独立電源システム

独立型電力システム( SAPSまたはSPS ) は、遠隔地電力供給( RAPS )とも呼ばれ、配電システムが設置されていない場所向けのオフグリッド 電力システムです。一般的な SAPS には、発電、エネルギー貯蔵、および調整 の 1 つ以上の方法が含まれます。

電気は通常、以下の方法の 1 つ以上によって生成されます。

• 太陽光パネルを使用した太陽光発電システム
• 風力タービン
• 地熱源
• マイクロ熱電併給
• マイクロ水力発電
• ディーゼルまたはバイオ燃料発電機
• 熱電発電機（TEG）

ストレージは通常、バッテリー バンクとして実装されますが、燃料電池などの他のソリューションも存在します。バッテリーから直接引き出される電力は直流 超低電圧(DC ELV) であり、これは特に照明や DC 機器に使用されます。インバーターは、より一般的な機器で使用できる AC低電圧を生成するために使用されます。

独立型太陽光発電システムは電力網から独立しており、太陽光パネルのみを使用することも、ディーゼル発電機、風力タービン、バッテリーと組み合わせて使用​​することもできます。^{[1] [2]}

独立型太陽光発電システムには、バッテリーなしの直結型システムとバッテリー付きの独立型システムの 2 種類があります。

直接結合システムの基本モデルは、直流負荷に直接接続されたソーラーパネルで構成されています。この設定にはバッテリーバンクがないため、エネルギーは蓄積されず、そのためファンやポンプなどの一般的な機器に日中のみ電力を供給できます。MPPTは一般に、特に容積式水ポンプなどの電気負荷に対して太陽エネルギーを効率的に利用するために使用されています。インピーダンス整合も、直接結合システムの設計基準として考慮されています。^{[1] [3]}

独立型太陽光発電システムでは、太陽光発電パネルで生成された電気エネルギーを必ずしも直接使用できるとは限りません。負荷からの需要が必ずしもソーラーパネルの容量に等しいとは限らないため、通常はバッテリー バンクが使用されます。独立型 PV システムにおける蓄電池の主な機能は次のとおりです。

• エネルギー貯蔵容量と自律性: 余剰エネルギーがある場合にエネルギーを貯蔵し、必要なときに供給します。
• 電圧と電流の安定化: 過渡現象を排除して安定した電流と電圧を提供します。
• サージ電流供給：必要に応じてモーターなどの負荷にサージ電流を供給する。^[4]

ハイブリッド発電所は、遠隔地の幅広い電力需要を満たすように簡単に構成できる完全な電力供給システムです。システムには、電源、バッテリー、電力管理センターの3つの基本要素があります。ハイブリッド電源には、風力タービン、ディーゼルエンジン発電機、熱電発電機、太陽光発電システムなどがあります。バッテリーは、電力生産と使用の差を補うことにより、自律的な操作を可能にします。電力管理センターは、各電源からの電力生産を調整し、負荷を分類して電力使用を制御し、バッテリーをサービスの極端な変化から保護します。^{[5] [6]}

太陽光発電システムのモニタリングは、その運用やパフォーマンスを向上させるために何をすべきかについての有用な情報を提供しますが、データが適切に報告されなければ、その努力は無駄になります。モニタリング レポートが役立つためには、運用の関連側面に関する情報を第三者が簡単に理解できる言葉で提供する必要があります。適切なパフォーマンス パラメータを選択し、レポートが新しく発行されるたびにその値を常に更新する必要があります。場合によっては、システム パフォーマンスを改良して向上させるために、または予防措置を講じるためにパフォーマンスの低下を警告するために、個々のコンポーネントのパフォーマンスをモニタリングすることが有益な場合があります。たとえば、バッテリーの充電/放電プロファイルをモニタリングすると、システム障害によるダウンタイムが発生する前に交換時期を知らせることができます。^[7]

IECは「太陽光発電システムの性能監視規格」（IEC 61724）と呼ばれる一連の監視規格を提供している。これは太陽光発電システムの電気的性能に焦点を当てており、ハイブリッドについては触れておらず、性能評価が公平であることを保証する方法についても規定していない。^[8]

パフォーマンス評価には以下が含まれます。

• データ収集は、パラメータを測定する簡単なプロセスです。
• 有用な情報を提供する方法でそのデータを評価します。
• エンドユーザーへの有用な情報の配信^[7]

特定された広範囲の負荷関連の問題は、次のタイプに分類されます。

• 選択ミス: 一部の負荷はスタンドアロン PV システムでは使用できません。
• 家の配線: 配線や保護装置が不十分または低品質の場合、システムの応答に影響を及ぼす可能性があります。
• 低効率: 効率の低い負荷ではエネルギー消費が増加する可能性があります。
• スタンバイ負荷: 一部の負荷のスタンバイ モードではエネルギーが浪費されます。
• 起動: 起動時に一部の負荷によって高電流が消費されます。起動時の電流スパイクにより、システムが一時的に過負荷になる可能性があります。
• 無効電力: 容量性負荷または誘導性負荷が使用される場合、循環電流は消費電流と異なる場合があります。
• 高調波歪み: 非線形負荷によりインバータ波形に歪みが生じる可能性があります。
• 負荷とインバータサイズの不一致：容量の小さい負荷に定格の高いインバータを使用すると、全体的な効率が低下します。^[9]

• 
  太陽光発電パーキングメーター

• 独立電源システム (SAPS) 情報
• ラップ
• RAPS ペーパー クイーンズランド
• RAPSシステムの概略図
• 世界銀行グループ（WBG）の取り組み「Lighting Africa」