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統合
港湾、マリーナ、および船舶搭載型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ための重要インフラである。 近年、これらのシステムのエネルギー効率化と環境配慮がますます重視されている。これを実現する一つの方法がハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）試験である。この技術により、エンジニアは効率的なエネルギー利用の最適化に向けた制御アルゴリズムを検証でき、様々な分散型エネルギー資源（DER）を統合して機能的なシステム全体を構築することを支援する。
現代のマリーナは、主要配電網またはディーゼル発電機によって供給されるマイクログリッドである。しかし、この種の電力システムは非効率的であることが多く、燃料消費量の増加や有害な排出物を引き起こす可能性がある。これらの課題に対処し、主要配電網からの独立を実現するため、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、需給バランスを調整するエネルギー貯蔵システムをマリーナの電力システムに組み込むことが可能である。
再生可能エネルギー源と蓄電池を統合したシステムを構築し、船舶の電力システムを電化することは複雑な作業であり、綿密な計画と試験が必要となる。ハードウェア・イン・ザ・ループ試験は、機器の損傷や稼働停止のリスクなしに、制御アルゴリズムを様々なシナリオでシミュレートできる手法である。この手法を用いることで、エンジニアはシステム性能を最適化し、障害発生時の耐障害性を確保し、運用上の故障リスクを低減できる。
デモ | 海洋マイクログリッド試験装置
このデモンストレーションでは、Typhoon ベッドにおける船舶用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特徴としています。対象となるコントローラおよび保護リレーには、Woodward easYgen-3000XTディーゼル発電機セットコントローラ、SEL-751保護リレー、Schneider Electric AccuSineアクティブフィルタコントローラ、EPC Powerバッテリーインバータコントローラが含まれます。 本事例は、電力システムに統合された異なるコンポーネントのテストを、HIL Compatible と組み合わせたリアルタイムシミュレーション用HILテストベッドを用いて実施する方法を示しています。これによりエネルギー使用の最適化とシステムのエネルギー効率化が可能となります。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 | グリーンマリーナDCマイクログリッド
この動画デモは、グリーンヨットマリーナの直流制御マイクログリッドを特集しています。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。本デモは、UniTSのデジタルエネルギー転換・電化施設（D-ETEF）に所属する博士課程学生、アンドレア・アレッシア・タヴァグヌッティにより提供されています。 本事例では、太陽光パネルと蓄電池システムを既存のマリーナマイクログリッドに統合することで、エネルギー耐性の強化、主電源グリッドからの独立性の確保、さらに高いエネルギー持続可能性と効率性の実現が可能となることを実証しています。
結論 | HILテストによるよりグリーンな未来の実現
船舶用マリーナと船上マイクログリッドは海運業界において極め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高めることは重要な目標である。ハードウェア・イン・ザ・ループ試験は、エンジニアがシステム性能を最適化し運用障害のリスクを低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する。
Typhoon 、数多くの産業界および学術界のパートナーと連携し、拡張可能な持続可能な電力技術を設計・推進できることを誇りに思います。この目的のため、当社はソーラー・インパルス財団アライアンスに加盟し、2022年11月時点で、汎用モデルを備えた当社のマイクログリッド試験環境がソーラー・インパルス効率的ソリューションとして認証を取得しました。これにより、試験環境の利用者は独自の省エネルギー型電力システムを開発・試験することが可能となります。
船舶マイクログリッドの課題への取り組み方について詳しく知りたい場合は、以下の関連ブログ記事をご覧ください：「船舶がマイクログリッドソリューション 」「船舶はマイクログリッドである（前編）：設計・構築が困難な理由」「船舶はマイクログリッドである（後編）：設計・構築が困難な理由」
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・タヴァニュティ、シミサ・シミッチ、アレクサンダル・カヴギッチ、セルジオ・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 | デボラ・サント
