電力貯蔵は、電力網における需要と供給のバランスをとるための技術です。電気エネルギー貯蔵の形態は、通常、「電気エネルギー」を直接貯蔵するのではなく、まず電気エネルギーを運動エネルギー、（水）位置エネルギー、化学エネルギー、その他の貯蔵形態に変換し、その後、必要に応じて電気エネルギーに変換して戻すものである。
電力貯蔵自体は新しい技術ではありませんが、産業の観点から見ると、登場したばかりで初期段階にあります。従来の「固定的な」電力システムのエネルギー源と負荷の瞬間的な動的バランスを維持することは、ますます困難になってきています。将来的には、再生可能エネルギーの比率が高いという新たな常態に適応するために、電力システムは十分な「柔軟性」を備えていなければなりません。この変革プロセスにおいて、エネルギー貯蔵は、電力の生産と消費を時間と空間から分離できるため、将来の再生可能エネルギーの割合が高い電力システムを支える重要な技術の 1 つになりました。
1、一般的な説明
蓄電技術、電気エネルギーを蓄える技術。電力システムでは、電気の生産と利用が同時に行われ、量のバランスが保たれています。しかし、電力消費量は常に変動しており、発電設備の故障の可能性も考慮する必要があります。そのため、システム内で稼働する発電設備の容量が消費電力よりも大きい場合が多く、余剰電力を蓄えて調整し、バックアップ電力が増加した際に利用することができます。エネルギー貯蔵方法には、揚水貯蔵、バッテリー貯蔵、超電導貯蔵、機械的フライホイール貯蔵、圧縮空気貯蔵などが含まれます。その中で揚水貯蔵が最も一般的です。
貯蔵されたエネルギーは、非常用エネルギーとして使用できるだけでなく、系統負荷が低いときにエネルギーを貯蔵し、系統負荷が高いときにエネルギーを出力して、ピークカットと谷埋めを行って系統変動を軽減することができます。
エネルギー貯蔵は将来の電力システムに不可欠な要素であり、不可欠です。エネルギー貯蔵は、エネルギーのタイムシフト適用を実現し、風や光の断続を平滑化し、即時発電することができます。谷を削って埋めることで収益が得られます。電力供給と需要のリアルタイム結合をクロスタイム結合に変更することで、電力バランスの手段を充実させ、低密度で変動するエネルギーの高密度かつ制御可能な適用を実現し、従来の電源の効果を達成し、高電力化を実現します。競争力のあるエネルギー源。
2、技術紹介
電気エネルギー貯蔵とは、媒体またはデバイスを通じてエネルギーを貯蔵し、必要に応じて放出するプロセスを指します。
3. 小型エネルギー貯蔵と大型エネルギー貯蔵
小型エネルギー貯蔵: 電力消費プロセスの最終段階にあるエネルギー貯蔵は、体積が小さく、安全性の要件が高く、費用対効果が低いため、小型化と安全性の開発に重点が置かれており、携帯電話のバッテリー、電気自動車のバッテリー、緊急時などの分野で人気があります。電源。
大規模なエネルギー貯蔵: コスト効率を重視した開発に重点を置き、大容量かつ高いコストパフォーマンスが要求される供給側志向のエネルギー貯蔵。
4. エネルギー貯蔵方法
4.1 バッテリーのエネルギー貯蔵
鉛蓄電池は一般に、主に非常用電源、電気自動車、発電所で余剰エネルギーを貯蔵するために、高出力用途で使用されます。低電力アプリケーションでは、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの充電式乾電池も使用できます。
オールバナジウムフロー電池は、バナジウムイオンの価数状態の変化を通じて化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、風力や太陽エネルギーによって発生する力を蓄えたり放出したりする大規模なエネルギー貯蔵電池です。業界では一般的に「パワーバンク」と呼ばれています。米国や日本などの先進国で発電所のピークカットや風力エネルギー貯蔵に使用されるバナジウム電池産業は急速に発展しており、技術は基本的に成熟している。リチウム電池と比較して、すべてのバナジウムフロー電池の最大の利点は、燃焼や爆発がないことです。
4.2 コンデンサのエネルギー貯蔵
コンデンサもエネルギー貯蔵コンポーネントであり、コンデンサに蓄えられる電気エネルギーは、コンデンサ自身の静電容量と端子電圧の 2 乗に比例します: E=C * U * U/2。容量性エネルギー貯蔵はメンテナンスが簡単で、超電導体を必要としません。容量性エネルギー貯蔵のもう 1 つの重要な側面は、瞬間的に高出力を提供できることであり、レーザーやフラッシュ ライトなどの用途に非常に適しています。
電気化学キャパシタとしても知られるスーパーキャパシタは、従来のキャパシタと充電式バッテリの間にある新しいタイプのエネルギー貯蔵デバイスです。彼らの構造は電池の構造に似ており、主に二重電極、電解質、集電体、およびアイソレータが含まれます。これらには、高い出力密度、長いサイクル寿命、優れた低温性能、安全性、信頼性、環境への優しさなどの利点があります。ただし、絶縁耐圧が低いため漏れ電流が発生し、エネルギーの蓄積と保持時間が制限されます。現在、スーパーキャパシタは主に、多孔質炭素電極/電解質界面を備えた二重層キャパシタ、またはエネルギー貯蔵を実現するために金属酸化物または導電性ポリマーによって生成される疑似キャパシタに基づいています。
5. 応用シナリオ
5.1 電源側
スムーズな出力: 再生可能エネルギー発電の変動を吸収したり、再生可能エネルギー発電の出力を平滑化したりする。
発電計画の追跡: 再生可能エネルギー発電の増加に伴い、風力発電や太陽光発電を補助し、部分的に調整可能な電源とし、制御性を向上させます。
再生可能エネルギーの普及率が高い地域では、余剰の風力と太陽光発電を貯蔵してエネルギーの無駄を削減し、再生可能エネルギーの普及と経済性を高めます。
蓄積されたエネルギーは、電力網のスケジュール設定のためのローテーションバックアップとしていつでも使用できるため、従来の発電のバックアップ量が削減され、効率が向上します。
5.2 送信側
ピークカットおよび周波数調整ユニットへの負担を軽減し、電力網にピークカットおよび周波数調整の補助サービスを提供し、調整効果に応じた支払いを行います。
さまざまな場所や複数の場所に構築されたエネルギー貯蔵デバイスは、補助サービスとして機能し、電力の流れを最適化し、回線の過負荷や混雑を軽減または解決し、回線とネットワークの損失を軽減できます。
新しい路線の建設と運営を遅らせる。
電力網に障害や事故が発生した場合、エネルギー貯蔵装置を調整電源として使用することで、電力網の安全性と安定性の性能を向上させ、電力網の安全な運用のマージンを増やすことができます。非常用バックアップ電源や電力網のブラックスタート電源としても使用できます。
5.3 配信側
独立型または系統接続型のマイクログリッドにとって、エネルギー貯蔵装置はマイクログリッドの正常かつ安定した運用を維持するために不可欠な機器になります。これらは、マイクログリッドの周波数を調整し、移行プロセス中に周波数の安定性を維持し、長期的なエネルギー管理に使用できます。
アクティブな配電網に必要な調整方法の 1 つは、配電網の分散型電源を吸収する能力を向上させ、配電網が安全な範囲内で動作するように電力品質を確保することです。
モバイル蓄電装置は、地域停電の場合に蓄電装置を停電地域に迅速に輸送し、系統に接続することで、停電時間を短縮し、電力供給の信頼性を向上させることができます。
5.4 ユーザー側
ユーザーは、蓄電装置や利用時間帯の電気料金を利用して、電気の使用時間や方法を変更することで、ピーク負荷とバレー負荷を削減し、電気料金を削減することができます。
高い信頼性を必要とする一部のユーザーにとって、電源遮断の影響は非常に深刻であり、バックアップ電源（または無停電電源装置）として一定数の蓄電装置を設置する必要があります。
電気自動車が電力網に接続されている場合、電気自動車はエネルギー貯蔵装置として機能し、V2G の機能を利用して需要に応え、必要に応じて電気自動車内の貯蔵エネルギーを電力網に戻すことができます。
エネルギー貯蔵システムは、家庭や建物のエネルギー管理システムにも使用できます。
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