この世界は、化石燃料への依存を減らす再生可能エネルギーを第一の目標に定めています。多くの大企業で、ソーラーモジュールを屋上に設置したり、その他の再生可能エネルギープロジェクトに投資したりし始めています。再生可能エネルギーの問題の一つは、電力出力量が断続的であることです。明らかに、太陽電池は昼間にしか作用しないので、日中の時間、気候条件、その他の要因によって出力が変わります。風力発電にも同じことが言えます。風速は季節によって変わり、風力の流れには、トップにも小康状態もあります。この、再生可能エネルギーの利用は断続的になりやすいということが、バックアップの共有電力や電池でエネルギーを保存することが常に必要になります。
このシナリオは、再生可能エネルギーを賢く送電網に統合する新しいアプローチの発達で、すぐに変わる可能性があります。 .
1. 賢い重要の反応
EnerNOCはマサチューセッツ州ボストンに拠点を置く、賢いエネルギー管理システムのリーディングカンパニーです。エネルギー管理ソフトスイートを、北米とイギリスの一万の拠点に展開しています。その中には、スーパーマーケット、商業ビル、大学、政府の施設なども含まれています。これらの拠点のそれぞれが EnerNOCのネットワークオペレーションセンターにつながっています。オペレーションセンターでは絶えずエネルギーの需要をモニタリングし、これらの拠点に供給しています。需要が急増すれば、周波数や、供給の電圧の落ち込みが知らせ、ネットワークのオペレーティングセンターが、クライアントにエアコンを切ったり照明を減らしたり、スタンバイしているジェネレーターを点けるように指示します。このリアルタイムな需要管理によって、これらの施設は停電を防ぐことができます。オンラインで発電の「瞬時予備力」を保持しないようにできます。公益法人は、EnerNOCとその顧客は、この需要管理サービスへの手数料を払います。
EnerNOC箱のエネルギー管理システムを、風力発電と北西部の送電会社の送電網を最適化統合に向けて適応させる作業に取り組んでいます。風力の出力量は変動するので、EnerNOC の需要管理システムがあることで、送電会社は送電網の安定性を維持する独自のエネルギー供給を増やしたり減らした利することができます。この技術は、風力発電の出力量の変動をコントロールすることで、蓄電池システムへの投資を減らすと期待されています。.
2. マイクロインバーターと最大電力ポイント追跡機
太陽電池パネルは直流電気をつくりだすので、インバーターを使って交流にする必要があります。従来の太陽光発電の装置では、各モジュールが単一のインバーターに接続されています。これには単一モジュールに障害があるとシステム全体が停止するという問題があります。また、単一のソーラーパネルからの電力出力が低下すると、システム全体が停止してしまいます。ソーラーシステムの上に雲が通り過ぎるだけで、出力量に大きな変動を起こします。
マイクロインバーターが、各ソーラーモジュールの背面に小さなインバーターを取り付け、各モジュールが送電網に個別に接続することで、この問題を解決します。現在展開されているシステムでは、電力出力が20%増加すると記録されています。唯一の欠点は、単一の大型インバーターを取り付けるよりも、マイクロインバータのコストがより高額であることです。
ソーラー製品群と対となる電気製品は、最大電力ポイント追跡機 (Maximum Power Point Tracker, MPPT)です。ソーラーモジュールは、製造上の公差によって、それぞれが異なっていて、そのために最大電力を提供する動作電圧も異なります。単一のインバーターに太陽電力システムをつなぐ場合、すべてのソーラーモジュールが、共通電圧で電力を供給するために必要です。MPPTの各モジュールに対応した装備によって、各モジュールから電力出力が最大化され、電力出力が全体に増加します。
3. 風力発電管理
ポルトガルを拠点にRMS(再生可能エネルギーマネジメントシステム)を展開する、Logicaは同社のEDP Renewable社のために3ギガワット級の風力発電を管理しています。RMSシステムは個別の風力タービンを中央管理・運営センターにつなげ、各風力タービンシステムを24時間無休で監視するSCADAシステム(監督・管理・データ収集システム) を展開しています。動作パラメーターで、各タービンから200から300のシグナルが受信されます。 RMSシステムは、各風力タービン、さらには風力ファーム全体を遠隔でスイッチのオン・オフすることが可能です。サプライヤーには関係なく、風力タービンの出力量と性能の問題を示し、メンテナンスのための計画的な閉鎖をする際に役立ちます。
このLogicaシステムは、EnerNOCのシステムのような需要管理を行うのではなく、供給管理システムです。
4. バーチャル発電所
再生可能エネルギー発電所を電力供給網に統合する際の問題の一つは、規模が数倍のオーダーで大きな化石燃料発電所に比べて出力量が低いことです。Enercon社が主導する、ドイツでの「再生可能統合発電所」と呼ばれる実験では、この問題は、ドイツに点在する再生可能エネルギー発電所数基を、一つのバーチャルな発電所として組み合わせることで解決されました。
12.6 メガワットの容量がある風力発電3基と、5.5メガワットの容量がある太陽光発電20基と4メガワットのバイオガス発電4基を合わせたプロジェクトです。ここに1メガワットの蓄電所が加わり、程よい23メガワットの再生可能エネルギー施設ができました。管理中枢を使うことで再生可能エネルギー発電所は、送電網上のエネルギー需要に応え、個々に始動・停止することができます。
この中枢管理実験が成功したことで、送電網上の小さな再生可能エネルギー発電所を統合する技術となりうることが示されました。
4. ハイブリッド発電所
Florida Power and Light (FPL) 社とその他の世界の公益事業は、太陽光発電を化石燃料発電所と組み合わせ、ハイブリッド発電所とも言うべきものをつくり始めています。FPLによるアプローチでは、太陽集光装置とプレヒートの水を使います。.最近完成した75メガワットの発電所では、FPLはヘリオスタットと呼ばれる9万の鏡を配置し、蒸気をつくるボイラーに日光を反射させます。この蒸気は、ガスタービンを組み合わせたサイクルプラントでつくられた蒸気に加わり、電力出力量を増します。予想寿命が30年以上あるFPLが節約する燃料コストは17億800万ドルで、さらに温室効果ガスを250万トン減らすという利益もあります。