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製品・技術情報

再生可能エネルギーソリューション

スマートグリッド変電所への接続

  • 2011.05.23

風力発電再生可能エネルギー

CO2ガス放出の問題を抱える化石燃料を使った火力発電から、新しい再生エネルギー源への移行の動きは、今後10年の間に急速に進行すると期待されています。その中でも洋上風力発電は、大きな再生可能な資源として脚光を浴びています。洋上風力発電は、2030年までに830万KWと10年度比率270倍になると予想されています。風力発電は、風力を使用するため燃料を必要とせず、また無料であり、メンテナンスコストは他のエネルギー源を使用した方式と比べて比較的低く、更に環境に対する影響が少ないことが特長です。プロジェクトの構築は、比較的速く完了することができ、また風力発電ファームは農地に対する影響もありません。しかし、風力発電に使う大きな翼を備えたタワーを設置する土地は、限定されます。しかし、海上であれば安定した風が期待できるので海に設置する洋上風力発電が日本での再生可能エネルギーが拡大するために有望視されています。欧州では遠浅の海が多いため洋上着床式が採用されていますが日本は電源設備を海に浮かべる浮体式洋上風力発電が注目されています。

しかし、海上に設置するために波による激しい振動、気温の大幅な変動、そして塩および水による腐食の問題があります。このためハードウェアは、DNVの取得による安全認証が必須となります。ハードウェアは、塩分や水分からの腐食や化学腐食を防ぐコンフォーマルコーティング、ワイドレンジの動作温度サポートおよび耐震設計といった特別な機能を備える必要があります。Moxa製品は、DNV取得だけでなく、製造品質検査はIPC-610準拠、塩霧からの保護および防湿についてはIEC 60945に準拠、更に、腐食ガスからの防食についてはANSI/ISA-S71.04G3レベルに準拠しています。

風力発電ファームで50,000MWを発電するには、少なくとも33台の風力発電機が必要となります。更に、100,000MWを発電させるには最高66台の風力発電機を必要とします。風力発電は、発電だけでなくその地域の活性化と税収を生み出します。実際に電力固定価格買取制度(略してFiT)は、風力発電ファームからの電力を電力ユーティリティに販売することができます。

風力発電の欠点の1つは、風が連続的に吹かないと発電ができないため、電力ユーティリティにとって信頼できる、安定した電力を維持することが難しいといった問題があります。このような不安定な風力発電を優れた効率的な利用ができるようにするために"スマートグリッド"の活用が脚光を浴びています。

風力発電アプリケーションに必要なワンストップショッピング

Moxaは、風力タービンのパフォーマンスを最適化する信頼性の高い風力発電システムを構築するために産業イーサネットスイッチ、産業ネットワーク管理ソフトウェア(iNMS)、シリアル・ツー・イーサネットソリューション、IPビデオ監視ソリューション、フロントエンド組込コンピュータを含む風力電力アプリケーションの一部として使うことができる広範囲な産業ネットワークソリューションのワンストップショッピングをサポートします。

風力タービンのリモート監視
システムの要件
  • 多くのシリアルデバイスに接続することができまた、完全にイーサネットネットワークにデバイスを統合できること
  • システムは、高い信頼性とパフォーマンスを発揮しまた、メンテナンスしやすいこと
  • 無人の風車監視に必要な堅牢なIP監視ソリューション
何故Moxa?
  • 高い信頼性と効率的なシステムメンテナンスを実現する高いMTBF
  • 容易にインストレーションが可能な優れたスペース効率製品
  • 高度なネットワーク管理機能(SNMPなど)およびクイック設定が可能な使いやすいWindowsユーティリティをサポートするハイパフォーマンスシリアル・ツー・イーサネットソリューションの提供
  • EDS-408Aによるノンストップ、費用対効果の優れた風力発電ファームシステム構築に必要なファイバアップリンクサービスおよびTurbo Chain冗長性技術(リカバリタイム<20 ms)のサポート
  • VPort 461ハイパフォーマンスIPビデオエンコーダが伝送を介して200 ms未満のレーテンシーによるフルD1 H.264およびMJPEGビデオストリームをサポートすることができるので風力発電タービンオペレーションに必要な高速かつ優れたビデオ品質の監視を保証
風力発電タワーのデータ収集およびコンピューティング
システムの要件
  • 各風力発電タワーは、風力タービンの回転速度データの収集と計算およびそれをフィールドサイトのステーションに送信するために組込コンピュータが必要
  • 屋外の過酷な環境にあるキャビネットにインストールするためワイド動作温度範囲のサポートおよびスモールフォームファクタの必要性
  • オペレーションの安全性に必要なリアルタイムビデオ監視を提供する信頼性の高いビデオ監視システム
  • リモート監視およびデータ収集に必要なリモートイーサネットI/O
何故Moxa?
  • 風力発電システムは、砂埃や風の強い苛酷な環境に構築されます。このような状況下では、厳しい品質管理とファンレス設計のMoxaの組込コンピュータがシステムのクラッシュを防止するのに大いに役立ちます。Moxaの革新的な熱設計は、ファンを使ったMTBFの低下問題を解決します。
  • スペースの限られたフィールドサイトのキャビネットに適したパームサイズ設計
  • MoxaのV2101 Atom 組込コンピュータが-40~85℃のワイドな動作温度範囲をサポート
  • 既存の監視ソフトウェアの移行をシンプルにするプレインストールのオペレーティングシステム
  • 迅速なイベントとアラーム処理を行うためにSCADAシステムとビデオ監視アプリケーションの統合を簡単な方法で提供するModbus/TCPサポートの産業用ビデオエンコーダおよびOPC対応IPサーベランスソフトウェア
  • AIとDIを統合したMoxaのリモートイーサネットI/OO製品は、ギア潤滑油温度(AI)は、ガス保護(DI)およびストレスリリース(DI)のリモート監視に最適です。C#DLLをサポート
最も信頼性のある風力発電ファームインフラストラクチャ
システムの要件
  • データ収集のためにフィールドサイトステーションに通信ゲートウェイを設置
  • セキュアなデータ通信および高速フォルトリカバリによるノンストップの信頼性の高いイーサネットインフラストラクチャ
  • 大規模風力発電ファーム全体にわたり長距離およびノイズ免疫の光ファイバー接続をサポートするネットワークデバイス
  • タービンを将来、容易に追加できる簡単で手間のかからないネットワーク拡張性をサポートするハイスケーラブルなネットワーク
何故Moxa?
  • DA-681は、エンジニアやオペレータがデータをリモートディスパッチコントロールセンターからシステムのデータの検索および監視するのに役立つ通信プロセッサとテレコントロール通信コンピュータとして使用できます。
  • MoxaのTurbo Chain冗長化技術は、風力発電システムのための信頼性の高いイーサネットインフラストラクチャを構築するために20 ms未満のリンク障害リカバリタイムを提供します。
  • Moxaのマネージドイーサネットスイッチは、長距離およびノイズレスの通信に必要な光ファイバー接続(マルチモード/シングルモード)をサポートします。
  • Turbo Chainは、優れた柔軟性、無制限の拡張、および費用対効果の高い構成を提供することにより伝統的なリングトポロジよりも格段に優れています。
  • MXview産業用ネットワーク管理ソフトウェアは、Moxaのマネージドスイッチおよびその他のSNMPデバイスによって構成された重要な風力発電ネットワークのトラブルシューティングを容易にするライブのネットワークトポロジの可視化を可能にします。
推奨製品
風力発電監視&コントロール
シリアル・ツー・イーサネット

NPort S8000

RISCベース組込コンピュータ、2 シリアルポート、4 DIO、2 AIおよび2サーモカップル

データ収集用
コンピューティング

V2101 シリーズ

RISCベースGSM/GPRS/EDGEワイヤレス組込コンピュータ

ビデオ監視

VPort 461

1チャネルH.264/MJPEG産業用ビデオエンコーダ

リモートイーサネットI/O

ioLogik E1242

デイジーチェーンリモートイーサネットI/O、4 AI、4 DIおよび4 DIO

風力ファームインフラストラクチャ
産業用イーサネットスイッチ

EDS 408A

8ポートマネージドスイッチ、3ファイバ接続

産業用イーサネットスイッチ

IKS-6726

8ポートマネージドスイッチ、3ファイバ接続

通信プロセッサ

DA-681

x86ベースラックマウント組込コンピュータ

産業用ネットワーク管理

MXview

産業用ネットワーク管理ソフトウェア