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圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)

1978
熱力学応用における圧縮空気エネルギー貯蔵のための地下塩洞窟。.

(画像はイメージです)

圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES) は 方法 発電したエネルギーを蓄え、別の機会に利用できるようにする。電力会社規模では、空気を圧縮して地下の貯蔵庫(例えば塩坑)に蓄える。電力が必要なときは、圧縮された空気をタービンで加熱・膨張させ、発電機を駆動する。

CAES plants operate in two modes: compression (charging) and expansion (discharging). During charging, typically at night when electricity prices are low, an electric motor drives a compressor to pressurize air, which is then injected into a large underground storage cavern. The process of compressing air generates a significant amount of heat. In conventional diabatic CAES systems, this heat is treated as waste and dissipated into the atmosphere. During discharge, the compressed air is released from the cavern, heated using a fuel like natural gas (to increase its volume and energy output), and then expanded through a turbine to generate electricity. The need for natural gas reduces the overall efficiency and environmental benefit. More advanced designs, known as adiabatic CAES (A-CAES), aim to store the heat of compression in a thermal energy storage medium and use it to reheat the air during expansion, eliminating the need for fossil fuels and significantly increasing round-trip efficiency from ~40-50% for diabatic to a theoretical >70% for adiabatic systems.

UNESCO Nomenclature: 3322
熱力学

タイプ

物理システム

混乱

増分

使用法

ニッチ/専門分野

前駆物質

  • Boyle’s law and the ideal gas law
  • 空気圧縮機の発明
  • ガスタービンの開発
  • 適切な地下空洞を特定するための地質調査技術

アプリケーション

  • 大規模エネルギー貯蔵
  • 電力網の負荷シフト
  • グリッドの安定性を確保するための予備容量を提供する
  • 大規模風力発電所の統合

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連: CAES、圧縮空気、エネルギー貯蔵、地下空洞、タービン、コンプレッサー、負荷シフト、グリッドストレージ、非断熱、断熱。

歴史的背景

圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)

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(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。)

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