MITの研究：太陽エネルギーとバッテリーはサイバー攻撃後の電力網安定化に期待

最近、マサチューセッツ工科大学（MIT）のエンジニアたちが、かなり将来を見据えた研究結果を発表しました。サイバー攻撃や異常気象が発生した場合、住宅用ソーラーパネル、バッテリー、電気自動車、ヒートポンプ、給湯器などの機器が共同で地域電力市場を構築し、電力供給を回復して電力網への負担を軽減することが期待されています。

電力網における分散型エネルギー資源の割合が増加するにつれ、サイバー攻撃による潜在的なリスクが徐々に顕在化し、電力網の安定性に深刻な課題をもたらしています。米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States）に掲載された論文「信頼できるIoTによる電力網のレジリエンスの実現：協調型資産」において、MITの研究者らは、分散型エネルギーは多くの利便性をもたらす一方で、電力網に新たなセキュリティリスクをもたらす可能性もあると指摘しています。

しかし、研究者たちは、グリッドエッジデバイスとIoT（モノのインターネット）デバイスがこの問題を解決する鍵となる可能性があることを発見しました。これらのデバイスは、ユーザーエンドの近くに配置されており、屋上ソーラーパネル、電気自動車充電器、スマートサーモスタットといっ​​た一般的な機器を含み、地域電力市場を形成することで、予期せぬ停電などの緊急事態において重要な役割を果たすことができます。

このビジョンを実現するために、MITチームはEureica（Efficient, Ultra-Resilient IoT-Coordinated Assets）という革新的なフレームワークを提案しました。このフレームワークは、将来、ほとんどのグリッドエッジデバイスがIoTに接続されるという前提に基づき、様々なデバイスをワイヤレスで相互接続し、大規模な分散デバイスネットワークを構築することを目指しています。

同時に、研究チームはインテリジェントなアルゴリズムも開発しました。主電源網が攻撃を受けたり故障したりすると、このアルゴリズムは迅速に起動し、地域電力市場におけるデバイスの信頼性を評価し、信頼できるデバイスを選別し、停電に対処するための最適なデバイスの組み合わせを見つけ出します。その後、アルゴリズムは各デバイスが電力網に供給または削減すべき電力量を正確に計算・調整し、参加したデバイスの所有者はそれに応じた市場補償を受け取ります。

研究プロセスにおいて、チームは様々な電力網攻撃シナリオをシミュレートしました。これは、電力網の様々なレベルやノードで電力伝送の中断を引き起こす可能性のある様々な悪天候条件を網羅しています。テスト結果によると、電力損失が毎回5%～40%の範囲であっても、このアルゴリズムは電力網を効果的に安定化させ、攻撃や故障による影響を最小限に抑えることができることが示されました。

MIT機械工学科の研究科学者であるアヌ・アナンサスワミ氏は、「あらゆる小型機器が、自らのエネルギー消費量の調整に貢献できます。スマート食器洗い機、屋上ソーラーパネル、電気自動車などの機器を最大限に活用すれば、電力網の安定性を大幅に向上させることができます」と述べています。

もちろん、研究チームは、このような地域電力市場を真に確立するには、依然として多くの課題があることを痛感しています。顧客、政策立案者、そして地方自治体の支援が必要なだけでなく、技術革新も不可欠です。例えば、電気自動車から電力網への電力供給を可能にする高度な電力インバーターの開発などです。

アヌ・アナンサスワミ氏は、「これは地域電力市場の構築に向けた第一歩に過ぎません。まだ迅速に進めるべき作業は多く残っていますが、これは間違いなく有望で良いスタートです」と強調しました。この研究は、特殊な状況下における電力網の安定性を向上させるための新たな考え方と方向性を示しており、将来のエネルギー分野において重要な役割を果たすことが期待されています。