光蓄電・充電システムは、太陽光発電と光発電を組み合わせた新しいタイプのエネルギーインフラです。エネルギー貯蔵そして電気自動車の充電。都市部や農村部、特に電力供給が不足している地域や電気料金が高い地域に、クリーンで便利なエネルギー サービスを提供できます。しかし、光ストレージおよび充電システムは、太陽光発電の断続性と不確実性、エネルギー貯蔵の高コストと低効率、複数のエネルギー源と負荷の調整と管理などの課題にも直面しています。
エネルギー貯蔵がどのように役立つか
エネルギー貯蔵は、電力の需要と供給のバランスをとり、システムの信頼性と安定性を向上させ、システムの運用コストと二酸化炭素排出量を削減するのに役立つため、光貯蔵および充電システムの重要なコンポーネントです。
光ストレージおよび充電システムで使用できるエネルギーストレージ技術には、次のようなさまざまなタイプがあります。
電池: これらのデバイスは、蓄積された化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。これらは家庭から電力網レベルまでさまざまな規模で使用でき、近年はより安価で効率的になっています。ピークシェービング、周波数調整、電圧制御などの短期間のアプリケーションに高速応答と高出力を提供できます。
揚水水力: この方法では、エネルギー需要が低いときに水を上流に汲み上げ、需要が高いときにタービンを通して水を放出して発電します。これは、特に大規模用途で最も広く使用されているエネルギー貯蔵形式です。負荷平準化、スピニングリザーブ、ブラックスタートなどの大容量電力アプリケーションに低コストで長期のストレージを提供できます。
熱エネルギー貯蔵: この技術には、水、溶融塩、氷、または相変化材料などの材料に熱または冷たさを蓄えることが含まれます。建物や産業プロセスに暖房や冷房を提供したり、蒸気タービンや熱エンジンを使用して発電したりするために使用できます。太陽熱エネルギーの利用を強化し、化石燃料への依存を減らすことができます。
機械エネルギー貯蔵: このアプローチでは、動きや重力を利用して電気を蓄えます。例としては、フライホイール、圧縮空気、重力ベースのシステムなどがあります。これらのテクノロジーは、送電網の変動や電力品質の問題に迅速かつ柔軟に対応できます。
課題は何ですかエネルギー貯蔵
エネルギー貯蔵は光貯蔵および充電システムに多くの利点をもたらしますが、多くの課題にも直面しています。これらには次のようなものがあります。
料金：エネルギー貯蔵技術は、従来の化石燃料ベースの発電所に比べて依然として高価です。エネルギー貯蔵のコストは、技術の種類、サイズ、場所、用途などのさまざまな要因によって異なります。蓄電システムの耐用年数全体にわたって供給される電力の単位あたりの平均コストを測定する平準化蓄電コスト (LCOS) は、テクノロジーや地域によって大きく異なります。
パフォーマンス: エネルギー貯蔵技術には、電力容量、エネルギー容量、効率、寿命、環境への影響の点で異なる特性があります。これらは、さまざまな目的やシナリオへの適合性に影響します。たとえば、バッテリーは自己放電率が高く、サイクル寿命が限られていますが、揚水水力は土地要件が高く、環境への影響も大きくなります。
信頼性：エネルギー貯蔵技術は、停電が顧客や企業に深刻な影響を与える可能性がある光貯蔵および充電システムの電力需要を満たすのに十分な信頼性を備えている必要があります。ただし、エネルギー貯蔵の信頼性は、太陽資源の利用可能性と品質、およびシステムの設計と運用によって決まります。たとえば、王 らによる研究。相変化材料内の光吸収体の動的調整により、太陽熱充電率が 270% 以上向上し、蓄積される熱エネルギー全体の量が 3 倍になる可能性があることを発見しました。
結論
エネルギー貯蔵は、太陽光発電や電気自動車の充電の性能と経済性の向上に役立つため、光貯蔵および充電システムにおいて重要な役割を果たします。しかし、エネルギー貯蔵は、対処すべき多くの技術的、経済的、社会的課題にも直面しています。したがって、エネルギー貯蔵技術だけでなく、太陽資源の評価、システム設計と最適化、送電網の統合と規制、顧客の行動と満足度などの他の要素も考慮した、包括的かつ統合的なアプローチが必要です。さらに、エネルギー貯蔵の開発は、持続可能な開発の目標と価値に沿ったものでなければなりません。