統合風力・太陽光・蓄電商業システム

電力網支援、商業および工業用電力供給、マイクログリッド構築などのシナリオに特化して設計された風力・太陽光・蓄電池統合システムは、風力発電、太陽光発電、エネルギー貯蔵機能を組み合わせています。「柔軟な調整、高度な統合、デジタルツイン」を中心としたこのシステムは、安全性と信頼性、高効率性とエネルギー節約といった利点を提供します。これにより、風力と太陽光エネルギーの間欠性を補完するとともに、電力網とユーザー側に対して安定した電力供給を行い、さまざまなシナリオにおけるエネルギーマネージメントのニーズを満たすことができます。

コア優位性：エネルギーマネージメント課題に対処する7つの主要機能

1. 柔軟なエネルギーディスパッチ：多源協調とオンデマンド配分

このシステムは、風力発電、太陽光発電、蓄電装置、公共電力網間のエネルギーフローをスマートに調整し、「オンデマンドディスパッチ」を実現します：

• 風力と太陽光発電が豊富な場合、負荷の電力需要を優先的に満たし、余剰電力を蓄電装置に保存します。

• 風力と太陽光発電が不足している場合や電力消費ピーク時には、蓄電装置が迅速に放電してエネルギーを補充したり、自動的に電力網から電力を引き出します。

• 「離島/並網」のデュアルモード切り替えをサポートします。離島シナリオでは、風力+太陽光+蓄電装置が共同で電力を供給します。並網シナリオでは、電力網との調整に適応し、異なるエネルギーニーズに対応します。

2. 高統合設計：簡素化された構造、コスト削減、効率向上

「PVとESS統合」アーキテクチャを採用し、太陽光逆変換、エネルギー管理、エネルギー調整機能を1つのデバイスに統合しています。従来の分割システムと比較して：

• 外部部品を50%以上削減し、設備の占有面積を減少させます（単一システムで分割システムと比較して30%削減）。

• 設置プロセスを簡素化し、太陽光、エネルギー貯蔵、インバータモジュールの個別のデバッグを必要とせず、現場配線を60%削減し、展開サイクルを短縮します。

• 後続のメンテナンスの複雑さを低減し、単一点障害検出をより便利にし、運用・保守の人件費を削減します。

3. デジタルツイン制御：リアルタイムマッピングと正確な予測

インテリジェントエネルギーマネージメントシステム（EMS）を装備し、デジタルツイン技術に基づいてシステムの「仮想ミラー」を構築します：

• 風速、光強度、エネルギー貯蔵容量、負荷電力などの運転データをリアルタイムにマッピングし、「発電 - エネルギー貯蔵 - 電力消費」の全過程を視覚的に表示します。

• 過去のデータとアルゴリズムに基づいて、次の24時間のエネルギーサプライと需要のトレンドを予測し、エネルギー貯蔵の充放電戦略を事前に調整します（例えば、気象データに基づいて翌日の弱い日光と風力強度を予測し、当日のエネルギー貯蔵を優先します）。

• リモートクラウド制御をサポートし、パソコンや携帯電話を通じて動作パラメータを調整でき、現場監視の必要はありません。

4. 安全かつ信頼性の高い運行：多層保護、リスク耐性

機器からシステムまで、包括的な安全保証システムを構築し、運行リスクを排除します：

• 電気的安全性：インバータには過電圧、過電流、ショートサーキット保護があり、電圧変動による機器損傷を防ぎます。

• エネルギー貯蔵の安全性：エネルギー貯蔵ユニットは防火・爆発防止設計で、温度湿度監視機能を備え、異常時に自動的に電源を遮断します。

• 環境適応性：主要部品は高低温（-30°C〜60°C）、風砂雨に耐え、高原、沿岸地域、砂漠など複雑な気候に適応します。

• グリッド適合性：並網時にはグリッド電圧と周波数基準を遵守し、グリッドへの影響を避ける。

5. 高効率のエネルギー変換：低ロス、高伝送、収益増加

このシステムは、すべての段階でのエネルギー変換効率を最適化し、エネルギー損失を削減します：

• 太陽光モジュールと風力タービンは、高効率発電技術を使用し、風力と太陽光エネルギーの捕集率を高めます。

• インバータは高変換効率を持ち、エネルギー貯蔵の充放電管理戦略と組み合わせることで、貯蔵および放出時のエネルギー損失を削減します。

• 全体システムのエネルギー利用率は≥85%であり、より進んだMPPT技術を採用することで、同様の風力と太陽光資源下で従来の風力・太陽光システムと比較して15%〜20%の発電量を増加させます。

6. 長寿命エネルギー貯蔵保障：耐久性、低消費、コスト削減

エネルギー貯蔵ユニットは長寿命サイクルの電池セルを使用しており、以下の利点があります：• サイクル寿命は5,000回以上に達し、通常使用では10年以上の寿命があり、中期的な交換コストを削減します。

• 深充放電（放電深度≥ 80%）をサポートし、エネルギー貯蔵容量の高利用率を確保し、「偽の容量表示」問題を回避します。

• セル電圧の自動バランス機能があり、容量衰減を遅らせ、長期的に安定したエネルギー貯蔵容量を維持します。

7. インテリジェント運用保守早期警報：前向きな検知、ダウンタイムの削減

EMSシステムは故障早期警報と自己診断機能を持ち、運用保守の難しさを低減します：

• 風力タービンの異常、太陽光シャドウ、バッテリーセルの衰減などのコンポーネント状態をリアルタイムで監視し、早期警報情報を事前にプッシュします。

• 異常原因と解決手順を明確に記載した故障検出ガイドを備えており、専門家以外でも初期対応が可能です。

• 運用保守データ統計をサポートし、発電、エネルギー貯蔵、故障レポートを自動生成し、運用保守戦略の最適化を容易にします。

コア構成：多コンポーネントの連携、安定したエネルギー系の構築

このシステムは、コアコンポーネントの効率的な連携により、「発電 - エネルギー貯蔵 - ディスパッチ - 出力」の全チェーンをスムーズに運行します：

• デュアルソース発電ユニット：風力発電ユニットと太陽光パネルが協調して作動し、風力と太陽光の相補特性（昼間の太陽光と夜間または風の強い時期の風力）を利用して、単一エネルギー源の間欠性の影響を軽減します。

• 風力タービンコントローラ：風力発電電圧に対応し、風力を安定した電力に変換し、また電圧調整機能を備え、システムに接続される電力の品質を確保します。

• PVとESS統合機器：太陽光逆変換とエネルギー貯蔵の充放電管理機能を統合し、太陽光とエネルギー貯蔵の電力を一元的に調整し、システム構造を簡素化します。

• インテリジェントエネルギーマネージメントシステム（EMS）：「システムの脳」として、デジタルツインマッピング、エネルギーディスパッチ、安全監視、運用保守早期警報を担当し、全工程のインテリジェンスを実現します。

• 広範囲の互換性設計：広範囲の入力電圧（200V〜800V）をサポートし、定格出力は20kW〜50kW、エネルギー貯蔵容量は50kWh〜100kWh以上で、異なる規模の電力需要に対応します。

コアアプリケーション：8つのシナリオ、電力網とユーザー側の強化

1. 電力網のピークシェービングと谷埋め

   電力網の負荷変動に対応し、電力消費ピーク時（夏の午後や冬の夜間）にエネルギー貯蔵ユニットが電力を放出し、電力網の供給圧力を軽減します。オフピーク時（早朝）には、余剰の太陽光と風力エネルギーまたは低コストの電力網電力を貯蔵し、電力網の負荷曲線を平滑化し、安定した電力網運行を支援します。

2. 安定した電力出力

   風力と太陽光エネルギーの間欠性を補完し、エネルギー貯蔵ユニットの「ピークシェービングと谷埋め」により、安定した出力電圧と周波数（三相交流400V、50/60Hz）を確保し、精密機器（データセンター、実験室機器）に直接電力を供給し、電圧変動による機器障害を回避します。

3. 緊急バックアップ電力

   公的電力網が突然停電した場合（自然災害や線路障害により）、システムは数ミリ秒以内に「オフグリッドモード」に切り替わり、エネルギー貯蔵ユニットが急速に電力を放出し、重要な負荷（病院ICU、通信基地局、緊急指揮センター）に継続的な電力を供給し、停電による重大な損失を回避します。

4. マイクログリッドにおける独立電力供給

   電力網がない遠隔地（山間部、遠隔鉱山エリア）では、システムは「風 + 太陽光 + 蓄電」の協調により独立マイクログリッドを構築し、地域内の住民や生産活動の電力需要を満たし、長距離電力網輸送に依存することなく、電力網建設コストを削減します。

5. 電力網の周波数と電圧調整

   電力網の補助サービス装置として、システムは電力網の周波数と電圧の変動（風力または太陽光発電の急激な増減による周波数偏差）に迅速に対応し、エネルギー貯蔵の充放電電力を調整し、電力網の負荷変動をリアルタイムで補償し、電力網の周波数安定性（50/60Hz ± 0.2Hz）を維持し、電力網の弾力性を高めます。

6. 産業および商用ユーザーのエネルギー節約とコスト削減

   産業および商用ユーザーの「大きなピークバレー電力価格差」の課題に対応し、システムはオフピーク時（深夜）に低コストの電力網電力または余剰の風力と太陽光エネルギーを貯蔵し、ピーク時（昼間の生産）に貯蔵エネルギーを放出し、高コストの電力網電力を代替し、企業の電力費用を削減します。一部のシナリオでは、20%〜30%の電力節約が可能です。

7. 再生可能エネルギーの統合

   大規模風力および太陽光発電所近くに配置され、発電所が発生した余剰電力を貯蔵し（風力と太陽光の廃棄を防ぐ）、必要に応じて電力網に供給し、風力と太陽光エネルギーの利用率を向上させ、「二重炭素」目標の達成に貢献します。同時に、発電所に追加収益をもたらします。

8. 敏感な負荷の保護

   電力の安定性に対する要求が高い負荷（半導体生産ラインや精密テスト装置）に対して、システムは「途切れのない電力供給」を提供します。電力網の品質を継続的に監視し、電力網で電圧低下やハーモニクスなどの問題が発生した場合、即座にエネルギー貯蔵からの電力供給に切り替えて中断なしで、負荷の停止を防ぎ、生産損失を減らします。

具体的な適用シナリオ：6つのコア領域をカバー

• 産業および商業パーク

  パーク内の生産工場、オフィスビル、付帯施設に電力を供給し、「ピークシェービングと谷埋め」によって電力コストを削減し、緊急電源として生産ラインの中断を防ぎます。機械製造や電子加工などの産業に適しています。

• 遠隔鉱山エリア/村

  電力網がないか不安定な遠隔地では、独立マイクログリッドを構築し、鉱山設備（小型粉砕機など）や村の住民の電力需要を満たし、ディーゼル発電機を置き換え、汚染と燃料コストを削減します。

• 大型公共建物

  病院、データセンター、交通ハブ（空港、高速鉄道駅）に電力を供給し、敏感な負荷の安定した動作を確保し、電力網の停電時には緊急電源として医療事故、データ損失、交通中断を防ぎます。

• 再生可能エネルギー発電所の支援施設

  風力と太陽光発電所と協調し、システムは発電所からの余剰電力を貯蔵し、再生可能エネルギーの統合率を向上させ、発電所の補助設備（監視および保守施設）に安定した電力を提供し、発電所の電力網依存度を削減します。

• 都市電力網の補助サービス

  都市電力網の負荷中心（商業エリアや住宅エリア）に配置され、ピークシェービング、谷埋め、周波数と電圧調整に参加し、電力網供給圧力を軽減します。特に電力負荷が密集し、電力網拡張が困難な地域に適しています。

• フィールド作業シナリオ

  地質調査、フィールド科学調査、国境警備所などのフィールド作業サイトに電力を供給します。システムの軽量設計はフィールド輸送に適しており、「風 + 太陽光 + 蓄電」による自律的な電力供給を実現し、複雑な設置なしで設備の運転と人員生活の電力需要を満たします。

 システム構成