二次電池、グリッドバッテリー、リチウムイオンシステム、インバーター、バックアップ電源、ピークシフト、周波数応答、リサイクル
バッテリーストレージ
バッテリー貯蔵は、電気を化学エネルギーに変換し、必要に応じて放出することで、後で使用できるように電気を節約します。電話や電気自動車から家庭用バッテリーやグリッドスケールシステムに至るまで、バッテリーは太陽光と風力のバランスをとり、バックアップ電力を提供し、グリッドを安定させるのに役立ち、鉱物、安全性、リサイクル、コスト、アクセスに関する新たな疑問を引き起こします。
蓄電池とは
バッテリー貯蔵とは、充電可能な電気化学セルを使用して電気を貯蔵し、後で放出することを意味します。バッテリーは、電話に使用できるほど小さいものから、電力網をサポートできるほど大きいものまであります。核となる考え方は同じです。充電はエネルギーを化学的な形に変換し、放電はその蓄えられたエネルギーを電力に変換します。
電池の仕組み
バッテリーには、通常アノードとカソードと呼ばれる 2 つの電極があり、電解質によって分離されています。充電および放電中、イオンは電解質中を移動し、電子は外部回路中を移動します。バッテリー管理システムは、温度、電圧、電流、充電状態を監視して、安全性とパフォーマンスを向上させます。
グリッドスケールストレージ
グリッドバッテリーシステムは通常、多くのセルをモジュール、ラック、コンテナ、インバーター、制御、冷却、防火、およびグリッド接続に組み合わせます。電力が豊富または安いときに充電し、需要が増加したとき、太陽光発電出力が低下したとき、または送電網が迅速なサポートを必要としたときに放電できます。
住宅と会社
メーターの裏側のバッテリーは、家庭、店舗、工場、キャンパス、マイクログリッドに設置されています。屋上に太陽光発電を蓄えたり、停電時のバックアップを提供したり、デマンド料金を削減したり、消費を高価なピーク時間からシフトしたりすることができます。その価値は、現地の料金、停止リスク、システム設計、顧客のニーズによって異なります。
なぜスピードが重要なのか
バッテリーは、多くの発電所と比較して非常に迅速に応答できます。そのため、周波数調整、電圧サポート、ランピング、予備サービス、風力や太陽光の出力の短期変化の平滑化に役立ちます。応答が速いということはエネルギーが無制限であることを意味するわけではないため、電力容量とエネルギー持続時間の両方を考慮する必要があります。
持続時間と化学的性質
現在、多くのグリッド バッテリーは 1 ～ 4 時間などの短い持続時間向けに設計されていますが、より長時間持続するシステムも開発されています。リチウムイオン電池は多くの用途で主流を占めていますが、リン酸鉄リチウム、ナトリウムイオン、フロー電池、金属空気システム、その他の化学反応は、コスト、安全性、材料、寿命、持続期間のさまざまな組み合わせを提供します。
素材と安全性
バッテリーのサプライチェーンには、リチウム、ニッケル、コバルト、グラファイト、銅、アルミニウム、リン酸塩、その他の材料が含まれる場合があります。採掘、精製、労働条件、地政学的集中、リサイクルはすべて重要です。安全性も重要です。バッテリーには慎重な設計、監視、間隔、換気、消火、緊急計画が必要です。
なぜそれが重要なのか
クリーンな電力システムには柔軟性が必要なので、バッテリーの保管が重要です。バッテリーは太陽光と風力を使いやすくし、ピーク時の発電所への依存を減らし、回復力を向上させ、電化された交通機関や建物をサポートします。これらは完全なエネルギー ソリューションではありませんが、現代の電力システムのバランスをとるための重要なツールになりつつあります。