Інноваційні технології та перспективи систем накопичення енергії в електроенергетиці

Abstract

В умовах воєнного стану та внаслідок цілеспрямованого руйнування об’єктів критичної енергетичної інфраструктури, спричиненого збройною агресією росії, визнаної Верховною Радою України державою-агресором, енергосистема України працює в надзвичайно складних умовах, тому для запобігання масового збою та мінімізації ризику блекаутів особливо важливого значення набули системи накопичення електричної енергії. Стаття присвячена аналізу сучасної літератури щодо функціонування систем накопичення енергії з метою здійснення комплексного огляду сучасних інноваційних технологій систем накопичення електричної енергії, визначення наявних досліджень використання різних видів акумуляторних батарей і конденсаторів, їхньої конструкції, особливостей застосування та інноваційних технологій в енергетичній сфері. Аналіз наукової літератури підтверджує, що системи накопичення енергії є не просто додатковим обладнанням, а фундаментальним елементом трансформації сучасної електроенергетики. Інноваційні технології вказують на зміщення акцентів у дослідженнях і впровадженні електрохімічних рішень так званих літій-іонних технологій, зокрема літій-залізо-фосфату, що залишається основним напрямком для безпечного накопичення та зберігання енергії. Стратегічну роль літій-іонних конденсаторів визнано критично важливою гібридною технологією. Завдяки поєднанню високої щільності енергії (як у батарей) та надвисокої щільності потужності (як у суперконденсаторів), вони ідеально підходять для швидкого реагування, миттєвого балансування мережі та забезпечення функції «Black Start» (запуск системи після повного блекауту). Як результат, системи накопичення енергії є невідʼємним елементом сучасної, стійкої та «зеленої» енергетичної системи і подальші інвестиції та державна підтримка їхнього впровадження є критично важливими для забезпечення енергетичної безпеки та стійкості в умовах військових і кліматичних загроз. / Under martial law and as a result of the targeted destruction of critical energy infrastructure facilities caused by armed aggression by a state recognized by the Verkhovna Rada of Ukraine as an aggressor state, Ukraine’s power system operates in extremely difficult conditions, so to prevent a mass failure and minimize the risk of blackouts, electrical energy storage systems have become particularly important. The analysis of modern literature on the functioning of energy storage systems in order to conduct a comprehensive review of modern innovative technologies of electrical energy storage systems, identify existing research on the use of various types of batteries and capacitors, their design, application features and innovative technologies in the energy sector was described in the article. The analysis of scientific literature confirmed that energy storage systems are not just additional equipment, but a fundamental element of the transformation of modern electric power. Innovative technologies indicated a shift in emphasis in research and implementation of electrochemical solutions of the so-called lithium-ion technologies, in particular lithium-iron-phosphate, which remains the main direction for safe energy storage and storage. The strategic role of lithium-ion capacitors has been recognized as a critical hybrid technology. Combining high energy density (like batteries) with ultra-high power density (like supercapacitors), they are ideal for rapid response, instantaneous grid balancing, and Black Start (starting the system after a complete blackout). As a result, energy storage systems are an integral part of a modern, sustainable, and green energy system, and further investment and government support for their implementation are critical to ensuring energy security and resilience in the face of military and climate threats.