиме. Указываются особенности расчета нормированной стоимости электроэнергии (LCOE), обоснован модифицированный показатель LCOSbuf для буферного режима работы СНЭ. Приведен пример сравнения эффективности свинцово-кислотных (AGM) и литий-ионных (LFP) аккумуляторов, показывающий преимущество LFP-ячеек по экономическим и техническим параметрам. Результаты исследования могут быть использованы для расчета эффективности применения СНЭ в энергетике и промышленности.
Основные достижения Центра НТК 1AK-GROUP в 2024году:
1. Разработка методик расчета экономической эффективности применения систем накопления энергии, которые позволяют оценить срок окупаемости таких систем в пределах 3-5 лет в зависимости от тарифов и особенностей производственных процессов.
2. Создание моделей ускоренного тестирования литий-ионных аккумуляторов, что позволяет прогнозировать их срок службы и оптимизировать эксплуатацию.
3. Температурная параметризация моделей для точного расчета состояния заряда (SOC) батарей, что критически важно для безопасности и долговечности аккумуляторов в электромобилях.
4. Сравнительный анализ эффективности различных типов аккумуляторов, включая свинцово-кислотные и литий-ионные, что помогает выбирать оптимальные решения для конкретных задач.
Центр научно-технических компетенций 1AK-GROUP продолжает развиваться, внедряя новые технологии и укрепляя сотрудничество с научными и образовательными учреждениями. Это позволяет создавать инновационные продукты и готовить высококвалифицированных специалистов, способных ускорить развитие белорусской энергетики и промышленности.
Перспективные направления работы Центра НТК 1AK-GROUP на 2025 год:
• Расширение исследований в области новых материалов для аккумуляторов.
• Разработка интеллектуальных систем управления батареями.
• Участие в международных проектах и конференциях для обмена опытом и технологиями.
Список публикаций по результатам разработок 2024 года, в соавторстве с сотрудниками Центра научно-технических компетенций 1AK-GROUP:
1. О методике расчета экономической эффективности применения систем накопления энергии
К. В. Добрего1), С. А. Фурсов1), С. С. Дубновицкий2), В. Л. Червинский3)
В журнале Энергетика. Извести ВУЗов и Энергетических объединений СНГ
2. Методические аспекты испытания литий-ионных nmc-ячеек на ресурс циклирования
К. В. Добрего, д-р физ.-мат. наук, А. В. Белевич Зам. Генерального директора по высокоавтоматизированному электротранспорту,
И. В. Игнатчик, А. А. Ананчиков,
В журнале Механика машин механизмов и материалов.
3. Температурная параметризация модели Росшера Зауэра для расчета SOC бортовым компьютером автомобиля
К. В. Добрего, д-р физ.-мат. наук, А. В. Белевич Зам. Генерального директора по высокоавтоматизированному электротранспорту,
И. В. Игнатчик, А. А. Ананчиков,
ИЗДАНИЕ Актуальные вопросы машиностроения 2024, выпуск 13
4. Создание методической базы обоснования применения систем накопления энергии в промышленности и энергетике
Добрего К. В., Червинский В. Л., зав. Кафедрой Энергосбережение БНТУ
В Сб. докладов III Междун. науч. конф. «Устойчивое развитие энергетики Республики Беларусь: состояние и перспекктивы» 1-4 октября 2024г
5. О применении систем накопления электрической энергии в тяговом электроснабжении рельсового транспорта и рельсо-трунного транспорта
А. А. Машков, К. В. Добрего
В Сб. докладов III Междун. науч. конф. «Устойчивое развитие энергетики Республики Беларусь: состояние и перспекктивы» 1-4 октября 2024г