Rozwój kolei wiąże się nierozłącznie z jej zasilaniem w energię elektryczną. Zwiększone zapotrzebowanie na transport kolejowy (nowe połączenia, koleje typu intercity, przewóz towarów, koleje dużych prędkości) wymusza rozbudowę i doskonalenie nowoczesnej dystrybucji energii elektrycznej na miarę XXI wieku.
Kluczową rolę w tym ekosystemie kolejowym spełnia PKP Energetyka, odpowiedzialna za niezawodność i jakość dostarczanej energii elektrycznej dla kolei w całym kraju. Wdrożony przez firmę Inteligentny Zintegrowany System Zarządzania Siecią Dystrybucyjną to nowoczesne rozwiązanie procesowo-informatyczne wspierające rozwój i zarządzanie siecią dystrybucji energii elektrycznej dla kolei. System zapewnia niezawodność dostaw energii i umożliwia rozbudowę o kolejne, innowacyjne rozwiązania – w tym magazyny energii.
Stworzenie skutecznego sposobu magazynowania energii to wyzwanie dla branży. Zadanie jest tym bardziej złożone, jeśli chcemy, aby przechowywanie energii odbywało się z poszanowaniem środowiska naturalnego i nie wpływało na zwiększenie eksploatacji pierwiastków ziem rzadkich, jak ma to miejsce w przypadku stosowania baterii elektrochemicznych. Startując z takiego punktu, Megatech Technology wraz z PKP Energetyka oraz środowiskami akademickimi (Politechnika Śląska, Politechnika Częstochowska) pracują nad odpowiednim rozwiązaniem – w 100% przyjaznym dla środowiska kinetycznym magazynem energii.
Innowacyjne rozwiązanie magazynowania energii opiera się na bezszczotkowym silniku prądu stałego, który jest jednocześnie prądnicą i wirującą masą i pozwala na magazynowanie nawet kilkunastu MWh. W momencie ładowania prądem, masa wirująca przyśpiesza, żeby w razie potrzeby oddać energię, która została zmagazynowana w wirującej masie jako energia kinetyczna. Dzięki takiej konstrukcji, magazyn będzie w stanie odzyskać energię z mocą nawet pięciokrotnie wyższą niż moc nominalna urządzenia.
Na ten moment przygotowano prototyp o mocy 30 kW, pojemności 0,5 kWh i wadze 250 kg. W wykonaniu stalowym magazyn obraca się z prędkością 10-12 tys. obr./min (obrotów na minutę).
Obecnie w trakcie realizacji jest masa wirująca na bazie kompozytu dla prototypu w skali 1:20 (czyli 50-100 kWh). Docelowo, w wykonaniu kompozytowym prędkość obrotowa będzie dochodziła do 40- 60 tys. obr./min.
Porównanie innowacji z technologią bateryjną
mat. PKP Energetyka
Jakie zastosowania ma magazyn energii?
Magazyn kinetyczny może znaleźć zastosowanie w już realizowanej działalności PKP Energetyka oraz potencjalnej działalności:
- Redukcja mocy przyłączeniowej na podstacjach trakcyjnych: z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii oraz bez wykorzystania takich źródeł – magazyn ładowany tradycyjnie;
- Ładowarki elektryczne dla transportu: szybkie jednoczesne ładowanie nawet kilkunastu osobowych samochodów elektrycznych, autobusów oraz samochodów dostawczych;
- Zabezpieczenie sieci elektroenergetycznej przed zapadami i jako wsparcie przed nadmiernym przeciążeniem;
- Znaczne zwiększenie wykorzystania OZE.
Dodatkowo, magazyny kinetyczne dobrze współpracują z odnawialnymi źródłami energii z uwagi na szybki czas reakcji. Mogą znaleźć zastosowanie w branży motoryzacyjnej, na kolei (zarówno w pojazdach jak i w celu wspierania sieci trakcyjnej), w branży kosmicznej oraz służyć jako zasilanie awaryjne.
https://www.youtube.com/watch?v=5Dcss7ODPHM
Magazyn kinetyczny Megatech
Spółka Megatech Technology uzyskała dofinansowanie ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego dystrybuowanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju na projekt dotyczący kinetycznego magazynu energii.
- Wartość projektu: 15 076 355,00 PLN
- Wartość dofinansowania: 10 548 018,00 PLN
- Wkład własny: 4 528 337,00 PLN
- Lata realizacji projektu: 2017-2020
Po etapie weryfikacji, w stosunku do założeń zawartych w patencie i przyjętych w modelach matematycznych, zbudowany prototyp ma moc 30 kW, pojemność 0,5 kWh i wagę 250 kg. Obecnie w trakcie realizacji jest ok. 50-100 kWh wersja urządzenia. Testy przewidziane są na II kw. 2020 r.