エネルギー システム イノベーションをリードしてきた 10 年間

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NREL のエネルギー システム統合施設の最初の 10 年間における 10 のイノベーションを詳しく見る

2013 年 9 月にエネルギー システム統合ファシリティ (ESIF) が誕生したその日、それはすでに歴史を作りました。 建築上の驚異である ESIF の設計は、この施設で取り上げられる科学、つまり領域を超え、データを注入し、徹底的に効率的なエネルギー システム科学と一致しました。 米国エネルギー省国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の南テーブルマウンテンキャンパスの端にある6億年前の溶岩流のそばに建設されたESIFは、研究、建物、設備が共進化する生きた実験室となった。

過去 10 年間にわたり、NREL の ESIF は極めて重要なクリーン エネルギー技術を育成し、世界がそれらの技術を統合するよう促してきました。 ESIF とそのスタッフは、地域社会や国々が記録的な量の再生可能エネルギーを達成し、企業がエネルギー統合の革新的なエッジを探求できるよう支援してきました。

ユーザー施設として、ESIF は緊密な協力関係を継続的に維持してきました。 さまざまな規模と範囲のパートナーが、ESIF エコシステムでソリューションを設計したり、発見を促進するために ESIF のデータと計算ツールを利用したり、オールアクセスの研究開発のために文字通り自社の人員や業務を機器の中に移動させたりしています。 現在、ESIF がその機能を NREL のフラットアイアンズ キャンパスと統合して世界クラスの総合エネルギー システム先端研究 (ARIES) プラットフォームを形成することで、総合研究の ESIF ブランドはさらに高まるでしょう。

過去 10 年間にわたる ESIF の最も永続的な成果の一部を思い出し、祝うために、次のリストは、ESIF の完全な独自性、先見性、継続的な重要性を表す 10 の進歩を順不同でまとめたものです。 これらの成果を踏まえると、ESIF がなければ再生可能エネルギーがどのようになっていたかを想像するのは困難です。

最初の ESIF パートナーの 1 つは、厄介な問題を抱えて到着しました。 Hawaiian Electric Company は、再生可能エネルギーを送電網に接続するデバイスであるインバーターの新しい安全制御に直面しており、緊急にその制御が必要でした。 ESIF のエンジニアは、ループ内にインバータを備えたハワイのシステムを実験室でシミュレーションし、系統電圧を安定させるための適切な制御を推奨しました。 これらの発見は、他の島々にとって輸入燃料への依存を減らすための戦略となった。

インバータのご紹介 国立再生可能エネルギー研究所 — NREL | (YouTube)

それはほんの始まりにすぎませんでした。 ほぼ同じ作業が現在も継続されていますが、規模が大きくなっているだけです。 現在、エンジニアは「100% インバータベースのリソースでシステムを管理するにはどうすればよいでしょうか?」と考えています。この目標は、ESIF の実験が徐々に進歩しているからこそ可能になります。 ESIF は、系統相互接続のための今日のインバータ標準の確立に貢献し、その後、屋上の太陽光発電アプリケーションを合理化するためにインバータの設定値を構成する R&D 100 賞を受賞した製品を支援しました。 カリフォルニアの電力会社が屋上太陽光発電への関心を高めるためにこのツールを導入したところ、数週間ではなく数分で申請の処理を開始しました。 最新のマイクロインバーターの設計も、初期の ESIF プロジェクトの影響を受けています。

ESIF は 10 年間にわたり、研究者がハイパーリアル シミュレーションでインバータ制御を設計および実装できるようにしてきました。 その機能の需要はこれまで以上に高まっており、ARIES は ESIF の検証機能を新しい物理的および仮想的な可能性まで拡張します。

ESIF を初期に訪れた人は、緊急事態や軍事前哨基地に適したモバイル マイクログリッド形成システムを備えた未来的な透明な CUBE を思い出すでしょう。 そしてキッチンのテストベッドでは、家電製品の制御が受賞歴のあるスマートホーム ソフトウェアに進化しました。 これらは、エネルギー システムの新しい次元、つまりグリッドの端での制御性を探求するプロジェクトでした。

ボレゴ スプリングスのマイクログリッドは、サードパーティの太陽光発電施設に接続して町に電力を供給できます。 写真提供：サンディエゴ・ガス＆エレクトリック・カンパニー、NREL経由。