産業用エネルギー貯蔵デバイス

昔は、水力発電所で得られた電気エネルギーはすぐに消費者に届けられ、ランプが点灯し、エンジンが作動しました。しかし今日、発電能力が大幅に拡大するにつれて、生成されたエネルギーを効率的に貯蔵する方法の問題がさまざまな方法で真剣に提起されています。 さまざまな再生可能資源.

ご存知のとおり、人類は日中、夜よりもはるかに多くのエネルギーを費やします。都市におけるピーク負荷の時間帯は、厳密に定義された朝と夕方の時間帯に当てはまりますが、発電所 (特に太陽光、風力など) は一定の平均電力を生成しますが、その平均電力は 1 日のさまざまな時間帯や気象条件によって大きく異なります。

このような状況では、発電所にとって、一日中いつでも必要な電力を供給できる何らかのバックアップ蓄電装置を備えることは悪い考えではありません。この問題を解決するための最良のテクノロジーをいくつか見てみましょう。

油圧エネルギー貯蔵

現在でもその関連性を失っていない最も古い方法。大きな水槽が２つ上下に並んでいます。上部タンクの水は、高所に持ち上げられた他の物体と同様、下部タンクの水よりも高い位置エネルギーを持っています。

発電所の電力消費が低いときは、ポンプによって水が上部貯水池に汲み上げられます。ピーク時間帯にプラントが系統に大電力を供給する必要がある場合、上部タンクからの水が迂回されます。 水素発生装置のタービンを通過、それによって増加した電力を生成します。

ドイツでは、このタイプの水力蓄圧装置のプロジェクトが、古い炭鉱の跡地や、この目的のために特別に作られた球形の倉庫内の海底に後で設置するために開発されています。

圧縮空気の形でエネルギーを貯蔵

圧縮バネと同様に、シリンダーに注入された圧縮空気はエネルギーを潜在的な形で蓄えることができます。この技術はエンジニアによって長い間考案されていましたが、コストが高かったため実装されませんでした。しかし、特殊なコンプレッサーを使用した断熱ガス圧縮中に、すでに非常に高いレベルのエネルギー集中が達成可能です。

考え方は次のとおりです。通常の動作中はポンプが空気をタンクに送り込み、ピーク負荷時には圧縮空気が加圧されてタンクから放出され、発電機のタービンを回転させます。世界には同様のシステムがいくつかあり、その最大の開発会社の 1 つがカナダの会社 Hydrostar です。

蓄熱体としての溶融塩

ソーラーパネル 太陽の放射エネルギーを変換する唯一のツールではありません。太陽赤外線は、適切に集中すると、塩や金属さえも加熱して溶かすことができます。

これがソーラータワーの仕組みであり、多くの反射板が太陽エネルギーをステーションの中央に建てられたタワーの頂上に取り付けられた塩タンクに向けます。次に、溶融塩は水に熱を放出し、その熱が蒸気に変わり、発電機のタービンを回転させます。

そのため、熱は電気に変換される前に、まず溶融塩をベースとした蓄熱器に蓄えられ、この技術は例えばアラブ首長国連邦で導入されています。ジョージア工科大学は、溶融金属の蓄熱のためのさらに効率的な装置を開発しました。

化学電池

リチウム電池 風力発電所用 — これはスマートフォンやラップトップ用のバッテリーと同じ技術ですが、発電所の貯蔵庫にはそのような「バッテリー」が何千個も存在することになります。この技術は新しいものではなく、現在米国で使用されています。このような 4 MWh 発電所の最近の例としては、テスラがオーストラリアで最近建設した発電所があります。このステーションは、最大 100 MW の電力を負荷に供給できます。

化学物質のアキュムレータの漏れ

従来の電池では電極が動きませんが、フロー電池では帯電した液体が電極として機能します。 2 つの液体が膜燃料電池内を移動し、液体電極のイオン相互作用が起こり、液体を混合することなくセル内で異なる符号の電荷が生成されます。固定電極はセル内に取り付けられ、このように負荷された電気エネルギーを負荷に供給します。

そこで、ドイツのbrine4powerプロジェクトの一環として、電解質（バナジウム、塩水、塩素、または亜鉛溶液）の入ったタンクを地下に設置し、700MWhのフローバッテリーを地元の洞窟に建設することが計画されています。このプロジェクトの主な目標は、風不足や曇天による停電を回避するために、1 日を通して再生可能エネルギーの分散バランスを整えることです。

スーパーフライホイールダイナミックストレージ

この原理は、最初に電気を変換することに基づいています。 スーパーフライホイールの回転の運動エネルギーとしてそして、必要に応じて、電気エネルギーに戻ります（フライホイールが発電機を回転させます）。

最初、フライホイールは負荷消費がピークに達するまで低出力モーターによって加速され、負荷がピークに達すると、フライホイールに蓄えられたエネルギーを何倍もの出力で供給することができます。この技術は産業上広く応用されていませんが、強力な無停電電源装置での使用が有望であると考えられています。