Энергетический ландшафт Европы переживает глубокую трансформацию на пути к климатической нейтральности, что требует все большей интеграции возобновляемых источников энергии, таких как ветровые и солнечные электростанции. Этот переход остро ставит вопрос гибкости энергосистем для балансировки производства и потребления электричества. Системы накопления энергии на основе аккумуляторов (СНЭ) являются ключевым решением, но существующие технологии часто заставляют идти на компромисс между мощностью и емкостью. Ни один тип аккумуляторов не способен одновременно обеспечивать высокую мощность для стабильности сети и большую емкость для длительного хранения энергии.
Именно эту задачу решает европейский проект HiHELIOS, финансируемый в рамках программы Horizon Europe. Разрабатывая инновационную гибридную систему накопления энергии (Hybrid Energy Storage System – HESS), проект создает единое интегрированное решение, объединяющее лучшие качества двух разных технологий. Цель – достичь к 2030 году стоимости хранения энергии ниже 0,05 евро за кВт⋅ч и обеспечить срок службы более 5000 циклов.
Ключевая инновация HiHELIOS заключается в гибридной конструкции, сочетающей два типа накопителей. Для длительного хранения энергии используются никель-марганец-кобальтовые (NMC) аккумуляторные модули, получившие «вторую жизнь» после использования в электромобилях. Такой подход не только обеспечивает экономически эффективное хранение больших объемов энергии, но и снижает воздействие на окружающую среду за счет продления жизненного цикла батарей. Для мгновенной отдачи пиковой мощности, необходимой для стабилизации частоты в сети, система интегрирует литий-железо-фосфатные (LFP) аккумуляторы или суперконденсаторы. Эти компоненты реагируют за миллисекунды, обеспечивая необходимую стабильность энергосистемы.
Такой модульный подход позволяет точно настраивать каждую систему HiHELIOS под конкретные задачи, оптимизируя производительность, срок службы и экономическую эффективность weit за пределами возможностей традиционных систем с одним типом химии. Управление гибридным накопителем осуществляется с помощью передовой многоуровневой архитектуры. Облачная система энергетического менеджмента (EMS), используя прогнозы погоды, спроса на энергию и рыночные цены, планирует оптимальные графики зарядки и разрядки. На местном уровне система управления мощностью (PMS) преобразует эти стратегические команды в действия в реальном времени, распределяя нагрузку между компонентами. На самом нижнем уровне система управления батареями (BMS) непрерывно контролирует состояние каждой ячейки, обеспечивая их безопасную и долговечную работу. Интеллектуальная платформа будет дополнена «цифровыми двойниками» для диагностики и предиктивного обслуживания.
Для подтверждения своей универсальности технология HiHELIOS будет развернута в четырех различных сценариях в трех странах Европы. В Норвегии система поможет управлять пиковыми нагрузками на станции быстрой зарядки электромобилей, избегая дорогостоящей модернизации сетей. В Бельгии она будет интегрирована в локальное энергетическое сообщество для оптимизации зарядки электромобилей и использования солнечной энергии. На греческом острове Тилос будут развернуты два демонстратора: один поддержит микросеть «умной» гавани, а второй войдет в состав муниципальной гибридной электростанции, повышая ее стабильность и обеспечивая возможность «запуска с нуля» в случае полного отключения электроэнергии.
Проект HiHELIOS – это не просто исследование, а прямой путь к коммерциализации технологии. Основная цель – создать четыре полностью функционирующих демонстратора, которые после завершения проекта останутся в эксплуатации для долгосрочного подтверждения своей надежности и экономической жизнеспособности. Команда проекта, объединяющая 12 партнеров из шести стран, уже формирует дорожную карту для вывода решения на промышленный уровень.
