Ключові слова
генератор
накопичувач енергії
система безперебійного живлення
розподілена генерація
електромеханічна система
енергоефективність
Як цитувати
Анотація
Використання технологій, які спрямовані на підвищення енергоефективності та енергонезалежності технологічних процесів, є ключовим напрямом розвитку нафтогазової промисловості. Для об’єктів газової інфраструктури можливе використання енергії, яка вивільняється при редукуванні газового потоку. Для цього використовуються установки на основі турбодетандерів. Їх використання для генерування електроенергії дозволяє забезпечити електроживлення споживачів об’єкту газової інфраструктури та скоротити або відмовитися від споживання газу для технологічних процесів. З метою підвищення енергонезалежності об’єктів газової інфраструктури доцільно використання резервних джерел живлення. Для цих цілей запропоновано використання когенераційних установок на основі газопоршневих двигунів. Їх використання не потребує дизельного пального, що зменшує експлуатаційні витрати. Теплова енергія, яка виділяється при роботі когенераційної установки, може використовуватися у технологічних процесах об’єкту газової інфраструктури. Для забезпечення безперебійного енергоживлення необхідно застосування систем накопичення енергії. Розглянуто системи накопичення на основі хімічних елементів та інерційних накопичувачів. Запропоновано та проведено аналіз варіантів побудови системи безперервного енергоживлення для об’єктів газової інфраструктури. Показано, що найменші габаритні розміри буде мати установка, яка містить поршневий двигун, інерційний накопичувач та електричний генератор, інтегровані в єдиний модуль. Подальший розвиток запропонованої концепції полягає у створенні систем генерації енергії з використанням детандер-генераторних агрегатів та когенераційних установок. Це забезпечить живлення критичних споживачів при тривалих відключеннях електроенергії, що підвищить стабільність роботи як об’єктів газової інфраструктури, так і зовнішніх споживачів критичної інфраструктури
Посилання
A. N. Moiseyev, “Electromechanical complex of independent power supply with turbodetender for gas-transport stations”, extended abstract of dissertation of Candidate of Technical Sciences, National Technical Univiversity "Kharkiv Polytechnic Institute," Kharkiv, 2012. (in Ukrainian)
L. Volianska, G. Nikitina, V. Ratynskyi, and I. Babichev, “Increasing the efficiency of gas distribution station operation in conditions of variable capacity”, Science-Based Technologies, vol. 62, no. 2, pp. 209–218, Jul. 2024, doi: https://doi.org/10.18372/2310-5461.62.18818 (in Ukrainian)
R. M. Hovdiak, “Utylizatsiia enerhii tysku pryrodnoho hazu v turbodetandernykh ustanovkakh na obiektakh hazovoi promyslovosti [Utilisation of natural gas pressure energy in turboexpander units at gas industry facilities]”, Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, vol. 14, no. 1, pp. 7–12, 2014. (in Ukrainian)
M. A. Tkachuk, I. V. Babichev, M. A. Hnatiuk, and A. A, Vysokotekhnolohichni avtonomni turbodetanderni elektrychni stantsii zadlia enerhobezpeky ta enerhonezalezhnosti [High-tech autonomous turbodetander power stations for energy security and energy independence]. Kharkiv: FOP Panov A. M., 2025. (in Ukrainian)
“Турбогаз | TURBOGAZ.” Турбогаз | TURBOGAZ. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://turbogaz.com.ua
ABB. “UPS systems.” UPS and Power Conditioning. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://new.abb.com/ups/systems
“Energy Storage System.” mtu Solutions – Sustainable power that matters. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://www.mtu-solutions.com/eu/en/applications/power-generation/power-generation-products/energy-storage-system.html
“Toshiba International Corporation.” Toshiba | Business to Business Integrated Solutions. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://www.toshiba.com/tic/power-electronics
“mtu Kinetic PowerPack.” mtu Solutions – Sustainable power that matters. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://www.mtu-solutions.com/eu/en/applications/power-generation/power-generation-products/mtu-kinetic-powerpack.html
“X-Pact® battery storage.” Leading partner in the world of metals - SMS group GmbH. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://www.sms-group.com/services/x-pact-battery-storage
“Regenerative drives and motors unlock the power of flywheel energy storage to stabilize Europe’s grids | ABB.” ABB. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://new.abb.com/news/detail/93092/regenerative-drives-and-motors-unlock-the-power-of-flywheel-energy-storage-to-stabilize-europes-grids
“Rolls-Royce: mtu Kinetic PowerPack approved for HVO.” Powertrain International. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://www.powertraininternationalweb.com/powergen/rolls-royce-mtu-kinetic-powerpack-approved-for-hvo/
T. Tammemäe and C. Nieto, “Microgrid and Battery Energy Storage. Enabling low-carbon operations with new revenue streams for data centers”, ABB Ltd., 2023. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://library.e.abb.com/public/bf60031827274b0899efe5bae0eb9c0e/Microgrid%20and%20Battery%20Energy%20Storage%209AKK108467A5981%20REV.B.pdf
G. G. Farivar et al., “Grid-Connected energy storage systems: State-of-the-art and emerging technologies”, Proceedings of the IEEE, vol. 111, no. 4, pp. 397–420, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/jproc.2022.3183289
P. Gajewski and K. Pieńkowski, “Control of the hybrid renewable energy system with wind turbine, photovoltaic panels and battery energy storage”, Energies, vol. 14, no. 6, Mar. 2021, Art. no. 1595, doi: https://doi.org/10.3390/en14061595
Y. Han, X. Ning, P. Yang, and L. Xu, “Review of power sharing, voltage restoration and stabilization techniques in hierarchical controlled DC microgrids”, IEEE Access, vol. 7, pp. 149202–149223, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/access.2019.2946706
L. Maluck. “mtu Kinetic PowerPacks: How Dynamic Uninterruptible Power Supply systems work.” mtu Solutions – Sustainable power that matters. Accessed: Apr. 27, 2025. [Online]. Available: https://www.mtu-solutions.com/cn/en/stories/power-generation/ups-dups-and-a-lot-of-kinetic-energy-how-dynamic-uninterruptible-power-supply-systems-work.html
O. Samoilyk and H. Kurbaka, “Optimization of means of distributed generation in the structure of local electrotechnical complexes”, Young Scientist, no. 5 (69), pp. 272–275, May 2019б doi: https://doi.org/10.32839/2304-5809/2019-5-69-60
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Микола Вілійович Пастухов, Євген Сергійович Рябов