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プエルトリコのソーラー・マイクログリッドが停電を克服

概要

  • 2024年4月16日、Puerto Rico全土で停電が発生したが、Adjuntasでは電力が維持
  • Microgrid、太陽光発電、蓄電池の導入による地域のエネルギー自立
  • 老朽化した送電網と資金配分の問題が停電の根本原因
  • 住民主導の分散型エネルギーシステムの拡大
  • 政府の方針転換と住民のソーラー普及への影響

Puerto Ricoの停電と分散型エネルギーの台頭

  • 2024年4月16日、Puerto Rico全域で大規模停電が発生
    • Adjuntas では一部の商業施設や住民の電力が維持
    • Microgrid太陽光発電蓄電池 の組み合わせによる地域の自立
  • その他地域では24時間以上の停電が発生
  • 停電の原因は老朽化した送電網と管理不全
    • LUMA Energy によると、4月の停電は植生管理不足が原因
    • 2024年大晦日の停電は古いケーブルの故障、2024年8月のTropical storm Ernestoでは強風による大規模停電
  • 過去数十年にわたる投資不足とメンテナンスの怠慢
  • 2017年のHurricane Mariaで送電網が壊滅状態、約3,000人が死亡

送電網復旧と連邦資金の停滞

  • Hurricane Maria後、 Puerto Rico Electric Power Authority (PREPA) が民間企業と契約
  • FEMA による200億ドル以上の復興資金が割り当て
  • 官僚的障壁と政治的対立で資金活用が進まず
    • Javier Rúa-Jovet による「責任のなすりつけ合い」と指摘
  • 2024年5月、 U.S. Department of Energy が屋上ソーラー向け資金3億6500万ドルを送電網強化に転用発表
    • 「現状危機への迅速かつ効果的な対応」を理由に
    • Puerto Ricoのソーラー業界や Nydia Velazquez下院議員 から反発

太陽光発電と蓄電池の普及

  • 政治的混乱と資金停滞により、住民主導で Solar-plus-Storage システムが普及
    • リース、ローン、PPAによる民間資金調達
    • 毎月約4,000件の新規ソーラー+蓄電池システムが稼働
  • 2024年3月末時点で、 LUMA は1.14 GWの分散型ソーラー容量、2.34 GWhの分散型蓄電池を報告
    • 年間2 TWh以上の電力を太陽光で生産(全住宅消費の12.5%以上)
    • 主に住宅用ソーラーが成長を牽引

Adjuntasの実験的Microgrid戦略

  • Casa PuebloOak Ridge National Laboratory が連携
    • 複数のMicrogridを相互接続し、Puerto Rico本土の送電網に頼らない電力交換を実現
    • 「グリッド・オーケストレーション」戦略による冗長性とレジリエンス向上
  • 2024年4月、3つのMicrogridで相互運用テストを実施
    • 2つのMicrogridは独立運用
    • 5つのMicrogridで合計228 kWの太陽光発電、1.2 MWhの蓄電池容量
    • 住居と15の商業施設をカバー

Microgrid拡大と今後の展望

  • Casa Pueblo は2024年4月に「Community Laboratory for the Energy Transition」を設立
    • 学術・産業界と連携し、Microgrid技術の実証と拡張を目指す
    • 地理的に離れたMicrogridの接続が次の目標
  • 島全体で電力需要増加とハリケーンシーズンに備えた準備が進行
    • 太陽光+蓄電池は停電対策の有効な分散型リソース
  • 住民による自発的なソーラー投資の拡大
    • Massol-Deyá 「トップダウンではなく、住民によるボトムアップの変革」

まとめ

  • Puerto Ricoでは、老朽化した送電網と政治的障壁による停電が頻発
  • Adjuntasの事例は、分散型エネルギーとMicrogridの有効性を示す
  • 屋上ソーラー資金の転用は論争を呼ぶが、住民主導のソーラー普及は今後も拡大見込み

Hackerたちの意見

ソーラーは大好きだけど、「マイクログリッドを持てる人は停電から自分を守れる」っていうのと、ネットメータリングで「裕福な人が余剰発電に対してプレミアムをもらって、高需要の電力を割引で買い戻せる」ってのは、どんな定義の改善されたグリッドのレジリエンスにも繋がらない気がする。なんか変な「島全体の停電がない」っていう定義だけのような気がする。

別の見方をすると、早期導入者が量を増やして、価格が下がることで、もっと多くの人が手が届くようになるってことかな?

同意。自分の経験から言うと、規制された電力市場でも、発電ごとの利益を最大化するためにゲームが行われていて、安定性を直接悪化させてる。これらの抜け穴を修正するのは、規制当局にとって難しい。なぜなら、再生可能エネルギーの導入を促進しつつ安定性も求められているから。取引業者やオペレーター、生産者が誠実に行動せず、できるだけゲームをしているからね。

カリフォルニアのほとんどではネットメータリングはなくなってる(新しいソーラーに関して)。一般的に消えていくと思う。分散型ソーラーは、みんなにとってより安定したグリッドをサポートする(UL 1741-SBの要件に従って)。

ネットメータリングの条件によるね。もし古い方式で、1対1でクレジットを付与するなら、それはあまり役に立たないよ。(調べてみると、今のPRはたぶんそんな感じだね)。もし電力網に送った電力を、送ったときの条件に基づいてクレジットするなら、それは助けになるかも。適切な制御があれば、蓄電が電力網の安定性を高めることができるよ。ユーティリティ規模の蓄電プロジェクトを行う方がコスト的には効果的だろうけど、PRではプロジェクト管理が難しいから、個人資本を持っている人がソーラーとバッテリーをつなげて、需要が高いときにその一部を電力網に送るのは有用そうだね。

代替案は何?公平性は大事だけど、「全員が同じレベルのアクセスを確保するために中央集権的なグリッドだけを許可すべき」ってのは、現実を無視した頭を砂に埋めるアプローチだよ。中央集権的なグリッドは、機能しない官僚的な責任転嫁マシンに変わってしまってるし(停電の頻度が増えてるのがその証拠)。中央集権的なグリッドは本当の公平なアクセスを提供することもないし。代替案の一つは分散化で、記事でもそのことが触れられてるよ。 > 「町の環境保護団体Casa Puebloは、テネシー州オークリッジにあるアメリカ合衆国エネルギー省のオークリッジ国立研究所の研究者と協力して、プエルトリコのグリッドに接続せずに、複数のマイクログリッドを相互に電力を交換できる方法を開発した。この戦略はグリッドオーケストレーションと呼ばれ、もし一つの施設で電力が失われても他の施設は影響を受けないようにする。」これをやってるのは裕福な人たち?多分そうかも?でも、どんなR&D技術投資もそんな感じで始まるよね。政府資金の研究所が、これらのシステムが協調的な分散化を通じてレジリエンスを達成する方法を再考するのも含まれてるし。もしトリクルダウン経済学に真実があるなら、多くの人がアクセスできる分散型アプローチにこそ必要だと思う。中央集権的なアプローチは、ただ富を蓄積するだけだし。政府の研究資金の良い使い方だと思うよ。

俺の理解では、ソーラーとグリッドの両方に接続されているほとんどの家は、ソーラーを生産するためにグリッドが稼働している必要がある。理由は二つ。一つは、グリッドで作業している作業員を危険にさらさないため。もう一つは、ソーラーのACサイクルがグリッドのACサイクルと同期する必要があるから。これらの家はグリッドに接続されてないの?それとも、プエルトリコで使われているこれらの二つの問題に対処する技術があるの?

ストリングインバーターを使っているなら、エンファシススタイルのマイクロインバーターじゃなくても、ほとんどのものはグリッドなしで動作できるよ。特に、何らかのバッテリーシステムを追加すればね。これらは、発電機を接続する時に使うような転送スイッチの一種を使っていて、上流を切り離すんだ。

それは本当だけど、ソーラーに接続されたローカルバッテリーを追加すれば、基本的にどんな状況でも動作するデバイスが持てるよ。グリッドから切り離されても、ただ動かないのではなく、バッテリーで動くことができる。まだOPのリンクは読んでないけど、彼らはこんなことをやってるんじゃないかな:グリッド、ソーラー、バッテリー。

単なる調整の問題だね。「接続の喪失」と「停電」を混同してる部分もあるよ。

マイクログリッドは、孤立運転ができる特殊なインバーターと、自動切替スイッチを使っていて、停電時にメインの電力網から切り離されるんだ。これで独立して動けるし、自分たちの周波数調整もできるんだよね。

家が電力網から孤立してるなら、50/60 Hzの同期を心配しなくていいよ。停電時にUPSを使うのがその例だね。実際に私も経験したことがある。たくさんの家でつながっているバッテリーを同期させるのがどれだけ大変か、全然わからないよ。これは、数ヶ月前のスペインの停電ニュースの前には考えもしなかったことだね。

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