TESS Libraries v18 – Electrical Library

TESS Libraries v18のコンポーネントを紹介していくシリーズ、今回はElectorical Component Libraryです。

Electrical Library

以下、公式サイトより。

TESS Electrical Libraryは、TRNSYSで太陽光発電(PV)およびPVTのモデリングを行うためのコンポーネントを備えています。このライブラリには、単純なPVモデル、PVTモデル、建物統合PVモデル、PVアレイ遮光コンポーネント、機器停止コンポーネント、照明制御、リチウムイオンバッテリーモデルが含まれています。

http://trnsys.com/tess-libraries/index.htmlより抜粋、和訳

太陽光発電パネルやPVT(太陽光発電と集熱)、リチウムイオン電池、フライホイール蓄電システムなど、いわゆる再生エネルギーを含む電気関連のシステムに使用するコンポーネントライブラリです。

PVTは多数室モデル(Type56/TRNBuild)との相互接続(屋根面にPVTを設置した場合の熱的な相互作用の計算)があったり、少し変わったところでは停電を扱うコンポーネント(Type 1236: Planned and Random Down Times)などが用意されています。

今回はTESS Lib v18で新たに追加されたコンポーネントを中心にご紹介します

Type549: Lithium-ion Battery(リチウムイオン電池)

Tremblay [1]が提唱、NREL(National Renewable Energy Laboratory)の Solar Advisor Module ソフトウェア に実装されている電圧モデルを使って、リチウムイオン電池をモデリングします。電圧モデルに加え、このコンポーネントには、バッテリーバンクとその周囲との間のエネルギー交換を推定するための単純なエネルギー収支が含まれています。このコンポーネントには、バッテリーの寿命や充放電サイクル数の関数としての容量劣化は含まれていません。また、リチウムイオン電池を過度の速度で充電または放電した場合に発生する可能性のある熱暴走のモデル化も行っていません。ただし、電池の現在の充電状態に対する周囲温度の影響は含まれています。

ResidentialPVwithLi-IonBattery_v2a.tpf

Type554: Flywheel Energy Storage System(フライホイール蓄電システム)

フライホイールエネルギー貯蔵システム(FESS)をモデル化しています。フライホイールは、回転するホイール、ディスク、またはドラムを利用してエネルギーを貯蔵する機械装置です。フライホイールは、エネルギーを運動回転エネルギーとして蓄積します。フライホイールは、充電されると速く回転し、放電されるとその回転は減速します。一般的な用途としては、風力発電や太陽電池などの間欠的な電源からの電力供給を蓄え、平滑化するための短期的で高速なエネルギー貯蔵システムです。また、低電力の電源からエネルギーを蓄積し、後で元の電源では達成できない速度で急速に放電させる場合にも使用できます。

サンプル(Flywheel with PVT_v2a.tpf)では太陽光で発電(PTV)した電気をフライホイールに充放電する例が紹介されています。

Flywheel with PVT_v2a.tpf

Type590: Simple PV Panel with PCM Layer and Embedded Heat Exchanger(PCMと熱交換器を組み込んだシンプルなPVパネル)

潜熱蓄熱材(PCM)の層を含むガラス張りまたはガラス張りの太陽光発電アレイをモデル化しています。PCM には、熱交換器が埋め込まれている場合があります。このモデルは、ユーザーが指定したアレイの総合効率に基づいて電気性能を計算します。

Type723: Inverter(インバーター)

外部データファイルから部品負荷率や入力電圧の関数として効率を読み取るインバーターをモデル化します。アルゴリズムは、標準的なTRNSYS Type190に含まれるものと非常によく似ています。

Type724: Power Optimizer / Voltage Converter(パワーオプティマイザー/電圧コンバーター)

ある電圧で入力された電力を、別の電圧で出力する電力に変換するデバイスをモデル化します。

PVPCM_v2a.tpfPVPCM_v2a.tpf

Type1340: Carnot Heat Engine(カルノー熱機関)

カルノーサイクルとは、高温と低温の間で起こる気体の膨張と圧縮の一連の流れを理想化したものです。その効率は、実際のエンジン効率を比較するための最大理論効率を提供します。
このコンポーネントは、計算されたカルノー効率にユーザー定義の係数を掛けて効率を算出する単純な熱機関のモデルです。

HeatEngine_v2a.tpfHeatEngine_v2a.tpf

動作環境

以下の環境で動作を確認しています。

  • Windows11 Pro(64bit, 21H2)
  • TRNSYS18.04.0000(64bit)
  • TESS Libraries v18
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