ナチュラルブリッジ国定公園太陽光発電システム

ナチュラル ブリッジズ国定公園太陽光発電システムは、米国ユタ州南東部のナチュラルブリッジズ国定公園にある実験的な発電所です。この発電所は、長さ 200 フィート (61 m) の 12 列に並べられた256,812 個の太陽電池で構成されています。このアレイからの直流エネルギーは、設備棟で交流に変換され、公園のスタッフ棟とビジター センターに供給されます。余剰エネルギーはバッテリー バンクに蓄えられ、曇りの日に使用されます。このシステムはコンピューターで制御されており、ディーゼル発電機に取って代わったものよりも排出量が少なくなっています。

1980 年 6 月にユタ州知事によって開設された当時、この太陽光発電所は 100 kW の世界最大の太陽光発電所でした。その後、この太陽光発電所は 50 kW に縮小され、ディーゼル発電機のバックアップ システムが追加され、太陽光発電アレイの効率化が図られました。

ナチュラルブリッジ国定公園にあるこの発電所は、マサチューセッツ工科大学リンカーン研究所と米国国立公園システムおよびエネルギー省の共同実験事業である。1979年に着工し、1980年6月にユタ州知事によって開設されたとき、^[1]世界初の太陽光発電システムであった。^{[2] [3]海抜6,500フィート (2,000 m) のこの発電所は、米国}ユタ州の南東隅の砂漠に位置している。^[3]公園のビジターセンターに隣接する1.3エーカー (0.53 ha) の土地に、多数のソーラーパネルが設置されている。ビジターセンターの近くには、太陽電池を見渡せる展望台があり、施設の機能を説明するナレーションが録音されている。^{[4] [5]}ナチュラルブリッジは年間を通じて日光が当たり、他の商用電源からは離れているため、実験的な太陽電池発電システムには理想的な場所である。^[6]

1980年のプロジェクトには1500万ドル（2022年の価値で49,332,000ドル）の費用がかかり、30年後の発電所の建設費用は太陽電池生産の技術的進歩により約150万ドル（2022年の価値で4,933,000ドル）になると予測されています。発電所はオーバーホールとアップグレードのために閉鎖されるまで10年間稼働しました。発電所は100kWから50kWに縮小され、ディーゼル発電機のバックアップシステムが追加され、ソーラーアレイの効率的な運用が可能になりました。このときの近代化には、18kWの新しい最先端のソーラーモジュールの追加、バッテリーバンクの交換、配線のより高いゲージへのアップグレードが含まれていました。^[7]電力システムは2003年に再び改修され、新しい319キロワットの鉛蓄電池と100キロワットの電子DC-ACインバータが導入されました。^[8]

太陽光発電システム（PV）プラントは、最も近い送電線から40マイル（64 km）離れている。当初は、直径2インチ（5.1 cm）と3インチ（7.6 cm）の256,812個の太陽電池が12列に並べられており、正午の直射日光下では100kWの発電が可能だった。^[9]太陽電池で発電された直流（DC）電力は、交流（AC）電力に変換される。^[10] AC電力は、ビジターセンター、6つのスタッフ住宅、メンテナンス施設、および地元の水衛生システムに使用されている。このシステムは避雷針で保護されている。^{[6] [11]}

アレイが稼働を開始したとき、39個の充電式鉛蓄電池が搭載されており、それぞれの重量は1,200ポンド（540 kg）、総容量は600 kWh（2,200 MJ）でした。^{[6] [11]}これにより、公園が曇りの2日間稼働するのに十分な電力が供給され、通常450キロワット時（1,600 MJ）が使用されます。^[6] 40キロワット（54馬力）のディーゼル発電機も2台あります。^[12]バッテリーがほぼ完全に充電されると、アレイの制御システムは48個のアレイステーションの一部を切断できます。^[6]

PVシステムは、同じ量のエネルギーを供給するディーゼル発電機と比較して、年間3万ドルの節約になります。さらに、アレイはディーゼル発電機よりも静かで、大気汚染も少なくなります。^[13]さらに、PVプラントは、硫黄酸化物400ポンド（180 kg）、窒素酸化物2,100ポンド（950 kg）、二酸化炭素170ショートトン（150 t）、一酸化炭素250ポンド（110 kg）の年間排出量を削減します。^[7]

このアレイは12列のパネルで構成されていました。各列の長さは約200フィート（61メートル）で、2キロワット（2.7馬力）の太陽電池が48個あります。576枚のソーラーパネルの総面積は10,645平方フィート（989平方メートル）です^。これらは、毎月1,500米ガロン（5,700リットル）のディーゼル燃料を使用していた40キロワットのディーゼル発電機セットに代わるものでした。高価なディーゼル燃料は、公園施設までトラックで運ばなければならず^[14]、100マイル（160キロ）から130マイル（210キロ）離れた場所から運ばれました。^[9]パネル列のネットワークを支えるために288本の支柱が必要でした。各橋脚の直径は18インチ（46cm）で、深さは技術者の荷重評価と地表下の岩盤の深さに応じて1フィート（0.30m）から6フィート（1.8m）の範囲でした。各橋脚の位置の調査は1979年8月1日に開始されました。^[15]

ソーラーパネルアレイフィールドは、96 本のスチールフレームで構成されています。各フレームは、8 フィート (2.4 m) x 24 フィート (7.3 m) の大きさで、重量は 1,500 ポンド (680 kg) です。これらのフレームには、さらに 12 本のフレームが取り付けられています。サブフレームアセンブリは合計 1,152 個あります。これらのフレームコンポーネントは、建設スケジュールに応じて、オフサイトで組み立てられ、現場に出荷されました。^[16]マサチューセッツ工科大学のリンカーン研究所は、ソルトレイクシティのフォード、ベーコン、デイビス社を主契約業者として雇用し、ソーラーパネルアレイフィールドのスチールフレームの設計作業と設置をすべて担当しました。^[9]

1980 年の太陽光発電設備棟は 3 つの部屋に分かれています。1 つの部屋は、大型の高耐久性バッテリーを含むバッテリー サブシステム用です。もう 1 つの部屋は、電力分配設備用です。3 つ目の部屋には、コンピューター制御システムと作業スペースがありました。太陽光発電設備棟は、MIT リンカーン研究所の管理の下、国立公園局の請負業者によって設計および構築されました。^[17]バッテリー、インバーター、充電器は、最初に MIT でテストされ、その後、現場に出荷されました。バッテリーの蓄電容量は 600 kWh でした。電源線は、バックアップとしてディーゼル発電機の建物まで配線されました。建物の電力消費量とサイト全体で使用されるエネルギーを測定するために、電気メーターが設置されました。^[18]

建物の設計には、太陽光が差し込まない省エネ技術が採用されていた。構造には、三重ガラスの窓、完全に断熱された外壁、直射日光が当たらない窓の配置、断熱シャッターが含まれていた。内蔵の安全機能として、バッテリーが爆発した場合に備えて、破片が従業員の手前に逃げるように吹き飛ばすパネルがある。インバーターやバッテリー充電器などの電気機器を収容する部屋の内壁は、防音材で覆われていた。部屋のコンクリートの壁は黒く塗装された石膏ボードで覆われ、ビニール製のサイディングで覆われていた。洗眼器と避雷グリッド保護システムが作られた。^[19]外壁は、公園の建築様式に倣って、標準的な合板で覆われ、その後、杉のサイディングで覆われた。ファンとエアコンが設置されていた。床はビニール製のアスベストタイルで覆われていた。^[18]

• バッテリー機器
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  バッテリーと電気制御装置を備えた太陽光発電ビル
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  太陽光発電ビルのバッテリー室内のバッテリーバンク
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  太陽光発電ビルの外側にあるバッテリー切断スイッチ

• スイッチングおよびコンピュータ機器
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  太陽光発電ビル内のアレイフィールドスイッチング電気制御
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  太陽光発電ビル内のコンピュータ制御装置
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  配電用マスター制御コンピュータとコンソールパネル

• アンゾヴィン、スティーブン（2000）。有名な最初の事実、国際版。HWウィルソン。ISBN 9780824209582項目 2070 -太陽電池を使用した米国初の発電所は、1980 年 6 月 7 日に、米国ユタ州のナチュラル ブリッジズ国定公園でスコット マセソン知事によって開設されました。
• Benoit, AE (1980)。ナチュラルブリッジ国定公園の太陽光発電システムの 建設。マサチューセッツ州ケンブリッジ：マサチューセッツ工科大学。doi :10.2172/6727596。OCLC 1065698976。OSTI 6727596  。
• 内務省および政府機関歳出1996年。ワシントンDC：米国政府。1995年。ISBN 9780160469596. OCLC  1298029784.
• IUCNNR、国際自然保護連合（1980）。公園。ワシントン DC：米国政府。OCLC 173329893  。 {{cite book}}:|last=一般的な名前があります (ヘルプ)

北緯37°36′29″ 西経109°58′37″ / 北緯37.60793° 西経109.97690° / 37.60793; -109.97690