独立型電力システム（SAPSまたはSPS ）は、遠隔地電力供給（RAPS）とも呼ばれ、配電網が整備されていない地域向けのオフグリッド 電力システムです。典型的なSAPSには、発電、エネルギー貯蔵、および電力調整 の1つ以上の方法が含まれます。
電気は通常、次のいずれか、または複数の方法で生成されます。
蓄電は通常、バッテリーバンクとして実装されますが、燃料電池などの他のソリューションも存在します。バッテリーから直接供給される電力は直流 超低電圧（DC ELV）で、これは特に照明やDC機器に使用されます。インバーターはAC低電圧を生成するために使用され、より一般的な機器で使用できます。
独立型太陽光発電システムは電力網から独立しており、太陽光パネルのみを使用することも、ディーゼル発電機、風力タービン、バッテリーと組み合わせて使用することもできます。[1] [2]
種類
独立型太陽光発電システムには、バッテリーを使用しない直結型システムとバッテリーを使用する独立型システムの 2 種類があります。
直結システム
直結型システムの基本モデルは、太陽光パネルを直流負荷に直接接続したものです。この構成ではバッテリーバンクがないため、エネルギーは蓄電されず、ファンやポンプなどの一般的な家電製品に電力を供給できるのは日中のみです。MPPTは、特に容積式水ポンプなどの電気負荷において、太陽光エネルギーを効率的に利用するために一般的に使用されます。直結型システムでは、インピーダンス整合も設計基準として考慮されます。[1] [3]
バッテリー付きスタンドアロンシステム
独立型太陽光発電システムでは、太陽光パネルで発電された電気エネルギーを必ずしも直接利用できるとは限りません。負荷からの需要が太陽光パネルの容量と必ずしも一致するとは限らないため、一般的には蓄電池バンクが使用されます。独立型太陽光発電システムにおける蓄電池の主な機能は以下のとおりです。
- エネルギー貯蔵容量と自律性: 余剰エネルギーがある場合にエネルギーを貯蔵し、必要なときに供給します。
- 電圧と電流の安定化: 過渡現象を排除して安定した電流と電圧を提供します。
- サージ電流供給：必要に応じてモーターなどの負荷にサージ電流を供給する。[4]
ハイブリッドシステム
ハイブリッド発電所は、遠隔地における幅広い電力需要に対応できるよう容易に構成できる完全な電力供給システムです。このシステムは、電源、バッテリー、電力管理センターという3つの基本要素から構成されます。ハイブリッド電源には、風力タービン、ディーゼルエンジン発電機、熱電発電機、太陽光発電システムなどがあります。バッテリーは、発電量と使用電力の差を補うことにより、自律運転を可能にします。電力管理センターは、各電源からの発電量を調整し、負荷を分類して使用電力を制御し、バッテリーを過酷なサービスから保護します。[5] [6]
システム監視
太陽光発電システムのモニタリングは、システムの運用や性能向上のための対策に関する有用な情報を提供しますが、データが適切に報告されなければ、その努力は無駄になってしまいます。モニタリングレポートが役立つためには、運用の関連側面に関する情報を第三者が容易に理解できる言葉で提供する必要があります。適切な性能パラメータを選択し、その値をレポートの発行ごとに常に更新する必要があります。場合によっては、個々のコンポーネントの性能を監視することで、システム性能を改善・向上させたり、性能低下を早期に検知して予防措置を講じたりすることが有益な場合があります。例えば、バッテリーの充放電プロファイルを監視することで、システム障害によるダウンタイムが発生する前に、交換時期を知らせることができます。[7]
IEC規格61724
IECは、「太陽光発電システム性能監視規格」（ IEC 61724）と呼ばれる一連の監視規格を策定している。この規格は太陽光発電システムの電気的性能に焦点を当てており、ハイブリッドシステムについては触れておらず、また、性能評価の公平性を確保するための方法についても規定していない。[8]
パフォーマンス評価
パフォーマンス評価には以下が含まれます。
- データ収集は、パラメータを測定する簡単なプロセスです。
- 有用な情報を提供する方法でそのデータを評価します。
- エンドユーザーへの有用な情報の発信。[7]
負荷関連の問題
特定された広範囲の負荷関連の問題は、次のタイプに分類されます。
- 誤った選択: 一部の負荷はスタンドアロン PV システムでは使用できません。
- 家の配線: 配線や保護装置が不十分または低品質の場合、システムの応答に影響を及ぼす可能性があります。
- 低効率: 効率の低い負荷ではエネルギー消費が増加する可能性があります。
- スタンバイ負荷: 一部の負荷のスタンバイ モードではエネルギーが浪費されます。
- 起動: 起動時に一部の負荷によって高電流が消費されます。起動時の電流スパイクにより、システムが一時的に過負荷になる可能性があります。
- 無効電力: 容量性負荷または誘導性負荷が使用される場合、循環電流は消費電流と異なる場合があります。
- 高調波歪み: 非線形負荷によりインバータ波形に歪みが生じる可能性があります。
- 負荷とインバータサイズの不一致：容量の低い負荷に定格の高いインバータを使用すると、全体的な効率が低下します。[9]
ギャラリー
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太陽光発電式パーキングメーター
参照
参考文献
- ^ ab 「独立型太陽光発電システム」. renewable-energy-sources.com. 2011年7月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年7月21日閲覧。
- ^ 「独立型太陽光発電システム、ケーススタディ：ガザ地区の住宅」（PDF） trisanita.org。2012年4月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年7月21日閲覧。
- ^ 「スタンドアロンPVシステム」eai.in . 2011年7月21日閲覧。
- ^ 「独立型太陽光発電システムにおけるバッテリーと充電制御 - 基礎と応用」(PDF) . localenergy.org . 2011年7月21日閲覧。
- ^ Badwal, Sukhvinder PS; Giddey, Sarbjit S.; Munnings, Christopher; Bhatt, Anand I.; Hollenkamp, Anthony F. (2014年9月24日). 「新興の電気化学的エネルギー変換および貯蔵技術」. Frontiers in Chemistry . 2 : 79. Bibcode :2014FrCh....2...79B. doi : 10.3389/fchem.2014.00079 . PMC 4174133. PMID 25309898 .
- ^ クレア・ギン（2016年9月8日）「エネルギーのピックアンドミックス：ハイブリッドシステムは次の大きな潮流か？」www.csiro.au . CSIRO . 2016年9月9日閲覧。
- ^ ab 「独立型太陽光発電システムのモニタリングガイドライン：方法論と機器」iea-pvps.org . 2011年7月21日閲覧。
- ^ 「太陽光発電システムの性能監視 - 測定、データ交換および分析のためのガイドライン」IEC規格61724、ジュネーブ：37、1998年。
- ^ 「独立型PV電源システムにおける機器の使用：問題と解決策」iea-pvps.org . 2011年7月21日閲覧。
外部リンク
- 独立電源システム（SAPS）情報
- ラップ
- RAPSペーパークイーンズランド
- RAPSシステムの概略図
- 世界銀行グループ（WBG）のイニシアティブ「Lighting Africa」
