グリッドエネルギー貯蔵システム: 分散型発電のバックボーン

メタディスクリプション:グリッドエネルギー貯蔵システム (GESS) は分散型発電をどのようにサポートしますか?バッテリーが太陽光、風力、地域の DG 資産の負荷平準化、周波数調整、単独運転、デマンド充電の節約をどのように可能にするかを学びましょう。

分散型発電（DG）は急速に拡大しています。コーヒーショップの屋上太陽光発電、農場に小型風力タービン、小川にミニ水力発電設備が近隣地域や商業地区に広がりつつあります。この変化は炭素を削減し、地域社会が自分たちの力をより細かく制御できるようにする上で優れています。しかし、DG は本質的に厄介です。太陽が常に輝いているわけではなく、風が常に吹いているわけではありません。また、小型発電機は電力網全体を不安定にする可能性のある変動する出力を生成します。グリッドエネルギー貯蔵システム (GESS) は、分散型発電をまとめる隠れた接着剤です。

分散型発電が電力網に負担をかける理由

分散型発電は、都市全体に電力を供給する大規模な集中型石炭火力発電所や原子力発電所ではありません。これは、近隣地域、農場、商業用地に点在する小規模なモジュール式発電です。送電事業者は長い間、大規模プラントからエンドユーザーまでの予測可能な一方向の電力の流れに依存してきました。 DG を使用すると、電力は双方向に流れることができます。太陽電池アレイが昼間の余分な電力を作り出し、それを地元の変電所に送り返します。逆流が多すぎると、グリッド周波数（AC 一貫性の尺度）が高くなりすぎます。曇りの日に少なすぎるとドロップします。これが、停電が忍び込む仕組みであり、電力会社が送電網の安定を維持するために完全に正常な DG を停止するためにお金を支払う仕組みです。これが GESS が埋めるギャップです。

負荷平準化: 供給と実需要の一致

GESS が DG に対して行う最大の仕事の 1 つは負荷平準化です。屋上の太陽光発電でニーズのほとんどをカバーしている小規模な商業ベーカリーでは、オーブンの 90% が午後 2 時から午後 5 時まで稼働していることがわかりました。午後 2 時までに、太陽電池アレイはパン屋が必要とするよりもはるかに多くの電力を生成し、需要なしで電力を送電網にフィードバックし、不必要な電力削減を引き起こしました。産業用蓄電池システムは、日中の余剰太陽光を蓄え、オーブンのピーク時間帯にパン屋に直接放電しました。電力削減やピーク時の追加電力の支払いも不要になり、送電網が不安定な逆流を吸収する必要もなくなりました。ビジネスと電力網にとっての勝利です。

周波数調整: ミリ秒応答

グリッドの公称周波数は 50Hz または 60Hz、つまりグリッドの「パルス」です。 DG アセットがオンまたはオフになるたび、または工場が負荷を変更するたびに、そのパルスはシフトします。従来の周波数規制は、数分かけて増加する大規模で遅い発電所に依存していました。 GESS、特にリチウムイオン電池ストレージはミリ秒単位で出力を調整します。近くのアパートの AC の負荷が 0.8MW 低下する一方で、突風により系統に突然 1MW が追加された場合、系統は目標を 0.2MW 超え、周波数がスパイクします。 GESS はその 0.2MW を 1 秒未満で吸収し、パルスを安定に保ち、無駄で応答の遅い修正を排除します。

送電網の安定性とバックアップ: コミュニティのための孤立化

コミュニティや中小企業が所有する DG にとって、送電網の安定性とバックアップ電力は非常に重要です。田舎の協同組合に太陽光発電と小規模風力発電を供給している変電所が嵐で破壊され、送電網に障害が発生すると、ほとんどの DG 資産が安全のために停止します。これらの資産に接続されたグリッドエネルギー貯蔵システムは、メイングリッドから自動的に切断され、アイランドモードに切り替わり、貯蔵された太陽エネルギーと風力エネルギーと独自のバッテリーを使用して、重要な負荷（給水ポンプ、コミュニティセンター、食料品店）に電力を供給します。この独立化機能により、主送電網が停止した場合に DG が小型発電所に変わり、大規模システムはより大きな負荷とより長いバックアップ時間を処理します。

デマンド料金管理: 実質コストの削減

電力会社は、商業および産業のユーザーの要求に応じて、総使用量だけでなく、15 分間の最大使用電力に基づいて料金を請求します。 DG を導入している企業の場合、そのピーク ウィンドウは太陽光発電が弱かったり風力が弱まったときにぴったりと重なることが多く、高コストで送電網から大規模な電力を引き出すことを余儀なくされます。 GESS は、日中に余分な DG 電力を蓄え、グリッド電力を利用する代わりにそのピーク ウィンドウをカバーします。ある製造工場では、500kW の屋上太陽光発電アレイに GESS を追加するだけでデマンド料金が 40% 削減されました。これにより、ピーク時の電力網の負担も軽減され、実質的な節約になります。

神話の誤りを暴く

小規模な DG にはストレージが必要ないと考える人もいます。しかし、食料品店にある 100kW の太陽電池アレイでも問題が発生する可能性があります。雲がアレイの上を通過するときに冷凍庫が作動すると、電力の低下により通りの向こう側の家電製品がトリップする可能性があります。 GESS はそれをスムーズにします。ストレージは高すぎると考える人もいますが、価格は過去 10 年間で 80% 下落しており、DG の不安定な電力に対処するために追加の送電線を構築するよりも安くなっていることがよくあります。

万能ではなくオーダーメイド

分散型電源の設定はそれぞれ異なります。コーヒーショップの屋上太陽光発電には、10MWの大草原風力発電所や50世帯で共有するコミュニティ太陽光発電プロジェクトとは異なるGESSが必要です。経験豊富なサプライヤーがエンジニア、グリッド オペレーター、DG 所有者と協力して、産業、商業、大規模、またはグリッド接続などの特定のニーズに適合するストレージを設計します。

結論

分散型発電の推進は今後も続きます。より多くの企業、農場、コミュニティが集中型電力から自家発電に移行し、排出量と光熱費を削減しています。しかし、これをすべての人が利用できるようにするには、グリッドには、散らばった小規模な資産を処理できるものが必要です。グリッドエネルギー貯蔵システムは、単なる優れたアドオンではありません。これらは、分散型発電が電力網に対してではなく、電力網に対して機能するようにするバックボーンです。

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