Оцінювання технологій накопичення електричної енергії з використанням методу аналізу ієрархії

Abstract

Дослідження спрямоване на обґрунтування вибору технологій накопичення електричної енергії для мережевих та промислових систем із використанням методу аналізу ієрархій. Побудовано багаторівневу модель оцінювання, що охоплює шість ключових критеріїв (вартість системи, коефіцієнт корисної дії повного циклу, циклічний ресурс, екологічність, масштабованість, технологічну зрілість) та п’ять альтернатив на базі актуальних технологій: літій-іонних батарей, гідроакумулюючих електростанцій, маховикових накопичувачів, водневих систем і суперконденсаторів. Експертне оцінювання виконано за участі десяти галузевих фахівців; порівняльні судження опрацьовано методом геометричного агрегування матриць парних порівнянь, сформованих відповідно до фундаментальної шкали Сааті. Додатково здійснено перевірку узгодженості суджень, значення коефіцієнта узгодженості CR = 0,07 підтверджує достатній рівень надійності та валідність отриманих результатів. Встановлено, що провідний вплив на вибір технології мають критерії вартості (0,28) та коефіцієнт корисної дії (0,24), що відображає практичні пріоритети операторів систем та промислових підприємств. За інтегральним пріоритетом найвищі позиції отримали гідроакумулюючі елкетростанції (0,233) та Li-ion батареї (0,226) завдяки поєднанню високої технологічної усталеності, гнучкості застосування та економічної ефективності на різних масштабах.

The study focuses on substantiating the selection of electric energy storage technologies for grid-scale and industrial applications using the Analytic Hierarchy Process. A multi-level evaluation model was developed, incorporating six key criteria (system cost, round-trip efficiency, cycle life, environmental impact, scalability, and technological maturity) and five technological alternatives: lithium-ion batteries, pumped-storage hydropower, flywheel energy storage, hydrogen storage, and supercapacitors. Expert assessment was conducted with the involvement of ten specialists, and pairwise comparison matrices were aggregated using geometric averaging in accordance with Saaty’s fundamental scale. Consistency verification confirmed the reliability of the judgments (CR = 0.07). The analysis revealed that cost (0.28) and round-trip efficiency (0.24) exert the dominant influence on decision-making, reflecting practical priorities of utilities and industrial operators. According to the integrated priorities, the highest rankings were obtained by pumped-storage hydropower (0.233) and Li-ion batteries (0.226), attributed to their technological stability, operational flexibility, and cost-effectiveness across different scales.