ギリダラン・スリニヴァサン
Nov 25, 2022
北米は、ハイブリッド・ソーラー＋ストレージ・システムの世界的なホットスポットとなりつつある。現在では、米国で新しい太陽光発電の設計案で、併設の蓄電システムが組み込まれていないものを見ることは稀である。
こうしたシステムの実用的かつ経済的な利点は、ますますよく理解されるようになっている。蓄電池を組み込むことで、太陽光発電事業者は発電所の出力を平準化し、送電網の安定性をサポートすることができる。また、新たな柔軟性とグリッド・バランシング・サービスによる新たな収益源の可能性も広がる。
しかし、太陽光＋蓄電システムの管理は非常に複雑だ。最適なタイミングで電力を貯蔵し、発送電するためには、プロジェクトが現在と将来の両方でどれだけの電力を発電しているのかを極めて詳細に理解する必要がある。
開発者、事業者、オーナーは、迅速かつ正確で、財務的に効果的な意思決定を可能にする高頻度（1分単位）の気象データと太陽放射照度データをますます必要としている。このブログでは、米国で芽生えつつあるソーラー＋ストレージ市場において、高頻度データがもたらす5つのメリットについて概説する。
AESラワイ・ソーラー・プロジェクト 写真提供：Dennis Schroeder / NREL 58009
太陽光発電の分野では、放射照度データを収集・観測する頻度は60分間隔から1分間隔まである。1分間隔でデータが収集される場合は、非常に細かいスケール、つまり高い頻度で収集されていることになります。観測頻度が低い、つまり低頻度のデータは、太陽放射照度の挙動を不完全に理解することにつながる。
今日、業界では、プロジェクトの事前計画段階から運用段階に至るまで、低頻度（60分）の時系列データに頼り続けている。新しい太陽光＋蓄電プロジェクトは、発電、蓄電、発送電を2時間から4時間で行う傾向にあるため、60分の時系列データに依存することは、収益源を最大化し、送電網をサポートするオペレーターの能力を制限する盲点となる。
こうした盲点を埋め、技術的・財務的リスクを軽減し、ハイブリッド・プロジェクトの日々の運用をサポートするためには、よりきめ細かな高頻度データが必要です。
Solargisはマラガ大学と共同で1分データへの新しいアプローチを開発しました。Solargisは、複数年にわたる世界中の1分間観測の広範なデータベースを使用し、そこから最も類似した5つのサイトを使用して、特定のプロジェクトサイトの放射条件を表現します。
さらに、4つの異なるスカイクラスについて、対象地点の遷移確率行列が生成され、各雲指数値について数千回の反復が行われる。1分間の時系列データは、同社の衛星ベースのモデルに合わせて生成される。
Solargisの1分データを同社の過去の予測データと併用することで、プロジェクト開発者、所有者、運営者にとって大きな財務的利益がもたらされ、より適切な設計と配電の決定が可能になり、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）をより安全に運用できるようになる。以下に、Solargisの1分データおよび予測製品を使用する5つの主な利点を概説します。
過去の1分データにより、事業者や電力会社は太陽光リソースの変動をより詳細に把握することができます。特に、1分単位のデータを利用することで、事業者はクラウドエッジ効果をより深く理解することができます。クラウドエッジ効果とは、通過する雲の反射によって放射照度が急激に上昇することで発生する、太陽光発電でよく見られる現象です。これは、異なる季節のノード/サブステーションレベルの変動を特定し、変動する条件に備えるのに役立つ。
また、正確または現実的なサブアワーレベルのPVエネルギー生産予測値は、グリッドの安定性と運用に不可欠です。Solargisの予測データを利用することで、プロジェクト運営者はより適切な発送電決定を行うことができ、電力会社による需要と供給のバランスをサポートすることができます。
これは、インバータがその最大定格電力または系統接続の最大許容電力のいずれかを満たすために出力を低下させることによって太陽光発電システムで発生する損失エネルギーのことです。
ほとんどの場合、また地域にもよりますが、PV発電所は通常、1時間ごとのデータを使用する場合、クリッピングロスを過小評価しています。
多くのプロジェクトは、電力を貯蔵し発送電する2時間から4時間のバッテリーシステムを採用する傾向にある。ほとんどのプロジェクトは、ピークカット、エネルギーアービトラージ、ランプサポート、その他のグリッドサポートサービスに従事している。したがって、プロジェクトのエネルギー収量の変動を最小化し、太陽光＋蓄電アプリケーションのタイプを最適化するためには、正確なバッテリー設計（MWh）が不可欠です。
Solargisの1分ごとの履歴データと過去の予測データにより、開発者は最適なサイズのバッテリーを設計し、その他の補助的なパワーエレクトロニクス機器を強化することができます。そのため、1分間データは、プロジェクトの設計段階で特定の用途に選択するバッテリーのサイズを知らせ、プロジェクトの初期費用を正確に予算化するために不可欠です。
太陽光発電設備が予測値（前日および日中）よりも多くのエネルギーを生産した場合、系統の安定性を確保するために抑制する必要があります。これは、インバーターを制御して最大出力を抑えることを意味し、システムの技術的な負担やエネルギーの損失につながる可能性がある。これとは対照的に、発電量が不足した場合、系統運用者は、契約した発電量を満たしていないとして発電事業者に罰金を科すことができる。
Solargisの予測サービスは、いつ電力を貯蔵し、いつディスパッチするかについて、より詳細なビューを解き放ち、オペレーターに発電の変動を制御する強化された能力を与える。
同様に、ランプ制御アプリケーションでは、バッテリーの運用を研究しモデル化することが非常に重要です。1分間の履歴データと過去の予測データは、研究とモデル化が最も正確な方法で行われることを保証します。より大きな制御を通じて、1分間データは、必要なランプ制限内で適切にグリッドにサービスを提供しなかった場合に、オペレーターが受けるペナルティの数を減らします。
卸売エネルギー取引市場に参加する事業者にとっては、市場価格シグナル・データとともに正確な予測を行うことで、太陽光＋蓄電システムから電力を充電・発送するための最も財務的に効率的な期間をピンポイントで特定する能力が引き出されます。このような財務調査は、ソーラー＋蓄電プラントの建設前であってもモデル化することができる。過去の衛星による実際の生産量と過去の市場価格データを使用して、いくつかの不測の事態の組み合わせでバッテリーのディスパッチ・モデルを実行することができる。
この知識があれば、事業者は卸電力市場に電力を販売する際に、収益を最大化する正確な発送電と充電の決定を下すことができる。
Solargisが1分データでどのように役立つかについては、2022年12月7日に開催予定のウェビナーにご参加ください。参加登録はこちらから。
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