ソーラーシステム・インテグレーションの基礎

Apr 01, 2025 30日表示

何なのか?ソーラー・システム・インテグレーションその仕組みとは?太陽光発電システムの統合には、送電網の信頼性、安全性、効率を維持しながら、太陽光エネルギーを送電網に乗せるための技術やツールの開発が含まれる。

電気グリッド

過去100年の大半の間、電力網は、消費者から遠く離れた場所にある大規模な集中型エネルギー発電に関わっていた。現代の電力網は、大規模なユーティリティ・スケールの発電所に加え、太陽光や風力などの変動エネルギー源、エネルギー貯蔵システム、インバーターなどのパワーエレクトロニクス機器、屋上設置やマイクログリッドなどの小規模なエネルギー発電システムも関わっている。こうした小規模で分散したエネルギー源は、一般に分散型エネルギー資源(DER)として知られている。

送電網は、大規模発電所のような集中型の発電源から電気を運ぶ高圧送電線のネットワークである。配電網は、最終的に家庭や企業に届く低電圧の電線を指す。変電所と変圧器は、高電圧と低電圧の間で電力を変換する。電気はこれらのシステムを一方通行で流れるだけでよかった。中央の発電源から消費者まで。屋上太陽光発電のようなシステムでは、発電した余剰電力を送電網に戻すことができるため、送電網は双方向の電気の流れを処理する必要がある。

パワーエレクトロニクス

送電網における太陽光発電とDERの増加は、エネルギーをある形態から別の形態に変換するパワーエレクトロニクス機器をより多く統合することを意味する。これには、電気の行き先や使用方法に応じて、高電圧と低電圧の変換、電力量の調整、直流(DC)電気と交流(AC)電気の変換などが含まれる。2030年までには、電力の80%もがパワーエレクトロニクス機器を通して流れる可能性がある。太陽光エネルギーの統合にとって特に重要なパワーエレクトロニクス機器のひとつが、インバーターである。インバーターは、太陽光パネルが発電する直流電力を、電力網が使用する交流電力に変換する。

ソーラー・プラス・ストレージ

太陽エネルギーは太陽が照っているときにしか発電できないため、後で使用するために太陽エネルギーを貯蔵する能力は重要である。つまり、蓄電池や蓄熱装置を開発することが、太陽光発電を増やす鍵なのだ。

グリッドの回復力と信頼性

送電網は確実に電力を供給できなければならないため、電力会社やその他の電力系統運用者にとって、どれだけの電力が供給されているかという情報をリアルタイムで入手することが重要である。ソーラーシステムが生産している。送電網における太陽光発電とDERの増加は、送電網の信頼性にチャンスと課題の両方をもたらす。従来の発電とDERが混在する複雑な最新の送電網は、暴風雨や停電のような異常事態への対応を困難にする可能性がある。パワーエレクトロニクスは、送電網に関するリアルタイム情報を収集し、送電網の運用を制御するのに役立つ可能性がある。特殊な「送電網形成」インバーターは、停電時に太陽光エネルギーを使って送電網を再稼働させることができる。