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地球温暖化と限りある化石燃料資源により、各国は環境に優しいエネルギーシステムの構築を進めなければならなくなっています。再生可能エネルギーに基づいたスマートグリッドは近年ますます重要性を増しており、自然エネルギー供給への道を開いています。電力は風や太陽などの無限の天然資源から生み出され、1日を通して利用可能ですが、その発電量は変動します。それに伴い、出力の変化も1日を通して変動する電力需要と同等にする必要があります。送電網は分散した多数のエネルギー資源をつないでいます。半導体変圧器、調整可能な地域送電網変圧器、および据置型バッテリなどの新たな機器は、安定したエネルギー供給の確保に役立ちますが、管理が必要です。そのため、最新の電源システムは高機能である必要があります。つまり、発電、消費制御、および貯蔵用の個々のシステムコンポーネントは、中央制御ユニット(SCADAシステム)による監視が可能な同一の通信ネットワークの一部である必要があります。これにより、エネルギーシステム全体におけるあらゆる変化が登録され、エネルギーの供給および消費量が調整されます。スマートグリッドの主な目的は、効率性の向上、リソースの節減、排気ガスの削減、および十分なエネルギー供給を常に確保することです。

Vehicle-to-Grid

Electric Drive業界がますます成長するにつれ、電気自動車は、再生可能発電システムの供給量の変動に対応できる有望なソリューションとなります。電気自動車の内蔵バッテリは移動式貯蔵システムとして利用可能であり、追加の電力が必要な場合や今後の使用のために貯蔵できる余剰電力がある場合はいつでも送電網に接続することが可能です。これは、「Vehicle-to-Grid」(V2G)というコンセプトとして知られています。

スマートハウスおよびVehicle-to-Home

未来のエネルギーコンセプトと関連してよく使用されるもう1つの用語が「スマートハウス」です。「スマートグリッド」と似たこの用語は、エネルギーの生成、管理、消費制御、および貯蔵に対応するコンポーネントを備えた住宅を指します。スマートハウスのエネルギーシステムは、やはり送電網に接続されますが、一定の期間で自律的に動作することができます。この場合も、電気自動車をシステムに接続することにより、必要に応じて追加の電力を提供することができます(「Vehicle-to-Home」、V2H)。

dSPACEのサポート

dSPACEは、環境に優しいエネルギーシステムの開発をサポートするため、エネルギー制御テクノロジ向けのソリューションの開発に積極的に取り組んでいます。dSPACEでは、中央制御ユニット用または監視制御データ収集(SCADA)システム向け制御アルゴリズムの開発におけるサポートを行い、すぐに使用できる環境やコントローラ、パワーエレクトロニクスモデル、バッテリ、送電網、およびパワーエレクトロニクスシミュレーションのサポートなど、さまざまな需要に応じてお客様に最適なソリューションを探すお手伝いをいたします。

強力かつ革新的なエネルギー貯蔵システムを使用すると、変動を伴う再生可能エネルギーからの出力を可能な限り効率的に利用できるため、環境に優しいエネルギーコンセプトにとっては不可欠です。据置型バッテリ貯蔵システムは、エネルギー変換を必要としないため、電源分野で最も効率性の高い貯蔵ソリューションです。ただし、搭載した車両の推進を主な目的とする燃料電池についても、その重要性が増しています。


また、電気自動車のバッテリは一種の移動式貯蔵システムとして使用することもできます。電気自動車のバッテリは、必要な場合にいつでもエネルギーシステムに接続し、追加の電力を提供することができるため、需要と供給の変動に応じた対応が可能です。この分野における最新の開発環境では、「スマート充電」が重要視されています。「スマート充電」では、電気自動車と充電ステーションの相互通信によってエネルギー交換プロセスの最適化と充電時間の予約ができるようになっています。

CHAdeMO、ISO 15118、およびGB/T 20234.2

多くの製造メーカーが、バッテリ式電気自動車(BEV)およびプラグインハイブリットカー(PHEV)を含む電気自動車(EV)、および電気自動車給電機器(EVSE)を生産しています。ただし、充電インフラストラクチャの普及率は地域により大きく異なります。たとえば、充電用コネクタの形状は国によって異なる場合があります。このような違いに対処するには、規格の標準化が重要になります。EVとEVSEの間の通信は、CHAdeMO、ISO 15118、GB/T 20234.2などの複数の規格で規定されています。これらの規格を使用すれば、お客様が容易に異なるメーカー間の機器を利用することができるようになるだけでなく、製造メーカー自身も規格統一によって開発プロセスを簡素化することができます。

dSPACEのサポート

dSPACEでは、お客様が充電システム、燃料電池制御システム、バッテリ貯蔵システムなど、どのような製品を開発している場合でも、適切なツールの提供を通じてお客様の開発プロセスをサポートします。

環境に優しいエネルギーコンセプトの主なエネルギー源として不可欠なのは、再生可能エネルギーです。電力は風、水、太陽などの無限の天然資源から生み出され、排気ガスはほとんど発生しません。スマートグリッドやスマートハウスには、一般に太陽光発電装置、太陽熱装置、および風力タービンなどのさまざまな再生可能エネルギー設備が採用されています。ただし、再生可能エネルギーシステムのエネルギー出力は1日を通して変動します。そのため、このような発電システムの開発は困難です。気象条件次第では、発電量の増減が発生します。天気予報に基づいて予想エネルギー出力を概算することもできますが、天気自体と同様、このデータの信頼性は高くありません。そのため、システムには極めて高い柔軟性が必要となります。発電量や電力需要の変動に対応できる高機能な制御ユニットのほか、エネルギー出力の高い時間帯に時間的制約の無い発電作業を割り当てることが可能な合理的なエネルギー管理システムも必要です。

太陽光および風力インバータ

太陽光および風力発電システムは通常直流電流(DC)を生み出しますが、ほとんどの家電製品には交流電流(AC)が必要です。そのため、作り出したDC出力を電力系統や地域の送電ネットワークにも給電できるAC電流に変換するパワーエレクトロニクスコンポーネントを搭載した発電システムが必要です。

dSPACEのサポート

dSPACEでは、お客様が発電システム、制御ユニット、エネルギー管理システム、インバータ、またはその他の発電関連システムなど、どのような製品を開発している場合でも、総合的なサポートの提供を通じてお客様の開発プロセス向上をサポートします。

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