柔軟な思考家: この GE の研究エンジニアは電力網の近代化に貢献しています

セネガルで育ったイブラヒマ・ンディアイさんは、ラジオの分解やテレビの修理に多くの時間を費やし、地元の大学の教師である父親から数学を学びました。 彼はモロッコで電気工学を学び、カナダで博士号を取得し、10年前にニューヨーク州ニスカユナにあるGEリサーチに入社しました。

彼の最初の仕事は、電力網、つまり発電所から家庭や企業に届き、時には国全体に電力を運ぶ何百万もの支線を持つ巨大な電力網を近代化する方法を探すことでした。 Ndiaye にとって、ユビキタスな変圧器は出発点として最適でした。 グリッドの中で変圧器よりも重要な部分はほとんどありません。 その基本的な機能は、発電所で電圧を昇圧し、高圧電線で効率的に送電することです。 場合によっては数百マイル離れた反対側では、別の一連の変圧器が電圧を下げて、壁のコンセントに安全に届くようにします。

しかし、問題はここにあります。変圧器は本質的に電気の黎明期に遡る生きた化石であり、その設計はほとんど同じです。 ンディアイさんはそれを変えたいと考えている。 彼は、送電線の故障や異常気象などの不測の事態から送電網を保護し、深刻な停電を防ぎ、停電が発生した場合に電力をより迅速に復旧し、事業者がより多くの再生可能エネルギーをオンラインに導入できるようにする、新しい種類の「柔軟な」変圧器の開発を主導しています。 。 同時に、現代の送電網の構築と維持がより安価になる可能性もあります。

昨年、GEと民間企業Xignuxの折半出資による合弁会社の子会社であるProlec GEは、ミシシッピ州コロンビアにあるCooperate Energy社が運営する施設で、世界初と思われるフレキシブル変圧器の試験運用に成功した。 、ローカルユーティリティ。 米国エネルギー省電力局がこのプロジェクトに資金を提供した。 現場のエンジニアは、数多くのテストと実地演習を通じてデバイスを実行し、その性能を正常に検証することができました。 このテクノロジーは、GE がグリッドの変革と 21 世紀への導入を支援するために進めているグリッド ハードウェアおよびソフトウェア テクノロジーの包括的なポートフォリオの一部です。 (2024 年から、Ndiaye は、計画中の GE Vernova 社の新しい先端研究センターに所属する研究者グループの一員となります。このセンターは、会社分割が完了すると GE Research から設立される業界をリードする 3 つの研究所のうちの 1 つです*)。

「フレキシブルなトランス設計は、もう少し汎用性の高いデバイスが必要なことから生まれました」と Ndiaye 氏は言います。 「現在、変圧器は非常に高価であり、その調達には多くの時間がかかります。」

グリッドのバランスを取る

今後数十年間でネットゼロエミッション目標を達成する上で、電力網の重要性をいくら強調してもしすぎることはありません。 各国は石炭から天然ガスへの切り替え、水力発電の貯蔵の追加、風力タービンの建設、次世代原子炉の研究を行っています。 これらすべての取り組みに共通するコンポーネントの 1 つは電力網です。 そして、その巨大なサイズにもかかわらず、システムがダウンしないように需要と供給の間の微妙なバランスを常に維持する必要があります。

電力が予測可能な出力で従来の発電所から消費者に一方向に移動する場合、このバランスを取る作業は十分に困難でした。 電気自動車などの電力を大量に消費し、変動性の高い負荷や、風力発電や太陽光発電などの天候に依存するエネルギー源をプッシュアンドプルに追加すると、屋根に電力を売電できるようになった屋根パネルのある住宅所有者も含まれ、この複雑性はさらに高まります。新しいレベル。

「グリッドは人類が構築した最大の産業システムです」と GE リニューアブル エナジーのグリッド ソリューション部門の最高技術責任者、ベラ シルバは言います。 彼女は、現代の送電網は、「システムがスイスの時計のように機能する」ことを保証しながら、これらすべての情報源への「アクセスを容易にする」必要があると述べています。

異常気象によって突然電力システムの一部が機能不全に陥る可能性がある時代に、すべてのバランスを保って機能することは、送電網のバックボーンを形成するテクノロジーの多くが単なる発明ではなく発明されたものであることを理解すると、さらに印象的になります。世紀前。