夜間使用のために太陽の力をどのように保存できるのか疑問に思ったことはありませんか？エネルギー貯蔵はそれを可能にし、需要と供給の間のギャップを埋めます。従来の世代とは異なり、後で使用するためのエネルギーをキャプチャします。
この投稿では、エネルギー貯蔵とは何か、エネルギー貯蔵の仕組み、およびエネルギー貯蔵の種類がわかります。
エネルギー貯蔵は、後で使用するためのエネルギーを節約するプロセスです。
供給が高く、需要が低いときに電力を捉えます。
その後、成長するニーズを満たすためにエネルギーを保存したことを解放します。
・再生可能エネルギーは断続的です。
・太陽が沈むとソーラーパネルが生成を停止します。
・空気がまだあるとき、風力タービンが遅くなります。
・家が電気を必要とする夕方の需要ピーク。
・嵐や熱波によって引き起こされる停止もストレージを不可欠にします。
状況 | エネルギー貯蔵がどのように役立つか |
曇りの日 | 以前に太陽光発電を貯蔵し、後で供給します |
夕方のピーク需要 | 化石燃料植物への依存を減らします |
停電 | 即座にバックアップパワーを提供します |
携帯電話のバッテリーについて考えてみてください。電源が充電から保管されています。
ポンピングされたハイドロダムは同様のことをしますが、大規模です。
彼らは需要が低いときに水を上り坂で送り出し、それを下り坂を放出して、人々が最も必要とするときに電力を生成します。
エネルギー貯蔵は、よりクリーンなエネルギーの未来の鍵です。
太陽が沈んだり、風が吹いたりすると、再生可能電力を使用できます。
最初にエネルギーを保存し、後で解放することにより、供給を安定させ続けます。
・太陽と風は強力ですが、常に利用できるとは限りません。
・保管は、晴れた午後に追加の電力をキャプチャします。
・それは、需要が上昇する夜にそのエネルギーを提供します。
・このバランスは、再生可能エネルギーが停電を危険にさらすことなく成長するのに役立ちます。
グリッドは常に需要と供給に一致する必要があります。
ストレージは、突然の変化に対するバッファーのように機能します。
周波数調整、ピークシェービング、および高速応答をサポートします。
グリッドチャレンジ | ストレージソリューション |
突然の需要の増加 | バッテリーからの瞬間放電 |
発電所の停止 | 保存されたエネルギーからのバックアップ |
高いピーク価格 | 費用のかかる時間中に放出されるエネルギー |
冷蔵庫の中の食べ物について考えてください。
あなたはすぐにそれをすべて食べません。
代わりに、準備ができたらそれを保存して使用します。
ストレージは電気についても同じことを行い、後で新鮮に保ちます。
・より安い時間に使用することにより、電気料金を削減します。
・化石燃料「ピーカー」植物からの汚染を減らします。
・嵐や極端な天候中にバックアップを提供します。
・田舎の家や都市の地域の弾力性を向上させます。
エネルギー貯蔵は電気を取り、それを別の形に変換します。
人々が再びそれを必要とするまで、それはそのエネルギーを保持することができます。
その後、家、車、またはグリッドの使用可能な電力に戻ります。
・ 化学：バッテリーはエネルギーを化学反応に保存します。
・ メカニカル：フライホイールまたは圧縮空気は物理的な力を保持します。
・ 熱：水または溶融塩に保存された熱は再利用できます。
・ 電気：コンデンサと電磁システムはエネルギーの準備を維持します。
ストレージタイプ | デバイスのサンプル | 重要な機能 |
化学薬品 | リチウムイオンバッテリー | 高密度、ポータブルパワー |
機械 | フライホイールまたは圧縮空気 | 長寿命、迅速な対応 |
サーマル | 溶融塩タンク、氷の保管 | 熱または冷却能力を保存します |
電気 | スーパーキャパシター | 非常に速い充電と排出 |
充電中、ストレージはグリッドから余剰エネルギーを吸収します。
それは正午に過剰な太陽光発電または夜の強風である可能性があります。
放電では、需要の増加を満たすためにエネルギーを送り返します。
このサイクルは毎日繰り返され、エネルギー供給が柔軟になります。
高リザーバーに保管されている絵の水。
需要が低い場合、ポンプは水上水を押し上げます。
需要が上がると、水はタービンを通って流れます。
巨大なバッテリーのように機能し、エネルギーを保管して放出します。
エネルギー貯蔵にはさまざまな形があり、それぞれが異なるニーズに応えています。
一部のシステムは電気を直接保存しますが、他のシステムは熱または圧力を保持します。
最も重要な技術を探りましょう。
バッテリーは電気を化学エネルギーに変え、必要に応じて放出します。
リチウムイオン電池は、高効率とコンパクトサイズのために支配的です。
その他のオプションには、硫黄ナトリウム、鉛酸、フローバッテリーが含まれます。
利点：
・高エネルギー密度
・クイック応答
・家、企業、および大規模なグリッドに適しています
制限：
・限定寿命（5〜15年）
・まれな材料への依存
電池のタイプ | 最適です | 制限 |
リチウムイオン | EV、家、グリッドバックアップ | コスト、材料調達 |
ナトリウム硫黄 | 大規模なストレージ | 高動作温度 |
鉛酸 | 短期バックアップ | 重い、短い生活 |
フローバッテリー | 長期ストレージ | より高いコスト、より大きなフットプリント |
これは、最も古く、最も一般的なストレージ形式です。
エネルギーが安いときに、水を上り坂にポンピングすることで機能します。
その後、水は降りて、需要が高い間に電力を生成します。
・非常に効率的（70〜85％）。
・1970年代以来、世界中の大規模な採用。
サーマルシステムは、後で使用するために熱または寒さを節約します。
CSP植物はミラーを使用して、発電のために溶融塩を加熱します。
氷の保管は、夜に水を凍らせて建物を冷却します。
サーマルタイプ | 使用します | 利点 |
溶融塩タンク | 太陽植物 | 長い熱保持 |
アイスストレージ | オフィス冷却 | 昼間の需要を削減します |
温水貯蔵 | 家、商業暖房 | シンプルで費用対効果が高い |
CAESは、地下洞窟に圧縮空気を保存します。
必要に応じて、タービンをスピンするために空気が放出されます。
これにより、燃料の使用が削減され、排出量が40〜60％削減されます。
・ドイツとアラバマの2つの商業植物が存在します。
・大容量と長寿命ですが、限られた場所。
フライホイールは、回転ローターの運動力としてエネルギーを維持します。
低摩擦チャンバー内で60,000 rpmに達することができます。
排出されると、電力の放出中にローターが遅くなります。
利点：
・非常に高速な応答
・ロングサイクルライフ（100,000サイクル以上）
・低メンテナンス
主にグリッド周波数調節と短いパワーバーストに使用されます。
水素は、電気分解を使用して水を分割することによって作成されます。
後で使用するためにタンクまたは洞窟に保管できます。
燃料電池はそれを電気に戻し、水のみを生成します。
長所：
・再生可能エネルギーと組み合わせると清掃します
・高い貯蔵電位
短所：
・高価なインフラストラクチャ
・水素燃焼は、有害なNOXガスを発する可能性があります
エネルギー貯蔵は、 余分な電力を保管することをはるかに超えて価値を提供します。
グリッドを強化し、コミュニティを保護し、クリーンな成長をサポートします。
ストレージは、供給と需要を毎秒バランスを保つのに役立ちます。
それはすぐに電力使用のディップやサージに応答します。
また、電圧と周波数の調節をサポートし、グリッドを安定させます。
・ ピークシェービング：高価なピーク時間中にエネルギーを放出します。
・ Energy Arbitrage ：安いときに電力を購入するか、後で販売するか、使用してください。
グリッドチャレンジ | ストレージソリューション |
突然の需要スパイク | バッテリーからの瞬間放電 |
価格の急増 | 貯蔵されたエネルギーは高コストを相殺します |
周波数の不均衡 | フライホイールまたはバッテリーが安定します |
家族や近所にとって、保管は心の安らぎを意味します。
停電や極端な天気の間は、明かりを点灯します。
使用量をより安い時間にシフトすることにより、請求書を下げます。
また、再生可能アクセスを高め、人々が夜間に太陽光発電を使用させることができます。
・停止中のバックアップ電源
・スマートロードシフトを介して請求書を下げます
・マイクログリッドによるより強力なコミュニティの回復力
貯蔵は、暑い日にのみ使用される汚染「ピーカー」植物に取って代わります。
化石燃料の使用を削減することにより、温室効果ガスの排出量を削減します。
また、新しい産業を推進し、バッテリーの生産に雇用を生み出しています。
特典タイプ | インパクトの例 |
環境 | 排出量が少なく、石炭への依存度が低い |
公衆衛生 | 低所得のコミュニティのクリーンな空気 |
経済 | ストレージ設計、ビルド、メンテナンスのより多くの仕事 |
エネルギー貯蔵は、過去10年間で急速に成長してきました。
米国だけでも、2020年までに24ギガワットの貯蔵庫がありました。
この容量のほとんどは、数年前に建設されたポンプ付きの水力発電所から来ました。
リチウムイオンバッテリーは、ユーティリティと住宅の両方のスケールで拡大するようになりました。
それらは、古いシステムよりも安価で効率的で、インストールが簡単です。
2015年から2019年の間に、大規模なバッテリーのコストは72％減少しました。
電気自動車がテクノロジーを前進させるにつれて、設置が増加し続けます。
年 | 大規模なバッテリー容量 | 成長率 |
2018 | 〜1.5 gw | – |
2019 | 〜1.9 gw | +28％ |
2020 | 〜2.0 GW+ | 加速 |
保管システムに対する世界的な需要は速く登っています。
Irena Projects Storageは、2017年の4.67 TWHから2030年の15.7 TWHに上昇します。Statista
は、2020年に米国市場だけが16億ドルを超えたことを示しています
。
・アジアはリチウムイオン生産をリードしています。
・ヨーロッパはフローバッテリーとサーマルストレージプロジェクトを拡大しています。
・北米は、大規模なユーティリティ規模のバッテリーバンクに焦点を当てています。
エネルギー貯蔵は迅速に進化し、クリーンエネルギーの使用方法を形作っています。
それは、より長く、よりスマートなシステムを目指して、短い力のバーストを超えています。
新しいテクノロジーは、数時間だけでなく、長持ちするストレージをターゲットにします。
彼らは、延長需要のピーク時に再生可能電力を利用可能にします。
10〜100時間の退院したシステムが世界中でテストされています。
重要な利点：
・嵐またはグリッドの障害中の信頼できるバックアップ
・太陽と風のより良い統合
・ユーティリティと産業の柔軟性
季節システムは、数週間または数ヶ月間エネルギーを保存します。
冬の使用のために夏の余分な太陽光発電を節約できます。
課題はコストと効率性が残っていますが、可能性は高いです。
ストレージタイプ | 間隔 | 使用します |
短期バッテリー | 時間 | 毎日の負荷分散 |
長時間 | 数日から数週間 | 数日間の停止 |
季節保管 | 数ヶ月 | 冬の暖房または夏の冷却 |
政府は、長期および低コストのシステムに関する研究に資金を提供しています。
ARPA-Eなどのプログラムは、グリッドスケールストレージのブレークスルーをサポートしています。
業界は、高度なバッテリー、圧縮空気、水素に投資しています。
・米国のDOEプログラムは、10〜100時間のストレージに焦点を当てています。
・ヨーロッパは季節の水素プロジェクトに資金を提供しています。
・アジアは、グリッドスケールのリチウムと流れのバッテリープラントを加速します。
私たちは古いバッテリーをリサイクルし、彼らに第二の寿命を与えなければなりません。
使用済みのEVバッテリーは、ホームや小さなグリッドに電力を供給できます。
リサイクルは原材料の需要を削減し、環境コストを削減します。
・セカンドライフバッテリーは廃棄物を削減します。
・材料回復は新しい製造をサポートします。
・循環モデルは、持続可能性の目標を強化します。
再生可能な統合を可能にすることにより、エネルギー貯蔵は無駄な太陽と風力発電を減らします。また、化石燃料植物からの汚染を削減し、グリッドの信頼性を強化します。住宅やコミュニティの場合、エネルギー請求書を下げ、停止中にバックアップを提供します。
ネットゼロへのパスには、よりスマートで長期のストレージテクノロジーが必要です。今日のエネルギー貯蔵に投資することで、明日、よりきれいな空気、より強力なコミュニティ、安定したエネルギーシステムが保証されます。
Q：バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）とは何ですか？
A：ベスは電気をバッテリーに保管し、後で解放します。家、企業、ユーティリティグリッドをサポートします。
Q：バッテリーエネルギー貯蔵システムはどのくらい続きますか？
A：ほとんどのBESSユニットは、サイズ、使用、メンテナンスに応じて、5〜15年間続きます。
Q：エネルギー貯蔵はソーラーパネルで機能しますか？
A：はい、ストレージは昼間の太陽エネルギーをキャプチャし、夜間に供給し、継続的な電力を確保します。
Q：エネルギー貯蔵は家や企業にとって安全ですか？
A：最新のシステムは、高度な安全機能を備えて設計されており、信頼性があり安全になります。
Q：今日のエネルギー貯蔵の主な課題は何ですか？
A：前払いコストが高く、効率が限られており、まれな材料への依存は依然として課題です。
Q：エネルギー貯蔵は化石燃料植物を置き換えることができますか？
A：化石燃料の「ピーカー」植物を置き換え、汚染を減らし、クリーンなグリッドをサポートすることができます。
Q：エネルギー貯蔵は、電力コストをどのように削減するのに役立ちますか？
A：より安価な貯蔵エネルギーを使用して、ピークシェービングと負荷シフトを可能にし、請求書を下げます。
