Представлены результаты сравнительного анализа режимов работы автономного гибридного энергетического комплекса с накопителем энергии и без накопителя. Предложена методика определения энергетических характеристик основных компонентов гибридного энергетического комплекса: потребителей электроэнергии, ветроэнергетических и фотоэлектрических установок, – построены их имитационные модели.

Установлено, что для компенсации сезонных колебаний мощности в автономных энергетических системах с возобновляемыми источниками энергии требуются накопительные устройства емкостью на десятки МВт∙ч, способные обеспечивать хранение энергии длительностью до полугода, что позволит отказаться от накопительных устройств для сглаживания сезонных колебаний энергетического баланса.

Результаты анализа суточного энергетического баланса гибридной электростанции показали, что применение накопителей энергии для сглаживания суточных колебаний мощности в локальных энергосистемах является технически реализуемой задачей, обеспечивающей значительное повышение их энергетической эффективности. Анализ режимов работы накопителей энергии продемонстрировал, что для запаса и выдачи энергии на временных интервалах продолжительностью в несколько часов не требуются накопительные устройства с относительно высокими значениями зарядной и разрядной мощности, то есть для реализации функций сглаживания суточных пиков избытка и дефицита мощности можно использовать свинцово-кислотные аккумуляторные батареи глубокого разряда.

Определено, что в зарядно/разрядных токах накопителя энергии неизбежны низкочастотные и высокочастотные пульсации большой амплитуды, обусловленные изменениями выходной мощности установок возобновляемой энергетики и нагрузки. И если низкочастотные пульсации (период десятки минут) могут частично демпфироваться за счет ограничения максимального зарядного тока аккумуляторных батарей, то устранить высокочастотные пульсации (период десятки секунд) в энергетических системах с единственным накопителем энергии принципиально невозможно.

Установлено, что наилучшим образом требованиям автономных энергетических комплексов с возобновляемыми источниками энергии соответствует комбинированный накопитель энергии, имеющий характеристики аккумулятора в режимах приема и выдачи мощности на суточных временных интервалах и обладающий свойствами суперконденсатора в режимах приема и отдачи импульсов мощности на секундных отрезках времени.