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揚水式水力発電

1890
揚水式水力発電施設。ダムとタービンを備え、エネルギーを貯蔵する。

(画像はイメージです)

揚水式水力発電 (PSH) is a type of hydroelectric energy storage used by electric power systems for load balancing. The 方法 低地の貯水池から高地の貯水池へ汲み上げた水を、水の重力ポテンシャルエネルギーの形で蓄える。電力需要が高い時期には、蓄えられた水を放出してタービンを回し、発電を行う。

PSHシステムは現在、グリッド規模のエネルギー貯蔵の最も一般的な形態であり、世界の設置済み貯蔵容量の94%以上を占めています。典型的なPSHプラントは、異なる標高にある2つの貯水池で構成されています。電力が安価で豊富なオフピーク時間帯(例えば、夜間や風力/太陽光発電量が多い時)には、余剰電力が利用され、 ポンプ water from the lower reservoir to the upper one. This process converts electrical energy into gravitational potential energy. When electricity demand is high, water is released from the upper reservoir, flowing down through turbines to generate electricity, similar to a conventional hydroelectric plant. The round-trip efficiency of PSH systems is typically between 70% and 80%. The main advantages are their long 寿命 (often over 50 years), large storage capacity, and ability to provide ancillary services to the grid. However, their deployment is geographically constrained, requiring specific topography with significant height differences and access to water.

UNESCO Nomenclature: 3305
電気工学

タイプ

物理システム

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 重力ポテンシャルエネルギーの発見
  • ブノワ・フルネイロンによる水力タービンの発明(1827年)
  • 発電機の開発
  • 従来型の水力発電ダムの建設

アプリケーション

  • グリッド規模のエネルギー貯蔵
  • 電力網の負荷分散
  • 周波数調整
  • 太陽光や風力などの断続的な再生可能エネルギー源の統合

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • underground reservoirs in abandoned mines to reduce surface footprint
  • seawater-based psh systems on coastal cliffs
  • variable-speed turbines for improved efficiency and grid flexibility
  • co-location with 脱塩 植物
  • modular, smaller-scale psh for microgrids
  • hybrid systems combining psh with battery storage
  • use of advanced tunneling technology to reduce construction costs
  • ai-driven optimization of pumping and generation cycles
  • integration with agricultural irrigation システム
  • development of “water battery” concepts in urban environments using tall buildings
Related to: pumped-storage, hydroelectricity, grid storage, potential energy, load balancing, reservoir, turbine, PSH, grid stability, renewable integration.

歴史的背景

揚水式水力発電

1881
1884
1890
1890
1899-01-01
1900
1903
1876
1882-01-01
1886-04-23
1890
1897
1900
1900
1903-05-10

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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