要点
ハイブリッド発電機・バッテリーシステムは、発電機とバッテリーエネルギー貯蔵システムを組み合わせ、軽負荷や変動する負荷はバッテリーが担い、発電機は必要なときだけ最適な運転点で稼働します。これにより燃料消費と運転時間が減り、負荷が低い、または大きく変動する時間が長い場合に効果を発揮します。
ディーゼル発電機は全負荷付近では効率がよく、無負荷付近では無駄が多くなります。そして多くの発電機は、運転時間の大半を軽負荷で過ごします。発電機の脇にバッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）を置くと、これが変わります。バッテリーが軽負荷や変動負荷を担い、発電機は必要なときだけ、最適点に近い状態で運転します。このガイドでは、ハイブリッドシステムの仕組みと、コスト削減が見込める場面を説明します。
ハイブリッドシステムの仕組み
バッテリー、そのインバーター、発電機は共通母線に接続され、一つのコントローラーで運転されます。軽負荷では、バッテリーが電力を供給し、発電機は停止したままです。バッテリーの充電量が下がるか負荷が上がると、発電機が始動して良好な運転点で負荷を担い、同時にバッテリーを充電し、その後再び停止します。発電機の定格を超えるピークはバッテリーが賄い、インバーターはエンジンが反応できるよりも早く、負荷のステップに瞬時に応答します。
節約が生まれる仕組み
軽負荷で運転する発電機は、全負荷付近で運転する発電機よりも1kWhあたりの燃料消費がはるかに多く、軽負荷運転はウェットスタッキングと摩耗の原因にもなります。ハイブリッドでは、エンジンはより高い負荷でより短い時間運転します。負荷が変動する遠隔地、建設現場、通信塔で、燃料の節約効果が報告されており、保守時間の短縮と夜間の騒音低減も伴います。バッテリーがピークを賄うため、より小さな発電機で足りる場合もあります。太陽光発電のある現地では、バッテリーが余剰電力を貯蔵し、発電機の運転はさらに減ります。
ハイブリッドが適する場面
バッテリーと発電機は、現地の負荷プロファイルに合わせて選定します。ハイブリッドは、遠隔地やオフグリッドの現地、レンタル用機材、建設やイベント、通信塔、鉱山に適しています。データセンターではバッテリー側がUPSそのものであることが多く、発電機は全負荷に必要な大きさのままです。バッテリーには、専用のスペース、換気、防火、温度管理が必要です。
AXONは、発電機セット用のコンテナとエンクロージャー、およびそれらを共通母線に接続する配電盤を製作しています。ハイブリッドシステムでは、バッテリーシステムのインターフェースと制御を考慮して発電機パッケージを計画します。
要点
- バッテリーが軽負荷や変動負荷を受け持ち、発電機は最適に近い運転点で稼働します
- 軽負荷の現場で燃料を節約し、運転時間を削減します
- インバーターが負荷の変動に即座に応答し、ピークを賄います
- 発電機を小型化できる場合があり、太陽光発電の追加も可能です
- 遠隔地、レンタル、建設、通信、鉱山に適しています
- バッテリーには、スペース、換気、防火対策、冷却が必要です
お問い合わせの際にお送りいただきたい情報
- 典型的な1日の負荷プロファイル：ベース負荷、ピーク、軽負荷の時間帯
- 現場の種類と、太陽光発電が設置済みまたは計画中かどうか
- 必要な連続運転時間（燃料備蓄）と燃料の物流
- 選定済みの場合は、発電機セットのメーカーと機種
- スペース、騒音規制値、設置場所の周囲温度
- 制御および監視の要件
よくあるご質問
ハイブリッドシステムはどれくらい燃料を節約できますか？
負荷プロファイルによります。発電機を長時間軽負荷で運転する現地ほど、最大の節約効果があります。詳しくは負荷プロファイルが必要です。
ハイブリッドはUPSの代わりになりますか？
データセンターでは、UPSがすでに停電を橋渡しするバッテリーであり、ハイブリッド運用とは、蓄えたエネルギーをより積極的に活用することを意味します。それ以外の現場では、ハイブリッドのバッテリーとインバーターが無停電の供給を担えます。
既存の発電機をハイブリッド化できますか？
多くの場合は可能です。専用インバーター付きのバッテリーシステムと、発電機を起動・停止するコントローラーを追加し、開閉装置を適合させます。
ハイブリッドで騒音は減りますか？
はい。主に、夜間などの軽負荷の時間帯に発電機を停止したままにできることによります。
バッテリーの容量はどれくらい必要ですか？
負荷プロファイルに従います。軽負荷の時間帯と、現地がカットしたいピークを賄える量で、発電機が日々のエネルギーを供給し、バッテリーを再充電します。