騒音・音響サービス会社アセンテックの技術専門家イーサン・ブラッシュ氏は最近、調査報告書を発表した。同氏は報告書の中で、土地がますます不足するにつれて、ますます多くの電池エネルギー貯蔵システムが人口密集住宅地に導入され、そのことが電池エネルギー貯蔵システムの騒音問題への注目を高めていると指摘した。
バッテリーエネルギー貯蔵システムの人気が高まり、人口密集地域に導入され始めると、土地資源が不足するため、この傾向は避けられません。したがって、バッテリーエネルギー貯蔵システムのノイズ問題とそれに対応する制御対策はますます重要になっています。
欧州などの人口密集地域では蓄電システムの騒音問題が特に顕著であり、米国やオーストラリアなどの国や地域でも徐々に深刻化している。この課題に対処するために、バッテリー エネルギー貯蔵システムのメーカーは音響設計にさらに注意を払い、居住者の生活ニーズを満たすバッテリー エネルギー貯蔵システムを提供する必要があります。
ノイズの発生源
Ø 冷却システム
バッテリーエネルギー貯蔵システムは、他の電子機器と同様、適切な温度と湿度で最適かつ安全に動作します。この目的を達成するには、さまざまな空冷または液体冷却システムが必要です。これらのシステムでは、通気口、ファン、ポンプから発生する騒音が発生することが多く、この騒音は通常一定です。
Ø エネルギー貯蔵 PCS
エネルギー貯蔵 PCS は、バッテリーから供給される DC 電力を AC 電力に変換して電源を供給します。充電プロセス中、インバーターは AC 電力を DC 電力に整流します。この電力変換プロセスでは、ある程度のエネルギーが熱に変換されるため、過熱を防ぐために通常はファンによる冷却が必要となり、必然的に騒音が発生します。
DC 電力を AC 電力に変換するプロセスには、極性 (または電流の流れの方向) を変更する高速スイッチングが含まれます。米国では交流電源の周波数が60Hzのため、1秒間に2回の高速スイッチングが行われます。このプロセスでは、電源周波数 (120Hz) の 2 倍の音を生成し、他の高調波 (240Hz、360Hz、480Hz、またはそれ以上の周波数) も生成します。
多くの国や地域の AC 周波数は 50 Hz なので、生成される高調波はわずかに異なります (100 Hz、200 Hz、300 Hz、400 Hz)。これらの音は通常、ブーンというような音の特徴を持っています。これらの騒音は、背景騒音が高い環境ではより顕著になることが多く、周囲の人に迷惑を与えます。
トランス内部のノイズ源は、コアノイズ、コイルノイズ、ファンノイズの 3 つです。コアとコイルのノイズは磁力によって発生し、インバータと同様に、トランスも 120Hz または 100Hz の音とその高調波を発生します。 3 番目のタイプのノイズは、変圧器の外側の冷却ファンから発生します。ただし、一部の変圧器ではファンの代わりにヒートシンクが使用されており、これはより静かなオプションです。
緩和策
Ø 騒音基準について詳しく見る
世界的には、国や地域は一般に、産業施設から住宅地までの騒音障害を制限することを目的とした明確な騒音規制に従っています。これらの規制は詳細かつ明確に異なり、特定の騒音放射基準および条件を指定するものもあれば、デシベル制限のみを指定するものもあります。
一部の地域では、バッテリーエネルギー貯蔵システムに関連する騒音規制がまだ確立されていない場合があります。それにもかかわらず、たとえ法律で騒音低減が明示的に要求されていないとしても、バッテリーエネルギー貯蔵システムの開発者は、周囲の環境への影響や住民の起こり得る否定的な反応も十分に考慮する必要があります。
たとえば、米国電気製造業者協会 (NEMA) の規格では、電気機器が NEMA 定格を満たす場合のノイズ レベルが明確に定義されています。
さらに、国際電気標準会議 (IEC) と電気電子学会 (IEEE) も、さまざまなタイプの電気機器の音声出力に関する標準を開発しました。同様に、空調暖房冷凍協会 (AHRI)、米国暖房冷凍空調学会 (ASHRAE)、米国国家規格協会 (ANSI)、および国際標準化機構 (ISO) も冷凍システムの規格を発行しています。
これらの規格は、エネルギー貯蔵業界に仕様を提供するだけでなく、バッテリーエネルギー貯蔵システムの実際の音響測定データと組み合わせて、バッテリーエネルギー貯蔵システムの騒音をより包括的に評価および管理することもできます。
Ø バッテリーエネルギー貯蔵システムのサウンドモデリング
バッテリーエネルギー貯蔵システムの設計段階で、音響コンサルタントと技術専門家は、さまざまな機器の主な音源を正確に特定し、決定する必要があります。機器のサプライヤーは、製品の騒音放射に関する詳細なデータを提供する場合があります。このデータを使用して音響モデルを構築することにより、周囲環境 (住宅地など) でバッテリー エネルギー貯蔵システムによって生成される騒音レベルをシミュレートできます。
音響モデルには、バッテリーエネルギー貯蔵システムの各デバイスの音源が含まれるだけでなく、周囲の地形の特性も考慮されます。最終的なモデリング評価結果は、エンジニアリング プロジェクトに適用される騒音制限基準と比較されます。
すべてのバッテリーエネルギー貯蔵システム機器メーカーが自社製品のノイズデータを提供しているわけではありません。バッテリーエネルギー貯蔵システムでは、さまざまな機器が複数の異なるサプライヤーから提供される可能性があり、特定の情報が欠如していると、エネルギー貯蔵システムのノイズレベルを正確にモデル化することが間違いなく困難になります。
Ø 周囲の騒音レベルを測定する
多くの騒音規制 (マサチューセッツ州環境保護局の規制など) では、産業施設の騒音レベルが環境条件の特定のしきい値を超えてはならないと規定しています。これらの周囲騒音レベルは、産業施設を設置する前、または施設が完全に停止するときに決定する必要があります。
通常、周囲の音は、現場の音環境の包括的な特徴を得るために、比較的静かな気象条件で 1 週間以上測定されます。騒音制限は現場の環境条件に関連しているため、静かなエリアでは騒音の多いエリアよりも低い制限が必要です。
他の地域の騒音規制では、バッテリーエネルギー貯蔵システムによって生成される騒音に固定の上限があると規定されていることがよくあります。これには現場での検証は必要ない場合がありますが、通常は、モデリング作業の結果と既存の環境シナリオを組み合わせるために周囲騒音測定方法を使用することをお勧めします。
ノイズの制御
バッテリーエネルギー貯蔵システムの騒音制御は継続的な改善プロセスです。騒音発生機器の設計とレイアウトがエンジニアリング プロジェクトに関連する騒音制限を超えている場合、音響コンサルタントは騒音レベルを下げるための新しいソリューションを設計する必要があります。ソース/パス/受信機モデルを考慮することで、ノイズ問題に対する効果的な解決策を見つけることができます。
システムオペレータは、施設および周囲エリアの音響モデルにさまざまな緩和措置を統合できます。騒音は、予測される騒音レベルがバッテリーエネルギー貯蔵システムに関連する騒音基準を満たしている場合にのみ効果的に制御できます。
バッテリーエネルギー貯蔵システムを設置したら、騒音レベルを測定して、現場の騒音基準に準拠していることを確認する必要があります。これは通常、周囲の騒音レベルが最も低い夜間に行われます。全体的なノイズ特性を完全に評価するには、バッテリーエネルギー貯蔵システムのすべての機器を一定期間起動および停止する必要がある場合があります。
環境音の測定に使用する機器は、測定機器の精度に関する国際標準規格に適合する必要があります。これらのデバイスは、精度や性能などの側面に従って分類されます。
