太陽光が消え 風が消える時も 灯りが輝く都市を想像してください 工場が中断なく鳴き続ける都市ですネットワークエネルギー貯蔵システムしかし これらのシステムはどのように機能し エネルギーの未来にどのような変革をもたらすのか?
電力 貯蔵 装置
エネルギー貯蔵システム (ESS) は,電気貯蔵庫として機能します.需要が低い時期にエネルギーを (電気または再生可能エネルギー源から) 貯蔵し,必要に応じて放出します.異なる時間枠で異なる電力需要に対応するESSは,電力網の安定を維持し,エネルギー効率を向上させる上で重要な役割を果たし,経済的な利益を高めるために発電施設と並行して導入されることが多い.
多様 な 貯蔵 テクノロジー: 解決策 の 範囲
現在,2022年時点の総発電容量によってランク付けされ,米国では5つの主要貯蔵技術が商業用アプリケーションを支配しています.
- ポンプ式水:最も成熟した大規模技術である ポンプ式水力発電は 水を水槽の間を 異なる高さで移動させ タービンを通して放出すると 発電する電気を使います
- バッテリー収納:急速に成長するリチウムイオンシステムは 電気化学反応によってエネルギーを貯蔵し 柔軟性やコストを削減します
- 太陽熱貯蔵装置:この方法は 太陽光を蓄えられる熱に変換し 後に電気発電に使います 太陽光発電の間歇性に対応します
- 圧縮空気:この技術により 大規模なエネルギー放出が可能になります
- フライホイール:これらの高速回転システムは 迅速な応答で優れているので 周波数調節に最適です
スーパーコンデンサータ,超伝導磁気貯蔵,水素ベースのシステムなどの新興技術が 有望な発展を示しています日中の冷却用氷を作るため,ピークオフの電力を利用する.
容量指標:電力対エネルギー
貯蔵システムは2つの主要な測定によって評価されます.
- 電力容量:最大瞬間出力 (W,kW,MW,GWで測定)
- エネルギー容量:貯蔵可能/放出可能エネルギー総量 (Wh,kWh,MWh,GWhで測定)
米国エネルギー情報管理局 (EIA) は,電力の容量によってシステムを分類しています.
- 大規模:≥1MWの電力,主に電力会社に所有される電力網サービス
- 小規模:< 1 MW 容量,通常は太陽光発電装置を搭載したユーザー所有物
貯蔵システムは二次エネルギー源として 充電時に消費する電力は 放電時に供給する電力を上回る.EIAは,総発電 (実際の生産量) と純生産量 (生産量マイナス料金/運用損失) を報告する.2倍計算を避けるため,純数は通常マイナスです.
アメリカ合衆国の貯蔵地形 (2022年)
| テクノロジー | 施設 | パワー (MW) | エネルギー (MWh) | 総発電量 (MWh) | 純発電量 (MWh) |
|---|---|---|---|---|---|
| ポンプ式水力 | 40〜152 | 22,008 | N/A | 22,459,700 | -6つ033,905 |
| 蓄電池 | 403〜429 | 8,842 | 11,105 | 2,913,805 | -539号で294 |
| 太陽熱発電 | 2〜3 | 405 | N/A | N/A | N/A |
| 圧縮空気 | 1〜2 | 110 | 110 | N/A | 57 |
| フライホイール | 4〜5 | 47 | 17 | N/A | 0 |
パンプ式水力発電は容量と出力において支配的なままであり,バッテリー貯蔵は急速な成長を示している.
応用 と 益
貯蔵システムは エネルギー生態系全体で 多面的な価値をもたらします
- グリッド安定性:供給と需要の変動に迅速に対応することで,周波数と電力品質が維持されます
- 負荷管理高峰期から低峰期への消費の移行はコストとインフラストラクチャの負担を削減します
- 再生可能エネルギー統合風力発電や太陽光発電の間隔発電を平滑化することで 電力網の互換性が向上します
- インフラストラクチャの延期:高成長地域での高額な電力網のアップグレードを遅らせる
- バックアップパワー:企業や機関が停電する際の重要な供給
- マイクログリッド有効化:独立系またはハイブリッド系エネルギーシステムのサポート
申請は2つの時間的なカテゴリーに分かれます.
- 短期:周波数調節のための分間対応
- 日帰りサイクル:負荷管理のための時間スケールのエネルギーシフト
テクノロジーの展開プロファイル
ポンプ式水力
アメリカでは40のポンプ水力発電施設 (合計22,008MW) が,主に夏季冷却需要に対応しています. バージニア州バス郡の2,860MWの施設は,業界をリードしています.5つの州で全国生産量の61%を占めています.
蓄電池
電力規模バッテリーシステムは2022年までに8,842MW/11,105MWhに達し,その年にのみ4,807MWが追加された.カリフォルニア州,テキサス州,フロリダ州は,容量の83%を保有している.リチウムイオンは効率性と反応性により優れています原子力発電所と併設された207施設 (主に太陽光発電)
小型の電池
2021年には 42 州で 1 メガワット以下のシステムで 1,094 メガワットで 71%がネットメーター付きの太陽光装置に結びついています
太陽熱貯蔵装置
2つの稼働施設 (合計450MW) は,アリゾナ州にある280MWのソラナ施設を率いて,溶けた塩の貯蔵を使用しています.
圧縮空気
アラバマ州にある110MWのマッキントッシュ発電所は,天然ガス補給の塩洞窟貯蔵を使用する唯一の運用施設です.
フライホイール
4つの運用システム (合計47MW) は周波数調節に特化したもので,ニューヨーク州/ペンシルバニア州は40MWの容量を持つ.
将来の見通し
蓄電池の生産量は特に顕著に増加しています
- 222026年まで計画されている255MWの新しい電池容量
- 13881 MW の太陽光発電プロジェクト
- テキサス州で進行中の317MWの圧縮空気プロジェクト
成長の原動力には,再生可能エネルギー拡大,国家インセンティブ,そして市場構造の進化が含まれます.新しいポンプ水力発電やフライホイールプロジェクトは現在EIAに報告されていませんが,FERCは2つをリストしています.672 メガワットの水力発電プロジェクトが検討中21の州で初回許可段階にある 960MWの電力です
費用が下がり テクノロジーが成熟するにつれて エネルギー貯蔵は将来の世代のためにより効率的なエネルギーシステム.
