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GEの蓄電池付き最新型2.5MW風力発電機の例で考えるグリッドの再エネ受け入れ可能バランスとは?

 MIT Technology Reviewの記事によると、GEは蓄電池付き最新型2.5MW風力発電機を開発し、すでに実際に運用が開始されているとのことです。再生可能エネルギーの”発電のきまぐれさ”は、既存の送電線の秩序に対して害悪であるとの見解は、特に日本では古くから信じられている話です。しかし、風力発電や太陽光発電の容量が増大しても、適切に手当てすることで、発電容量の数割(3割り強)までは、蓄電池などのバックアップは必ずしも必要ではない、という見解も再エネ比率が日本よりも高いドイツやアメリカではあります。

 とはいえ、日本では頑固な信念のもと、再エネ比率があがってきた各国においても、蓄電池の開発と系統内への設置は不可欠な技術課題として大きな開発競争のターゲットにもなっている分野であることは確かです。

 ただ、できればコストや技術的な課題も多い大型蓄電池に関しては、可能な限り容量は小さいほうが、都合がいいのは確かです。では、その割合はどの程度?

 この疑問にMIT Technology Reviewの下の記事は応える内容を提供してくれます。

Wind Turbines, Battery Included, Can Keep Power Supplies Stable-----MIT Technology Review,May 7, 2013

 この記事では、系統(商用電力網)は、バッテリーなどの対策がなくとも、系統容量の20%までは再生可能エネルギーを問題なく受け入れることができるとのこと。さらに上を目指す場合の対策としては、なんらかの蓄電などの調節機能を検討せざるをえなくなる。しかし、例えば15分の発電の欠落を補う場合でも、系統全体の運用と考えるとこの15分のすべて蓄電池でカバーすると考える必要はない。もっと容量は、小さくていいのだ。このストレージ部門への投資を最小化するためには、逐一の発電、電力消費情報の把握や気象情報の把握が必要だ。最小化のための解析、アルゴリズムは再生可能エネルギー運用の技術の大きな開発のポイントになりつつある。
 今回、GEは、3台のバッテリー付きの風力発電機を、同社初めてのケースとして納品している。具体的には、新設の Invenergy社のテキサスの風力発電所に3台のバッテリー付きの2.5MW風力発電機(2.5 - 120 Wind Turbine)が納品されました。
 2.5MW風力発電機1台につき配置されたバッテリーの容量は、たった25kWh分にすぎない。これは、電気自動車に搭載されている蓄電池容量に相当するとても小さな容量です。2.5MW風力発電機1台あたりの15分間の無発電時間をすべて保証するには、625kWhものバッテリーが必要になるから、この25kWhという容量がいかに小さなものであるかわかるでしょう。しかもGEの技術者の見解では、この25kWhで50kWのインバーターによる出力で、15分から60分の補償が可能であるというのだから、彼らが開発したプログラムのアルゴリズムは、さらに大きな容量を系統につなげる際の大きな武器になります。
 そして、これは風力発電だけにとどまらず、太陽光発電や他の再生可能エネルギーの普及においても非常に大きな成果となるかもしれない。
 
 
プレスリリース / GE, May 1, 2013
Invenergy to Install GE’s First Brilliant Wind Turbine with Integrated Battery Software Applications

Shifting the Winds in Your Favor with Energy Storage

(GE Renewables,2013/04/30)

"・Invenergy to Feature Three Brilliant 2.5-120 Turbines as Part of an 86 GE Turbine Installation at New Texas Wind Project Site

・New Brilliant Wind Turbine Is First to Integrate Battery Applications into the Turbine System

・Three Powerful Software Applications Work with the Battery to Enable Short-Term Predictable Power and to Enhance Revenue Potential for Customers

GE (NYSE: GE) and Invenergy announced today the purchase of the first 2.5-120 brilliant wind turbines in the world. Invenergy has ordered three units as part of an 86-turbine deal with GE for its Mills County, Texas, wind farm. The 2.5-120, announced in January, harnesses the power of the Industrial Internet to analyze tens of thousands of data points every second. This helps manage wind variability and provides reliable, short-term predictable power, while communicating seamlessly with neighboring turbines, service technicians and operators.

New Configuration Enables Operators to Capture the Wind for Short-Term Energy Storage

The 2.5-120 is the first wind turbine to incorporate short-term battery storage as part of the complete turbine package. Integrating the battery into the wind turbine allows wind farm operators to reap the benefits of energy storage without the high costs of farm-level battery storage installation. This revolutionary design integrates GE’s advanced Durathon Battery technology with three software applications (apps). The resulting intelligent system enables power producers and the wind turbines themselves to make data-informed decisions and provide short-term predictable power.
.......... "


関連
Better Computer Models Needed for Mega Wind Farms-----MIT Technology Review,April 17, 2013

GE Energy : Wind Turbines - Wind Energy Storage
Ge_tehachapi_ca_5_660x450
-----image : 上記サイトより

GE Energy : Wind Turbines - 2.5 - 120 Wind Turbine
25_120_web
-----image : 上記サイトより

Invenergy


コメント続き
 商用電力と再生可能エネルギーについての最新の研究は、以下にあります。

National Renewable Energy Laboratory : Western Wind and Solar Integration Study

"..........
Key Findings
The integration of 35% wind and solar energy into the electric power system will not require extensive infrastructure if changes are made to operational practices.

Wind and solar energy displace fossil fuels. A 35% penetration of solar and wind power would reduce fuel costs by 40% and carbon emissions by 25%–45%—the rough equivalent of taking 22–36 million cars off the road—compared to today's system.

Increasing the size of the geographic area over which the wind and solar resources are drawn substantially reduces variability.

Scheduling generation and interchanges subhourly reduces the need for fast reserves.

Using wind and solar forecasts in utility operations reduces operating costs by up to 14%.

Existing transmission capacity can be better used. This will reduce new transmission needs.

Demand response programs can provide flexibility that enables the electric power system to more easily integrate wind and solar—and may be cheaper than alternatives.
.......... "

参考エントリー
米国立再生可能エネルギー研究所 National Renewable Energy Laboratory、電力網は従来の研究よりも不安定化の恐れなく大量の再生可能エネルギーを受け入れることができるという研究成果を発表-----ソフトエネルギー、2010/07/09

日立製作所、再生可能エネルギー大量導入時代を拓く低コストで拡張性に優れた系統電圧安定化技術を開発-----ソフトエネルギー、2013/03/22





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