米国の公益事業会社が直面する大きな課題の1つは、電力需要が一定ではないことです。代わりに、それは上下し、一般的に夜間に浸り、日中に上昇します。特に、居住者が自宅のエアコンを上げている暑い日には上昇します。
電力を供給する電力会社は、これらの変動に対応し、ピーク需要に対応できなければなりません。従来、これには、高価な石炭、ガス、または原子力発電所を大量に建設するか、必要なときに他のサプライヤーからエネルギーを購入する必要がありました。
しかし、最近、一部の公益事業会社は、より安価な、そして潜在的により環境に優しいソリューションを検討しています。私たちは仮想発電所について話している。
仮想発電所とは何ですか？
仮想発電所は、ソーラーパネル、風力タービン、さらには住宅用蓄電池など、地域全体のさまざまな場所に分散された複数の小さな電力源を集約して、従来の発電所のように機能し、エネルギーのバランスをとることができます。グリッド負荷または電力を信頼性のために最も必要な場所にシフトします。多くの場合、さまざまなユニットは、発電量を増減する必要があるときに信号を送り、エネルギーの行き先を指示する高度なソフトウェアシステムを介して接続されます。
たとえば、2021年に、革新的なバーモントベースのユーティリティであるGreen Mountain Powerは、顧客の家でTeslaPowerwall予備電源のネットワークを利用する仮想発電所を作成する計画を発表しました。Customized Energy Solutions （CES）のソフトウェアを使用すると、テスラのバッテリーに蓄えられた電力を、必要に応じて地域のグリッドシステムに引き戻して、顧客への安定した調整された電力の流れを確保できます。Cnet.comが2022年3月に報告したように、顧客は停電の場合にバックアップエネルギー源を取得し、ユーティリティは需要がピークに達するたびに利用できる電力源を取得します。
「このプロジェクトは、Powerwallプログラムでお客様との素晴らしいパートナーシップがなければ実現できませんでした」とGreenMountainPowerの社長兼CEOであるMariMcClureはプレスリリースで述べています。「このパイロットは、既存のイノベーションとコラボレーションを基に、炭素排出量を削減し、パフォーマンスを向上させ、コストを削減することで、重要なグリッド機能に有意義な変化をもたらすため、ユニークで重要です。」
ソーラーテクノロジープロバイダーであるSunPowerCorp.も、2021年11月に独自の仮想発電所を立ち上げたと発表しました。新しいシステムにより、マサチューセッツ州、ロードアイランド州、コネチカット州のEversourceとNational Gridの顧客は、SunVaultストレージバッテリーを所有しており、電力会社がピーク需要時に蓄積されたエネルギーを使用できるようにするための支払いを受けることができます。
仮想発電所の利点
Bill Schofieldによれば、ある意味で、仮想発電所はグリッドコンピューティングシステムに類似しており、コンピューターのネットワークがリソースを共有し、タスクを実行する能力を組み合わせることができます。彼は、フィラデルフィアに本拠を置く企業であるCESのFuture-Grid Servicesの副社長であり、太陽エネルギーや風力エネルギーの生産者を含むエネルギービジネスのさまざまな企業にコンサルティングアドバイスとサービスの両方を提供しています。CESのクライアントの1つはGreenMountainPowerです。
「[仮想発電所は]分散型...バッテリー、または小型の小型発電所とローカルバックアップ発電機です」とSchofield氏は説明します。「[これは]インターネット接続を使用して、1つの大きな発電所と同じ仕事をまとめて実行できる多くの小さなリソースを接続するのと非常によく似た概念です。」
仮想発電所は分散型であるため、異常気象やその他の災害が発生した場合でも、より回復力が高まる可能性があります。
「竜巻が地域を通り抜けて、送電線を大きな発電所にノックダウンしたとしましょう。あなたはその電力をすべて失います。そうですか？」スコフィールドは言います。「しかし、仮想発電所があり、そこに多くの小さな資源が散らばっている場合、竜巻が仮想発電所の10％を奪う可能性がありますが、残りの90％はまだそこにあり利用可能です。」
仮想発電所は、電圧サポートを含む他の方法でもグリッドに有利です。信頼性の高い電力網の重要な要素は、電圧を許容レベル内に維持することです。そうしないと、機器が損傷したり、停電などが発生したりする可能性があります。ただし、電圧はグリッド全体で異なり、各インターフェイス（変電所、変圧器など）では、正しい電圧を維持する必要があります。
仮想発電所では、これらの数は少なくなります。「電気が使用されている場所の近くまたは同じ場所にたくさんの小さな資源があります」とSchofield氏は説明します。「正しい電圧を維持するために、配電線や送電線をそれほど大きくする必要はありません。」
再生可能エネルギーが鍵
仮想発電所のさらに別の利点は、再生可能エネルギー源の調整が容易になり、従来の化石燃料燃焼発電所が持つであろう送電網に入る電力量を制御できるようになることです。
「仮想発電所には、バックアップ発電機用の小さなバッテリーを含めることができますが、一般的な用語では、「デマンドレスポンス」と呼ばれるものを含めることもできます」とSchofield氏は言います。
仮想発電所を備えたユーティリティは、特定の時間に使用量を減らすように顧客にメッセージを送信し、インセンティブとして地元のレストランのギフト券を提供する可能性があります。公益事業者がさまざまな供給業者から電力を購入する国の一部では、仮想発電所は、公益事業会社が電力の市場価格に対応するのに役立つ可能性があります。
間接的に、これらのインセンティブは、風力や太陽光などの再生可能エネルギー源を促進するのに役立ちます、とSchofieldは言います。それらは可変であるため（つまり、太陽の輝きが止まり、風が吹くのが止まる）、それらが提供する電気の量は、それらが収容できる能力に合わせて調整する必要があります。伝統的に、バランスは化石燃料プロバイダーによって相殺されます。
「仮想発電所は、大規模な発電所と同じように機能すること、または同じ種類のサービスを提供することを目的としています」とSchofield氏は言います。 。ランプアップまたはランプダウンは値の一部です。」
仮想発電所は、消費者と対話し、エネルギー使用の管理を支援するためにそれらを採用することにより、公益事業業界の長年の問題の1つであるピーク使用量を解決する役割を果たすことができます。
「電力供給のコストの大部分は、それらのピーク日を処理するためだけのものです」とSchofield氏は言います。「あらゆるタイプの消費者にそのような方法で消費を利用させることができれば、電気の代わりに通常の歯ブラシで歯を磨くことができます...そうすれば、システムから多くのコストを削減できます。また、化石燃料を燃やす必要性がたくさんあります。しかし、これは歴史的に非常に困難です。なぜなら...平均的な人はそれほど不便を感じることはないからです。」
しかし、彼はまたそれが変化していると言います。若い世代はより持続可能性を意識しており、誰もがスマートフォンを持っています。おそらくある日、電話に「電気使用量の警告。サーモスタットを下げてください」という警告が表示されるでしょう。そして、そうすればインセンティブポイントを獲得できます。よろしいですか？
スコフィールドはあなたがそうするかもしれないと言います。「実際には固定料金を支払っていて、その電力を消費するための実際のコストはかなり小さいので、ほとんどの人は良いことをしたいと思っています」と彼は言います。「しかし、何千人もの人々が全員応答するようになれば、その少しは意味のあるものになります。」
今それは興味深いです
国際エネルギー機関は、世界の電力需要は2050年までに2.5倍に増加すると予測しており、それに対処するには、世界の電力網のアップグレードに14兆ドルが必要になります。
