VZIMAN Company SF6 サーキットブレーカー ソリューションによる再生可能エネルギー電力網統合
1. 再生可能エネルギーの電力網統合における現在の課題
1.1 電力網周波数の変動と安定性の問題
再生可能エネルギー源（例えば、風力や太陽光）の間欠性と変動性により、電力網の周波数が頻繁に変化します。従来の遮断器はこのような動的な負荷に対応する速度が遅いため、機器の損傷や地域的な停電を引き起こす可能性があります。例えば、風力発電の急な低下や太陽光発電の急激な出力変動時には、電力網はミリ秒単位で故障を隔離し、超高速かつ正確な遮断器の動作が必要となります。
1.2 機器の信頼性に対する需要の増加
再生可能エネルギープラントはしばしば遠隔地（例えば砂漠や海上）に設置され、極端な条件（高湿度、塩害、温度変動）が機器の劣化を加速します。従来の遮断器は、限られた機械寿命と絶縁性能のために長期的な信頼性要件を満たせません。また、グリッド接続点での頻繁なスイッチング操作（例えば太陽光インバータの起動/停止）は接触部の摩耗を促進し、故障リスクを高めます。
1.3 環境規制への圧力
SF6ガスは優れた消弧特性を持ちますが、その地球温暖化係数（GWP）が23,500であるため、EUなどでは規制が強化されています。再生可能エネルギープロジェクトではESG（環境、社会、ガバナンス）認証が求められるようになり、従来のSF6遮断器には環境に優しい代替品との競争が迫られています。
1.4 スマートグリッド統合と制御のギャップ
再生可能エネルギーの統合にはエネルギー貯蔵システムや柔軟な送電装置との調整が必要です。しかし、従来の遮断器はリアルタイム監視や遠隔制御機能が不足しており、スマートグリッドのデジタル管理システムとの互換性が低いという課題があります。
2. VZIMANのSF6遮断器ソリューション
これらの課題に対処するために、VZIMANは「HV」シリーズスマートSF6遮断器を導入しました。この製品には以下の4つのコア技術が統合されています：
2.1 動的周波数適応型消弧技術
磁流体力学（MHD）駆動の消弧チャンバーを使用し、電力網の周波数変動（±0.1Hz精度）を監視してSF6ガス圧とアークパスを動的に調整します。これにより、アーク消滅時間を5ms未満に短縮し（従来のソリューションより40%速く）、再生可能エネルギーの変動による連鎖的な故障を効果的に防ぎます。
2.2 環境に優しい混合ガス配合
独自のSF6/Novec 1230ガスブレンド（GWP < 100）は、元の消弧性能の90%を維持しながら、漏洩率を年間0.3%に抑えることができます。完全密閉型のガス回収システムと組み合わせることで、メンテナンス中の排出ゼロを実現し、EUのF-ガス規制に準拠しています。
2.3 モジュール冗長設計
プラグアンドプレイ型の接触モジュールと二重ばね駆動機構を採用し、磨耗した部品のオンライン交換を可能にすることで、メンテナンス時間を70%削減します。電圧クラス72.5kVから550kVまで対応し、陸上風力や海上太陽光発電所などの様々なシナリオに対応できるように、消弧ユニットを追加または削除することができます。
2.4 統合デジタルO&Mプラットフォーム
多パラメータセンサー（温度、圧力、部分放電）を装備し、エッジコンピューティングゲートウェイを通じてデータをVZIMANのスマートエネルギークラウドプラットフォームにアップロードします。これにより、健康予測と自己診断が可能となり、AIアルゴリズムによって14日前の故障警告を提供し、O&Mコストを35%削減します。
3. 達成可能な成果
3.1 電力網の安全性向上
内モンゴルの2GW風力発電所でのフィールドテストでは、「HV」シリーズがタービンの切断による4回の周波数超過イベントを成功裏に阻止し、電力網の等価可用率を99.998%に達成しました。
3.2 ライフサイクルコストの削減
混合ガスソリューションにより炭素税費用を85%削減し、モジュール設計により機器の寿命を30年に延ばし、総所有コスト（TCO）を22%削減します。
3.3 グリーン認証の加速
本製品はDNV GLのゼロカーボン設備認証を取得しています。
3.4 スマートグリッドとの互換性
仮想発電所のパイロットでは、200台がミリ秒レベルでのエネルギー貯蔵システムとの協調を達成し、ピークシェービング応答誤差を1%以下に保つことができました。
