場所： ケンタッキー州フォートキャンベル 

課題：ケンタッキー州最大の太陽光発電（PV）アレイのフェーズI開発の設計、設置、封じ込めを担当。このプラントは、旧埋立地に地上設置型のアレイを設置した1.9メガワット（MW）の再生可能エネルギープラントです。

ソリューション： イートンは、現地の公益事業者と協力して、現場の地上用ソーラーラックとバラストシステムをローカルインフラストラクチャに安全かつ確実に接続する、完全なエンドツーエンドのソーラー発電回収および配電パッケージを設計しました 

結果： 米国陸軍の運用コスト削減と同時に、再生可能エネルギー目標とエネルギー自給への貢献のために計画した5 MWソーラー発電アレイの最初のフェーズを完了しました

背景 

2020年までに再生可能エネルギーを利用して電力需要の20%を満たすことを連邦政府関係機関に求める大統領令に対応して、米国陸軍はエネルギーゼロ目標を設定し、2025年までに1ギガワットの再生可能エネルギー発電を導入することを約束しました。持続可能なエネルギーを有効にするためのこの実施要請は、第101空挺師団（Air Assault）の本拠地であるフォートキャンベルで行われました。フォートキャンベルの使命は、ミッションに備えた軍の訓練、動員、および配備を支援することです。また、このミッションを支援するために、現場は、軍隊とその家族を支援する地元設備のインフラストラクチャの変革、近代化、維持に取り組んでいます。フォートキャンベルは、陸軍で3番目に多くの人員を有する、国防総省で7番目に大きい陸軍基地です。

フォートキャンベルでは、施設内のエネルギー強度を2015年まで年間3%削減、2030年までに30%削減することを目標としています。この基準を達成するために、フォートキャンベルは、バイオマス、現地のシェール層からの天然ガス、エネルギー効率、地熱、ソーラーなどの代替エネルギーポートフォリオの評価を開始しました。また、ソーラーエネルギーの 開発を加速する手段として、現地のエネルギー供給企業との提携を模索しました。

Pennyrile Rural Electric Cooperative Corporation（PRECC）は、フォートキャンベル地域の公益事業者です。 同社は9つある郡のいくつかに47,000人以上の社員を擁しています。この公益事業者は、99,317本の電柱で5,066マイルの電線路を支えています。この事業者は、テネシー川流域開発公社がサービスを提供する155の自治体および電気協同組合の1つです。「軍事施設には、独自のエネルギー源の開発を支援するために、現地の公益事業者やその他のリソースが必要です」と、Pennyrileのエンジニアリング担当副社長、John Wheeler氏は述べています。「しかし、フォートキャンベルソーラープロジェクトの主な動機は、エネルギーの自給とセキュリティです」 

2005年5月にPennyrileは、電力の節約と再生可能エネルギーを支援するための、公益事業者エネルギーサービス契約（UESC）プロジェクトまたはその他一連のプロジェクトをフォートキャンベルで開発するという基本業務契約を米国陸軍と締結しました。本プロジェクトでは、米国エネルギー省、オークリッジ国立研究所、ケンタッキーエネルギー環境閣議室、Pennyrileの間で協力をし、 近隣のコミュニティにサービスを提供する5 MWソーラー発電アレイプラントとして、かつての埋立地を再開発することを提案しました。

米国陸軍では、フォートキャンベルでの再生可能エネルギープロジェクトの 第1段階を実施するため、PennyrileとのUESCおよびケンタッキー州からの追加の電力効率/再生可能エネルギー補助金310万ドルを活用しました。このUESCプロジェクトにより、フォートキャンベルは、初期投資をほとんど、もしくはまったく行わずに、エネルギーと運用の改善を実施できます。Pennyrileは約500 kWのアレイの資金を調達し、フォートキャンベルは、残りに対して、 電力購入契約（PPA）を締結しました。これにより、導入した省エネ対策（ECM）によるコスト削減を利用して、契約期間中に支払われるPennyrileの資金を資本コストに当てることができました。

Pennyrileは、イートンが広範な経験を持つことから、ソーラーエネルギーの実現可能性の監査、設計、設置を実施するのにイートンを選択しました。イートンは、米国海軍に対して、ソーラーの実現可能性に関する370以上の現場監査を実施し、退役軍人管理局とともに4つの主要な米国ソーラー発電設備の設置を行いました。設計から建設までを網羅するソーラー発電ターンキープロジェクトを成功させるために、イートンのサポートには、実現可能性調査、AC 相互接続分析、直流（DC）および PV システムエンジニアリング、ターンキー構造、ユーティリティ相互接続変電所、装置およびシステムの製造と試運転、モニタリングサービス、および長期メンテナンスが含まれています。

この実績とサービスの 範囲に基づき、イートンは、エンジニアリング、調達、建設システム設計サービスを提供するとともに、第5埋立地での地上設置型ソーラー発電設備の新規設置におけるテストと試運転など、電気的なバランスのとれた一連のシステムソリューションを提供することでフォートキャンベルの設置をサポートする、複数の契約をPennyrileから受注しました。ECM、コスト削減、プロジェクトコストは、Pennyrileとイートンが実施した発見フェーズの活動から算出されました。フェーズIプロジェクトの年間ソーラー発電量は、フォートキャンベルが直接消費するソーラーモジュールによって生成されたすべての電力を使用して、2,466 MW（AC）メガワット時（MWh）と推定されました。フェーズI建設プロジェクトは、2014年9月に建設工事が決まり、12月までに開始されました。

課題 

フォートキャンベルプロジェクトの最も独特な面の1つは、設置のために選ばれた場所です。この20エーカーの放棄された埋立地は、地上設置型ソーラー発電にとって、独自の環境課題を生み出します。

ソーラープロジェクトの現場は、1981年から1987年までケンタッキー州の固形廃棄物管理慣行に従って閉鎖されていた52エーカーの埋立地にあります。溝の盛土の設計を活用し、生ゴミと地方自治体の廃棄物を深さ18フィートの溝に堆積させる形で受け入れていました。1996年、溝は2フィートの圧縮土壌で埋められ、埋立地全体にわたり、粘土で蓋がされました。埋立地全体を取り囲むように汚染試掘井を掘り、フォートキャンベル環境オフィスで監視するようにしました。

ソーラーPVの設置によって粘土の蓋を貫通しないようにしなければなりませんでした。そのため、エンジニアリングチームは、建設中に超過してはいけない最大荷重を決定する必要がありました。廃棄物は分解によって固化する非常に圧縮性の高い物質であるため、廃棄物に掛かる圧力を大きくしていくことで、沈下することがわかりました。フォートキャンベルでの設置における2つめの課題は、新しいソーラーサイトが電力をエクスポートできるスイッチング方式が3種類あるということでした。各スイッチング方式に関連する既存のリレーを慎重に分析し、Pennyrileの電線路に電気が逆流した場合に厄介な供電がないことを確認する必要がありました。

ソリューション 

イートンは、このソーラー発電設備の設計、エンジニアリング、調達、建設に携わりました。イートンはRBI Solarと協力して、困難な埋立地の条件に対処し、現場用の特別な地上設置バラストシステムを使用しました。

この現場では、Pennyrileが提供する16,000（325 W）の単結晶ソーラーモジュールを利用しています。PVパネルは、モジュールチルトが20度、方位角が180度の縦向き二段式に配置されます。 列には約10フィートのスペースがあり、メンテナンスのためにアクセスできます。 また、ソーラーPVモジュールは、1年を通して午前9時から午後3時までは日陰にならないように設計されています。ソーラーPVアレイは、イートンが設計した完全なパッケージソリューションを使用して、DC側からAC接続点に電力を供給します。エンドツーエンドのソリューションにより、フォートキャンベルは最も安全で信頼性の高い電源管理ソリューションを使用して、環境発電を最大限に高め、メンテナンスを簡素化できます。イートンの重要な装置には、12 kV中電圧、金属で囲まれたスイッチギヤ、1000 VDC Crouse-HindsTシリーズのソーラー結合器ボックス、B-LineTシリーズのケーブルトレイソリューションが含まれていました。信頼性と安全性を高めるため、イートンは電気システムの試運転とスタッフトレーニングも提供しています。

このソフトウェアを使用することで、Army DPWとPennyrileはPVシステムの出力を管理できると同時に、公益事業の測定および配電網接続の要件を確実に満たすことができます。 イートンのElectrical Engineering Services & Systems（EESS）部門は、プロジェクトの設置作業を管理しました。設置チームには、 埋立ての蓋 を考慮した非常に具体的な現場負荷要件や、設置に安全に使用できるこれらの仕様ガイド付き装置が提供されました。さらに、Pennyrileは、スイッチング方式で電力を送り出すのに使用される既存のリレー用データを提供しました。イートンの電力システムエンジニアは、既存の設定が厄介なトリップを引き起こさないことを確認しました。

イートンのナッシュビル地区事務所は、プロジェクトの建設、テスト、試運転を支援しました。同事務所は、ソーラー発電システムの耐用期間を通じて継続的なサポートを提供します。

結果

フォートキャンベルの地上設置ソーラーアレイのフェーズIの建設は、2015年9月に完了し、システムは現在稼働中です。このプロジェクトによってでは、1.9 MWの再生可能エネルギーによる発電が可能になり、米国陸軍の施設は、運用コストを削減するとともに、再生可能エネルギーに関する国家目標に貢献できます。このプロジェクトのフェーズIにおいて、米国陸軍とそのパートナーによる再生可能エネルギーへの総投資額が500万ドルを超えています。ケンタッキー州からPennyrileに授与された300万ドルの助成金により、 プロジェクトのフェーズIの完了時にフォートキャンベルUESCから10 年間の投資回収要件を満たすことができました。フェーズIIでは、追加のPPAを使用して3.1 MWアレイを追加します。

「Pennyrileは、お客様、居住者、および近隣住民のエネルギーとコストの大幅な削減をサポートする、重要で必要なインフラストラクチャの革新を追求しています。」と、PRECCのエンジニアリング担当副社長、John Wheeler氏は述べています。「私たちは、フォートキャンベルプロジェクトによって長期的な効率性を実現できたことをうれしく思っています。また、ケンタッキー州で最大のソーラー発電アレイを開発してきたことについても誇りに思っています」

ビルのライフサイクルコスト（BLCC）システム分析によると、新しいソーラーPVアレイはフォートキャンベルに年間18万ドルのエネルギーコスト削減をもたらすと予測されています。ソーラー電池の初期設置では、 道路から358台の自動車を撤去することに相当する約2,466 MWhの持続可能な電力が年間で発生することが予想されます。

また、フォートキャンベルが現地で発電したグリーン電力を購入することで、二酸化炭素排出量 の推定2,335トンを削減できます。これは、埋立てではなくリサイクルされる109台の廃車で回避される年間のGHG排出量に相当します。また、埋立地に設置された特別な地上設置型ソーラーが成功したことで、再生可能エネルギーの開発を促進するために、商工業地域の 現場を再生する方法の模範的なモデルが生まれました。今後同じように行われていくプロジェクトは、環境保護庁が求めている関連イニシアチブをより適切にサポートするために、 フォートキャンベルでの発見に基づいて構築される可能性があります。