太陽光発電とバッテリー技術がスマートグリッドをいかに進化させているか

太陽光発電とバッテリー技術は、スマートグリッドのエネルギー効率に貢献する隣接技術の非常に影響力のある例です。太陽エネルギーは長い間、従来の電力網の代替手段となってきましたが、太陽光パネル モジュール、 電力インバーター 技術、 スマート メーター、バッテリー技術の進歩により、かつては希少だったこのエネルギー源が、住宅や商業施設の電力網で一般的に使用されるようになりました。この記事では、スマートグリッドと再生可能エネルギー技術がどのように連携して、電気エネルギーの配給をより効率的にし、世界中の炭素排出量を削減するかについて説明します。

現代の再生可能エネルギー

現在、世界の多くの地域で新築住宅に太陽光パネルが設置されています 。たとえば、カリフォルニア州では、すべての新築住宅建設に、住宅の電力システムと統合された 太陽光発電 (PV) システムを設置することが義務付けられています (米国全土の太陽光発電に関する政策とインセンティブの完全なリストについては、 DSIREUSA.org を参照してください)。これらのPVシステムは、双方向の電力配分を可能にするために、多くの場合、公益事業の電力網に自動的に統合されます。この電力分配方法により、化石燃料による発電を制限し、使用場所の近くで電力を分配できるため、電力会社にとって驚異的なスマートグリッドのエネルギー効率が実現します。

晴れた日には、1枚のPVソーラー パネルで約2kWhの電力を生成できます。これは、1個の LED電球 を8日間点灯させるのに十分な量です。ほとんどの住宅用太陽光発電設備には5 ～ 20枚の太陽光パネルが設置されており、毎日数百kWhの電力を発電しています。ほとんどの住宅では日中に大量の電気を消費しないため、余剰エネルギーを蓄えたり共有したりすることができます。

家庭にローカルバッテリーストレージがない場合、生成された余剰エネルギーは電力網に送られ、電力会社プロバイダーの需要ベースのサービスに貢献します。独立したPV生産者から エネルギーを「収穫」 する電力会社プロバイダーは、消費料金の割引や直接的なエネルギー貢献の返済など、これらの生産者にインセンティブと補償を提供することがよくあります。

公益事業会社にとってのメリット

エネルギーグリッドにおいて、システム内で最も非効率なのはエネルギーの分配です。電力会社にとって、地域限定のエネルギー生産は、送電距離と発電需要を大幅に削減するため有益です。たとえば、住宅に太陽光発電設備がない場合、電力会社がすべてのエネルギーを供給する必要があります。電力会社はそのエネルギーを（多くの場合、化石燃料発電所を使用して）生成し、使用場所まで長距離伝送します。

近くの独立したPV生産者が余剰エネルギーをグリッドに提供すると、そのエネルギーは他の消費者に渡され、発電所の需要と使用地点までの総エネルギー伝送距離の両方が削減されます。この送電距離の短縮により、間接的に炭素排出量を削減し、電力会社側の運用コストを削減できます。

太陽光発電と蓄電池

住宅用および商業用のバッテリー貯蔵システムは、夜間に消費者または公益事業会社に地域のエネルギーを供給できるため、再生可能エネルギーのスマートグリッド技術に新たな側面を追加します。冬季には、住宅のエネルギー消費の大部分は、エネルギーを生成しない時間帯に発生します。

照明、調理、テレビ鑑賞は、太陽光パネルが電気を生成しない暗くなってから行われることが多いです。大型バッテリー システムは、日中にPVシステムによって生成されたエネルギーを貯蔵し、そのエネルギーを営業時間外に消費者に提供し、さらに発電地点の消費者によって十分に活用されていない場合には電力網に電力を供給することもできます。これらのバッテリー システムは、大量導入されると電力網に統合され、実質的に電力網レベルで瞬時に利用できる電力網ストレージを形成します。

スマートグリッドと再生可能エネルギー

スマートグリッド技術は、化石燃料の消費を削減し、再生可能エネルギーの生成を増やし、配電システムの効率を最適化し、消費者にとって電気を手頃な価格にすることを目的としています。太陽光発電システムと蓄電池システムは、スマートグリッドに新たな効率をもたらします。これらのシステムは、グリッドの需要曲線を平滑化し、グリッドのストレスを軽減し、グリッドの保守コストを下げ、炭素排出量を削減します。スマートグリッドの進歩により、消費者と電力会社の両方がコストを節約できます。