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自立電源用双方向インバーター自動運転システム(電力供給・負荷分配監視装置)


発電燃料の輸送にコストのかかる離島など次のような場所で、燃料の節約を図りたい場合、 風力や太陽光のような再生可能エネルギー利用しない手はありません。 しかもクリーンです。このシステムはそのような場所で、最適な発電と電源供給をおこないます。
  • 離島電源 監視所
  • 小規模工場 農家
  • 観光施設
  • 発展途上国の農村電化
  • その他ディーゼル発電に頼る場所

【運転の基本原理】

  1. 1日の電力需要変動は、次のグラフの曲線部分のようになると思われる。

  2. 電力供給は、風力発電と太陽光発電およびバッテリーで優先的におこなう(@)。この間、DG(ディーゼル発電機)は起動しない。

  3. 電力需要が増大し、@の能力では供給が追いつかない場合はDGを起動させ、系統に連系する。

  4. ディーゼルエンジンの健全な運転および燃料消費を考えると、DGが一旦起動すれば、できるかぎり高出力かつ短時間の運転をおこなうのが望ましい。 したがい、DGが起動した場合、需要に対するDGの電力供給能力が十分であれば、電力供給はDGで受け持ち(A)、余剰分をバッテリー充電に使う(B)。

  5. DGの供給能力より負荷が増大した場合、インバーターとの並行運転に入り、ピークカットを行なう(C)。

  6. 上記の運転は、DGが2台もしくはそれ以上の台数がある場合、それぞれについて行なう。すなわち、2台のDGがある場合、必要な片方もしくは同時に運転する。


日の電力需要・供給グラフの基本パターン
(風力と太陽はバッテリーおよびインバーター経由)
  • DGの起動条件:次のいずれかが満たされた場合
    • バッテリー電圧の低下
    • 負荷電力の上昇
  • DGの停止条件:次のいずれも満たされた場合
    • バッテリー電圧の回復
    • 負荷電力の減少
以上の条件から、風力発電と太陽光発電が稼動して、バッテリー電圧が一定レベルまで低下しない場合、DGは起動しない。

【運転モードの選択】DGが2台の場合

インバーターは次の運転モードを、負荷の大きさ、風力発電・太陽光発電電力、バッテリー状態から判断して、自動的に切り替える。
  • インバーターのみ(風力発電+太陽光発電)
  • DG1+インバーター
  • DG2+インバーター
  • DG1+DG2+インバーター
  • DG1のみ
  • DG2のみ
  • DG1+DG2

【機器構成例】

  • ディーゼル発電機 (DG) 120kVA x 1台
  • ディーゼル発電機 (DG) 60kVA x 1台
  • 太陽光発電設備 容量20kW
  • 風力発電設備 定格出力10kW ローター径7m x 4基
  • バッテリー 容量2500Ah(240V)
  • 統合制御盤
    • 電力供給(DG、太陽光、風力発電機、バッテリー)および負荷の適正配分判断を行なう
    • 240VDC/3Φ200VAC,60Hz充電器兼用インバーター内蔵
双方向インバーター自動運転システム