2011年7月13日水曜日

PSOで風力発電の電力が買える。

オクラホマ州公共事業サービス会社(PSO)は顧客が風力発電の電力を選択できる仕組みを作った。
 顧客は、PSOWind Choice program100%オクラホマ州の風力発電の電力を100kWh/月を1単位として、1単位あたり1.72USドルで購入できることになる。
PSOMincoOklaから風力発電の電力を購入する複数年契約を結んだ。
------AWEA North American Wind Power May 2011 p168 (3分)

1.72ドル/100kWh135.88/100kWh(1US$=79円で計算)。

ひさびさにマクロ書いてみた

G列に入っているのが「ほげほげほげ」だったら、その行を薄水色に塗る。だけ。

すっかり、ご無沙汰してたから、変なところにGOTO使ったりして、美しくないな…
セルの判定にしても、For-Nextの繰り返し数の指定にしても、エレガントじゃない。
リハビリしなきゃな。


Sub finder()
'
' finder Macro
'
Dim i As Integer
Dim RA As Range
i = 1
For i = 1 To 10000
      Cells(i, 7).Select
      If Selection = "ほげほげほげ" Then
              With (Rows(i).Select)
              Selection.Interior.ColorIndex = 37
              End With
      End If
      Cells(i, 7).Select
     
      If Selection.Value = "" Then GoTo 200
    
Next i
200
y = "終わりました。"
MsgBox y

End Sub

風車を設計するなら知っておくべき 6つの傾向(後編)----AWEA Wind power engineering

[前編からのつづき]
4.風車の信頼性
 ドライブトレインの構造とその部品の信頼性は、現在も続いている問題であり、OEM時には97-98%の信頼性を求められる。
 「今までもこれからも、ダイレクトドライブや流体を用いた増速機が開発され続けるでしょう。」とTotaro氏は言う。
 しかしながら、Totaro氏は、この傾向、特にダイレクトドライブが蔓延する傾向には注意が必要だという。
「風車のオーナーはOEMに増速機は信頼性が低く、ダイレクトドライブだけが、壊れる増速機そのものがないから問題を解決できると説得しているが、ダイレクトドライブ自体の評価は、まだなされていない。」とTotaro氏は言う。
 コロラド州ボールダーにあるNRELの現在進行中の研究によると増速機の問題は、まだデータが不足しており、新規デザインに対しても問題解決のための研究が次々になされているということだ。

5.系統連係
 系統にやさしい風車の開発が進められている。誘導発電機を持つ風車は、単価が高く、系統低電圧時に乗り越えること(LVRT)が難しい。さらに系統が停電している状況からの起動が難しい。特に興味をもたれているのが、VAR無効電力)制御に加えて、補助的なタービンサービスをすることである。「ウィンドファームの持ち主は、ガスタービンプラントのように動かしたいと思っているが、風は変動していて、制御が難しい。ただし不可能ではない。」とTotaro氏は言う。
 永久磁石式同期発電機(PMSG)は、可変速の範囲を変更することなく効率と性能を実現できる。「ここ2,3年で完全に新規開発された風車11タイプ中9タイプは、PMSGだった。」この技術を使用する傾向は続くとTotaro氏は言う。

6.性能向上
 最後に風車とウィンドファームの性能向上はつづく。「出力を常に最大限にする。いつも言うことですね。」とTotaro氏はいう。
 支配的な条件を動的に解析して、カーテイルメントのために制御を行い出力を増大させるという方法がいくつかのOEMから出ている。また、状態監視と制御システムを併せることで、各部品の残り寿命を決定することで、持てる最大限の寿命を使って壊れないぎりぎりで発電させるという技術もある。
 どちらにしろ現時点での風力発電の未来はわからない。変化のためのイノベーションが必要だ。
 この研究の詳細については、www.totaro-associates.com/ で見ることができる。

2011年7月12日火曜日

風車を設計するなら知っておくべき 6つの傾向(前編)----AWEA Wind power engineering

カルフォルニアに本拠地を持つコンサルティング会社は、最近どのような技術傾向があり、将来の風車にどのような技術が使用されるかを知るために、アメリカでの特許マップの研究分析を行った。
Totaaro&Associates(www.totaro-associates.com)の研究は、主流である事業用水平軸風車について行われた。
 その研究は、似たような結果をキーワードを使って、検索し凝縮し、関連性の度合いに応じてその特許が産業に与える影響を分析した。「我々は、アメリカだけで1700以上の特許を見つけ分析した。」と会社代表であるPhillip Totaroは言う。
 彼の最初の結論は、今日の風車特許のほとんどは昨日までの問題を解決するためのものだという。「ほとんどの特許が、翼、電気制御システム、発電機に集中している。これらの部品は、品質、効率、信頼性の強化を過去1015年ずっと求められていた。」と彼は言う。
 しかしながら、制御とセンサーは近年風車部品に関する特許のリストの上位に踊り出てきた。これは、今後の傾向が、性能向上、荷重低減、系統連係に移行していくことの表れであるという。
 「より近年の特許出願と産業の先を見ていく知性の分析により、我々はいくつかの将来の技術についてわかってきた。」とTotaroは言う。新しい技術とその特許は6つのコアとなる分野に集中している。

1.部品重量の低減と製作コストの低減
 
 部品重量とコストの削減はtower-head-mass比(※)を保つための根幹である。この値を現在と同等あるいはより良くすることが重要である。
 「ほとんどのOEMは、重量コストを同じになるように、ベンチマークしている。そして、商品の費用を適正にしている。その結果、多くの風車メーカーは、近年“cost-out”という方法をとるようになった。この方向から、一流のOEM各社は特許をとり、コスト低減のイノベーションとした。」とTotaro氏は言う

2.輸送・組立
 これは質量とコストのコンセプトに関連するが、特に地上輸送の場合には、物理的な輸送制限にも関わる。部品サイズが大きくなれば、質量も大きくなる。特に大型の風車開発ではこれが起こりやすい。しかしながら、質量やサイズが大きくなれば、コストもかかるようになる。設計ツールや、製造方法の発展により、失敗の予測や、使用される材料の減少をすることができる。このため品質管理が良くなる。
 「さらに、翼根直径が大きい翼やタワー径が4.3mを超える場合は、陸上輸送のハードルが生じる。」とTotaro氏は言う。そのような構造体を作ることは可能であるが、強化のためには、さらに多くの材料が必要であり、コスト競争の激しいこの世界では有用な解決方法とは言えない。しかしながらタワーや翼のセグメント化や、サイトでの組立課方法や、補修道具は大変重要になってくるだろう。
 この分野では、先を見越したメーカーが、コアとなる特許を取得している。

3.監視 と 制御
三つ目の傾向としては、ウィンドファームの制御に関係する。この分野の特許は、風車の状態監視と制御の分野に集中している。最初の2つの傾向は、資金的な面からエネルギーコストを低減するための方法だったが、この3つ目は、運転メンテコストを最小限にするための技術である。
 「状態監視システムのような技術は、個々の風車とその部品の“健康状態”を監視する。そして、風の状態によって最大の出力を出せるように制御することができる。」とTotaro氏は言う。
OEMや持ち主である運転者にとって、想定外のメンテナンスを減らし、運転時間をのばすことが重要なのである。
[後編につづく]

※年間出力あたりの重量

2011年7月11日月曜日

風車開発の傾向 AWEA 2011 Wind power engineering(p36-37)より

今回は長いので、「まとめ」を入れてみた。


【まとめ】
     不況問題
不況によって、昨年は風車が売れなかった。今年は異なると予想。
     政策
 1603キャッシュグラント、PTCなどの政策による補助金に導入量は大きく左右される。第四四半期に駆け込み受注発生などがある。継続的な補助が必要。
     インフラ問題
中西部の送電網が弱い。送電網の脆弱さが導入の妨げになる。
FRECは送電網の問題を消費者に転嫁する方式も導入。
     建設中
大きなプロジェクトがある。一方で新しいメーカーの参入もある。
     風車メーカー
各国のメーカーが入ってきている。(Alstom Sany 金風など)
特に中国は中央人民銀行の融資とのコンボで攻めてきているので、強い。
一方で、通貨レートのリスクと制裁リスクがある。
     洋上風車
船舶の売り上げ向上や、建設可能地域の増大などの利点があるが、「教育、国家の補助、大型化、企業の捨て身の体制」がないと難しい。

【訳】
風力発電は、アメリカで最も急成長を遂げている再生可能エネルギーであり、風力発電開発者は、より効率がよく、コスト効率が良く、かつ儲かるやり方が求められている。
 2010年にアメリカの風力機械設計課業界は、前年の10000MWから、約50%減少の5116MWの風力発電を導入した。しかしながら、2009年に建設された風車が2008年の慣性に主導されていた。というのは、開発業者は例外的な成長が継続することを予測して、多数の風車を建てる傾向にあったためだ。2009年に世界的に金融市場が落ち込んだことを受け注文も新規開発も落ち込んだ。
 しかしながら、2010年が終わり、議会は、1603キャッシュグラント訳注. 特定の条件下で税金を免除する法律)を延長したくないように見えた(訳注. 201210月まで延長済み)。そのため多くの業者は、「みなし建設終了」をすることで、手遅れになる前に1603キャッシュグラントを受けられるようにした。
迫り来る特典の終了日は、「建設中サイト」を20101231日現在で5600MW(うち第4四半期分が3000MW)という過去最高に引き上げた。
 12月終わりごろには、議会は、包括的税制法案とともに、1603キャッシュグラントを延長した。この1年間の延長は、市場の延命に役立った。しかし、我々は議会が再生可能エネルギーに恒久的かつ堅固な貢献をする意思がないと見ている。2011年末には1603は期限が切れる、そして2012年末にはProduction Tax CreditPTC)が失効する。
 もし全てが計画通りに行くと、代わりになるものが何もないままに風力発電を支える二つの大きな政策の援護がなくなってしまう。

・インフラの問題
開発業者にとって、インフラの不整備が近年問題になっている。アメリカ中西部と大草原地帯は地上有数の風資源を持っている。残念なことに送電能力が十分でなく、沿岸部の需要の多い地帯に送ることができない。
 オレゴンに本拠地を持つ、PacifiCorp社は、現在このジレンマにどっぷり浸かっている。Mid-American Energy Holdingsの子会社であるPacifiCorp社は、アメリカでは最大の風車サイト開発業者である。彼らは、現在まで毎年新規プロジェクトをしてきた。
 しかしながら、最後のプロジェクトは201012月にコミッショニングが終了し、次のプロジェクトは、2017年完成までない。理由は発電能力がないことではなく、送電能力がないことである。
 開発上の問題を回避する企てとして、Federal Energy Regulatory Commission(FERC)は、「棄てられた発電所認定」といわれる制度をはじめた。
 これは、FERCSouthern California EdisonOklahoma Gas and Electricに適用した送電リスクやインフラの更新を基本的に取り除き、その費用を電力需要者に転嫁するものである。
 その名のとおり、もし制御範囲外のことが起きたら、公共施設はそのインフラコストやこうむった維持費用などについては責任がないものとするということだ。
 「この認定制度は、2013年、2014年のプロジェクトを助けることになるだろう。というのは、これらの要請や規則は成立までに時間がかかるからだ。これは短期的な問題解決ではなく、中長期の問題解決になる。」とRESアメリカ社のSVPであるScott Piscitello氏は言う。

・建設中プロジェクト
 現在建設中の最大のプロジェクトは、ワシントン州のPuget Sound Energy(PSE)である。Lower Snake Riverプロジェクトは、1432MWの計画で、3つのフェーズに分かれている。
一つ目は、149台のSiemens2-3MWの機種を建てて343MW。この設備は、RESアメリカとPSEがする3つ目のプロジェクトで、2011年末までに建設終了予定である。
 この開発の推進力は、カルフォルニア集の再生可能エネルギーポートフォリオ基準が認可されたことによる。契約者のRESアメリカによると、風資源に近いカルフォルニアの状況から、今年中には2番目のフェーズが開始するとのことだ。
 そこから、そう遠くないオレゴンで、Caithness EnergyShepherd’s Flatウィンドファームを建設している。この計画では、GE2.5XL338台で、845MWの出力をBonneville Power Administrationに供給する。
 このプロジェクトは、大体年間20kWhの発電量と大体35人分の長期雇用を生み出すことが予測されている。
 大きなプロジェクトではないが、Ralls Corpが持っている10MWTexas Rallsウィンドファームでは、米国では初めて、Sany2.0MW風車を導入する予定だ。
 これは、2009年 金風アメリカが、ミネソタに3台の1.5MW機を導入して以来の中国製風車の導入の発達に寄与するだろう。

・さまざまな風車メーカー
もうひとつの、大きなトレンドは、デベロッパーが風車を売ろうとする場合、風車メーカが多岐にわたることである。前にも述べたように、Sanyは最初の10MWを設置する準備中である。また、フランスのAlstom社は、19.8MWDanielsonウィンドファームに加わる予定です。韓国の2社も標準を合わせてきている。その1社であるUnisonは最初の納入品を建設中であるし、現代重工はニューヨークに3.3MW機を納入している。近年中国メーカーと中国人民銀行は、中国製の風車を購入する場合のファイナンスを積極的に進めている
この調整は、Sanyや金風USAA-power他に有利に働いている。
これらのメーカーは、競走上有利であるが、通貨レートを考えないのは慎重とはいえなし、中国政府が風車価格を保護することに対して、アメリカが制裁する可能性も考慮すべきである。

・洋上の傾向
 洋上風車のトレンドは現在急進中である。しかし、その開発の中心は、土台や建設装置、船などの風車周辺に限られる。洋上風車産業は、Cape Wind開発が粘り強く(10年も)試験を繰り返し、とうとうアメリカの洋上に風車を建設することが、寛容された。
洋上に風車を建設することは、可能性を拡大し、同時に、新たな課題をメーカーに投げかけた。
洋上という立地条件は、開発者にとって、魅惑的であった。というのは、洋上に建設することで、NIMBY(うちの裏庭に建てるな)派の文句を言う人たちが少なく、また、キャパシティファクターを上昇させることができた。フィンランドのデベロッパーは、キャパシティファクターは、平均40%であり、陸上でも良く動くほうの風車の30%を大幅に上回っている。そしてヨーロッパにある、ある浮体式風車の風車では、60%に達したという。
 この中でコストダウンをすることは、特にはっきりしている。風車を水中に建てるということには、陸上に建てる場合の最低2倍のお金がかかる。最もコストに跳ね返ってくるのは、より強い風と塩分を含む飛沫に耐える風車を建設することである。
現在までに、候補になっているのは、Cape Windの3~5MWの風車と、東海岸のエリー湖に建てられた4MWの風車のみである。
近年の洋上風車の技術に関する会議で、American Superconductor社の副社長John Collett氏は、米国が洋上風車を持つために必要な条件をいくつか提示した。
     連邦政府が、PTCProduction Tax Credit)やRESRenewable Electricity Standard)のような長期的なインセンティブとゴールを提示すること。
     いかに洋上風車が経済的な面、またエネルギーの独立という観点から重要であるかを、大衆に教育すること。
     アメリカの産業が、確実なものだけに集中するのではなく、思い切ったメンタリティで動いてみること。
     少数の5MW級の風車があるが、コスト低減にはさらに大きな風車が必要であること。
である。
浮体式にするか、否か?という問題もあるが、デベロッパーにとって、現実的には、30m程度の浅い海では、モノポールで海底に固定する方法がよいが、25m50m程度の深さならば、三脚式が有利である。
Cape Wind もエリー湖も、モノポールを用いる予定である。
より深い海では、浮体式が有用である。いくつかの方法が提案されているが、一長一短である。しかし浮体式ならば、くい打ち作業がないため、建設騒音を最小限にできる。
また、深海ほど、栄養分や光がとどかないため、生態系への影響が軽減できる。
これらの計画が進めば、より多くの船舶などの装置が必要になり、東海岸沿いに良い影響があるだろう。この件に関するニュースとして、ジャッキアップできるバージ船が建設中だという。――――――AWEA 2011 Wind power engineering(p36-37)より翻訳

2011年7月8日金曜日

GWEC:風車の世界市場回復傾向に----AWEA 2011

GWEC:風車の世界市場回復傾向に

今年、風車の世界市場は、さらに成長することが予測されている。
世界風力協会(GWEC)の5年間予測によると、さらに40GWの風車が建設されるという。
また、世界全体の風車による発電量は2010年の194.4GWから450GWまで2倍以上に増加する見通しだという。
 GWECの「Global Wind Report-Annual Market Update 2010」によると、平均成長率は平均18.2%/年であり、過去10年間の28%と比較すると、保守的であるという。
 2015年までに年間追加市場は2010年の35.8GWから60.5GWになることが予測されている。「2010年は、風車事業にとってもまた厳しい年であった。しかし2011年は上向く。去年は2008-2009年の金融危機のつけを払わされたが、もう元に戻る。」とGWECの事務局長であるSteve Sawyerは言う。
 この評価は、2010年の前年度比で31% 増しの960億ドルにも上る風車への強い投資に裏打ちされている。この投資はここ数年での風車の導入台数が増加することを意味している。
 レポートによると、市場成長の主体は、政府の野心的な長期戦略と好意的な政策、風車部門への圧倒的な投資に裏打ちされた2010年には世界の発電量増加分(16.5GW)の約半分を占める中国である。
 中国の年間風車導入量の増加は、中国の新五ヵ年計画を受け、5年間の導入目標である70GWを上回る、2015年までに、20GW/年を超えることが予測されている。
 インド経済の着実な発展と併せて、GWECは、2010年の終わりまでに、アジア地域で、総発電量で174.6GWに達すると予測している。
 ヨーロッパは、次の5年間で合計60GWの風車を導入をして、累積導入量で146.1GWとなり、2番目に大きな市場になると予測されている。
 ドイツとスペインが市場を引っ張り、その他の強い市場が増加する。さらに、大型の洋上風車開発が、計画されていることが、新たな風車導入量が予測される原因だとGWECは言う。
 議会の不安定性により、カナダ、アメリカのどちらも市場は、あと2年は沈静化するだろう。GWECはそれが2009年の規模にまで回復するのに、2014年までかかるとの見通しを示している。次の5年間では、北アメリカには2倍以上の94.2GW が導入される。
 ラテンアメリカでは、ブラジル、メキシコ、チリなどの好景気を受けて、2010年には2GWだった総発電量は、19GWに達する。
――――North American Wind Power Volume8, Number4 May 2012 P82