Современным и перспективным напра-влением развития электроэнергетики являются возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Одним из недостатков генерации электроэнергии с помощью ВИЭ является непостоянство выдаваемой мощности, что обусловлено природными особенностями таких источников [1-3]. Преодоление этой проблемы может быть решено применением эффективных систем накопления энергии (СНЭ). Системы накопления энергии могут быть применены для решения широкого спектра задач. СНЭ могут применяться как источники бесперебойного питания [4], они могут накапливать, хранить длительное время и отдавать в сеть в нужный момент избыточную электроэнергию. Эта способность СНЭ используется для поддержки работы электростанций на ВИЭ.Также с помощью СНЭ можно практически безынерционно управлять балансом активной мощности по любому заданному алгоритму в соответствии с решаемой задачей.Таким образом, широкое внедрение СНЭ в электроэнергетику при достижении ими мощности и емкости, востребованной в Единой энергетической системе (ЕЭС) России, помогут решать многие задачи регулирования и управления, в том числе противоаварийного.ГАЭС представляет собой электростанцию, имеющую два водоема, расположенных на разных высотах (верхний и нижний бьефы), соединенных между собой водоводом, через который осуществляется переток воды из одного водоема в другой. ГАЭС оборудована комплексом генераторов и насосов, осуществляющих перекачку воды между водоемами. Также на ГАЭС могут использоваться обратимые гидроэлектроагрегаты, которые могут работать и как генераторы, и как насосы.В ночное время, когда наступает «провал» графика потребления электроэнергии, ГАЭС использует избыток генерируемой мощности для перекачки воды из нижнего бьефа в верхний. В дневное время станция использует запасенную в верхнем бьефе воду для приведения в работу своих гидроагрегатов. Это позволяет покрывать пиковые нагрузки в энергосистеме [5].КПД современных ГАЭС составляет 70-75% [6]. Зачастую ГАЭС строятся рядом с ТЭС и АЭС – на последних регулирование режима выдаваемой мощности в течение суток затруднено в связи с особенностями технологического процесса, а использование ГАЭС решает эту сложность.Общее количество ГАЭС в мире на данный момент приближается к 500, их суммарная мощность составляет порядка 300 ГВт [7].В энергетике широко применяются химические методы аккумулирования электроэнергии.Литий-ионный аккумулятор состоит из нескольких составляющих.Анод – изготавливается из графита. В заряженном состоянии между углеродными слоями графита находятся ионы лития. При разряде аккумулятора ионы лития переходят от анода к катоду.Катод – изготавливается из оксида металла (например, кобальта). По мере разрядки батареи ионы лития перемещаются от анода к катоду, создавая электрический ток.Свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой свинцовые электроды, погруженные в раствор серной кислоты.При зарядке аккумулятора на катоде восстанавливается диоксид свинца, на аноде происходит окисление свинца.При подключении нагрузки оксид свинца вступает в реакцию с серной кислотой, свинец окисляется и возникает электрический ток. Принцип работы твердотельной аккумулирующей электростанции (ТАЭС) основан на использовании электроэнергии для поднятия грузов на высоту (несколько сотен метров) и ее выработке при опускании грузов силой тяжести [8]. КПД такой установки составляет не менее 80%, срок службы – 50 лет. Нормированная стоимость хранения энергии для ТАЭС на 16% ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов и на 72% ниже, чем у ГАЭС.В марте 2024 года первый в мире коммерческий гравитационный аккумулятор подключен к энергосистеме Китая. Его мощность составила 25 МВт. Для запасания энергии блоки из прессованной земли массой 24 т поднимаются на высоту около 100 м. Таким образом, установка может отдавать 100 МВт·ч в сеть в течение 4 часов. Данный гравитационный аккумулятор будет запасать электроэнергию находящейся рядом ветроэлектростанции. На основании опыта эксплуатации данной установки будет приниматься решение о расширении практики использования этой технологии в будущем на территории Китая [9].Пневматический аккумулятор использует избыточную мощность для закачивания воздуха под давлением в полости в горных породах. Во время пиковых нагрузок энергия сжатого воздуха используется для генерации недостающей электроэнергии.Средние значения характеристик систем накопления энергии на основе криогенных технологий сжатия воздуха (LAES): мощность 50 МВт, емкость 300 МВт·ч [10]. LAES используют электроэнергию для работы установок, сжижающих воздух. Сжиженный воздух хранится в специальных емкостях при низком давлении. Из этих емкостей воздух перекачивают к установке, где он при повышенных температуре и давлении становится газообразным. После этого воздух проходит через турбину, подключенную к электрическому генератору.Принцип действия сверхпроводниковых индуктивных накопителей энергии (СПИНЭ) основан на следующем явлении: при охлаждении проводника с током ниже определенной (критической) температуры, он теряет свое электрическое сопротивление. Вследствие этого исчезают потери электроэнергии. Устройство со сверхпроводящим соленоидом теоретически может позволить сохранять энергию длительное время в виде энергии магнитного поля. Заряд такого устройства требует конвертации переменного тока в постоянный, а отдача заряда потребителю требует обратного преобразования [11].Ионистор – это электрохимическое устройство, конденсатор с органическим или неорганическим электролитом, обкладками в котором служит двойной электрический слой на границе раздела электрода или электролита. Обладают значительной емкостью [12].Ионисторы имеют ряд преимуществ:удельная энергия симметричных ионисторов меньше, чем у аккумуляторов (5-12 Вт·ч/кг при 200 Вт·ч/кг для литий-ионных аккумуляторов);напряжение зависит от степени заряженности;низкое рабочее напряжение по сравнению с другими типами конденсаторов (несколько вольт);малая деградация по мере нарастания числа циклов заряда-разряда (после 100 000 циклов ухудшения характеристик не наблюдалось).Характеристики суперконденсаторов позволяют применять их в энергосистеме для ряда задач. В частности, ионисторы могут быть применены как источник бесперебойного питания в случае кратковременных аварийных событий в энергосистеме. На станциях с ВИЭ, в частности, на ветровых электростанциях, ионисторы могут использоваться для стабилизации генерируемого напряжения [13]. Также на станциях с ВИЭ ионисторы могут быть использованы вместе с аккумуляторами для защиты последних от высоких токов, что позволяет продлить срок службы СНЭ.В таблице 1 приведена сравнительная характеристика рассмотренных выше способов и систем накопления энергии.Из таблицы 1 видно, что наиболее длительный срок службы характерен гидроаккумулирующим электростанциям. Однако, по экономическим показателям они уступают остальным системам аккумулирования. Кроме того, их применение усложняется необходимостью размещать ГАЭС в местности с подходящим рельефом и с наличием водоемов. Экономическую эффективность характеризует величина CAPEX (от англ. Capital Expenditure) – это капитальные затраты, показатель инвестиционной деятельности предприятия, приходящиеся на 1 кВт установленной мощности.  Таблица 1ТехнологияКПД, %Срок службы, летЦиклы зарядки-разрядкиCAPEX евро/кВтЛитий-ионный аккумулятор85-9510-153500160-1600Свинцово-кислотный аккумулятор70-8010900400-1500Пневматический аккумулятор70-8520-60100001200ГАЭС70-7540-12015000500-5000 В России реализован ряд проектов систем накопления энергии, представленных в таблице 2. В настоящее время эксплуатируются гидроаккумулирующие станции: Загорская ГАЭС-1, Кубанская ГАЭС, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС. Также реализуются СНЭ с использованием электрохимических методов накопления энергии [14].Согласно исследованиям [15], в 2023 году рынок систем накопления энергии в мире вырос почти в три раза. Рост рынка произошел на фоне низких цен на СНЭ (в Китае стоимость электричества, запасаемого в СНЭ, стала на 43 % ниже по сравнению с предыдущим годом). Падение цен на СНЭ стало возможным за счет производства литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LFP), которые не требуют никеля. LFP-аккумуляторы постепенно вытесняют никель-магнезий-кобальтовые литий-ионные аккумуляторы (NMC). Рост производства LFP-аккумуляторов обусловлен ростом производственных мощностей Китая.Компании за пределами Китая, многие из которых исторически специализировались на производстве LFP-аккумуляторов, планируют перейти к производству СНЭ с использованием LFP-аккумуляторов. Примером служат такие компании, как LG Energy Solutions, Samsung SDI, Panasonic, Freyr. Ожидается, что к 2030 году доля NMC-аккумуляторов на рынке снизятся до 1%.  Таблица 2 № ппМестоположениеТип аккумуляторовСуммарная номинальная мощность / энергоемкостьНазначение СНЭВвод в эксплуатацию1г. Москва, ЕЭС РоссииЦинк-бромные25 кВА / 25 кВт·чСнижение затрат потребителя на покупку мощности и электроэнергии у потребителяИнформация отсутствует2ПС «Сколково», Московская обл., ИЦ «Сколково», ЕЭС РоссииЛитий-ионные (литий-никель-марганец-кобальтатные)1200 кВА / 1000 кВт·чИсточник бесперебойного питания (ИБП)2012 г.3ПС Смирново», Московская обл., ИЦ «Сколково», ЕЭС РоссииЛитий-ионные (литий-никель-марганец-кобальтатные)1200 кВА / 1000 кВт·чИБП2012 г.4ПС «Веселое», г. Сочи, п. Веселое, ЕЭС РоссииЛитий-ионные (литий-никель-марганец-кобальтатные)600 кВА / 500 кВт·чИБП2012 г.5ПС «Спортивная», п. Красная поляна, ЕЭС РоссииЛитий-ионные (литий-никель-марганец-кобальтатные)600 кВА / 500 кВт·чИБП2012 г.6ПС «Псоу», г. Сочи, ЕЭС РоссииЛитий-ионные (литий-никель-марганец-кобальтатные)1500 кВА / 2500 кВт·чИБП, регулирование частоты, компенсация пиковой мощности2013 г.7ПС «Волхов-Северная», г. Санкт-Петербург, ЕЭС РоссииЛитий-ионные (литий-никель-марганец-кобальтатные)1500 кВА / 2500 кВт·чПараллельная работа с газотурбинной установкой для выравнивания графика нагрузки и регулирования частоты2014 г.8ПС «Восход», г. Омск, ЕЭС РоссииЛитий-ионные (литий-никель-марганец-кобальтатные)1200 кВА / 1000 кВт·чИБП2014 г.9Зарядная станция для электромобилей г. Рязань, ЕЭС РоссииЛитий-ионные (литий-железо-фосфатные)22 кВА / 100 кВт·чСНЭ для зарядной станции электромобилей2016 г.10Забайкальский край, с. МензаЛитий-ионные (литий-железо-фосфатные)90 кВА / 300 кВт·чОптимизация работы солнечной электростанции и ДЭС2017 г.11Республика Тыва, п. Мугур-АксыЛитий-ионные (литий-железо-фосфатные)400 кВА / 460 кВт·чОптимизация работы солнечной электростанции и ДЭС2019 г.12Республика Тыва, п. Кызыл-ХаяЛитий-ионные (литий-железо-фосфатные)100 кВА / 250 кВт·чОптимизация работы солнечной электростанции и ДЭС2019 г.        В дальнейшем ожидается устойчивый рост вводов СНЭ. Такое возрастание будет обусловлено ростом емкости рынка СНЭ в Китае, который станет крупнейшим рынком СНЭ в мире.Вторым по величине рынком, вероятно, станут США. В Европе, Африке и на Ближнем Востоке ожидается спрос на СНЭ с аккумуляторными батареями. Среди европейских стран ожидается спрос в Германии, Италии, Австрии, Швейцарии, Бельгии, Швеции, Испании и Великобритании.Согласно прогнозу, к 2030 году мировой рынок СНЭ будет поддерживаться ежегодными темпами роста в 21 %. Мощность и емкость составят 137 ГВт и 442 ГВт·ч. Среди причин создания систем накопления энергии – распространение электростанций на ВИЭ; необходимость электроснабжения населенных пунктов, удаленных от объектов электрогенерации; потребность в источниках бесперебойного питания на объектах электроэнергетики.Традиционный тип СНЭ – гидроаккумулирующая электростанция. Однако, несмотря на ее преимущества, такие как значительная емкость и длительный срок эксплуатации, ГАЭС не получили широкого распространения, необходимого для решения всего спектра задач, стоящих перед СНЭ. Это связанно с необходимостью наличия подходящих водоемов и определенного рельефа местности, а также с высокими капиталовложениями. Это стало толчком для развития иных типов СНЭ.В России и мире распространены электрохимические аккумуляторы. Из всех видов СНЭ такие аккумуляторы применяются наиболее широко, и пока именно они рассматриваются при планировании и реализации СНЭ на практике.Опыт реализации СНЭ, таких как ГАЭС и аккумуляторные батареи, показывает их достоинства и большой потенциал, их эффективность при решении поставленных перед ними задач. Поэтому можно ожидать, что в ближайшем будущем будет продолжаться разработка новых СНЭ и улучшение характеристик уже имеющихся систем.Существует также другие типы систем СНЭ, однако ряд разработок пока представлены только теоретически, на практике такие системы еще не реализованы и не испытаны. Среди них – воздухоаккумулирующие, гравитационные, криогенные и другие перспективные типы СНЭ.