オフグリッドおよびマイクログリッドのエネルギー貯蔵ソリューション

オフグリッドおよびマイクログリッドのエネルギー貯蔵ソリューション:

グリーンエネルギーのための安定した自律的な基盤の構築

導入

送電網が整備されていない僻地、送電網が脆弱な島嶼鉱山地域、あるいは電力供給の持続性が極めて高い要件を持つ特殊な地域においては、安定した信頼性の高い電力供給が生存と発展の生命線となります。オフグリッドおよびマイクログリッドのエネルギー貯蔵ソリューションは、エネルギー貯蔵システムを分散型エネルギー源（太陽光発電や風力発電など）や従来の発電機とインテリジェントに連携させ、独立して稼働するか、オングリッドとオフグリッドを柔軟に切り替えることができるローカル電力網を構築します。これは、「電気があるか、ないか」という問題を解決する鍵となるだけでなく、エネルギーの自給自足を実現し、電力品質を向上させ、長期的なエネルギーコストを削減するための中核的な手段でもあり、僻地の人々の生活、工業・鉱業生産、緊急時対応、そしてグリーンコミュニティに強力な電力供給を提供します。

典型的なアプリケーションシナリオ

1. 純粋なオフグリッド電源システム：公共電力網が整備されていない遠隔地の村、島、高原の拠点、現場作業所などの地域に、「太陽光発電/風力発電+エネルギー貯蔵」に基づく100％自給自足型の電力供給ソリューションを提供し、24時間途切れることのない電力供給を確保します。
2. 弱いグリッド拡張システム:電力網の末端や電力品質の悪い地域では、エネルギー貯蔵装置を接続することでマイクログリッドが形成され、電力網の変動を効果的に平滑化し、電圧低下や周波数偏差を管理し、敏感な負荷に高品質の電力を供給することができます。
3. マルチエネルギー補完マイクログリッド：工業団地、基地、島嶼などのシナリオにおいて、太陽光発電、風力発電、エネルギー貯蔵などの複数のエネルギー源を統合し、インテリジェントなエネルギー管理を通じて最適な組み合わせとスケジュールを実現することで、再生可能エネルギーの利用を最大化し、電力供給の信頼性を確保し、全体的なエネルギーコストを削減します。
4. 太陽光発電・蓄電・充電一体型独立ユニット：高速道路のサービスエリア、遠く離れた景勝地、一時的な建設現場など、送電網へのアクセスが不便であったり、コストが高すぎる場所では、独自の太陽光発電、エネルギー貯蔵、充電パイルを備えた統合型独立電源ユニットを構築し、グリーンエネルギーの自家発電と自家消費を実現します。

図1. オフグリッド/マイクログリッドアプリケーション

顧客事例

事例1：通信基地局のバックアップ電源用マイクログリッドエネルギー貯蔵システム

• 顧客の悩み遠隔地にある通信基地局は、従来、バックアップ電源としてディーゼル発電機に依存してきました。しかし、ディーゼル発電機は燃料輸送コストが高く、メンテナンスが頻繁で、騒音公害が深刻であり、低温時や悪天候時には発電機の始動が不安定になるという問題があります。特に森林火災防止などの重要な時期には、基地局への継続的な電力供給を確保し、通信途絶を防ぐことが極めて重要です。
• 解決: エネルギー貯蔵を中核とし、太陽光発電を補助として備えたオフグリッドのバックアップマイクログリッドシステムが構築され、元のディーゼル発電機が完全に置き換えられました。
• 動作モードシステムは主に系統連系モードとオフグリッドモードの2つのモードで動作します。系統連系モードは、主電源が正常な場合、蓄電システムはスタンバイモード、または必要に応じてピークカットとバレーフィルを行います。系統連系モードが中断されると、システムはシームレスにオフグリッドモードに切り替わり、蓄電バッテリーが基地局の負荷に独立して電力を供給します。
• 実施結果このプロジェクトにより、ディーゼル発電機を廃止し、排出ガスゼロ、静かな運転、バックアップ電源の無人運転を実現しました。

 図2. 通信基地局のバックアップ電源用マイクログリッドエネルギー貯蔵システム

ケーススタディ2: 風力発電と太陽光発電をエネルギー貯蔵と組み合わせたオフグリッドマイクログリッドシステム

• 顧客の悩み日々の照明、通信、設備稼働など、様々なニーズを満たすには、安定した信頼性の高い電力供給が必要です。風力や太陽光発電といった単独の発電設備では、天候の影響を大きく受け、出力が極めて不安定になり、継続的な電力供給を保証することができません。
• 解決5kWpの太陽光発電パネル、5kWの風力タービン、そして30kWhのエネルギー貯蔵システムで構成される、風力・太陽光・蓄電を補完するオフグリッドマイクログリッドシステムが導入されました。エネルギー貯蔵システムはエネルギーハブおよび安定化装置として機能し、広い電圧入力範囲を備えたインテリジェントコントローラーを搭載することで、太陽光発電パネルと風力タービンからのエネルギー入力を効率的に管理し、1日あたり約2.5kWの負荷に対応します。
• 動作モードエネルギー管理システムは、風力、太陽光、蓄電をリアルタイムで連携させます。風力と太陽光の資源が豊富な場合、発電は負荷への供給を優先し、余剰電力はバッテリーに蓄えられます。風力と太陽光の資源が不足している場合、バッテリーは放電して不足分を補います。曇り、雨、無風が続く天候では、蓄電バッテリーは数日間、独立して負荷を支えることができます。
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  実施結果風力と太陽光のハイブリッド化により、エネルギー供給の全体的な安定性と自給性が大幅に向上し、運用コストがほぼゼロで、騒音や大気汚染もなく、環境に優しく、低炭素で、信頼性の高い独立電源モデルが実現しました。
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図3. 風力発電と太陽光発電をエネルギー貯蔵と組み合わせたオフグリッドマイクログリッドシステム

ケース3：太陽光発電＋エネルギー貯蔵オフグリッドマイクログリッドシステム

• 顧客の悩み地元の豊富な太陽エネルギー資源を活用したいと考えています。
• 解決5kWpの太陽光発電+30kWhのエネルギー貯蔵オフグリッド電源システムが導入されました。
• 動作モード：システムは完全にオフグリッドで稼働します。日中は太陽光発電でリアルタイムの負荷需要を満たし、余剰電力は大容量蓄電池に蓄電されます。夜間や曇り・雨の日には、すべての電力を蓄電池から供給します。システムの設計容量は、ユーザーの1日の電力消費量と必要なバックアップ電力日数を十分に考慮しており、曇り・雨の日が数日続いた場合でも正常な電力供給を確保します。
• 実施結果システムは安定的に稼働し、メンテナンスが容易で、電力の「自給自足」を実現します。初期投資後の電気代はほぼゼロのため、無電化地域の電力供給問題に対する経済的かつ効率的なソリューションとなります。

図4. 太陽光発電+エネルギー貯蔵オフグリッドマイクログリッドシステム

結論

オフグリッドおよびマイクログリッドにおけるエネルギー貯蔵ソリューションは、電力系統が未整備または脆弱な地域におけるエネルギー自給自足の実現と安定した電力供給の確保に不可欠です。再生可能エネルギーとエネルギー貯蔵技術の進歩に伴い、クリーンで信頼性の高い独立した電力システムの構築は明確なトレンドとなっています。当社は、様々なオフグリッドおよびマイクログリッドのシナリオにおいて、効率的で安定した製品とソリューションを提供し続け、堅牢なエネルギーサポートを提供していきます。