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NREL 電力システム研究者のポール・デンホルム氏が、米国の送電網の信頼性について知っておくべきことと、なぜ再生可能エネルギーが照明の継続に役立つのかを語ります

国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) の Tell Me Something Grid シリーズの今回の特集は、 ポール・デンホルム、モデル エンジニアリングの上級研究員であり、NREL で 20 年近くグリッド アナリストを務めています。デンホルムは、より多くの再生可能エネルギーとクリーン エネルギーを備えた信頼性の高い送電網をどのようにして信頼できるかを共有します。

人々は、家庭、企業、地域社会に電力を供給するために、信頼できる電力への 24 時間 7 日のアクセスに依存しています。ライトを点灯し続けるためには、多くの計画と運用が必要です。

NREL では、再生可能エネルギーをベースとした送電網について多くのことを学んできましたが、再生可能エネルギーが照明の維持に貢献できないという本質的な理由はありません。私たちはすでに、高レベルの可変再生可能エネルギーで信頼性の高い運用を維持するグリッドの能力を実証しました。

エネルギー システムの関係者が信頼性の高い送電網の計画と運用の複雑な世界を理解できるようにサポートするために、私たちは信頼性のさまざまな側面を説明するリソースのパッケージを開発しました。パッケージにはファクトシートが含まれています 現在の電力網の信頼性, 最近の大規模停電の原因とその対策, 信頼性の高い将来の送電網を維持する。また、追加の背景情報も作成しました。 送電網の信頼性とクリーンな電力の基礎。好きなだけ詳しく調べることができますが、米国の電力網について知っておくべき 10 の事柄に要約すると、驚くかもしれません。

1. 米国の送電網は非常に信頼できます。 米国の平均的な顧客が停電するのは年に 99.95 回未満、合計 XNUMX 時間未満です。これは XNUMX% の信頼性を表します。
2. ほぼすべての停電は配電システムの問題が原因です。 広いエリアに電力を供給する大規模システムとは対照的に、配電システムは個々の消費者向けのローカル電力システムです。通常、停電の原因は大規模電力システムとは関係なく、地域の送電線に木の枝が落ちるなど、家から 1 ～ 2 マイル以内で発生します。
3. グリッドは、個々の発電機や送電線が故障しても問題なく、シームレスにオンラインを維持できるように設計されています。 この設計は、電気が流れる複数の経路やバックアップ電源の確保など、さまざまな手段によって実現されています。この設計により、米国の送電網は、瞬間的な電力損失がなくても、発電機や送電線の故障に迅速に対応できます。
4. 米国の送電網では、発電量不足によって電力が失われることはほとんどありません。 私たちはほとんどの場合、最も暑い日や最も寒い夜の需要を満たすのに十分な発電容量を備えており、容量にも余裕があります。信頼性は、米国の大部分を相互接続し、大規模な地域間でリソースを共有することによって部分的に維持されます。
5. 過去 20 年間で電力供給不足による 2021 つの最大規模の停電は、極寒の影響により 2022 年と XNUMX 年に発生し、ほとんどすべての発電設備、最も重大な影響を及ぼしたのは天然ガスでした。 燃料供給と発電ユニットは極度の寒さへの備えができておらず、電力計画のシナリオはこの一連の出来事を予測していませんでした。
6. 州、地域、連邦レベルの規制は、個々の電力会社や送電網事業者が送電網の信頼性を維持することをサポートし、要求しています。. これには、発電所をいつどのように廃止できるかに関する規制が含まれます。発電所を廃止するには、電力会社または送電網運営者は、電源に関係なく、信頼性基準が満たされていることを確認するために、十分な代替発電を備えていなければなりません。これらの規格は、風力と太陽光をさらに追加しながら、信頼性を確保するのに役立ちます。
7. 信頼性を維持する上で、太陽光発電と蓄電が果たす役割はますます大きくなる可能性があります。 太陽光発電とエネルギー貯蔵の組み合わせは、暑い夏の午後に信頼性の高い容量を提供するという点で非常に優れており、ピーク需要を満たすための新たな容量の最大の供給源の 1 つです。
8. 送電網の一部はすでに高レベルの風力発電と太陽光発電で稼働しています。、カリフォルニア、テキサス、米国中部などの送電網地域では、時間あたりの最大発電量割合 70% ～ 90% を達成します。これにより、新しいアプローチと実践により運用の信頼性を維持できることが実証されました。
9. 従来の化石燃料プラントの役割は、生産能力とエネルギーの供給源から生産能力の供給源へと移行する可能性があります。 つまり、化石燃料プラントは常時稼働するのではなく、需要が非常に高い短期間や風力発電や太陽光発電が少ないときなど、必要な場合にのみ稼働します。これにより、信頼性の観点から必要に応じて既存の化石燃料車両を使用しながら、新しいクリーンな電力、貯蔵、送電を構築することで、非常に徹底的な脱炭素化（80% ～ 90% のクリーンな電力）を達成することができます。
10. 電力会社は現在、信頼性を維持するための規制要件を満たす事業計画の一環として、非常に徹底的な脱炭素化を達成し、大量の風力と太陽光を統合することを提案しています。 これらは部分的には、信頼性の課題を考慮して管理するユーティリティ計画の取り組みから生まれています。

将来の送電網は現在の送電網とは異なりますが、私たちの生活に電力を供給する信頼性の高い電力を維持することができます。信頼性の高いグリッドの作り方について詳しく知りたい場合は、リソースのパッケージを必ずチェックしてください。 現在の電力網の信頼性, 最近の大規模停電の原因とその対策, 風力と太陽光をさらに増やして信頼性の高い将来の送電網を維持する, 電力網の信頼性とクリーンな電力の基礎.

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礼儀 NREL. ポール・デンホルム

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• 情報源： https://cleantechnica.com/2024/02/04/top-10-things-to-know-about-power-grid-reliability-renewable-energy/