米国の風力エネルギーブームが MV GIS 市場をどのように推進しているか

Aug 03, 2023

米国政府は、2030年までに30GWの洋上風力発電容量を達成し、2035年までにさらに15GWの浮体式洋上風力発電施設を達成するなど、エネルギー転換の野心的な目標を設定している。

中圧ガス絶縁開閉装置は、陸上および洋上の両方の風力タービンにおいて重要なコンポーネントであり、新しいグリーンフィールドプロジェクトの委託に伴い、今後数年間で大幅な成長が見込まれています。

国際エネルギー機関によると、米国は2022年までに約144GWの風力発電設備を導入し、陸上風力発電がそのシェアのほぼ100％を占めている。

PTR社によると、2030年までに米国の風力発電設備の総容量は260GWを超えると推定されており、このうち30GWは固定着底技術を利用した洋上風力発電が占めると予想されている。

2022 年 9 月に、浮体式洋上風力タービンの野心的な容量 15GW を達成するという新たな目標が発表されました。

中電圧ガス絶縁開閉装置 (MV GIS) は通常、回路ブレーカー、負荷遮断スイッチ、接地スイッチ、コンタクター、ヒューズ、避雷器などの複数のコンポーネントで構成されます。

これらのコンポーネントはそれぞれ特定の目的を果たし、IEC 62271-200 で義務付けられている、事前に指定された製造および運用基準に準拠する必要があります。

これらの規格には、開閉装置電力システムの 3 つの主要な機能 (電気保護、電気絶縁、および制御) が含まれています。

開閉装置の電圧クラスは、コンポーネントの製造と絶縁要件に使用される材料の選択に直接影響します。

業界が SF6 絶縁ガスから離れる傾向にあるため、中電圧には真空または乾燥ガスを絶縁材料として使用できるという利点があります。 さらに、設備コストは原材料と断熱材の価格に直接比例するため、MV GIS は風力発電所の用途にとって優れた選択肢となります。

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材料と絶縁の利点に加えて、機器の物理的なサイズは電圧レベルにも依存します。

低電圧では現代の風力タービンの電力需要には不十分ですが、高電圧機器では安全に設置するためにより大きなナセルまたはタワーのサイズが必要になります。 これに対し、MV スイッチギヤを使用すると、現場での点検や保守がより安全に行えます。

米国におけるガス絶縁開閉装置（GIS）の設置ベースは空気絶縁開閉装置よりも低いものの、GIS市場は、特に風力源の追加による発電垂直からの需要の増加により、二次市場で急速に成長する態勢が整っています。

当初、この成長はグリーンフィールドプロジェクトによって推進されることになります。 しかし、この機器の耐用年数が長くなるにつれて、ブラウンフィールド交換プロジェクトが成長に大きく貢献することになります。

PTR Inc. の暫定推定によると、二次 GIS のインストールベースは、2022 年から 2027 年にかけて約 10.5% という大幅な年間平均成長率 (CAGR) を示し、年間収益 2 億 4,500 万ドルを超えると予想されています。

六フッ化硫黄 (SF6) は、優れた消弧特性と絶縁特性により、電気分野で絶縁材料として広く使用されています。

SF6 はその効果にもかかわらず、地球温暖化係数 (GWP) が非常に高いため、いくつかの地域では電気機器での使用を制限または禁止する規制が導入されています。 例えばEUは、SF6を含む新しい開閉装置の販売を2031年までに段階的に廃止する期限を設定している。

F-ガスはヨーロッパで段階的に廃止に近づく

米国では、さまざまな州が高GWPガスの使用を制限する取り組みを導入している。たとえば、カリフォルニア州大気資源委員会（CARB）を通じたカリフォルニア州の規制は、2025年1月1日から新たなSF6の購入を段階的に廃止することを義務付けている。