1880年〜1953年
水、ダム、孤立した送電網
水力発電のエンジニアは、太陽光や現代の風力が商業化されるはるか以前に、タービン、ダム、送電を習得していた。彼らの仕事は、集中型発電と規制されたネットワークという電力事業のモデルを確立した。
再生可能エネルギー工学は、その現代的な呼び名よりも古い。水車と風車は何世紀にもわたって機械的な動力を供給してきたが、産業用電力はその変動性を、地域限定の便利さから設計上の課題に変えた。
その近年の歴史は、実験室での発見がインフラへと変わっていく連続だ――シリコンセル、デンマークのタービン、中国の製造規模、パワーエレクトロニクス、そして分散型発電を軸に再設計された送電網。
始まりの場所
1882年米国ウィスコンシン州アップルトン
1882年、フォックス川の水車タービンを使って電灯に電力を供給するヴァルカン・ストリート発電所が稼働を始めた。水力発電が再生可能エネルギーを発明したわけではないが、それは後の技術がたどるエンジニアリングの型を確立した――資源を測定し、それを中心に土木構造物と機械を建設し、信頼できる出力を利用者のネットワークに接続する、という型だ。
年表
1882年水力発電がアップルトンを照らす
ヴァルカン・ストリート発電所がウィスコンシン州で地域の水力発電を実証する。
1954年ベル研究所がシリコン太陽電池を実証
ダリル・チェイピン、カルビン・フラー、ジェラルド・ピアソンが実用的なシリコン光起電力セルを示す。
1973年石油危機がエネルギー政策を変える
禁輸措置により、多くの輸入国で国内代替エネルギーが戦略的優先事項になる。
1978年PURPAが米国市場を開く
米国法が電力会社に適格な独立系電力の購入を義務付け、初期の再生可能エネルギー開発業者を後押しする。
1980年デンマークの風力産業が拡大する
デンマークのメーカーが輸出向けの信頼できる三枚翼タービンを磨き上げる。
1991年ヴィンズビー洋上風力発電所が開業
デンマークが初の洋上風力発電所を稼働させ、新しい海洋工学市場を証明する。
2000年ドイツのEEGが導入を加速させる
固定価格買取制度が太陽光と風力への投資に安定した市場を作る。
2010年大規模太陽光のコストが急落する
製造規模の拡大と競争入札により、太陽光が主流の発電手段になる。
2017年ホーンジーが洋上開発を開始
北海のプロジェクトが、ギガワット規模の洋上風力が実用的であることを示す。
2023年再生可能エネルギーが新規容量を席巻する
世界的な新規導入は太陽光、風力、そしてその系統連系にますます集中する。
時代の流れ
1954年〜1972年
光起電力が実験室を出る
シリコンセルは、コストよりも信頼性が重視される場所、特に人工衛星で最初に価値を持った。研究者が材料と封止を改良する一方、電力会社は石炭、ガス、原子力発電所に支配されたままだった。
1973年〜1999年
政策が市場を作る
石油危機と環境への懸念が実証プロジェクトに資金を提供し、デンマークは信頼できる風力機械を開発し、カリフォルニアは初期の風力発電所を設置した。コストと信頼性はなお導入を制限していた。
2000年〜2014年
製造と固定価格買取制度
ドイツ、スペイン、中国など多くの国が政策によって予測可能な需要を作った。モジュール工場とより大型のタービンがコストを下げ、この分野をニッチな実験から産業的な展開へと移行させた。
2015年〜現在
統合が中心になる
風力と太陽光は大規模に建設されるようになったため、今のボトルネックには送電、蓄電、許認可、そしてインバーターベースの資源による系統安定性の維持が含まれる。エンジニアの焦点は、機器が動くことを証明することから、システム全体を信頼できるものにすることへと移った。
この職業が置き換えた仕事
もう存在しない近隣の職業 — 吸収され、自動化され、規制で消えた。
風車の帆職人
1700年代〜1900年代職人が機械式風車のための帆布を裁断し補修していた。密閉された空力翼と工業的なタービン製造がこの地域的で季節的な仕事に取って代わった。
点灯夫
1700年代〜1900年代自治体の職員が街灯のガス灯を手で点け消ししていた。電力配電網が日々の巡回の仕事をなくし、代わりに電気保守の仕事を生んだ。
石炭焚き係
1800年代〜1900年代後半労働者は石炭ボイラーに手作業で燃料を投入し燃焼を制御していた。自動化された燃料供給と石炭発電からの転換が、この職業の大半をなくした。
この分野の歴史は、ある燃料が別の燃料に単純に置き換わってきたわけではない。それぞれの技術は、エンジニアが周囲のネットワーク、制度、景観との接点を解決したときにのみ存続する。
次の章は、したがって送電、蓄電、制御――再生可能な発電が信頼できるエネルギーになれるかどうかを決める、目立たないシステム――にある。
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