著者: ジェレミー・クック
マイクログリッドエネルギーソリューションがより安価で信頼性の高い電力を生み出す方法
マイクログリッドは、限られた数の地域ユーザー間で分散されたエネルギー生成および貯蔵施設の小規模ネットワークです。通常、マイクログリッドはより大きなグリッドにリンクされています。必要に応じて、地域の電力網から完全に切り離された「孤立」状態で作業できなければなりません。
恒久的なバックアップ発電機や太陽光/バッテリーストレージバンクは、独立して機能できる場合は個人用マイクログリッドの一種と見なすことができますが、ここではネットワーク化された容量のマイクログリッドについて検討します。すべての補助電源 (太陽光など) がオフグリッドで機能できるわけではないため、適切に設定されない限り、どちらの定義も満たさないことに注意してください。
ハリケーン・イアンが電力を遮断：マイクログリッドエネルギーの代替手段？
2022年9月下旬、ハリケーン・イアンがフロリダ全土に破壊の道を残し、一時的な（場合によっては長期間の）停電を引き起こしました。嵐が大西洋を短時間通過した後、サウスカロライナ州の一部も影響を受け、自然に対する私たちの脆弱性と電力網の脆弱性が改めて露呈した。
あらゆるハリケーンと同様に、照明、冷蔵庫、扇風機に電力を供給するための小型発電機の調達が急がれました。これらは部分的な解決策にはなるが、フロリダの最も貴重な商品である中央空調ユニットに電力を供給することはほとんど不可能である。しかし、電力網が停止しても同じような電力不安を感じない人も少数いる。それは、自宅に常設の予備発電機を設置している人たちだ。他にも、太陽光発電システムやバッテリーシステム、さらには電気自動車を統合してオフグリッド運用を可能にする新しい技術を導入しているところもあるかもしれません。残念ながら、どちらのオプションも、頻繁に使用しないものに対しては法外に高価になる可能性があります。
現在の選択肢は、あらゆるニーズを満たすために遍在する電力網に頼るか、完全な自給自足を実現するかのどちらかです。マイクログリッドのコンセプトは、小規模な共同電力という形で第3の可能性を提示します。停電に対する耐性に加え、マイクログリッドは再生可能エネルギーと地域発電の統合を可能にし、継続的な電力コストを削減できます。
マイクログリッドの仕組み
マイクログリッドは、その性質上、さまざまな電源入力源で動作するように設計されており、最も効率的でコスト効果の高い発電方法間で負荷をインテリジェントに分散します。グリッド全体の電力が停止した場合、ローカルのマイクログリッドが引き継ぎ、少なくとも限られた量の電力を顧客に供給します。局所的な事象によってマイクログリッドが損傷を受ける可能性はありますが、遠くから電力供給が中断されるような広範囲にわたる中断の影響を受けません。
同時に、先進国では電力網の大部分はほとんどの場合正常に機能しています。純粋なバックアップ システムとは異なり、マイクログリッド エネルギー ソリューションは、大規模なグリッドが完全に機能している場合でも電力使用を最適化するように構成できます。マイクログリッドは、オンサイトの 再生可能エネルギー生成 とバックアップ用のローカルストレージを活用でき、電力を取得する時間と使用する時間をシフトするのに役立ちます。
たとえば、シンプルなマイクログリッドに太陽光発電システム、バックアップバッテリー、発電機があれば、日中は ソーラーパネル を使用して顧客の電力需要の大部分を賄い、不足分は地域の電力網で補うことができます。夜間には、地域の電力網がより多くの電力を供給し、エネルギー料金が下がればバッテリーを充電することもできる。これらの バッテリー は、エネルギーがより高価になる可能性がある日中に部分的に放電され、テストやメンテナンスの目的で必要に応じて発電機を稼働させることができます。
したがって、マイクログリッド システムは、平常時のエネルギー節約という形でコストを相殺し、地域社会が大規模な停電に備えるのに役立ちます。太陽光マイクログリッドシステムは、太陽光やその他の再生可能エネルギーが豊作の場合、または特定の時間にバッテリーを放電することが合理的である場合、電力会社に電力を販売することもできます。ユーザーのニーズに応じて、マイクログリッドは、堅牢な回復力 (病院や軍事基地など) を重視したり、効率性 (大学のキャンパスなど) を重視して設定される場合があります。
短期的な利益
発電から貯蔵または使用地点までの短い移動には、回復力という形で明らかな利点があります。同様に、長距離にわたる電力伝送は、線路内で熱が逃げることによって損失につながります。この距離を短縮することで、このような損失や不一致を最小限に抑えることができます。
さらに、グリッド電力は主に交流 (AC) の形で供給され、多くの用途では損失を伴い直流 (DC) に変換する必要があり、ソーラーパネルは直流電力を自然に生成し、バッテリーは直流電力を蓄えます。理論的には、マイクログリッドは、典型的な ACからDCへの変換なしでこのタイプのエネルギーを供給するように設定でき、効率が向上します。
最後に、このような機器の収容と管理は負担になる場合がありますが、このような設定には付随的な利点がある可能性があることを考慮してください。太陽光パネルの下の屋根付き駐車場は、すでにいくつかの場所で見られる素晴らしい利用方法の1つであり、おそらくコミュニティは、再生可能な機器を他の方法で有用に、あるいは美しくするために、他の対策を採用するでしょう。ビジネスパーク、大学、近隣地域への訪問者を迎えるソーラーパネルで作られた機能的なアート作品、あるいはまだ検討されていない他の数多くのコンセプトを想像することができます。
マイクログリッドの未来
エネルギー生成の将来はどうなるのでしょうか?最初に再生可能エネルギーを使用し、次に一時的なバックアップバッテリー、最後に長期的なサポートのために化石燃料発電を使用しながら、送電損失を削減できる堅牢な発電システムの大きな利点がわかります。おそらく、太陽光パネルやバッテリーからの交流変換なしの直流電源の普及も見られるようになるでしょう。
同時に、核融合や深部地熱などの技術が実際に実現され、より集中化された供給源からほぼ無限の電力が供給されるようになったらどうなるでしょうか?集中型システムでは、混乱がさらに発生しやすくなり、混乱はさらに深刻で長期化する可能性があります。マイクログリッドのコンセプトの柔軟性により、ほぼあらゆるシナリオに適応できます。
マイクログリッドがどのように発展しても、Arrowはイノベーターがコンポーネントのニーズを満たすのを支援する準備ができています。私たちが資源を活用して、より効率的かつ信頼性の高い方法で住宅や建物に電力を供給することで、未来は明るくなります。
