Файл: Отчет по практике Наименование практики Производственная практика проектная практика студент.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Институт:	ИЭВТ	Кафедра:	ИТНО
Направление подготовки:		13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника

ОТЧЕТ по практике

Наименование практики:

Производственная практика: проектная практика

СТУДЕНТ

	ХХХХХ А.А, /
(подпись )	(Фамилия и инициалы)

Группа
	(номер учебной группы)

ПРОМЕЖУТОЧНАЯ АТТЕСТАЦИЯ ПО ПРАКТИКЕ

(отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно)

	/ ХХХХХХХ И.А. /
(подпись )	(Фамилия и инициалы члена комиссии)

	/ НННННН С.Н. /
(подпись )	(Фамилия и инициалы члена комиссии)

Москва

2022

Содержание отчета
Оглавление

График прохождения практики

Номер п/п	Перечень работ в соответствии с заданием на практику	Отметка о выполнении работы (выполнено /не выполнено)
1	Пройти вводный инструктаж на профильном предприятии
2	Дать описание профильного предприятия
3	Представить результаты по выполненному заданию
4	Дать описание производственных (проектных) технологий, которые были изучены на практике

---

Руководитель практики (от МЭИ)		/ ХХХХХХХ И.А. /
	(подпись )	(Фамилия и инициалы)

1. Описание профильной организации

ООО «Газпро́м ВНИИГАЗ» является головным научным центром ПАО «Газпром» в области технологий, осуществляющим исследования и научно-методическое обеспечение проектов, реализуемых ПАО «Газпром» в сферах добычи, транспорта, подземного хранения, переработки и использования газа.

Проходил практику в отделе энергопотребления и энергоэффективности, который занимается такими аспектами как: разработка наилучших доступных и инновационных технологии для устойчивого развития отрасли, благоприятной окружающей среды, здоровья человека.

К основным задачам Центра относятся научно-техническое сопровождение перехода ПАО «Газпром» на принципы наилучших доступных технологий, сопровождение крупных проектов в части экологической безопасности, энергоэффективности и охраны труда.

Специалисты подразделения осуществляют разработку методик, стандартов и рекомендаций, проводят экспертизу проектной документации, безопасности работ, технического уровня технологий и оборудования, научно-методическую оценку условий труда, внедряют Культуру безопасности в ПАО «Газпром».

Центром разрабатываются нормативно-методическая база для управления выбросами парниковых газов, концепция «нулевого сброса», математические модели потребления энергоресурсов, концепции энергосбережения и повышения энергоэффективности, природоохранные научно-технические решения для рекультивации, переработки отходов и очистки углеводородозагрязненных сред, апробируются технологии обеспечения экологической безопасности в районах Крайнего Севера и на шельфе.

2. Результаты выполнения индивидуального задания

В данной работе на русский язык была переведена статья, обозревающая основные способы хранения энергии на момент 2016 года в контексте энергетического перехода - Energy storage in the energy transition context: A technology review [1]. В частности, рассматривается мировая энергетическая система в контексте четвертого энергоперехода - перехода к возобновляемым источникам энергии: энергии ветра, Солнца, приливов и т. д.

---

В статье описываются различные способы хранения энергии, такие как: насосное гидроаккумулирование, хранение энергии в сжатом воздухе, использование маховика в качестве накопителя механической энергии, жидкостно – воздушное накопление энергии, насосное накопление тепловой энергии, электрохимические способы накопления энергии, технологии хранения тепловой энергии, и т.д.

Нами были проанализированы данные способы хранения энергии и сведены в итоговую сравнительную таблицу (таблица 1). Также в свободных источниках были найдены аналогичные таблицы, представляющие научный интерес, в них также происходит сопоставление различных способов хранения энергии, в том числе по сравнению капитальных затрат (таблица 3), было приведено сопоставление некоторых источников энергии (в частности, электрохимических): сравнены количество циклов зарядки – разрядки, безопасность использования, энергетическая плотность, стоимость и КПД. (таблица 4).

3.1 Cводная таблица по системам хранения энергии

Технология ЭЭС		Номинальная мощность (MW)	Сохраняемый объём		Время отклика	Скорость саморазряда (%/дн)	Время хранения	КПД, (%)	Срок службы
			Объём энергии (MW*h)	Время отдачи					Лет	Циклов при глубине разряда 80%
Насосные гидроаккумуляторы (PHS)	Обычные (развиваются)	100-5000+	1000+	1-24+ ч	3 мин	0,005-0,02	ч-месяц	65-85	30–60	Н/Д
	Подземные шахты & пистон	200–1000	8,5–200	0,3-4 ч	<1 мин	Очень маленькая	ч-месяц	75-80	30	Н/Д
Накопители энергии сжатого воздуха (CAES)	D-CAES	5-300+	1000+	1-24+ ч	10 мин	0,003-0,03	ч-месяц	40-60	20–40	Н/Д
	A-CAES small	0,1-10	1-10	1-12+ ч	1 мин	0,5-1	ч-месяц	75-95	20–30	Н/Д
	A-CAES large	100+	100+	1-24+ ч			ч-месяц			Н/Д
	I-CAES	0,1-10+	1-10	1-12+ ч	< 1 мин	Очень маленькая	ч-месяц	75-95	20–30	Н/Д
	UW-CAES	1-1000+	1-1000+	1-24+ ч	< 1 мин	Очень маленькая	ч-месяц	75-95	20–30	Н/Д
Маховики (Flywheel)		0,1–10	0,01–5	с-мин	мс-с	55-100	с-мин	75-95	15–20	20000–100000
Ж-В накопители (LAES)		10-100+	10-1000+	1–12+ ч	5-10 мин	Очень маленькая	ч-месяц	40-85	20-40	Н/Д
Насосные накопители тепла (PTES)		0,5-10+	0,5-60+	1–6+ ч	<1 мин	1	ч-месяц	70-80	25	Н/Д
Обычные батареи (Conv. Batteries)	Свинцово-кислотный	0,001-50	0,1-100	с-ч	мс	0,033-0,3	мин-дн	70-90	5-15	400-1500
	Ni-Cd	0,01-40	10-5 -1,5	с-ч	мс	0,067-0,6	мин-дн	60-73	10-20	1000-1500
	Ni-MH	0,01-1	10-5 -0,5	ч	мс	0,4-1,2	мин-дн	70-75	5-10	800-1200
	Li-ion	0,1-50	10-5 -100	мин-ч	мс	0,1-0,3	мин-дн	85-95	5-15	2000-5000+
Высокотемпературные батареи (HT Batteries)	NaS	0,05-50	6-600	с-ч	мс	0,05-20	с-ч	70-90	10-15	4000-4500
	Na-NiCl2	0,001-1	0,12-5	мин-ч	мс	15	с-ч	85-90	15	4000-4500
Проточные батареи (Flow Batteries)	VRB	0,05-7	0,01-10	с-10 ч	мс	0,2	ч-месяц	60-85	5-15	10000-13000
	ZBB	0,025-2	0,05-4	с-10 ч	мс	0,24	ч-месяц	60-75	5-10	5000-10000
	PSB	1-15	0,01-10+	с-10 ч	мс	Очень маленькая	ч-месяц	57-85	10-15	2000-2500
Суперконденсаторы		0,001-10	10-6 -10-2	мс-ч	мс	20-40	с-ч	85-95	10-20	>100000
Сверхпроводящие магнитные накопители (SMES)		0,01-10	10-5 -0,1	мс-мин	мс	10-15	мин-ч	80-90	15-20	>100000
Энергия-в-газ + энергия-в-энергию (PtG+ Storage+ GtP)	Водород	0,1-1000+	100-1000+	1–24+ ч	с - мин	Очень маленькая	ч-месяц	30-50	20-30	Н/Д
	Метан	0,1-1000+	100-1000+	1–24+ ч	мин	Очень маленькая	ч-месяц	25-35	30	Н/Д

---

Таблица 1. Сводная сравнительная таблица способов хранения энергии

На основе литературного обзора были выбраны следующие параметры сопоставления систем хранения энергии: номинальная мощность, время разряда, время отклика, скорость саморазряда, подходящий период хранения, КПД, плотность энергии, плотность мощности, удельная энергия, удельная мощность, срок службы, капитальные затраты, технологическая развитость и экологические проблемы.

Некоторые полезные сведения (в том числе по сравнительной стоимости) можно получить из статьи о маховиках с использованием графена [2]





Таблица 2. Сравнительная таблица накопителей энергии.

Полезные сведения (в том числе по сравнению капитальных затрат) приведены в “Overview of energy storage systems in distribution networks: Placement, sizing, operation, and power quality» [3]





Таблица 3. Основные характеристики различных типов накопителей энергии

Оригинальная статья написана на английском, ее русскоязычный перевод был взят из диссертации О.С. Василькова [4].

Ниже данные исследователей из Китая.

Описаны количество циклов зарядки – разрядки, безопасность использования, энергетическая плотность, стоимость и КПД [5]



Таблица 4. Параметры и характеристики различных типов батарей.

3.2 Инновационные способы хранения энергии

Гравитационный способ гранения энергии [6]

В последние годы было разработано и усовершенствовано несколько новых способов хранения энергии. В частности, был разработан один из способов хранения энергии в виде потенциальной энергии.  Работники Международного института прикладного системного анализа в Австрии предложили технологию, позволяющую накапливать энергию в высотных зданиях, в данном случае накапливается потенциальная энергия различных грузов, которые хранятся в верхней части зданий.

---

Как работает данная технология?

Была разработана концепция, названная LEST (Lift Energy Storage Technology), суть которой заключается в гравитационном способе накопления энергии. В высотных зданиях имеется множество лифтов и грузоподъемников, которые используются нечасто, либо не используются вовсе. Также, согласно статистике, лифты намного реже используются ночью, соответственно необходимо меньшее их количество в ночное время суток. Не использующиеся лифты можно использовать для хранения энергии. Энергия накапливается за счет подъема контейнеров с мокрым песком или других материалов высокой плотности, которые транспортируются в лифт и из него с помощью автономных прицепных устройств. Система предполагается «заряженной», когда грузы располагаются в верхней части дома, и «разряженной», когда грузы расположены в нижней части. Энергия будет высвобождаться гравитационным способом для приведения в действие какого-либо генератора.  Проще говоря, LEST задействует нерабочее время лифтов, перевозя что-либо тяжелое из нижней части здания в верхнюю, когда имеются излишки возобновляемой энергии, и из верхней части здания в нижнюю, когда эта энергия может быть использована или возвращена в энергосистему. В качестве помещений для хранения вышеупомянутых грузов предполагается задействовать неиспользованные и свободные помещения – например, коридоры.



Данную систему можно использовать даже в работающих лифтах, однако необходимо рационально размещать грузы для удобства людей, использующих лифт. В приведенном выше исследовании указывается, что современные высокотехнологичные лифты с синхронными мотор-редукторами на постоянных магнитах способны работать с КПД, примерно равном 92% при полной загруженности механизмов и их спуске с оптимальной скоростью.

Достоинства использования данного метода:

Существует несколько способов хранения механической энергии, однако LEST имеет ряд существенных преимуществ. Во-первых, данная система устанавливается в центре обслуживаемого города, при этом она задействует уже существующие элементы инфраструктуры города, что уменьшает затраты на обслуживание и установку системы. Необходимо лишь наладить способ загрузки и разгрузки грузов, обеспечить необходимое программное обеспечение. Другим преимуществом LEST перед аналогами является более высокая эффективность при долгосрочных сезонных колебаниях выработки энергии и многодневных отключениях. LEST способна накапливать большой объем энергии в летнее время, постепенно высвобождая свои резервы во время зимнего периода. LEST может служить децентрализованным решением для накопления энергии в городах, чтобы сбалансировать еженедельные колебания в электроснабжении от ветряных и солнечных источников. Система имеет достаточно большой срок службы - от 20 до 30 лет, а также варьируемую стоимость реализации проекта. Чем больше разница высот между нижними и верхними складскими площадками, тем ниже стоимость проекта. Системы LEST особенно интересны в зданиях с бесканатными лифтами.

---