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次に来るのは何?風力発電の余剰電力を備蓄するクリーンな解決策

by admin

みんなが分かっているように

地球に優しい持続可能なエネルギーを求めて私達は色々な場所に導かれました。太陽、水、バイオガスなど、その中の幾つかは殆ど終わり無く再生するパワーを供給する力を持っています。産業革命の間、進歩には相当量の化石燃料が必要になるだろうとは少数の人しか気付きませんでした。かつて有り余るほど豊富な資源は今、エネルギー需要を満たすための方法を探すために国々が奪い合うような地球規模のエネルギー危機に火が付いたレベルに達しています。我々は今、太陽光発電システム、風力発電、バイオガス発電の増大する需要があります。燃料電池技術は私達の電力需要を補う方法として関心が高まり検討されています。しかし大半のエネルギーの専門家や支持者が証言するように、今までのところ現代技術は特定の障害と戦うことはできないのです。

例えば風力発電は我々の電力必要量の多くを提供する力があります。しかしそれは一定ではなく風が少ししか吹かない日は風力タービンは消費者の需要に合う電力を生産する事が出来ません。そのように余ったエネルギーを貯めておく事が出来、必要な時に放出できる有効な貯蔵システムが緊急に必要です。現在、電池はフライホイールの様な他の方法で使われていて、圧縮エアバッグや蓄熱がテストされています。

Wind Energy Storage

変わらなければ!

再生可能エネルギーシステムの可能性を最大限に活用することは、今日研究者が直面する2つの大きな問題の一つです。もう一つは効率的な備蓄で、それは回避しているようです。現在のところ風力発電はアメリカの電力供給の2%にすぎません。これは風力でどれくらい電力を生産できるかを考えると僅かな数字です。そのようにバッテリー貯蔵は高価で決まった電力量しか取り置きできないので、適切な貯蔵システムの発展に多くのお金が投資されています。効率的な貯蔵システムなら、電線に一定の量の電力を供給する事が出来るでしょう。そして風力発電と適切な電力の備蓄はベース負荷電力を作る事により石炭を徐々に排除する事が出来、CO2排出量も減少します。

専門家は効率的貯蔵の新しい技術開発が緊急に必要だと言っています。もし風が一定でない場合でも必要な風を送ってモーターを使用する事が出来ます。しかし、もし効率的な貯蔵システムが無ければ全ての操作が無駄になってしまいます。そういうわけで研究者達は、競って革新的な貯蔵概念を設計しています。これは風力発電に切り替える手助けとなり、少なくとも現在のエネルギー危機を減速する事が出来ます。

 

次に来るもの

風力エネルギーを蓄える海中エアバッグ

Undersea air bags store wind power

ノッティンガム大学は風力エネルギーを保存する方法を見つけようとしています。その研究者達が提案したのはMITのラインに沿ったアイデアで、大きな膨張式の保管バッグが海中に沈めらています。コンセプトは沖合の風力発電所から送られる余剰エネルギーを、スコットランドオークニー諸島の海底に係留されている膨張式エアバッグに集めようとするものです。日中空気が残っていると電気を発電するタービンに蓄積されたエネルギーを放出します。実験の結果、直径20mのエアバッグは海底600mで70メガワットのエネルギーを保存する事が出来ます。

以前MITは同様の実験で膨張式エアバッグの代わりに中空のコンクリート製球体を使いました。ハイドロスターというカナダの企業も海底圧縮空気保管システムを開発しています。全ての研究者が挑戦しているのは価格効率が良く高効率を達成するシステムを開発する事なのです。

将来のために風力発電を貯蔵する圧縮空気システム

Compressed air system

サステインXは空気圧縮技術を商業的に可能にしようとしている会社です。ウエストレバノンで操業を開始したこの会社は40キロワットプロトタイプシステムの実証に成功しており現在MWプロジェクトの一つに取り組んでいます。地下システムの代わりに、サステインXは地上の貯蔵タンクを利用しています。在来タービンは地上貯蔵タンクでは機能しないので、この会社は圧縮能力に優れ価格効率の良いピストンを導入しました。タンクのプレッシャーが低すぎてタービンが動かない時は、ピストンが広範囲の機能でこれを補います。エネルギーが放出されるとピストンは電気で動きます。減圧された空気がピストンに働きかけて発電機を動作させるのです。会社は今、効果的で効率的な等温圧縮空気技術を開発しています。

波の下で風力発電を貯蔵する

Storing wind power beneath the waves

上に書いたように、MITの研究者達は、日中ピーク時にエネルギーを供給する海底中空コンクリート貯蔵システムを開発しました。海洋再生エネルギーシステムを呼ばれ、海底油圧ポンプシステムに基づいています。中空の球体は風が強く水が球体から出されている時間帯は浮かんでいるタービンに繋がれています。風が和らぎ日があるうちは、球体は水で満たされタービンを稼働させて電気を作ります。MITのORES技術の切り札は動作させるのに化石燃料を使わない現在の圧縮空気エネルギー貯蔵システムです。研究者達はORESは、荒天時に有人プラットフォームが退避状態になった時など海底油田の石油を貯蔵する事が出来ると言っています。これによって石油生産が中断されることはありません。

水素で風力発電を保管して再生エネルギーに役立てる

Wind Power Storage As Hydrogen May Help Renewable Energy

2つのドイツの企業は風力発電の余剰エネルギーを水素として貯蔵する事に取り組んでいます。ハイドロジェニックスは水素を生産するために風力で水を電気分解しようと構想している会社で、エネルギー生成のために燃料電池を使うこともできます。しばらくして、E.On(イーオン)も燃料電池使う代わりに風力発電で水素を作ろうと計画します。ONTRASガスパイプラインシステムには水素が導入される予定で天然ガスとして使われます。

フライホイールはバッテリーの代わりに蓄電をベースにしてエネルギーを貯蔵する

Flywheel-based power storage can replace batteries and store energy

それについての知識があるVyconの様な会社なら昔のフライホイールをもう一度作る事が出来るでしょう。船積クレーンが下がっている時に放出されるエネルギーを利用してプロトタイプのフライホイールを開発しました。列車がブレーキを掛けるエネルギーを貯めて利用した他のシステムも開発しています。同様にKERSシステムはレースカーを使っており、Vyconのコンセプトは運動エネルギーを使う事です。これらはどのみち不要なもので、貯蔵して補助動力を供給するために使われます。

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