はじめに| 海洋マイクログリッドへの再生可能エネルギーの統合
港湾（マリーナ）、そして船上マイクログリッドは、いずれも重要な水上輸送サービスを提供する船舶の電力需要を支える重要なインフラです。近年、これらのシステムのエネルギー効率と環境への配慮の向上がますます重要になっています。その実現方法の一つが、ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）テストです。これは、エンジニアが効率的なエネルギー利用を最適化するための制御アルゴリズムを検証し、様々な分散型エネルギーリソース（DER）を円滑に機能するシステムへと統合することを支援する技術です。
現代のマリーナは、主配電網またはディーゼル発電機から電力を供給するマイクログリッドです。しかし、このタイプの電力システムは効率が低い場合が多く、燃料消費量の増加や有害な排出物の発生につながる可能性があります。これらの課題に対処し、主配電網から独立させるには、太陽光パネルや風力タービンなどの再生可能エネルギー源と、需給バランスを保つためのエネルギー貯蔵システムを組み合わせてマリーナの電力システムに組み込むことが可能です。
再生可能エネルギー源と蓄電池を統合システムに統合し、船舶の電力システムを電動化することは、綿密な計画とテストを必要とする複雑な作業となる可能性があります。ハードウェア・イン・ザ・ループ・テストは、機器の損傷やダウンタイムのリスクなしに、エンジニアが様々なシナリオをシミュレーションし、制御された環境で制御アルゴリズムをテストできる手法です。このアプローチを用いることで、エンジニアはシステム性能を最適化し、障害発生時の回復力を確保し、運用上の障害リスクを軽減することができます。
デモ| 海洋マイクログリッドテストベッド
このデモでは、Typhoon HILテストベッドを用いた船舶マイクログリッドのコントローラハードウェアインザループ（C-HIL）シミュレーションを紹介します。使用されるコントローラと保護リレーには、Woodward社製easYgen-3000XTディーゼル発電機コントローラ、SEL-751保護リレー、Schneider Electric社製AccuSineアクティブフィルタコントローラ、EPC Power社製バッテリーインバータコントローラが含まれます。このデモでは、リアルタイムシミュレーション用のHILテストベッドとHIL対応デバイスを組み合わせて、電力システムに統合されたさまざまなコンポーネントのテスト方法を紹介します。これにより、エネルギー使用を最適化し、システムのエネルギー効率を向上させることができます。なぜなら、最も環境に優しいエネルギーは、使用しないエネルギーだからです。
デモ| Green Marina DC マイクログリッド
このビデオデモでは、グリーンヨットマリーナのDC制御マイクログリッドを紹介します。トリエステ大学（UniTS）のエネルギー・デジタルシステム工学プログラムで開発された成果をご紹介します。このデモは、UniTSのデジタルエネルギー変換・電化施設（D-ETEF）の博士課程学生、アンドレア・アレッシア・タヴァグヌッティが担当します。この例では、既存のマリーナマイクログリッドに太陽光パネルと蓄電システムを統合することで、エネルギーのレジリエンス（回復力）を高め、メイングリッドからの独立性を高め、エネルギーの持続可能性と効率性を向上させる方法を示します。
結論| HILテストでより環境に優しい未来を実現する
船舶マリーナと船上マイクログリッドは海事産業において重要な役割を果たしており、これらのシステムのエネルギー効率と耐障害性を向上させることは重要な目標です。ハードウェア・イン・ザ・ループ・テストは、エンジニアがシステムのパフォーマンスを最適化し、運用上の障害リスクを軽減するのに役立つ貴重なツールであり、これらのシステムが世界中の船舶に信頼性の高い電力とサービスを提供し続けることを保証します。
Typhoon HILは、数多くの産業界および学術界のパートナーと協力し、拡張可能な持続可能な電力技術の開発と推進に取り組んでいることを誇りに思っています。この目標達成のため、 Solar Impulse Foundation Allianceに加盟し、2022年11月には、汎用モデルを搭載した当社のマイクログリッドテストベッドがSolar Impulse Efficient Solutionとして認定されました。これにより、テストベッドユーザーは独自のエネルギー効率の高い電力システムを開発・テストすることが可能になります。
当社が海洋マイクログリッドの課題にどのように取り組んでいるかについて詳しくは、これらのトピックに関する以前のブログをご覧ください。ブログには、 「船舶がマイクログリッドである場合の設計ソリューション」 、 「船舶はマイクログリッドです (パート I): 設計と構築がなぜこんなに難しいのか?」 、 「船舶はマイクログリッドです (パート II): 設計と構築がなぜこんなに難しいのか?」 などがあります。
クレジット
テキスト|デボラ・サント、アンドレア・アレッシア・タヴァヌーティ、シミサ・シミッチ、アレクサンダー・カブギッチ、セルヒオ・コスタ
ビジュアル| ミリカ・オブラドヴィッチ、カール・ミッケイ
編集者| デボラ・サント
