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旧名 | 太陽エネルギー研究所 |
|---|---|
| モットー | エネルギーの変換 |
| 設立 | 1977年 |
| 研究の種類 | エネルギー効率と再生可能エネルギー |
| 予算 | 5億4,490万ドル（20年度）[1] |
| 監督 | マーティン・ケラー |
| スタッフ | 3,675人の従業員、ポスドク研究員、インターンシップ生、訪問専門家、下請け業者[1] |
| 位置 | コロラド州ゴールデン |
運営機関 | 持続可能エネルギー連合 LLC |
| Webサイト | NREL.gov |
米国の国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、再生可能エネルギー、エネルギー効率、エネルギーシステムの統合、持続可能な輸送の研究開発を専門としています。[ 2 ] NRELは連邦政府の資金援助を受ける研究開発センターで、米国エネルギー省が後援し、 MRIGlobalとBattelleの合弁会社である持続可能エネルギー同盟が運営しています。[3]コロラド州ゴールデンにあるNRELには、国立太陽光発電センター、国立バイオエネルギーセンター、国立風力技術センターがあります。
歴史
1974年の太陽エネルギー研究、開発および実証法により太陽エネルギー研究所[4]が設立され、 1977年に開設され、MRIGlobalによって運営された。[5] [6]ジミー・カーター政権下では、その活動は太陽エネルギーの研究開発にとどまらず、パッシブソーラーなどの既存の技術に関する知識の普及に努めた。ロナルド・レーガン政権下では、研究所の予算は90%近く削減され、多くの職員が「人員削減」され、研究所の活動は研究開発に縮小された。1991年9月、研究所はジョージ・H・W・ブッシュ大統領によって米国エネルギー省の国立研究所に指定され、名称が国立再生可能エネルギー研究所に変更された。
エネルギー問題への関心が高まり、研究所の立場は改善したが、資金は長年にわたって変動している。[7] 2011年には、議会の予算不足が予想されたため、100人から150人の人員削減のための自主的な買収プログラムが実施され、[8] 2015年には予算削減により人員削減とさらなる買収が行われた。[9]
マーティン・ケラーは2015年11月にNRELの第9代所長に就任し、[10]現在は研究所の所長と運営委託先であるAlliance for Sustainable Energy, LLCの社長を兼任している。 [ 11]彼は、10年間その役職を務めた後、2015年9月に退職したダン・アルヴィズの後任となった。[12]
エネルギー省の資金
2020年度、エネルギー省に対する議会の歳出にはNREL向けの4億6,430万ドルが含まれていた。この総額には、再生可能エネルギー技術プログラムに対する以下の金額が含まれている。[14]
商業化と技術移転
国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、民間パートナーと協力して技術移転に取り組んでおり、再生可能エネルギーとエネルギー効率技術の研究を実際の現場で応用することを促進します。[15]
NRELは、イノベーションと技術移転への取り組みが認められ、数多くのR&D 100賞を受賞しています。これらの賞は、市場への応用が期待される科学研究の進歩を表彰するものです。[16]さらに、NRELは外部ユーザーアクセスプログラムを提供しています。このプログラムは、研究所外の研究者がエネルギーシステム統合施設（ESIF）を利用できるように設計されており、NRELのスタッフと協力してエネルギー技術の開発と評価を行う機会を提供します。[17]
国立太陽光発電センター
NRELで行われている太陽光発電（PV）研究の目標は、「電力供給コストを下げ、PVモジュールとシステムの効率を改善することで、国の化石燃料発電への依存を減らすこと」です。[18]
NREL の太陽光発電研究は国立太陽光発電センター (NCPV) の管轄下にあります。NCPV の主な使命は、他のエネルギー源と競合するコストで太陽光発電の利用可能性を高めることを目指す DOE の SunShot イニシアティブの継続的な取り組みをサポートすることです。NCPV は、量子エネルギーおよび持続可能な太陽エネルギー技術 (QESST) センターやベイエリア PV コンソーシアムなど、全国の研究者と研究および目標を調整しています。NCPV は、多くの大学やその他業界パートナーとも提携しています。NREL は、大学と研究所の既存および新規の交流を促進するために創設された Solar University-National lab Ultra-effective Program (SUN UP) を通じて、毎年数十人の学生を受け入れています。[19]
この研究室は太陽光発電研究のための数多くの研究パートナーシップを維持している。[20]
研究開発
PV研究開発の分野には、PVパネルの物理的特性、PVの性能と信頼性、接合形成、光電気化学材料の研究などが含まれます。[21]
NREL はこの研究を通じて、効率性とコスト競争力において現在の技術を上回り、系統接続型 PV システムで0.06 ドル/ kWhで発電するという全体的な目標を達成したいと考えています。 [引用が必要]
NRELは、薄膜パートナーシップとPV製造研究開発プロジェクトをPV研究開発プログラムの基盤として位置づけています。[22]
NRELの薄膜パートナーシッププログラムは、薄膜PVに関連するさまざまなテーマについて、メーカー、学術機関、NRELの科学者からなる全国研究チームを調整しています。薄膜パートナーシッププログラムの研究分野には、アモルファスシリコン（a-Si）、銅インジウムセレン化物（CuInSe2またはCIGS）、テルル化カドミウム（CdTe）、モジュールの信頼性などがあります。[23]
NREL の PV 製造研究開発プロジェクトは、NREL と民間セクターの太陽光発電製造企業との継続的なパートナーシップです。1991 年に太陽光発電製造技術 (PVMaT) プロジェクトとして開始され、プロジェクトとしての成功により 2001 年に拡張され、名称が変更されました。PV 製造研究開発プロジェクトで行われる研究の全体的な目標は、メーカーと顧客のコストを削減し、製造プロセスを改善するための方法を研究することで、米国の太陽光発電企業の強力な市場ポジションを維持することです。このプロジェクトにより、PV パネルの製造コストが 50% 以上削減されたと推定されています。[24]
PV製造研究開発プロジェクトの成果としては、コストを増やすことなくシリコン太陽電池モジュールの生産量を8％増加させる製造プロセスの開発や、従来のプロセスよりも太陽光発電のコストを削減する新しいホウ素コーティングプロセスの開発などが挙げられます。[24]
テスト
NREL は、屋内、屋外、および現場の試験施設を備え、PV 業界に試験と評価を提供することができます。NREL は、PV システムの長期的なパフォーマンス、信頼性、およびコンポーネントの故障に関する試験を提供することができます。NREL は、PV セルとシステム コンポーネントの両方から加速試験機能も備えており、長期的な劣化や故障の可能性がある領域を特定できます。[25] NREL の太陽光発電デバイス性能グループは、標準またはカスタマイズされた参照セットに関して PV セルとモジュールの性能を測定できます。これにより、NREL はデバイス性能を検証するための独立した施設として機能することができます。NREL は、業界のメンバーが潜在的な製品をテストおよび評価できるようにし、それがより費用対効果が高く信頼性の高い技術につながることを期待しています。全体的な目標は、PV 業界の信頼性の向上を支援することです。[26]
展開
NREL はまた、その導入サービスを通じて、太陽光発電技術に対する一般の認識を高めることを目指しています。NREL は、消費者の太陽光発電に対する認識と理解を高めることを目的とした、数多くの技術的および非技術的な出版物を提供しています。NREL の科学者は、エネルギー市場と太陽エネルギー市場の発展方法について研究を行っています。また、建物一体型太陽光発電の分野でも研究と啓蒙活動を行っています。NREL は、DOE のソーラー デカトロンの積極的な主催者およびスポンサーでもあります。[27]
NRELは、研究所で行われた研究に関する科学論文以外にも、太陽エネルギーに関する情報を提供しています。研究所は、太陽資源に関する出版物や、太陽技術のさまざまな応用に関するマニュアル、さまざまな太陽資源モデルやツールを提供しています。また、研究所の再生可能資源データセンターでは、さまざまな太陽資源データセットも提供しています。[28]
設備
NREL のコロラド州ゴールデンキャンパスには、PV とバイオマスの研究に特化した施設がいくつかあります。最近オープンした科学技術施設では、太陽電池、薄膜、ナノ構造の研究が行われています。NREL の屋外試験施設では、研究者が屋内と屋外の両方のさまざまな条件下で PV 技術をテストおよび評価できます。NREL の科学者は、屋外試験施設で PV 技術のテストの標準を開発しています。屋外試験施設では、NREL の研究者がさまざまな用途で使用するための一次基準セルを較正しています。NREL の PV 研究のための主要な建物の 1 つが太陽エネルギー研究施設 (SERF) です。SERF で実施される研究の例には、半導体材料の研究、プロトタイプの太陽電池の製造、太陽電池とモジュールのパフォーマンスの測定と特性評価などがあります。さらに、SERF の屋上には 10 枚の PV パネルを収容でき、商業ビル統合型 PV システムのパフォーマンスを評価および分析できます。さらに、PV 材料とデバイスの研究開発、測定と特性評価、信頼性テストも SERF で実施されています。[29] NRELの太陽放射研究所では、1984年から太陽放射と気象データを測定しています。[29]
国立バイオエネルギーセンター
国立バイオエネルギーセンター（NBC）は2000年10月に設立されました。「国立バイオエネルギーセンターは4つの技術グループと、産業界とのパートナーシップ開発のための技術リーダーで構成されています。パートナーシップ開発には、共同研究開発契約（CRADA）、技術サービス契約（TSA）、分析サービス契約（ASA）、およびDOEの産業界パートナー向けの他者のための作業（WFO）契約研究に基づいてNRELで実行される作業が含まれます。」[30]
研究の主な焦点は、生化学プロセスと熱化学プロセスの両方を介してバイオマスをバイオ燃料/生化学中間体に変換することです。
国立バイオエネルギーセンターは現在、いくつかの技術と研究分野に分かれています。[31]
- 応用科学
- 触媒および熱化学科学と工学の研究開発
- 生化学プロセス研究開発
- バイオリファイナリー分析
現在進行中のプロジェクトの一部は以下の分野です。
- バイオマス特性
- 生化学的変換
- 熱化学変換
- 化学および触媒科学
- 統合バイオ精製プロセス
- 微細藻類バイオ燃料
- バイオマスプロセスと持続可能性分析
統合バイオリファイナリー研究施設（IBRF）には、乾燥バイオマス1日あたり450～900kg（0.5～1トン）の速度でバイオマスをさまざまな液体燃料に変換するための複数のパイロット規模のプロセストレインが設置されています。ユニット操作には、原料の洗浄と粉砕、前処理、酵素加水分解、発酵、蒸留、固液分離が含まれます。熱化学ユーザー施設（TCUF）の中心は、熱分解モードまたはガス化モードのいずれかで操作できる、1日あたり0.5トンの熱化学プロセス開発ユニット（TCPDU）です。[32]
国立風力技術センター
NRELは、世界レベルで風力産業に影響を与える多くの技術を生み出してきました。国立風力技術センター（NWTC）は20件の特許を保有しており、風力タービンをモデル化するために使用されるシミュレーションソフトウェア（FAST）などのソフトウェアを開発しました。[33]
NWTC は、コロラド州ボルダーのすぐ南の丘陵の麓にある NREL のフラットアイアンズ キャンパスにあります。キャンパスは、フィールド テスト サイト、テスト ラボ、工業用高層作業エリア、機械工場、電子機器および計測ラボ、オフィス エリアで構成されています。
NWTCにはNRELの分散型エネルギー資源試験施設（DERTF）もあります。DERTFは相互接続とシステム統合の試験を行う実験室です。この施設には、発電、貯蔵、相互接続技術のほか、実際の電気システムをシミュレートできる電力システム機器が含まれています。[34]
このセンターは、故障シミュレーション機能を備えた制御可能なグリッドインターフェーステストシステムを備えた米国初の施設であり、製造業者とシステムオペレーターが制御された実験室環境で認証に必要なテストを実施できるようにします。[35]これは、2つのダイナモメーターと完全に統合され、その統合を現場のタービンと電子および機械のストレージデバイスのマトリックスに拡張する機能を備えた世界で唯一のシステムであり、これらはすべて同じ敷地内に近接して配置されています。
持続可能な交通とモビリティの研究
NREL は、輸送部門の脱炭素化と気候変動対策に重点を置き、旅客および貨物輸送のための持続可能なモビリティ技術と戦略の開発を加速する世界クラスの研究の先駆者です。エネルギー効率と再生可能エネルギーのみを専門とする唯一の国立研究所である NREL は、航空、鉄道、海洋用途の新興技術を含む、バッテリー電気、燃料電池、その他の代替燃料のオンロード、オフロード、非道路車両用の革新的なコンポーネント、燃料、インフラストラクチャ、統合システムの作成において業界パートナーを支援しています。
NREL の統合モデリングおよび分析ツールは、技術的な障壁を克服し、エネルギー節約と路上パフォーマンスを最大化する高度な輸送技術とシステムの開発を加速するのに役立ちます。
交通とモビリティの研究分野
- 商用車技術
- 交通の脱炭素化
- 電気自動車のグリッド統合
- エネルギー貯蔵
- 燃料と燃焼
- インテリジェントな車両エネルギー分析
- モビリティ行動科学
- パワーエレクトロニクスと電気機械
- 持続可能な航空
- 持続可能なモビリティ
- 車両技術の統合
- 車両の熱管理
参照
- 再生可能エネルギー団体一覧
- 再生可能エネルギー
- 米国における再生可能エネルギーの商業化
- 大気中の太陽光の放射伝達の簡易モデル(SMARTS)、NREL が公開したソフトウェア
注記
参考文献
- ^ ab 「NRELについて」。国立再生可能エネルギー研究所。 2021年1月21日閲覧。
- ^ 「ミッションとプログラム」国立再生可能エネルギー研究所。 2021年1月21日閲覧。
- ^ Adams, Kimberly (2020年7月7日). 連邦政府出資研究開発センターとは何か? (レポート). 国立再生可能エネルギー研究所. 2021年1月21日閲覧。
{{cite report}}:不明なパラメータ|agency=は無視されました (ヘルプ) - ^ S. 3234 (93rd) のテキスト: 太陽エネルギー研究法 (議会通過版) - GovTrack.us
- ^ 「国立再生可能エネルギー研究所：25年間の研究の卓越性（1977年～2002年）」（PDF）。国立再生可能エネルギー研究所。2002年7月。 2021年1月21日閲覧。
- ^ 「国立再生可能エネルギー研究所」MRIGlobal . 2021年1月21日閲覧。
- ^ 「資金調達履歴」。国立再生可能エネルギー研究所。2018年6月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年6月27日閲覧。
- ^ プランケット、チャック（2011年10月3日）。「ゴールデンの国立再生可能エネルギー研究所、買収を通じて100～150人の雇用を削減」デンバーポスト。 2021年1月21日閲覧。
- ^ Wallace, Alicia (2017年10月7日). 「NRELが従業員4%を削減、太陽光研究者を解雇」デンバーポスト. 2017年6月27日閲覧。
- ^ 「マーティン・ケラー博士が国立再生可能エネルギー研究所の所長に任命」国立再生可能エネルギー研究所。2017年6月27日閲覧。
- ^ 「マーティン・ケラー博士 – 研究所長」。2017年1月30日閲覧。
- ^ Storum, Doug (2015年3月20日). 「NRELのディレクター、Dan Arvizuが9月に退職へ」. BizWest . 2017年6月28日閲覧。
- ^ E. Lantz、M. Hand、R. Wiser (2012 年 5 月 13 ～ 17 日)「風力エネルギーの過去と将来のコスト」、国立再生可能エネルギー研究所会議論文番号 6A20-54526、4 ページ
- ^ 「2021会計年度議会予算要求：実験表（暫定版）」（PDF）。米国エネルギー省最高財務責任者室。2020年2月。
- ^ 「NREL 商業化と技術移転」。技術移転について。NREL。2011年3 月 22 日閲覧。
- ^ 「Ampulse Corporation: 米国エネルギー省研究所における技術移転のケーススタディ」(PDF)。成功事例: 商業化と技術移転。国立再生可能エネルギー研究所。2011年4 月 15 日閲覧。
- ^ 「エネルギーシステム統合施設：ユーザーアクセス」国立再生可能エネルギー研究所。 2017年6月27日閲覧。
- ^ 「NREL Photovoltaic Research Home」。Photovoltaic Research 。 2011年3月22日閲覧。
- ^ 「ソーラー大学-国立研究所超有効プログラム」国立再生可能エネルギー研究所。 2017年6月27日閲覧。
- ^ 「Work With Us」国立再生可能エネルギー研究所。 2017年6月27日閲覧。
- ^ 「太陽光発電研究：研究」国立再生可能エネルギー研究所。 2017年6月27日閲覧。
- ^ 「NREL PV Research」。プロジェクト。NREL 。 2011年4月18日閲覧。
- ^ 「薄膜太陽光発電パートナーシッププロジェクト」国立再生可能エネルギー研究所。 2017年6月27日閲覧。
- ^ ab 「太陽光発電製造R&Dプロジェクト」国立再生可能エネルギー研究所。 2017年6月27日閲覧。
- ^ 「ISO認定」。国立再生可能エネルギー研究所。2017年6月27日閲覧。
- ^ 「デバイスパフォーマンス」。国立再生可能エネルギー研究所。2017年6月27日閲覧。
- ^ 「技術の展開：太陽光発電の展開と市場の変革」国立再生可能エネルギー研究所。 2017年6月27日閲覧。
- ^ 「NREL 再生可能資源データセンター」。太陽光資源データ。2011年3 月 24 日閲覧。
- ^ ab 「太陽光発電研究 – 施設」。国立再生可能エネルギー研究所。 2011年3月24日閲覧。
- ^ 「国立バイオエネルギーセンターホームページ」
- ^ 「NRELのバイオマス研究、開発、展開プロジェクト」。
- ^ 「バイオマス研究 – 施設」国立再生可能エネルギー研究所。 2012年8月21日閲覧。
- ^ 「アーカイブコピー」（PDF） 。 2017年1月31日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2017年2月2日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク) - ^ 「分散型エネルギー資源試験施設」。
- ^ NREL 制御可能グリッドインターフェーステストシステム
さらに読む
- Turner, John A. (1999年7月30日). 「実現可能な再生可能エネルギーの未来」. Science . 285 (5428): 687–689. doi :10.1126/science.285.5428.687. PMID 10426982. 2021年1月21日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、国立再生可能エネルギー研究所に関連するメディアがあります。
モノのインターネット (IoT) は、日常の物体やデバイスをインターネットを通じて相互接続する革新的な概念です。IoT は、これらの物理的なエンティティにセンサーと通信機能を埋め込むことで、データの収集、分析、リアルタイム通信を可能にし、効率、自動化、ユーザー エクスペリエンスの向上という新しい時代を切り開きます。
北緯39°44′26″ 西経105°09′21″ / 北緯39.740576° 西経105.155855° / 39.740576; -105.155855