過去 10 年間で、太陽光パネルは家庭や中小企業にとってますます手頃な価格になりました。個人の住宅、コミュニティ、商業公園のいずれであっても、地域のエネルギー需要に電力を供給するインフラはマイクログリッドとして知られています。
この記事では、マイクログリッド、その運用、応用について詳しく説明します。それらのメリットについても掘り下げていきます。
**マイクログリッドとは何ですか?**
マイクログリッドは、停電時に建物やコミュニティが電力を維持できるようにする、小規模な局所的な電力システムです。これらの送電網は、ソーラーパネルが不足したり、その他の問題が発生したりした場合に、主送電網に接続して電力を供給することもできます。これは、エネルギーの独立性と安定性を維持しながら、より大きなシステムの一部として動作できることを意味します。
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**マイクログリッド システムはどのように機能しますか?**
マイクログリッドがどのように動作するかの詳細な説明は次のとおりです。
1. **エネルギー生産:** マイクログリッドは、発電のためにさまざまな分散型エネルギー リソース (DER) を統合します。これらのリソースには、ソーラー パネル、風力タービン、燃料電池、マイクロタービン、ディーゼル発電機、場合によっては熱電併給 (CHP) システムが含まれます。これらの発電機は、接続された負荷の需要を満たすために電力を生成します。
2. **エネルギー貯蔵:** 多くのマイクログリッドには、バッテリーなどのエネルギー貯蔵システム (ESS) が含まれています。これらのバッテリーは、需要が低い期間や再生可能エネルギーの出力が高い期間に生成された余剰電力を蓄えます。蓄えたエネルギーは、需要のピーク時や再生可能エネルギーが利用できないときに利用できます。
3. **制御および管理システム:** マイクログリッドは、高度な制御および管理システムに依存して、システム内のさまざまなコンポーネントの動作を監視および最適化します。これらのシステムは、エネルギーの生産、消費、貯蔵に関するリアルタイム データを使用して電力の流れを効率的に管理し、マイクログリッドの安定性と信頼性を確保します。
4. **系統接続と独立化:** マイクログリッドは通常、主要な電力網に接続し、必要に応じて電力の入力または出力を可能にします。ただし、緊急時や経済的に有利な場合には独立して運用（単独運転）することもできます。単独運転により、系統停電時でも重要な負荷への継続的な電力供給が保証されます。
5. **負荷管理:** マイクログリッドは、システムに接続されているさまざまな負荷への配電を管理します。デマンドレスポンス、負荷制限、負荷の優先順位付けなどの負荷管理技術は、エネルギー使用を最適化し、必要なときに重要な負荷が確実に電力を供給できるようにします。
6. **通信および制御インフラストラクチャ:** マイクログリッドは、堅牢な通信ネットワークと制御インフラストラクチャに依存して、DER、エネルギー貯蔵、および負荷のリアルタイムの監視と制御を容易にします。このインフラストラクチャにより、オペレーターはマイクログリッドの運用をリモートで管理および最適化できます。
7. **再生可能エネルギーの統合:** マイクログリッドは、多くの場合、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源の統合を優先します。高度な予測技術と予測アルゴリズムは、事業者が再生可能エネルギーの生成を予測し、マイクログリッド運用との統合を最適化するのに役立ちます。
8. **回復力と信頼性:** マイクログリッドの主な利点の 1 つは、回復力と信頼性を強化できることです。マイクログリッドは、多様なエネルギー源、エネルギー貯蔵、スマート制御システムを統合することで、送電網混乱の影響を緩和し、ダウンタイムを削減し、重要な施設やコミュニティに継続的な電力を供給できます。
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**マイクログリッド システムの種類**
マイクログリッド システムは、構成、所有権、目的に基づいて大まかに分類できます。
**グリッドタイドマイクログリッド**
系統連携マイクログリッドは、メイングリッドと並行して動作します。送電網から電力を引き出したり、余剰電力を送電網に戻したり、送電網の停止中に自律的に動作したりできます。
これらのシステムは通常、再生可能エネルギー (太陽光や風力など) とエネルギー貯蔵ソリューション (バッテリーなど) を組み合わせています。余剰エネルギーを送電網に売り戻す機能により経済的メリットが得られ、これらのシステムは都市部、商業ビル、住宅地で一般的になっています。
**リモートまたはオフグリッドのマイクログリッド**
オフグリッド マイクログリッドは、メイン グリッドから独立して動作するように設計されており、グリッド接続が利用できない、または信頼性が低い遠隔地に最適です。これらのシステムは、安定した電力供給を確保するために、再生可能エネルギー、ディーゼル発電機、またはその両方の組み合わせに大きく依存しています。
一般的な用途には、遠隔地の村、島のコミュニティ、軍事基地などが含まれます。オフグリッド・マイクログリッドの主な課題は、再生可能エネルギーの変動にもかかわらず、継続的なエネルギー供給を確保することであり、多くの場合、堅牢なエネルギー貯蔵ソリューションが必要となります。
**ハイブリッド マイクログリッド**
ハイブリッド マイクログリッドは、複数のエネルギーとストレージのオプションを組み合わせて、効率、信頼性、コストを最適化します。これらのシステムは、可用性と需要に基づいてさまざまな電源を切り替えることができ、再生可能エネルギー、化石燃料、バッテリーをシームレスに統合します。
ハイブリッド マイクログリッドは、再生可能エネルギーの供給が不安定な地域、または複数のエネルギー源を統合することでシステムの回復力と安定性を向上できる地域で特に役立ちます。これらは、産業用途、大規模なキャンパス、およびエネルギーが混在する地域でよく使用されます。
**コミュニティ マイクログリッド**
コミュニティ マイクログリッドは、近隣地域、町、キャンパスなどの特定のコミュニティにサービスを提供するように設計されています。これらのシステムは、地域でのエネルギーの生産と消費を優先し、多くの場合、再生可能エネルギーとエネルギー貯蔵を組み合わせて持続可能性と回復力を強化します。
コミュニティ マイクログリッドは独立して動作することも、メイン グリッドに接続することもでき、停電時に信頼性の高い電力供給を提供し、コミュニティ全体のエネルギー セキュリティに貢献します。これらは、地域のエネルギーの自立と持続可能性の促進に役立ちます。
---**マイクログリッドが必要な理由**
これらの小さな局所的なグリッドはさまざまな目的に役立ちます。ソーラーパネルで発電する住宅はマイクログリッドの一部を形成します。再生可能エネルギーとバッテリーを使用して送電網に接続するコミュニティもマイクログリッドの一部です。ソーラーパネルやエネルギー効率の高い家電製品でオフィスに電力を供給している企業は、マイクログリッドの一部です。
風力発電所や産業規模の太陽光発電所などの大規模な代替エネルギー源も役割を果たします。それらは環境保護に役立ちますが、送電距離は多くの場合、需要に応じて近くに建設できる化石燃料発電所よりもはるかに長いです。米国のエネルギーインフラは脆弱であり、より長い伝送距離は困難となる可能性があります。マイクログリッドの構築は、地域の発電の問題に対処するのに役立ちます。
大規模な停電時には、マイクログリッドの重要性がさらに高まります。太陽光パネルやエネルギー効率の高い家電を備えた家庭、企業、さらには大学でも、幹線送電網に障害が発生した場合でも基本的なサービスを維持できます。
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**マイクログリッドセットアップガイド**
**計画中**
マイクログリッド計画の主な目標は、経済的および環境的利点を最大限に提供しながら、エネルギー需要を最もよく満たすマイクログリッド システムの要件、構成、機能を決定することです。
**機器の設置**
マイクログリッド エネルギー システムの設置は、専門知識を必要とする大規模なプロジェクトとなる場合があります。機器を設置するときは、次の点に注意してください。
- 作業を開始する前に、必要な許可と承認をすべて取得していることを確認してください。
- 資格のある電気技師と協力してマイクログリッド機器を設置してください。
- 機器の設置中はすべての製造元の指示に従ってください。
**運用と保守**
他のエネルギー システムと同様に、最適なパフォーマンスを確保するには、マイクログリッドを定期的に運用および保守する必要があります。これには、機器の監視と制御、およびマイクログリッドの出力の追跡が含まれます。
マイクログリッドの運用は手動でも自動でも可能です。初期のマイクログリッドは手動で管理されていましたが、住宅環境では自動化がますます一般的になりつつあります。自動化は、マイクログリッドの運用を最適化し、人間の介入の必要性を減らすのに役立ちます。
マイクログリッドには定期的なメンテナンスも必要です。これには、機器の清掃や修理、マイクログリッドコンポーネントの検査などのタスクが含まれ、スムーズな動作を確保し、問題を早期に警告します。最新のソフトウェア監視では、予測分析と処方分析を使用して早期メンテナンスの機会を示し、コストを節約し、重大な問題を防ぐこともできます。
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投稿日時: 2024 年 7 月 20 日
