遺伝的アルゴリズムに基づくPV-風力-波力-バッテリーハイブリッドマイクログリッドの技術経済的最適化(ランペドゥーサ島)
Genetic Algorithm-Based Techno-Economic Optimization of a PV–Wind–Wave–Battery Hybrid Microgrid for the Island of Lampedusa
地中海のランペドゥーサ島における、ディーゼル発電への依存、運用柔軟性の限界、季節変動の大きい需要といった課題に対応するため、太陽光発電(PV)、風力、波力エネルギー変換器、バッテリーエネルギー貯蔵システム(BESS)、既存のディーゼル発電を組み合わせたハイブリッド島嶼マイクログリッドの設計と運用に関する技術経済的最適化フレームワークが提案された。MATLAB 2025aで実装された決定論的時系列ディスパッチモデルに基づき、運用制約、ディーゼル発電の最低負荷要件、再生可能エネルギー技術の多様化制約、バッテリー貯蔵の動態を考慮している。遺伝的アルゴリズムを用いて、均等化発電原価(LCOE)を最小化する最適なシステム構成を特定した。年間電力需要33.8 GWhに対し、最適な構成は再生可能エネルギー比率約65%を達成し、LCOEは0.1719 €/kWh、必要な設備容量はPV 6.0 MW、風力 3.0 MW、波力 0.5 MW、BESS 5.2 MWhであった。再生可能エネルギー比率70%超は、制約下で実現不可能な運用解となった。
- 地中海ランペドゥーサ島向けにPV・風力・波力・BESS・既存ディーゼルのハイブリッドマイクログリッドの技術経済的最適化フレームワークを提案し、MATLAB 2025aの決定論的時系列ディスパッチモデルと遺伝的アルゴリズムでLCOEを最小化した
- 年間電力需要33.8 GWhに対し最適構成は再エネ比率約65%、LCOE 0.1719 €/kWh、設備容量はPV 6.0 MW・風力 3.0 MW・波力 0.5 MW・BESS 5.2 MWhと算出された
- ディーゼル最低負荷要件や再エネ多様化制約の下では再エネ比率70%超の運用解は実現不可能と結論
離島マイクログリッドの最適化研究であり、対象はランペドゥーサ島という特定サイトのシミュレーション結果に留まるため、直接の投資対象は見当たらない。ただし再エネ比率65%・LCOE 0.1719 €/kWh・PV6.0MW/風力3.0MW/波力0.5MW/BESS5.2MWhという構成比と、70%超は制約下で実行不能という結論は、島嶼・系統脆弱地域における蓄電池容量とディーゼル最低負荷制約のボトルネックを定量的に示しており、BESSや波力発電の導入余地を測る参考値として押さえておきたい。事業化フェーズの案件ではない点は留意。