はじめに | 持続可能エネルギーの台頭
技術進歩と経済動向により、過去10年間で住宅における持続可能なエネルギーとエネルギーレジリエンスへの需要が大幅に増加した。太陽光発電やエネルギー貯蔵といった分散型エネルギー資源（DER）を導入する住宅所有者が増加している。
これらの動向は、家庭用エネルギーソリューションや、集中型送電網から独立して機能するマイクログリッドへの投資と技術進歩によって推進されている。さらに、山火事や暴風雨、その他の異常気象による気候変動関連の停電や公共安全のための計画停電の増加も、この流れを加速させている。加えて、州政府や連邦政府は、新たなインフレ抑制法など様々なプログラムを通じて、クリーンエネルギー投資に対する数多くの税制優遇措置を提供している。
住宅用分散型エネルギー資源（DER）への移行は、エネルギー資源の見方と管理方法における根本的な転換を示す。かつて単なる輸送手段と見なされていた電気自動車（EV）でさえ、今やエネルギー革命の一翼を担っている。EVは移動式バッテリーとして機能し、需要が高まる時間帯に蓄えたエネルギーを家庭や電力系統に供給することで、消費者がエネルギー市場に参加することを可能にする。
住宅用分散型エネルギー資源（DER）の人気の高まりは偶然ではない。それらは従来型資源に比べて数多くの利点を提供している。
概要 | 家庭における分散型エネルギー資源の利点と課題
分散型エネルギー資源（DER）は、中央電源への依存度を低下させ、停電やその他の気象関連事象の影響を軽減します。さらに、エネルギーが消費地に近い場所で生成されるため、送電・配電損失を削減できます。加えて、DERは住宅所有者がエネルギー市場で積極的な役割を果たすことを可能にします。余剰電力を貯蔵し、緊急時対応、コスト管理、または電力網への売電に活用できるのです。
こうした利点は、分散型エネルギー資源（DER）の継続的な導入を強く後押しする根拠となる。しかし、これらの利点には課題も伴い、特に製造業者、電力会社、システムインテグレーターにとっては課題が大きい。
これらの技術は進歩の観点から非常に刺激的です。しかしその一方で、これらのソリューションを提供するメーカーにとっては新たな課題が生じているのです。
アンドルー・セラーズ、Typhoon
ソリューションマネージャー
例えば、分散型エネルギー資源（DER）システムには、統合が必要なコントローラーが多数存在するケースが多い。それらが相互に連携して動作可能かどうか、またシステム全体の構成方法やテスト方法を決定することが重要である。
ソリューション | ハードウェア・イン・ザ・ループが住宅用分散型エネルギーの課題解決を支援
上記の課題を解決するために用いられる測定・試験ソリューションの一つが、ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）シミュレーションである。HILは、住宅用エネルギーシステムの制御装置を、様々な設計段階および製品ライフサイクル段階において試験・検証する。
制御システムの試験は従来、現場の物理的な装置、システム全体、または実験室の試験装置で行われてきた。これは費用がかかり、非効率的で、安全上のリスクを伴う可能性がある。
HILテストでは、物理プラントの代わりにコンピュータモデルが使用され、シミュレータ上でリアルタイムに動作します。HILシミュレーションはプラントとその動的特性をリアルタイムで正確に再現し、制御装置のテストと検証を行うための現実的でインタラクティブな環境を提供します。
HILシミュレーションは、より安全で高速かつ包括的な試験を提供し、メーカーが住宅用分散型エネルギー資源（DER）やマイクログリッドに適したシステムを設計するのを支援すると同時に、電力会社がDER統合の要件を満たすのにも貢献します。
公益事業会社は、変化するエネルギー環境において重要な役割を担っており、家庭用エネルギー資源が適切な電力品質や力率の提供、系統サービス供給など様々な要件を満たすことを保証する責任を負っています。HILシミュレーションは事前認証試験を支援し、構成部品が現行の規格や規制に準拠していることを保証します。
OEMメーカーやシステムインテグレーターにとって、HILシミュレーションは重要なツールです。これによりOEMメーカーは、急成長する住宅用分散型エネルギー資源（DER）市場向けに、適応性と互換性を備えたソリューションを構築でき、製品が様々なアプリケーションや複雑なシステムでシームレスに動作することを保証します。
HILテストの重要性｜多様なDER製品間の相互互換性を確保する
これらの個別製品のメーカーは、自社の環境で動作するだけでなく、他のコントローラーが存在するシステムにも適応し、なおかつ相互に連携して動作できる製品を製造する必要がある。
アンドルー・セラーズ
柔軟性と互換性を備えたシステム設計は、最も重要な課題の一つである。太陽光パネルや風力タービンから蓄電池や電気自動車に至るまで、分散型エネルギー資源（DER）技術が多様化していることを踏まえると、これらの多様な資源をシームレスに統合することは複雑な作業である。さらに、メーカーは自社製品が相互に、また既存のエネルギーインフラ（従来の送電網システムと現代的なスマートグリッド技術の両方を含む）と互換性を持つことを保証しなければならない。
製造業者はまた、エネルギー分野の急速に変化する基準や規制にも対処しなければならない。分散型エネルギー資源（DER）技術が進化するにつれ、その設計、統合、運用を規定する基準も変化する。こうした変化に対応し、製品の適合性を維持するためには、OEMメーカーは継続的な研究開発と試験に取り組む必要がある。
住宅所有者が分散型エネルギー資源（DER）技術を採用するケースが増えるにつれ、OEMメーカーは多様な要件に対応し、既存のエネルギーインフラと統合可能な汎用性の高いソリューションを設計する必要がある。
HILテストの利点| 問題の特定、コスト削減、市場投入までの時間短縮
複数のシステム間の複雑な相互作用をシミュレートする能力により、HILテストはシステム互換性と相互運用性を効果的に検証します。
これにより、はるかに網羅的なテストが可能になります。他社製のコントローラーを社内で利用できるようになります」とセラーズは述べた。「様々な環境下でテストできるため、テスト条件を自由に変化させることが可能です。
数多くのメリットは、開発コストの削減から市場投入までの期間の短縮まで多岐にわたる。
HILテストの実用的な応用例は多岐にわたる。例えば、HILは住宅用エネルギーシステム（太陽光発電やEVなど）における制御装置の性能を検証し、部品の事前認証を通じて規格や規制への適合性を確保できる。
結論 | エネルギー転換のメリットを住宅所有者に実感してもらう
住宅用エネルギー消費の増加——電化と家庭用マイクログリッド・電気自動車の普及に牽引されて——は変革の波をもたらしている。
これらのソリューションを住宅用設置向けに設計する際には、従来のマイクログリッドでは想定されない新たな要件が生じる。
アンドルー・セラーズ
変革の波は、エネルギー市場において前例のないレベルの信頼性、効率性、そして消費者の参加をもたらす。
HILシミュレーションは、設計および製品ライフサイクルの異なる段階において、より安全で迅速かつ包括的なテストを提供することで、この移行を加速させることができます。HILシミュレーションは、メーカーが適応性と互換性を備えたシステムを設計することを支援し、シームレスなエンドユーザー体験を実現します。
住宅市場において分散型エネルギー資源（DER）を効果的に活用するには、HILシミュレーションなどの先進的なツールやソリューションを適用することが重要です。これは、より持続可能で回復力があり、消費者志向のエネルギー未来を育むための重要な一歩となります。
クレジット
テキスト｜ リサ・コーン
ビジュアル｜ ミリカ・オブラドヴィッチ、カール・ミッケイ
テクニカルエディター｜アンドルー・セラーズ
ブログエディター｜ デボラ・サント
