風力、無限のエネルギー

人類は数百年にわたり、風力を利用してきました。古くは穀物の粉砕用や製材用として風車が使用されていました。現在では、風力を用いた最新式の風力タービンで電気を供給しています。再生可能なエネルギーである風力は、多くの国のエネルギーミックスの中心的役割を担っています。風は世界中のどこでも利用できるので、風力は世界のエネルギー供給の大きな柱です。

世界中で風力エネルギーのブームが起こっています

風力エネルギーに対する需要は常に増大しています。世界風力エネルギー協会(WWEA)のデータによると、すでに世界100ヶ国で、風力発電を使って電気が作られています。風力によるエネルギー生成は、エネルギー需要の高まりを見せる西ヨーロッパ、アジア、北米の特にオフショア地域で劇的な広がりを見せつつあります。長期見通しは良好であり、WWEAでは、今後20年間で、世界の風力エネルギーでの発電量が10倍に増加すると見込んでいます。

全風力タービンのほぼ半数に採用されるセミクロンの技術

1990年代初頭、セミクロンは、最初の風力タービン向けパワーモジュールを開発しました。現在当社はこの分野でIGBTモジュールにおいて市場のリーダーです。世界中で設置された風力タービンの約半数にセミクロンのパワーモジュールが搭載されています。このパワーモジュールは、メインインバータ(出力範囲約2MW-8MW)やローターブレード(ピッチドライブ)やナセル(方位角ドライブ)の位置合わせを行う補助インバータ(5kW-50kW)などで稼働しています。

1700V/3600Aクラスの水冷ヒートシンク型のインテリジェントSKiiP4 IGBTモジュール

パワー半導体による確実なエネルギー伝送

自転車用ダイナモによって生成される電力や光の強度は速度によって変わりますが、風力タービンでは、パワー半導体を用いて、風速や回転数の変動に影響されない一貫したエネルギー伝送を保証しています。風速のばらつきは、電圧や周波数の変動を引き起こします。パワーエレクトロニクスによって発電したエネルギーの制御や調整を行えば、正確なライン周波数で高品質の電力を公共電力グリッドに供給できます。

風力タービンのタワーの底部に設置されたインバータ (出典: W2E)

信頼性と小型化

風力発電所では、稼働停止は金銭的な損失を意味するため、パワーエレクトロニクスの信頼性は高いエネルギー効率と並び、最優先事項です。パワーモジュールの選定においてセミクロンでは、従来のはんだ付け接続ではなく圧接やシンター接続を採用し、モジュールの更なる堅牢性と耐久性を確保しています。コンバータは通常、狭いナセル内又はタワーの底部に設置するため、サイズも重要です。セミクロンは今後、IGBTモジュールの出力密度を倍増し、コンバータ容積の大幅な削減を実現していきます。