圧縮空気を使用してエネルギーの強さを蓄積し、電力を防ぐという、エネルギーの面で驚くべきことを聞いたことがありますか。圧縮空気エネルギー貯蔵 (CAES) は、優れた結果をもたらすだけでなく、内容も同様です。簡単に言えば、CAES は、風力または太陽光発電の過剰エネルギーを圧縮空気の形で貯蔵し、後で使用するというものです。しかし、それは正確に何をするのでしょうか。実際、風力または太陽光発電が多すぎるなどの言葉は、機械的に圧縮され始める可能性があります。これは、地下のセットアップ用の親密な洞窟をしっかりと圧迫する作業を生み出したり破壊したりするものそのものです (空気圧縮機)。この圧縮空気は、電気を生成するタービンを回転させる電力が必要なときに放出されます。
これはCAESエネルギー貯蔵に関する5回シリーズの第1回です - その利点と欠点を明らかにします
CAES エネルギー貯蔵統合は、再生可能エネルギーをさらに活用するという観点から非常に有益です。風力や太陽光発電は断続的になる可能性があるため、CAES は再生可能エネルギーを貯蔵する方法です。英国では、特に低炭素発電の風力発電が豊富ですが、電力が必要ない期間 (従来は夜間または早朝) に CAES 技術を通じて放出される貯蔵ポテンシャルも豊富で、NGET の正式な指示に従って使用されます。不規則な供給の問題を解決することで、CAES は変動するエネルギー プロファイルの使用に役立ちます。
それでも、CAES システムにはいくつかの欠点があることは言及する価値があります。もちろん、空気エネルギーを圧縮した形で貯蔵する場合、貯蔵が大きな問題となります。現在、この技術ではエネルギーの一部しか貯蔵できないため、この非常に制限された設定では有望な結果を示していますが、全体として、どちらもまだ大きなエネルギーの潜在能力を貯蔵できるほど「技術的に進歩」していません。ただし、システムの構築と使用の両方のコストは他のエネルギー貯蔵技術よりも高く、CAES タイプのグリッド規模の電力供給は高価になります。
したがって、電力網が直面する最大の課題の 1 つは、このエネルギー貯蔵を制御することであり、特にピーク使用の可能性が最も高い時間帯にそれが当てはまります。ここで、技術としての CAES の重要性が明らかになります。CAES は大量のエネルギーを貯蔵し、その機能で放出することもできます (詳細については、CAES の項目を参照してください)。CAES のような高度な技術を採用することで、効率が向上するだけでなく、環境におけるその他の関連する汚染物質排出の懸念も軽減され、エネルギーと環境の問題の両方に対する二重の解決策と経済的実現可能性がもたらされます。次世代のエネルギー貯蔵は、電力網の安定性を維持するのに役立つだけでなく、化石燃料の全体的な必要性を減らすこともできます。
注意：これは注目すべきエネルギー貯蔵技術ですが、他のセクターから電力を引き出して余分な電力を束ねて展開される唯一の技術ではありません。たとえば、バッテリーエネルギー貯蔵の CAES は、バッテリーに比べて多くの利点があります。たとえば、寿命が長いため、他のバッテリーは数年ごとに交換する必要があります。むしろ、CAES はバッテリーよりもはるかに多くの電力を貯蔵できるため、グリッド規模のバックアップとして優れている可能性があります。
マイナス面としては、CAES はバッテリーに比べて応答が遅い (たとえば、充電と放電が遅い) ため、財布に負担がかかるまでの時間差と呼んでもよい、エネルギー需要が急激に変動する時期には貢献できないという点が挙げられます。この圧縮空気エネルギー貯蔵と、このシステムの新しいアプローチは、実際には何らかの形の損失を被り、電気に変換されるすべての圧縮分解使用に対して LC を生成します。したがって、その場合に使用するエネルギー貯蔵技術が選択されます。
CAES テクノロジーの世界は常に動いています。この 3 部構成のシステムを改善するために、新たな方法を模索する努力が続けられています。現在開発中の断熱 CAES は、基本的に同じことを行いますが、熱損失を最小限に抑えてシステム効率を向上させるための努力を集中的に行っています。この新しいアプローチは、すでに温められた空気を断熱性の高い容器に加圧して貯蔵し、貯蔵中に熱が逃げないようにするというものです。ほとんどが山腹にある地下貯蔵庫は、最初に圧縮空気を貯蔵し、次に貯蔵された圧縮空気を高温の圧縮空気で加熱してタービンを駆動し、発電します。研究者が注目しているもう 1 つの分野は、CAES の制御システムを最適化する AI と機械学習です。これにより、エネルギー貯蔵効率も桁違いに向上する可能性があります。
したがって、再生可能エネルギー源をグリッドに組み入れ、ピーク時のエネルギーを管理する CAES 技術の貢献は高く評価できます。CAES 技術は、現時点では規模が小さく実用的ではありませんが、国際規模で再生可能エネルギーを増強し、より明るい未来への道を切り開くことができるかもしれません。世界中の若い読者が、これらの発明のそれぞれを詳しく調べ、他の無数の蓄電エネルギーの未来の可能性について考え始めることを願っています。それは、私たちの仲間の生き物や環境を破壊することなくうまく機能する未来です。
CAES エネルギー貯蔵統合は、再生可能エネルギーの統合という観点から多くの利点を提供します。CAES は、風力や太陽光発電が不規則な場合に再生可能エネルギーを貯蔵する方法です。英国では、風力発電と低炭素発電が豊富ですが、CAES 技術によるエネルギー貯蔵能力も高く、特に風が強いときや晴れているときに発生する余剰電力を貯蔵して、生産量が少ない期間に使用することができます。これにより、CAES は不安定な供給という課題を解決し、変動するエネルギー プロファイルの使用を可能にします。
しかし、CAES システムは完璧ではないことを指摘しておく必要があります。この問題の大きな部分は、圧縮空気エネルギーの貯蔵容量が不足していることです。現在、この技術ではエネルギーのごく一部しか貯蔵できないため、全体的な貯蔵能力が制限されています。しかし、このシステムの設置と維持にかかるコストは他のエネルギー貯蔵技術よりも高く、CAES ベースのエネルギー貯蔵はより高価なオプションであると言えます。
エネルギー貯蔵の管理は、特にピーク需要時に電力網が取り組むべき主な課題の 1 つです。ここで、技術としての CAES の重要性が明らかになります。これまで見てきたように、CAES は大量のエネルギーを貯蔵し、最小限の需要で放出することができます。CAES などの革新的な技術を採用すると、効率が向上するだけでなく、環境問題に関連するその他の汚染物質の排出も軽減され、環境と経済の相乗効果が得られます。次世代のエネルギー貯蔵によって電力網の安定性を維持できるだけでなく、化石燃料の使用も削減できます。
これは特に印象的なエネルギー貯蔵技術ですが、余剰電力を貯蔵するための唯一の選択肢であると考える必要はありません。バッテリーエネルギー貯蔵も利用可能であり、世界規模で使用されています。バッテリーと比較して、CAES には多くの利点があります。たとえば、数年ごとに交換する必要があるバッテリーよりも寿命が長いことを意味します。実際、CAES はバッテリーよりもはるかに多くのエネルギーを貯蔵できるため、グリッド規模のバックアップ電源としてより優れた選択肢となる可能性があります。
CAES の欠点には、バッテリーに比べてタイムラグがあることなどがありますが、たとえば、充電と放電が遅いため、エネルギー需要が急激に変動する時期に迅速に対応できません。また、空気を圧縮して貯蔵し、再圧縮して減圧して電気を生成する方法では、このサイクルを経るたびにエネルギーの一部が失われます。したがって、エネルギー貯蔵技術の選択は、どのユースケースを満たすことを意図しているかによって異なります。
CAES 技術の世界は絶えず進歩しています。システムのこれら 3 つの側面を改善し続けるために、新しい方法が研究されています。計画中の断熱 CAES は本質的に同じプロセスに従いますが、システム効率を最適化するために熱損失を大幅に削減します。この新しいスキームは、高度に断熱された容器に空気を加圧して貯蔵し、貯蔵に伴う熱損失を最小限に抑えることに依存しています。このシステムには、空気貯蔵庫への充填、貯蔵された圧縮空気の加熱、圧縮空気の高温放出によるタービンの駆動、発電が含まれます。研究者は、CAES 制御システムの最適化における AI と機械学習の使用にも取り組んでおり、これによりエネルギー貯蔵効率が桁違いに向上する可能性があります。
このように、CAES 技術は再生可能エネルギー源をグリッドに導入し、ピーク時の電力問題を解決する上で非常に重要であることがわかります。CAES 技術は、現在の規模と効率にはかなり限界がありますが、再生可能エネルギーを介して大規模なエネルギー増強を実現し、将来の景観を明るくする見込みがあります。若い読者がこれらの技術をさらに探求し、未来の若者、世界市民が、より良い世界のためにエネルギーを貯蔵するより多様な方法について考え始めることを願っています。
発電側でのエネルギー貯蔵は、共同周波数変調を実施して、新エネルギーの消費効率を高め、出力を平滑化します。電力網の側面では、エネルギー貯蔵は、送電ハブの周波数ピーク調整や動的容量拡張などの補助サービスを実現するために電力網の電力を支援し、ピークカットとバレーフィリングを実現して、地域の電力網負荷をサポートします。エネルギー貯蔵のケースでは、ユーザー側は、家庭用エネルギー貯蔵や大規模な商業および産業拠点のエネルギー貯蔵、光ストレージと充電統合、仮想電源ケースのエネルギー貯蔵、人々の生活の他の分野に適応でき、ユーザーのエネルギーコストの削減、緊急保護の提供、グリーンエネルギーをすべての人がより利用しやすくするための支援に役立ちます。
ZNTECH のグローバル プロジェクト ポートフォリオは、アジア、ヨーロッパ、アフリカ、北米、南米を網羅しており、ルーマニア、ブラジル、台湾、江蘇省、中国に 4 つのエネルギー貯蔵製造工場があります。これには、ブラジルの caes エネルギー貯蔵グリッドサイド プロジェクト、オランダで 232 番目に大きいエネルギー貯蔵プロジェクト、台湾、中国の XNUMXMWh エネルギー貯蔵プロジェクトが含まれます。
ZNTECH は、リチウムイオン ストレージの統合を専門とする企業です。設計、開発、システムへの統合からインテリジェント製造までをカバーするワンストップ サービスを提供しています。製品範囲には、バッテリー エネルギー ストレージ システム、エネルギー ストレージ パワー パック、住宅用エネルギー システム、産業用および商業用エネルギー ストレージ、ユーティリティ エネルギー ストレージが含まれます。
当社はエネルギー貯蔵システムの統合において合計 6 年の経験があり、さまざまなエネルギー貯蔵アプリケーションと市場要件に精通しています。当社はお客様に特定のソリューションを提供できます。caes エネルギー貯蔵認証は、欧州 IEC 認証、米国 UL 認証、中国 GB 認証などを取得しています。当社はまた、エネルギー貯蔵技術の開発において、Nande SMA Fractal Delta などの米国および国際的に評判の高い企業と緊密な協力関係を築いています。
