- 4月16日のプエルトリコ全域停電時、山間の町Adjuntasでは複数の事業者や住民が 太陽光・蓄電池・マイクログリッド のおかげで電力を維持し、他地域では24時間以上の復旧待ちとなった
- 繰り返される停電は、2024年8月のTropical Storm Ernesto、2024年の大みそかの老朽ケーブル故障、2025年4月の植生問題に至るまで、老朽化した電力網の脆弱性 を浮き彫りにしている
- DOEは5月21日、屋上太陽光 に割り当てられていた3億6,500万ドルを、主に化石燃料ベースの電力網インフラ強化へ振り向けると発表し、太陽光業界とNydia Velazquez議員が反発した
- 政治的混乱と連邦資金のボトルネックの中、民間金融を活用した 太陽光+バッテリー システムは毎月約4,000件ずつ増えており、3月末時点で分散型太陽光は1.14GW、バッテリーは2.34GWhに達した
- AdjuntasのCasa PuebloとOak Ridge National Laboratoryは、複数のマイクログリッドが中央電力網なしで電力を融通し合う グリッド・オーケストレーション を試験し、地域単位のレジリエンスモデルの拡大を目指している
4月の全域停電でも電力を維持したAdjuntas
- 2025年4月16日、プエルトリコ全域で停電が発生したが、山間地域の Adjuntas では多くの照明と電力が維持された
- 実験的な マイクログリッド、太陽光パネル、蓄電設備が組み合わされ、複数の事業者や住民に電力を供給した
- 島の他地域では、電力復旧まで24時間以上、場所によってはそれ以上待たされた
繰り返されるプエルトリコ電力網の障害
- 4月の停電は、老朽化したプエルトリコの電力網で繰り返される障害の一例だ
- LUMA Energyは4月の停電原因として 植生 を挙げた
- 2024年の大みそかに起きたほぼ全面的な停電は、老朽ケーブルの故障 が引き金となった
- 2024年8月のTropical Storm Ernestoの強風は、島の電力の半分を停止させた
- 何十年にもわたるずさんな管理と、電力網インフラへの投資不足が問題を深刻化させている
- 定期保守の不足と、増加する発電需要への対応失敗が混乱に拍車をかけた
- 2017年のHurricane Mariaはプエルトリコを数か月にわたり暗闇に沈め、約3,000人の死者を出した
連邦資金と政策対立
- Hurricane Maria後、プエルトリコの国営電力会社PREPAは電力網改善を期待し、発電・送電・配電を民間事業者と契約した
- FEMAは、電力網の改善とレジリエンス強化のため、200億ドル超 の米連邦災害復旧資金を割り当てた
- プエルトリコと米本土の官僚主義や政治が、その資金執行を大きく妨げている
- 米DOEは5月21日、もともと 屋上太陽光 に割り当てられていた3億6,500万ドルを電力網インフラへ転用すると発表した
- DOEは、この資金が現在の危機に対し、より迅速で影響力の大きい実務的な修理と緊急対応を支援するとみている
- 対象には、システムの柔軟性と対応力、電力潮流と制御、構成要素の強度、供給の安全性、安全対策が含まれる
- この措置には、プエルトリコの太陽光業界とニューヨーク選出の下院議員Nydia Velazquezが反発し、Velazquezはこの資金が島の脆弱なコミュニティのために設計されたものだと強調した
島全域で拡大する太陽光+バッテリー
- 政治的混乱と停滞する連邦資金は、島全域で民間金融を活用した 太陽光+蓄電設備 の普及を後押ししている
- 導入形態には、リース、融資、電力購入契約（PPA）が含まれる
- Javier Rúa-Jovetによれば、プエルトリコでは毎月約 4,000件 の太陽光+バッテリー蓄電システムが新たに稼働している
- これらの設備は電力網に接続されているが、停電時でも動作できる
- LUMAの3月末時点の報告では:
- 系統連系された分散型太陽光の容量は 1.14GW を超える
- 系統連系された分散型バッテリーは 2.34GWh 追加接続されている
- 太陽光は年間2TWh超の電力を生み出しており、これはプエルトリコ全体の住宅用電力消費の12.5%以上に相当する
- その大半は住宅用太陽光によるもので、民間金融によってより多くの住民がシステムを導入するにつれ、容量は増え続けている
Adjuntasのグリッド・オーケストレーション実験
- 人口約18,000人のAdjuntasは、より実験的なアプローチを採用している
- 地域の環境NPO Casa Pueblo は、米DOE傘下のOak Ridge National Laboratoryの研究者と協力し、複数のマイクログリッドを連携させる方法を開発している
- この戦略は、プエルトリコの電力網に接続されなくても、マイクログリッド同士で電力を融通し合う グリッド・オーケストレーション だ
- ある設置地点の電力が途絶えても、他の設置地点まで一緒に損なわれないよう設計されており、4月の島全域停電時にはAdjuntasの複数地区で電力維持に成功した
- 停電当時、Casa PuebloとOak Ridgeの研究チームは、Adjuntasにある5つのマイクログリッドのうち3つを接続し、オーケストレーション戦略のテスト完了を進めていた
- 接続された3つのマイクログリッドは ネットメータリング を通じて電力網に接続されている
- 残る2つは独立している
電力融通と蓄電設備の活用
- チームは、あるマイクログリッドから別のマイクログリッドへ、そして逆方向にも エネルギー取引 が可能であることを実証した
- こうした電力移動により、需要ピーク時のエネルギー制約を超え、日没後の夜間には追加の蓄電設備から電力を引き出せる
- Adjuntasの5つのマイクログリッドは合計で 228kW の太陽光発電容量と 1.2MWh の蓄電容量を提供する
- この電力は住宅地と15の商業事業所に供給されている
- 規模は小さいものの、電力網から独立して動作できるシステムの事例といえる
次の段階と季節的な圧力
- Casa Puebloは、マイクログリッド接続をボトムアップで拡張するアプローチを引き続き改善し、広げていく考えだ
- 4月20日、Casa PuebloはAdjuntasで Community Laboratory for the Energy Transition を立ち上げた
- 目的は、学術界と産業界の専門家を集め、新たなマイクログリッド技術を試験することだ
- 次のマイルストーンは、地理的に近接していないマイクログリッド同士をうまく接続することだ
- 暖かい季節が近づく中、プエルトリコは電力需要が発電容量を上回る可能性に備えている
- 2025年の大西洋ハリケーンシーズンは平年より強いと予測されており、電力障害の負担がさらに増す可能性がある
人々主導で広がる太陽光
- Rúa-Jovetは、太陽光とバッテリーが島全域の停電に対するレジリエンスに大きく貢献する、迅速に立ち上げ可能な資源だとみている
- Massol-Deyáは、政府が化石燃料電力という「obsolete」モデルへ向かったとしても、プエルトリコの人々は太陽光を受け入れていると語る
- この流れは、LUMAや政府によるトップダウンの推進ではなく、人々が太陽光に大きく投資したことで生まれた変化だ
1件のコメント
Hacker News のコメント
建築許可が不要なほど小さく、近所から苦情が出ない程度に見た目がよく、配線は実質的に差し込むだけで済む家庭用太陽光発電構成を段階的にまとめた良い資料があるのか気になる
今考えている最善案は、グランピング用の中型バッテリーパックを買って壁のコンセントに差し込み、冷蔵庫や地下室の除湿機のような消費電力の大きい家電をいくつか接続したうえで、裏のデッキに短い柱とコンクリート基礎で小さな屋根を作り、その上にパネルを載せてキッチンのバッテリーまで配線を引く方法
その記事でも電源コンセントを入力として使う安全上の問題を扱っており、ヨーロッパの複数の国では認められているが米国では認められていないと指摘している。ただし、機器をバッテリーに直接差し込む形なら可能そう
より恒久的な設置や系統連系なら、電気工事の許可が必要になる可能性が高い。Goal Zero や Jackery に似た構成を望むなら、https://www.mobile-solarpower.com/mobile-48v-system.html の動画を見るとよい
フロリダでは平均的なパネルでも出力はよく出るが、許可の問題が多く、ハリケーン時に不適切に設置されたパネルは大きな危険になり得るので、妥当な規制ではある。ミシガンに住んでいたときは許可や用途地域の問題は少なかったが、冬に実用的な出力を得るにはパネルが3〜4倍必要だった。ごく小規模な太陽光発電は、電気を極端に少なく使う暮らしでない限り、かけた労力に対して出力や価値が不足することが多い
コスト削減を本気で狙うなら、ポータブルバッテリーパックよりも一体型の太陽光インバーターとサーバーラック型バッテリーを買うほうがよい。概ね、パネルを接続してバッテリーをつなげばよい、プラグアンドプレイに近いものだ。家の負荷を動かしたいなら、系統連系しない条件で、電気技師に重要負荷パネルをインバーター出力につないでもらい、太陽光がないときやバッテリー残量が低いときに備えてインバーターを電力網に差し込んでおく方式が最も安く単純
Jackery や Anker Solix のような機器で同程度の規模を組む動画も見たが、現実的には Harbor Freight のパネル2〜3枚程度ではホームオフィスを何とか動かせるくらいだ。冷蔵庫はバッテリーをかなり早く消耗するはず。バッテリーやインバーターに機器を直接差し込まず、壁コンセントで入力と出力を扱うことも可能だと思う
太陽光発電はパキスタンの農村部と都市部で驚くべき効果を上げている。実際、パキスタンは太陽光パネルの最大輸入国になった
電力網については詳しくないが、こうした概念が果てしなく不安定な南アフリカ共和国の電力網にも役立つのか気になる。自分の住む都市は停電が多く、大多数の人は自宅に太陽光発電を設置する余裕がない
パキスタンも輪番停電の問題が似ていたが、中国製の太陽光設備とバッテリーを大量輸入したことで電力網の負荷が下がり、停電はもはや頻繁には起きなくなった。むしろ需要が減りすぎて、石炭火力発電会社の財務構造が危うくなるほど: https://news.ycombinator.com/item?id=43620309
期待するのは難しいと思う。ANC 政権下の南アフリカの多くのことと同じく政治問題であり、Eskom は存在しないサービスを提供しているとして取り分を確保し、その金を友人や家族の存在しないサービスへ再び流そうとしている
[1] https://www.ecr.co.za/shows/stacey-jsbu/eskom-cracks-down-no...
しかし極度に無能な政府らしく、競争は導入せず問題を放置した。その結果、定期点検で発電所が1つ止まるだけでも、人口を支える発電所が不足する状態になった。それでも、流れた金のおかげで Audi を買った人はずっと増えた
太陽光発電は良いものの、「マイクログリッドを負担できる人は停電から自分を守れる」という点と、「富裕層が余剰発電分にはプレミアムを受け取り、高価なピーク電力は割引価格で買い戻す」ネットメータリングが組み合わさると、電力網のレジリエンス改善とは見なしにくい
「島全体の停電はない」といった奇妙な定義でない限り、そういう意味
昔の方式のように1:1でクレジットを付与する仕組みなら役に立たない。ざっと調べたところ、プエルトリコは今その状態らしい。電力が電力網に供給された時点の条件に応じて補償するなら役に立つ可能性がある。適切な制御があれば、蓄電設備は電力網の安定性を高められる。電力会社規模の蓄電プロジェクトのほうが費用対効果は高いだろうが、プエルトリコではプロジェクト管理が難しいため、個人資本を持つ人たちが太陽光とバッテリーを接続し、需要が高いときに一部を電力網へ送るようにするのも有用に見える
規制当局は再生可能エネルギー比率の拡大と安定性の両方を促すよう指示されるが、トレーダー、運用者、発電事業者が善意で行動せず、利用できる抜け穴を悪用するため、こうした抜け穴を直すのは難しい
分散型太陽光はUL 1741-SB要件のおかげで、すべての人にとってより安定した電力網を支える
実際、集中型電力網は停電頻度の増加を見る限り、機能しない官僚的な責任転嫁マシンに成り果てており、真に公平なアクセスを提供したこともない。代替案の一つは分散化であり、記事もCasa PuebloとOak Ridge National Laboratoryが複数のマイクログリッドを接続し、プエルトリコの電力網なしに相互に電力を交換する電力網オーケストレーションを扱っている。富裕層がやっていることかもしれないが、研究開発技術への投資はもともとそうして始まることが多い。政府支援の研究所が、協調された分散化によってレジリエンスを得る方法を再構想する仕事なら、政府研究費の良い使い方に見える
記事タイトルだけを文字どおり見ると、マイクログリッドがある停電とは何を意味するのか曖昧だ
マイクログリッドは定義上、停電に強いはずだ。あるマイクログリッドが故障で電力を失っても隣接する電力網には影響せず、共通故障で隣接する電力網がすべて落ちても、自分のローカル電力網が設計や実装のおかげで生きていれば問題ない。マイクログリッドは停電の解決策というより、停電という問題が適用されない構造だ。記事の第1段落も4月16日にプエルトリコ全体が停電したと言いながら、すぐ次の文ではAdjuntasの多くの明かりがついていたと言っている。両方は成り立たない。明かりがついていたなら全体停電ではない。電力網の分割と複数の発電源でも同じことはできるし、既存の伝統的な電力網ではよくある機能だ。私が住む都市は、複数の水力発電所と風力発電団地、そして原子力を除く多様な発電源を持つ隣の州とのHVDC接続があり、電気は非常に安定している。マイクログリッドが相互接続されれば、それは単なる電力網だ。機能する電力網を作れば一般の人はより重要な経済活動に集中でき、それができないならマイクログリッドを作ればいい
結局はバッテリー費用の問題に近いのかもしれない。電力網から充電して停電時に放電するバッテリーがあり、想定される停電時間を踏まえて容量を決めれば、おおむね耐えられるのではないかと思う。もちろん、そうしたバッテリーを買えることが前提になる
数時間から1日程度で頻繁に落ちる電力網ならPowerwallのようなバッテリーで回避できるが、数日から数か月まで落ちる可能性がある電力網なら、実質的に太陽光であれ別の方式であれ発電源が必要になる。バッテリーはどんどん安くなっているが、1か月分の電気を貯めることが発電設備を買うより安くなる可能性は低そうだ
隔離された装置が問題なく電力を電力網へ戻せる理由は、周波数を観測できるからだ。停電が発生するとこの情報が失われる。ブラックスタートが必要だが、隔離され、協調されていない機器ではできない
一方、過度に官僚的な第三世界のイタリアでは、太陽光設置の優遇を受けるには、すべての書類をそろえるまで何か月も待たなければならない。DIY設置方式も800Wに制限されており、今の基準では取るに足りない水準だ
ここで明確でないのは、相互接続障害が発生したときのルールを定義しているのか、それとも電力網に接続するには太陽光と蓄電設備の両方を備える必要があるという意味なのかだ
3つの「島」を相互に接続したように聞こえた
私の理解では、太陽光と電力網の両方に接続されているほとんどの家は、太陽光発電を行うには電力網が生きている必要がある
理由は2つある。1つは電力網で作業するライン作業員を危険にさらさないためで、もう1つは太陽光発電の交流周期を電力網の交流周期と同期させる必要があるため。この家々は電力網にも接続されていないのだろうか？ それともプエルトリコでは、この2つの問題を解決する技術を使っているのだろうか？
バッテリーを備えた太陽光発電システムが単独運転モードで動作する例はますます一般的になっており、より重要なことに合法で、電気規定にも適合している。電力網が停止したり規格外になったりすると、家を電力網から切り離し、ローカル電力で供給を続ける。Tesla と Sigenergy がその例。一部は非常に短時間で切り替わり、実質的に家全体の無停電電源装置のように動作し、一部では照明がちらついたり、敏感な機器が再起動したりすることがある。別のシステムでは、電力網から切り離して単独運転に入るまでに少し時間がかかる
発電機を接続するときに使うものに似た切替スイッチを使い、上流の電力網を遮断する方式
複数の家にある複数のバッテリーを相互接続した状態で同期を保つ難しさについてはよく分からない。数か月前にスペインの停電のニュースを見るまでは考えたこともなかった
元リンクはまだ読んでいないが、おそらく電力網・太陽光・バッテリーを組み合わせた方式なのだと思う
夏の最も暑い日のピーク使用量だけを抑えられるくらいの太陽光発電があるといい。そういう日は自然と日照も多い
常にすべてを太陽光でまかなう巨大なシステムは必要ないし、電力会社のクレジットにも興味はない。夏は300ドル、冬は50ドルになる電気料金を避けたいだけだ。こういう用途向けの良い解決策を設計した人がいるのか気になる
私はまだ加入していないが、周囲では評判が良い: https://www.oregoncsp.org/
今は中西部の約200MWの太陽光発電プロジェクトを手伝っている。おおよその場所、電力会社、料金体系が固定か季節別かといった情報をくれれば、ある程度案内できる
少なくともウェブで見つけた太陽光計算ツールはそう言っている
12か月で kWh あたり0.13ドル換算で950ドル分の電気を作り、今では家の電気代はなく、暖房と冷房もヒートポンプでまかなっている。古い天然ガスボイラーを撤去し、ガス管も切ったので、暖房費を年間2,000ドルほど節約できた。完全に流れを変える選択だった
主に銀行の自動引き落としに登録して1年間忘れておくために使うものだが、夏の大きな請求を避けるにも良い。調べてみる価値はある