揚水式水力発電は、水を上り坂に汲み上げ、下り坂でタービンを通して回収することで電気エネルギーを蓄える技術です。これは、1890年代のアルプス地方に起源を持つ、商業的に利用されているグリッド規模の蓄電技術としては最も古いものであり、バッテリーの導入が世界的に急速に拡大している現在でも、設備容量では依然として最大規模を誇ります。この技術は、柔軟性に欠ける原子力発電のベースロード電力供給のバランスを取るために、20世紀半ばに世界規模で普及しました。そして過去20年間で、その役割は風力発電や太陽光発電の変動性を吸収する方向へと変化してきました。この役割は、可逆的なポンプタービンを通して重力ポテンシャルエネルギーを電気エネルギーに変換するという、同じ基本原理に基づいています。
本稿では、PSHの技術的および経済的な範囲全体を網羅的に解説します。具体的には、基礎となる物理原理と効率の限界、可逆運転を可能にする電気機械構造、単純なエネルギー貯蔵にとどまらない電力系統安定化サービス、運用戦略と収益メカニズム、プロジェクトの建設場所を左右する環境制約、地下PSHや海水PSHといった新たな構成、導入を規制する枠組み、そして実際の投資や計画決定において重要な基準に基づいた、バッテリー、圧縮空気、フローバッテリー、水素、フライホイールとの直接比較などです。
主なポイント
- PSHは、最も歴史が古く、現在でも最大のグリッドスケール蓄電技術である。 1890年代のアルプス地方のヨーロッパに起源を持つ蓄電技術は、バッテリーの普及が加速している現在でも、設置容量の面では依然として世界的に支配的な蓄電技術であり続けている。
その物理原理は単純だが、設置面積は膨大だ。エネルギー貯蔵量は質量、重力、高さに比例する（(E = eta , m , g , h)）が、水は化学電池に比べてエネルギー密度が非常に低いため、PSHは電池が倉庫に貯蔵できる量に相当するエネルギーを貯蔵するために、数百万立方メートルもの貯水池を必要とする。 - 水頭と流量の関係が、エンジニアリング設計全体を左右する。 落差の大きい山岳地帯では小型のフランシス型水車が使用され、落差の小さい河川地帯では大量の水を移動させる大型のカプラン型水車が必要となる。つまり、地形が技術を決定するのであって、その逆ではない。
- 往復効率は通常70～85％で、現代のものよりやや低い。 リチウムイオン バッテリーの性能は85～95%だが、PSHはバッテリー交換が必要になるまでの10～20年ではなく、50～100年にわたってその性能を維持する。
- PSHはエネルギーを貯蔵するだけでなく、送電網の安定化にも貢献します。回転する質量が物理的な慣性を提供し、高速な周波数調整を実現するほか、水を移動させることなく電圧サポートのための同期コンデンサーとして機能し、さらに、崩壊した送電網をブラックスタートできる数少ない技術の一つでもあります。
- その役割は「ピークカット」から「変動バランス調整」へと変化した。当初は柔軟性のない原子力ベースロードと組み合わせるために建設されたPSHは、現在では主に太陽光発電や風力発電の急激な変動（最も顕著なのは「ダックカーブ」）を吸収しており、再生可能エネルギー統合における重要な資産となっている。
- 環境管理は、後付けではなく、第一の設計課題である。 閉ループ （河川外の）構造、堆積物制御、蒸発抑制、水質・熱管理といった要素はすべて、新たな揚水発電プロジェクトがどこに、どのように建設され、許可されるかを左右する。
- PSH（揚水発電所）の建設が可能な新たな領域が拡大している。地下PSH（鉱山、洞窟）、海水PSH、浮体式太陽光発電と貯水池を組み合わせたハイブリッド型エネルギーパーク、小型モジュール設計など、いずれもPSHが従来依存してきた、標高差の大きい希少な立地条件を克服するために開発が進められている。
- PSHは他の蓄電技術と競合するのではなく、むしろ補完する存在です。長時間の高信頼性と系統慣性というニッチな分野を担い、バッテリーは高速応答と短時間の蓄電を、水素は季節的な蓄電をそれぞれリードしています。未来の電力網には、単一の技術ではなく、多様なポートフォリオが必要なのです。
基礎と歴史的発展
揚水式水力発電（PSH）、別名揚水式水力貯蔵または揚水式水力エネルギー貯蔵（PHES）は、現在世界で最も古く、そして圧倒的に最大の規模のグリッド規模のエネルギー貯蔵方式です。その技術の核心は、一見すると単純です。電気料金が安いか豊富な時に水を貯水池に汲み上げ、電気料金が不足しているか高価な時にタービンを通して下流に放流して発電します。 機械的原理 PSHは1世紀以上にわたり、グリッド規模の蓄電の中核を担ってきた。バッテリーコストが急速に低下している現代においても、設置容量の面では依然として主要な蓄電技術であり続けている。
PSHは非公式には「水電池」と呼ばれることが多い。
活物質の電気化学結合にエネルギーを蓄える化学電池とは異なり、揚水発電所は、高所に設置された水の重力ポテンシャルにエネルギーを蓄えます。この例えは有用ではありますが、完全ではありません。水電池はリチウムイオン電池のように何千回ものサイクルを経て化学的に劣化することはありませんが、地理的条件、適切な地形や水利権の有無、そしてはるかに大きな物理的設置面積と建設期間に制約されます。電池工場は2年で建設できますが、揚水発電所は最初の立地調査から稼働開始まで10年以上かかる場合があります。この導入速度と資産寿命の間のトレードオフは、現代の電力網における揚水発電所の役割を理解する上で非常に重要です。
初期の起源（1890年代～1920年代）揚水発電設備の最初のものは、19世紀末の10年間にヨーロッパのアルプス地方に登場した。スイス、イタリア、そしてドイツ南部の一部地域には、初期の揚水発電を実用化するための2つの要素があった。それは、短距離で大きな標高差を生み出す豊かな山岳地形と、継続的な水力発電と変動する産業需要とのミスマッチに苦慮していた黎明期の電力産業である。路面電車、繊維工場、そして発展途上の都市照明網が中心だった初期の産業負荷は、一日を通して大きく変動したが、当時の多くの河川水力発電所や湖水水力発電所は比較的安定した出力を供給していた。揚水発電は、需要の少ない時間帯に余剰発電量を蓄え、ピーク需要時に再配分することで、燃料による発電能力を追加することなくミスマッチを緩和する手段を提供した。 これらの第一世代のシステムは、現代の基準からすると控えめなもので、通常は単一の可逆式または一対のポンプとタービンの配置を中心に構築され、貯水容量は数千メガワット時ではなく数十メガワット時程度であった。しかしながら、これらのシステムは、今日でもこの技術を特徴づける基礎的な論理を確立した。すなわち、安価なエネルギーまたは余剰エネルギーを利用して水を汲み上げ、そのエネルギーの一部を後で電力として回収し、その2つの期間における価値の差から利益を得る、あるいは何らかの形で利用するという論理である。 |
核時代の共生（1960年代～1980年代）この技術の最初の大きな発展は、第二次世界大戦後の数十年間に起こりました。各国が経済を再建し電化を進め、原子力発電が主要なベースロード電源として台頭したためです。原子力発電所は、一定の出力レベルで運転することが技術的にも経済的にも適しています。原子炉の出力を急激に上げ下げすることは、機械的に負担が大きく、経済的にも無駄が多いです。燃料費は、莫大な固定資本費に比べれば、原子力発電所の総コスト構造のごく一部に過ぎないからです。これが構造的な問題を生み出しました。原子力発電の出力は一定であるときに最も効率的ですが、電力需要は決して一定ではありません。朝と夕方に急激に上昇し、夜間に最低値まで低下します。 この時期、揚水発電は原子力ベースロード発電の自然なパートナー技術となった。フランス、日本、米国、英国の電力会社は、経済的に出力を下げられない原子力発電所（および程度は低いが石炭火力発電所）の夜間余剰電力を吸収するために、大規模な揚水発電所を建設した。本来であれば出力が抑制されるか損失を出して売却されるはずだったこの余剰電力は、代わりに原子力発電のベースロード発電に利用された。 ポンプ 一晩かけて水を上流に貯めます。翌日、朝夕の電力需要のピーク時に、貯められた水が放流されて発電が行われ、原子力発電所は効率的な定出力で運転できる一方、電力網は需要に合わせた変動電力プロファイルを受け取ることができます。この関係は「原子力・揚水発電共生」と呼ばれることもあり、フランス、日本、米国など、原子力発電所を多数保有する国々が、同じ数十年の間に揚水発電所も多数建設する傾向がある理由を説明しています。 |
再生可能エネルギーへの転換（21世紀）
揚水発電の役割は、2000年代初頭の風力発電と太陽光発電の大規模導入以降、大きく変化しました。20世紀の用途は「ピークカット」、つまり既知の比較的予測可能な日々の需要曲線と既知の比較的予測可能なベースロード供給曲線を平滑化することでしたが、21世紀の用途は「変動性バランス調整」、つまり予測がはるかに困難な、天候に起因する再生可能エネルギー出力の変動を吸収することになりました。
例えば、太陽光発電は、日中の急激な増加に続いて日没とともに急激に減少するという現象を起こし、多くの場合、夕方の需要ピークと完全に一致します。この現象は、太陽光発電の普及率が高い電力網において、現在では有名な「ダックカーブ」現象を引き起こしています。これは、正味需要（総需要から再生可能エネルギー供給を差し引いた値）が日中に大きく落ち込み、夕方になると急激に増加する現象です。一方、風力発電は、気象条件によって数時間から数日の間に大きく変動し、需要パターンとの相関性はほとんどありません。揚水発電は、充電のために大量の電力を吸収し、数秒から数分で最大出力まで加速できるため、再生可能エネルギーを念頭に置いて設計された技術ではないにもかかわらず、これらの再生可能エネルギーに起因する変動パターンの両方を管理するのに適していることが証明されています。
グローバル流通
揚水発電容量の世界地図は、まさに上述の歴史をたどっている。日本は1960年代以降、原子力発電への依存度の高さと山岳地帯という地理的条件を背景に、膨大な数の揚水発電設備を建設し、現在も世界最大の揚水発電市場の一つとなっている。ヨーロッパの揚水発電容量は、アルプス諸国（スイス、オーストリア、イタリア）と大規模な原子力発電計画を推進した国々（フランス）に集中しており、スペイン、ドイツ、北欧諸国にも相当な容量が存在する。米国は1970年代から1980年代にかけて大規模な揚水発電設備を建設したが、その多くは当時の原子力発電の拡大と関連しており、アパラチア地域、太平洋岸北西部、カリフォルニア州に主要な施設が建設された。近年では、中国が巨大かつ急速に拡大する再生可能エネルギー容量と、電力系統の安定化インフラ整備に向けた国家戦略を背景に、新規揚水発電設備建設における最大の国内市場となっている。
重力エネルギー貯蔵の物理学
エネルギー密度モデリング
揚水発電の基本的な物理原理は、重力ポテンシャルエネルギーと電気エネルギーの変換に基づいています。低い貯水池よりも高い位置に保持された水の質量が持つポテンシャルエネルギーは、システム全体の往復効率を考慮して調整された、古典的な重力ポテンシャルエネルギーの式で表されます。
| (E = eta , m , g , h) |
どこ
|
水は1立方メートルあたり約1,000キログラムという一定の密度を持つため、この式は質量ではなく貯水池の体積で書き換えることができ、これは工学や敷地計画の目的により役立ちます。(E = eta , rho , V , g , h)
ここで、(rho)は水の密度、(V)は貯水池間で循環する水の量である。この式から、揚水発電における設計上のトレードオフがすぐに明らかになる。
総エネルギー貯蔵容量は、利用可能な水量と水頭の高さの両方に比例して増加する。つまり、水頭が2倍の場所では同じエネルギーを半分の貯水容量で貯蔵でき、その逆もまた然りである。
そのため、標高差が500メートルから1000メートル以上にも及ぶ高落差のアルプスや山岳地帯では、比較的小さな貯水池で莫大なエネルギー貯蔵容量を実現できる一方、低落差の地域では同量のエネルギーを貯蔵するためにはるかに大きな貯水池容量が必要となる。
体積ベースで化学電池の蓄電と比較すると、揚水発電はエネルギー効率が著しく低い。一般的なリチウムイオン電池システムは、セル体積1リットルあたり数百ワット時のエネルギーを蓄えることができるのに対し、1立方メートル（1,000リットル）の水を500メートル揚水した場合、往復効率が85％と高くても、蓄えられるエネルギーは約1.16キロワット時、つまり1リットルあたり約1.16ワット時となる。
- 体積エネルギー密度のこの大きな違いこそが、揚水発電では数百万立方メートル単位の貯水池と平方キロメートル単位の設置面積が必要となるのに対し、同じ総エネルギーを貯蔵するバッテリー設備は単一の倉庫内に収まる可能性がある理由なのです。
- トレードオフとしては、PSHの基盤となる「活性材料」、つまり水と重力は、実質的にコストがかからず、劣化しないのに対し、バッテリーの活性材料は製造され、サイクル寿命が有限であり、劣化して最終的に交換が必要になるため、継続的な設備投資コストとなる。t.
実用的なヒント： プロジェクトの規模をゼロから決定する場合、固定された貯水池の規模から始めて、その結果としてどのようなエネルギー容量が得られるかを見るよりも、エネルギー方程式を逆算して、目標とするエネルギー容量と候補地で利用可能な水頭から必要な貯水池の容量を求める方がはるかに有用です。実際のサイト選定は、ほとんどの場合「水頭はどれくらいあるのか」という質問から始まります。なぜなら、水頭は地理的条件によって固定されているのに対し、貯水池の容量は、ダムの高さ、貯水池の掘削、または設置面積によって土木技術者が調整できる唯一の変数だからです。
バージニア州のバス郡揚水発電所は、世界最大級の揚水発電所の1つであり、約380メートルの落差と、約3,000メガワットの発電容量と約24,000メガワット時の蓄電容量を支えるのに十分な貯水池容量を組み合わせている。これは、比較的控えめで極端ではない落差でも、非常に大きな貯水池と組み合わせることで、これまで建設された最大のバッテリー設備に匹敵する公益事業規模の蓄電を実現できることを示している。しかも、その持続時間は、グリッド規模のバッテリープロジェクトで一般的な1～4時間ではなく、数時間単位である。
「頭脳と流れ」の関係
総エネルギー貯蔵量に加えて、揚水発電所の出力、つまりエネルギーを供給できる速度は、別の関係式に依存します。それは、揚程とタービンを通過する水の体積流量の積です。これは次のように表されます。(P = eta , rho , g , h , Q)
ここで、(P)は瞬時電力（ワット単位）、(Q)は体積流量（立方メートル/秒単位）です。この式は、揚水ポンプ水力発電（PSH）の設計において最も重要な技術的決定の一つ、すなわち高落差構成にするか低落差構成にするか、そしてその選択によってどのタービン技術を採用するかを決定するものです。
高落差水力発電システムは、一般的に標高差が約150～200メートル以上の地点と定義され、比較的低い流量でも相当量の発電が可能です。これは、発電量の式における落差が発電量の大部分を担うためです。このため、より小型で高速回転するタービンと、より小径の導水管（タービンに水を運ぶ加圧管）を使用することが可能となり、結果として、水路インフラの設備容量あたりの設備投資コストを削減できます。ただし、高落差水力発電施設は通常、トンネル掘削や土木工事のコストが増加する山岳地帯に位置しています。このカテゴリーでは、フランシス型可逆式ポンプ水車が主流となっています。これは、その放射状流設計により、高圧を効率的に処理できるためです。
一般的に河川や標高差が30～50メートル未満の平坦な地形に設置される低落差水力発電システムでは、落差による発電量への影響が比較的小さいため、十分な発電量を得るには膨大な量の水を移動させる必要があります。そのため、大口径で低速回転の軸流タービンが使用され、最も一般的なのは可逆式ポンプ水車運転用に改良されたカプラン型タービン、あるいはごく低落差の用途ではバルブ型タービンです。低落差発電所は、発電量に比べて水路や発電所の設置面積が大きくなる傾向がありますが、険しい山岳地形のない地域に設置できるため、揚水発電開発の地理的範囲が広がります。これら2つの極端なケースの中間に位置する中落差発電所（一般的に落差50～150メートル）では、フランシス型タービンもよく使用されますが、発電所が稼働すると予想される流量範囲全体で効率をバランスさせるために、ランナーの形状は高落差用途とは異なるように調整されています。
基本的な目安： 実現可能性調査の段階で競合する候補地を大まかに比較する場合、経験豊富な開発者は、詳細なエンジニアリング調査に着手する前に、水頭対距離比のスクリーニング計算を迅速に行うことを好みます。一般的に、約1:10（貯水池間の水平距離10メートルに対して垂直水頭1メートル）以上の比率は魅力的だと考えられています。これは、取水できる水頭に対して、水路トンネルや水圧管の長さ、ひいては土木コストを管理可能な範囲に抑えることができるためです。
サイクルの熱力学
実際の揚水発電サイクルでは、基本的な位置エネルギー方程式が示すような理想的なエネルギー変換効率は実現されない。揚水発電サイクルの複数の段階でエネルギー損失が発生するため、これらの損失が発生する箇所を理解することは、発電所の設計と技術の現実的な性能限界を理解する上で不可欠である。
- 損失の最大のカテゴリーは流体摩擦であり、これは水が水圧管路、トンネル、およびポンプ水車自体の内部通路を通過する際に発生します。摩擦損失は流速の二乗に比例するため、特定のパイプを通過する流量が2倍になると、摩擦損失は約4倍になります。 プレッシャー 摩擦損失は、掘削や製造にコストがかかるにもかかわらず、水路設計者がより大径のトンネルや水圧管を好む理由です。数十年にわたる運用で回避できるエネルギー損失は、通常、より大きな初期投資を正当化するからです。摩擦損失は、揚水方向と発電方向の両方に存在するため、往復効率を2回低下させます。1回目は、プラントが理論的に必要な以上の力で水を上り坂に押し上げるため、2回目は、水が下り坂に戻る途中で、水の位置エネルギーの一部が電気に変換されるのではなく熱として散逸するためです。
- 2つ目の損失の種類は、電気機械変換チェーン自体の中で発生します。ポンプ水車のランナー内での水力損失（ブレードの形状がすべての運転点における流量条件に完全に適合しないため）、ベアリングやシールにおける機械的損失、発電機モーターの巻線、変圧器、および関連する開閉装置における電気的損失です。これらの損失は、適切に設計された最新の発電所では水路摩擦損失に比べて一般的に小さいものの、それでも無視できない損失です。特に、同じ機械が、最適なブレード角度と流量特性が異なる2つの全く異なる運転モード（揚水と発電）で効率的に動作する必要があるためです。
- 3つ目の、より小規模な損失要因は、開放型貯水池表面からの蒸発です。これは、従来の意味でのエネルギー変換効率の低下ではなく、作動流体自体の損失を意味しますが、それでも将来のサイクルで利用可能な正味エネルギーを減少させ、時間の経過とともに補給水が必要となります。この損失は、立地条件や気候に大きく左右され、冷涼で湿潤な気候では無視できる程度ですが、乾燥地域では深刻な運用上および環境上の問題となります。この点については、後の章で詳しく解説します。
往復効率（RTE）
これらの損失の累積効果は、往復効率という指標で表され、多くの場合「電線から水、そして再び電線へ」という略称で表現されます。これは、揚水時に電力網から引き出された電力のうち、最終的に発電時に電力網に戻される割合を意味します。最新の適切に設計された揚水発電所は、通常70～85%の往復効率を達成しており、最新の可変速設備では高度な可逆式ポンプ水車を使用することでこの範囲の上限に達し、古い固定速設備や最適ではない立地の発電所では下限に近い値となっています。
この範囲では、揚水発電は、現代のリチウムイオン電池システムの往復効率と概ね競争力があるものの、一般的にはやや劣る。リチウムイオン電池システムは、セルレベルで85～95%の往復効率を達成することが多い（インバーターや熱管理損失を含むシステムレベルの効率はやや低い）。しかし、比較は効率だけに関するものではない。
- 揚水発電所は、運用期間を通じてこの効率性を維持できる。 寿命 土木インフラの場合、耐用年数は数十年、多くの場合50年から100年で、電気機械部品は定期的に改修されますが、バッテリーシステムは、容量と効率が徐々に劣化し、サイクル寿命ははるかに短く、通常は数千サイクルまたは10年から20年で、容量が大幅に低下して交換が必要になります。
- 揚水発電所はエネルギー（つまり水）をほぼ永久的に保持することができる。
ヒント： 発電所の公表されている往復効率を評価する際には、それが設計流量点での数値なのか、運転範囲全体での平均値なのかを必ず確認してください。ポンプ水車は部分負荷時に効率が著しく低下するためです。全流量で80%の往復効率と定格されているユニットでも、定格流量の40%で運転すると70%に近い効率しか得られない場合があります。これは、固定された設計点で運転するのではなく、変動する再生可能エネルギーの出力に追従することがますます求められる発電所にとって、非常に重要な問題です。
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よくある質問
揚水式水力発電は実際にはどのように機能するのでしょうか？
電力需要が低い時期や発電量が余剰な時期には、低い貯水池から高い位置にある高い貯水池へ水を汲み上げ、重力による位置エネルギーを蓄えます。電力が必要な時には、その水をタービンを通して下流へと放流し、位置エネルギーを電気エネルギーに変換します。現代の発電所のほとんどでは、2台の別々の機械を使うのではなく、1台の可逆式ポンプ水車で双方向の送水・送水を行っています。
揚水発電は蓄電池と比べてどの程度効率的なのか？
揚水発電所は通常、揚水時に消費した電力の70～85％を回収するが、これはリチウムイオン電池のセルレベルでの往復効率85～95％をわずかに下回る。しかし、揚水発電所はこの効率を50～100年間維持できるのに対し、電池は徐々に劣化し、通常は10～20年で全交換が必要となるため、この差は時間とともに実質的な重要性は縮小する。
揚水発電所はなぜどこにでも建設できないのか？
蓄電池は送電網に接続されていればほぼどこにでも設置できるのに対し、揚水発電プロジェクトには、標高差の大きい2つの貯水池、ダムやトンネルを支えられる安定した地質、そして初期貯水と継続的な補給水供給のための信頼できる水源が必要です。これらの地理的条件が複合的に揃うため、世界中で新規開発に適した場所は限られています。
揚水発電所の建設にはどれくらいの時間がかかりますか？
初期の実現可能性調査から環境許可取得、詳細設計、ダム、トンネル、発電所などの土木工事に至るまで、一般的なプロジェクトは商業運転開始までに5年から10年以上かかる。この長い期間は、計画から導入まで2年以内に完了することが多いバッテリープロジェクトとは対照的である。
揚水発電は蓄電池よりも優れているのか？
どちらかの技術が圧倒的に優れているというわけではなく、それぞれが異なる電力網のニーズに適している。揚水発電は、長期間にわたって大量の電力を継続的に供給することに優れており、卓越した長期信頼性と電力網安定化特性を備えている。一方、蓄電池はミリ秒単位で応答し、設置場所もはるかに容易なため、短時間で迅速な対応が求められる用途に適している。
揚水発電所はどれくらいの期間エネルギーを貯蔵できるのか？
放水時間は、発電所の貯水池が発電能力に対してどれだけの水を貯められるかによって決まりますが、ほとんどの施設は4時間から12時間の間、フル出力を維持できるように設計されています。非常に大きな貯水池の中には、これをさらに延長し、再給水が必要になるまで数日間発電を継続できるものもあります。
揚水発電は環境に影響を与えるのか？
はい、特に自然河川に繋がっている場所では、魚の回遊の阻害、堆積物の輸送の変化、下流の生態系が依存する自然な流れのパターンの変化など、様々な影響が生じる可能性があります。また、高温または乾燥した気候の貯水池は蒸発によって水が失われるため、開発者が自然水路から隔離された閉鎖型ループ設計をますます好むようになる理由の一つとなっています。
揚水発電は、エネルギー貯蔵以外に、電力網にどのようなメリットをもたらすのでしょうか？
PSH発電所の中核をなす大型回転発電機は、単に電気を蓄えたり放出したりするだけでなく、送電網の周波数の急激な変動にも自然に耐性があり、水を全く動かさずに局所的な電圧レベルを維持するように運転でき、大規模停電後には完全に停電した送電網を再起動することさえ可能です。ほとんどのバッテリーシステムは、同じ物理的な回転質量を持たないため、これらの安定化機能を部分的にしか再現できません。
歴史的に見て、揚水発電はなぜ原子力発電と結びついているのでしょうか？
原子炉は、出力レベルを一定に保って連続運転することで最も効率的かつ安全に稼働します。出力を上げ下げすることは、機械的な負荷が大きく、経済的にも無駄が多いためです。揚水発電所は、原子力発電所が夜間に発電した余剰電力を吸収し、原子力発電だけでは対応できない朝夕の電力需要のピーク時に蓄えたエネルギーを放出するために、原子力発電所群と並行して建設されました。
海水揚水発電または地下揚水発電とは何ですか？
これらは、揚水発電の従来の地理的制約を克服するために設計された、より新しい設置形態です。海水揚水発電は、海そのものを下側の貯水池として利用するため、内陸部に適切な地形がない沿岸部や島嶼部にも設置可能です。一方、地下揚水発電は、廃坑や掘削された洞窟を下側の貯水池として利用するため、広大な地表面積を必要とせずに、より平坦な地域にプロジェクトを建設できます。
用語集
Advanced Encryption Standard (AES): 米国国立標準技術研究所によって確立された対称鍵暗号アルゴリズムであり、128ビット、192ビット、または256ビットの鍵サイズを持つブロック暗号を利用し、置換および順列処理によって電子データを保護するように設計されている。
Compressed-Air-Energy Storage (CAES): 地下の空洞や容器に空気を圧縮してエネルギーを蓄え、必要に応じて放出してタービンを回し発電することで、電力網における需給バランスを効果的に調整するシステム。
Computer-Aided Engineering (CAE): 数値解析手法とモデリング技術を用いて製品性能のシミュレーション、最適化、検証を可能にする、エンジニアリング解析および設計プロセスを支援する一連のソフトウェアツール。
Pumped Hydroelectric Energy Storage (PHES): 余剰電力を用いて水を高所へ汲み上げ、需要が増加した際にその水を放出してタービンを回して発電することでエネルギーを貯蔵する方法。
Pumped-Storage Hydroelectricity (PSH): 余剰電力を使って水を高所に汲み上げ、その後、電力需要のピーク時にタービンを通して水を流し戻すことで発電を行う、エネルギー貯蔵方法。
Uninterruptible Power Supply (UPS): 停電時に接続機器に非常用電源を供給し、継続的な動作を確保するとともに電圧変動から保護する装置。通常、電源供給と安定性を維持するために、バッテリー、インバーター、充電システムを備えている。
