В Германии стартует экспериментальная инициатива по разработке высоковольтного накопителя энергии. Инновационная система сможет функционировать при напряжении до 20 кВ, что приведёт к значительному уменьшению рабочих токов и тепловых затрат. Для контекста: современные промышленные аккумуляторы обычно работают при напряжениях не выше 1 кВ. Согласно принципам электротехники, увеличение напряжения в 10–20 раз при неизменной мощности закономерно снижает силу тока, уменьшая энергопотери и требования к охлаждению.
Источник изображения: Dortmund University of Applied Sciences
Научные изыскания в этом направлении уже свыше двух лет проводятся экспертами Дортмундского университета прикладных наук. В лабораторных условиях создаются и испытываются в климатических камерах компоненты перспективных высоковольтных модулей, проверяется их стабильность и безопасность при разных температурных и влажностных режимах.
Основой разработки выступают серийные литиевые элементы, но за счёт роста рабочего напряжения сохраняется выходная мощность при существенно сниженных токах. Это не только минимизирует нагрев, но и увеличивает эффективность, упрощает систему охлаждения и сокращает размеры энергонакопителей. Учёные уже собрали экспериментальный модульный комплекс без принудительного охлаждения, успешно прошедший лабораторные тесты.
Следующая фаза — апробация технологии в реальной среде. В коммуне Энзе (земля Северный Рейн-Вестфалия) планируется развернуть два накопителя: традиционный на 1 кВ и экспериментальный на 10–20 кВ.
Участниками проекта выступили компании Ense Werke, AEG Power Solutions и Weissgerber Engineering. Новая архитектура представляет собой модульную сборку, где батарейные ячейки соединены последовательно для работы при напряжении до 20 кВ. Подобная конфигурация сокращает энергопотери и облегчает балансировку элементов. Исследователи уже подготовили документы для получения европейского патента.
Промышленные испытания позволят оценить не только фактическое снижение потерь, но и воздействие высокого напряжения на долговечность аккумуляторов, надёжность комплектующих и общую устойчивость системы. Как отмечают разработчики, проект способен совершить «тихую революцию» в энергонакоплении и способствовать более эффективному внедрению возобновляемых источников в европейские энергосети — благодаря экономии на охлаждении, компактности оборудования и снижению операционных расходов.
Между тем, в Китае проводятся исследования по переходу солнечных электростанций на высоковольтное напряжение, в особенности приблизительно до 2 кВ. Аналогично немецкому опыту, данные проекты пока реализуются в рамках экспериментальных полигонов.
