産業用太陽光発電系統接続システム

導入地球温暖化の激化に伴い、エルニーニョ現象はますます深刻な課題をもたらしています。 太陽光発電所これまでに発生したことのない多くの極端な気候が、現在の業界の設計基準に影響を及ぼしています。 コンテンツ第一章: 災害は空から降ってくる第2章: ダウンストライクバースト第3章: 風速の急激な増加第四章: 風向の突然の変化第五章: 業界の覚醒 第一章: 災害は空から降ってくる2025年3月17日午前4時、アメリカ合衆国テキサス州。窓の外では、一晩中小雨が降り続いていた。突然、鋭い剣のような、まばゆい雷鳴が漆黒の空を切り裂いた。直後、目に見えない鎖を振り切った野獣のような猛烈な風が、轟音を立てて地面を暴れ回った。 続いて聞こえてきた奇妙なパチパチという音は、小さな町の静けさを徐々に破っていった。 「ぐっすり眠っていたら、突然大きな音で目が覚めました。まるで誰かが家に石を投げつけているかのようでした。インタビューを受けた主婦のルナさんは、まだ動揺していました。「でも、石は四方八方から、何のパターンもなく飛んできたんです。本当に怖かったです。馬小屋の馬はひっきりなしにいななき続けていて、その音には本当に不安になりました。」▽ 雷雨の天気 まもなく夜が明け、雨も止んだ。早朝、ベテラン警察官のフランクは国道36号線を運転していた。かつては、目の前の交差点を右折すれば太陽光発電所を通り抜けることができた。しかし、今日、彼の目の前に広がる光景は恐ろしいものだった。それは、広大な追跡システムだった。 もともと黒色だった部品に、さまざまな大きさの穴が現れ、雪の結晶のように部品を覆いました。▽部品がひょうで破壊された ▽追跡装置は雹により損傷した 近年、地球温暖化の影響を強く受け、エルニーニョ現象が顕著になってきています。かつては100年に一度、あるいは1000年に一度と極めて稀とされていた極端な気象現象が、近年では頻繁に発生するようになっています。従来の設計手法では、万全を期すために事前に計画を立てることがよくあります。しかし、異常気象の発生はますます不規則になり、予測不可能になっています。▽追跡装置は竜巻によって損傷を受けた ▽ 太陽光発電所の火災が頻発 数ある異常気象の中でも、特に頭痛の種となるものがあります。その発生は時間や地理的条件に制限されません。それは目に見えない幽霊のように、危機が起こりそうなエリアを静かに覆い隠し、太陽光発電所に大きな脅威を与えています。 第2章: ダウンストライクバースト雷雨はよく見られる気象現象であり、その発生時間帯は通常、夕暮れ時または夜間に集中しています。雷雨の発生時には、大量の水蒸気が蓄積されることが多く、地上を高速で移動する動態特性を持つ一連の「移動要塞」を形成します。▽雷雨の天気の雲画像 これらの移動要塞は通常、多くの強力な兵器を搭載しています。条件が整うと、要塞は地上への攻撃を開始し、大雨、雹、強風などの激しい気象現象を引き起こします。太陽光発電トラッカーに最も大きな影響を与えるのは、雷雨、つまりダウンバーストによって引き起こされる局所的な気候です。▽ダウンストライクバースト ダウンバースト（英語ではdownburstとも呼ばれる）は、局所的かつ小規模な強い下降気流です。この強い気流が地面に衝突すると、破壊的な線状強風が発生します。それは「空気爆弾」のようなものです。 この「空爆」が太陽光発電追跡装置に及ぼす脅威は、主に次の 2 つの側面から生じます。 • 風速が突然増加し、短時間で風速が急激に上昇すること。 • 風向が短時間のうちに突然、急激に変化します。 第3章: 風速の急激な増加太陽光発電トラッカーに詳しい方なら、風速が一定の閾値を超えるとトラッカーが強風保護モードに入ることをご存知でしょう。このモードでは、トラッカーは自身にとって最も好ましい角度まで回転し、その角度で停止することで、極端な風速に耐えます。 ここから、トラッカーには 2 つの重要な風速パラメータがあることがわかります。• 動作風速：強風モードを作動させる最小風速• 極限風速：ドッキング角度で耐えられる最大風速 次のような疑問が湧いてきます。トラッカーが強風モードを起動し、回転中に風速が上がり続けると、トラッカーの構造にどのような影響が出るのでしょうか。この問題を議論するには、「風速の急激な増加」という気象用語を導入する必要があります。 ▽2種類のダウンバースト流が風速の急激な増加を引き起こすマイクロバースト（パート1）デレチョ（パート2）風速が急激に増加した場合、つまり短時間に風速が急激に上昇した場合、トラッカーが強風の角度に間に合わず、強風によって破壊される可能性があります。 この現象は、風上ドッキング モードを採用しているシングル ポイント ドライブ トラッカーにとって特に危険です。▽中東のある地域での風速の急激な増加を示すグラフ（15m/s基準、3秒@10m）風速は2分以内に15m/sから最速33m/sまで上昇する可能性がある。風速は毎分9メートルまで上昇した シングルポイント駆動式トラッカーの場合、0°が最も不利な角度です。0°に近づくほど、トラッカーの安定性は低下します。トラッカーが風上に向かって駐車しているにもかかわらず、風下側にある場合、防風モードに入った後、トラッカーは逆方向に回転する必要があります。これは一般的に「方向転換」と呼ばれます。 このようなUターン追尾では、必然的にシステムが0°を「通過」することになります。その結果、追尾装置は回転するにつれて不安定になり、臨界風速Ucrはますます低下します。追尾装置は徐々に「危険領域」に入ります。このとき風速が急上昇すると、いわゆる強風保護モードが「強風自殺モード」に転じ、「Uターン」追尾は実際にUターンを行うことを意味する可能性があります。 ▽一点打ち「風に逆らってドック」風速の急激な増加によってもたらされるリスクを回避することは不可能である 突発的な風速増加の問題は、特にゴビ砂漠地域で深刻化しています。昼夜の気温差が大きいため、多くのトラッカーが様々な程度の被害を受けており、そのほとんどは突発的な風速増加に関連しています。しかし、突発的な風速増加とは別に、風向の急激な変化も潜在的な脅威となっています。▽中東の一部地域で風速の急激な上昇によりトラッカーに損傷が発生 第四章: 風向の突然の変化モジュールにかかる風圧を軽減し、構造の安定性を高めるために、従来の太陽光発電追跡システムでは通常、「風に逆らってドッキング」する、つまりモジュールを風の方向に向けるという保護戦略を採用しています。しかし、風向は一定ではありません。ダウンバーストが発生するなど、特定の極端な気象条件下では、風向が突然変化することがあります。この時点で、トラッカーはコンポーネントの背面から吹く風による損傷を防ぐために、すぐに角度を調整する必要があります。▽トラッカーの回転時間を短縮するために高速モーターを採用 ダウンバーストによって引き起こされる風向の急激な変化は、その持続時間が短く、風速が速いことが特徴である。 5分以内に180度回転することもできるつまり、トラッカーは角度調整を完了するのにわずか5分しかかかりません。多くのトラッカーメーカーはこの問題を認識し、トラッカーの回転速度を上げるために高速モーターを採用しています。▽ 風向は5分以内に180度変化した 残念ながら、ほとんどのトラッカーメーカーは、風上60°という大角度の駐車戦略を採用しています。最悪の場合、東60°から西60°に旋回するには、トラッカーを120°回転させる必要があります。風向が急激に変化するため、高速モーターを使用してもトラッカーに残された時間はわずか5分であり、風向が変わる前に指定位置に到達することは困難です。 このため、トラッカーの製造元は「フルアングル」の風停止戦略を提案しています。これは、風向がどのように変化しても、トラッカーが現在の追跡角度に最も近い最大角度の位置で停止することを意味します。 ▽多くの追跡装置メーカーは風に逆らってドッキングすることを諦めざるを得なかった「風向のない大角度」駐車戦略に変更上の写真：PVH次の画像: GameChange この設計は従来の「風上ドッキング」モードを破ります。この場合、トラッカーは風下側の最大角度位置で最大風速に耐える必要があります。 これにより、トラッカー全体の構造的な信頼性に対する要求が極めて高くなり、コンポーネントの圧力耐性にも深刻な課題が生じます。 ▽部品の揚力は、風から保護されている場合、一般的に高すぎる。 第五章: 業界の覚醒2018年のヨルダン台風災害をきっかけに、風力発電業界は初めて風力発電の意識を目覚めさせ、多額の資金と人材が風力工学分野に投入されました。風力工学の重要性は人々の心に深く根付き、多くの優秀なエンジニアが風力工学に関する確かな知識を習得し、ベテランの風力工学研究者に匹敵するほどになっています。 最近、異常気象による太陽光発電所への被害が、トラッカー業界に再び警鐘を鳴らしています。多くのプロジェクトが、かつて経験したことのない状況に直面しています。ほとんどの異常気象は、設計の初期段階で検証・分析されていません。 したがって、将来的には、「大気科学」がトラッカーの設計において重要な考慮事項となり、トラッカー業界の第2の覚醒を牽引することになるだろうと予測できます。 ▽大気科学は地球科学の一分野である 一方、多くの第三者も、異常気象が太陽光発電用ブラケットにもたらす深刻な課題に気づいています。例えば、VDEやRETCといった機関は、雹害耐性の研究分野で優れた成果を上げています。 米国の独立系非営利団体RMIを例に挙げましょう。同団体は、異常気象が太陽光発電ブラケットに与える影響に関する分析レポートを3件発表しています。これらのレポートは詳細かつ専門性が高く、業界にとって重要な参考資料となっています。 第三者機関からの支援に加え、トラッカーメーカー自身も実際の気象データを取得する方法を積極的に模索しています。風洞試験の結果と比較・分析することで、トラッカーの設計を最適化し、異常気象への対応力を向上させることを目指しています。▽ NRELフラットアイアンズキャンパスNXとATIの屋外風力発電所試験基地 ▽ スペインのプエルトリャノ統合マイクログリッドプロジェクトアークテック屋外風力発電所試験基地 太陽光発電トラッカー業界は、これまで数々の困難と課題に直面し、躓きながら歩んできました。異常気象は確かに恐ろしいものですが、克服できないものではありません。しかし、業界変革の岐路に立つと、より大きな危機が静かに姿を現します。 ➡️当社のウェブサイトにアクセスして、太陽エネルギーに関するより技術的な知識について話し合っていただければ幸いです: https://www.esolarfirst.com