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住友電工 発電設備と蓄電池を直流連系、構内スマートグリッド実証実験を開始

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住友電機工業は、太陽光や風力などの再生可能エネルギー発電設備と蓄電池を直流(DC)で連系させたマイクロスマートグリッド(次世代送電網)実証システムを開発し、大阪製作所において構内試験を開始した。

今回開発したマイクロスマートグリッド実証システムは、4種類の発電装置と蓄電池を直流で連系、エネルギーマネジメントシステムにより、不安定な再生可能エネルギーの発電量と消費量を監視・制御し、その変動を蓄電池で吸収することで、システム全体として最も効率的で安定した電力利用を実現するもの。

この直流連系方式は、従来の交流(AC)連系方式に比べて、直流から交流への変換回数を低減できるため、直流/交流の変換によるエネルギー損失を抑えることができる。また、直流送電は交流送電に比べてケーブルでの送電損失を低減する。これらにより、10%程度の省エネ効果を見込む。

今後、本システムの有効性を約1年間実証するとともに、本システムを活用し、スマートグリッド関連製品の開発を進めていく計画だ。本システムは、商用電力系統とは連系しておらず、電源は太陽光と風力のみ。採用した発電装置は、市販品2種類の太陽光発電装置と自社開発の集光型太陽光発電装置(CPV)、市販の小型風力発電装置。発電電力(合計の最大発電能力は10kW弱)は、所内一部の照明や家電製品のほか、超電導電気自動車用充電ステーションでの電力としても活用する。

蓄電池は「小型レドックスフロー電池」(容量10kWh)。同社では、レドックスフロー電池は、不規則で変動の激しい充放電運転に適し、貯蔵電力量の正確な監視・制御が可能なことから、スマートグリッド用途での本格的な実用化を向けて、製品開発を行っている。

発電電力は、まず、DC/DCコンバータで直流のまま昇圧し、直流電力ケーブルを経由してレドックスフロー電池に貯蔵、あるいはDC/ACインバータで一括して交流に変換し、スマート分電盤、インテリジェント電源タップ(コンセント)を経て、負荷機器に供給される。

エネルギーマネジメントシステムとして、それぞれ通信機能付きパワーコントロール機能を備えたDC/DCコンバータ、DC/ACインバータと、中央制御サーバでこれらを制御するというシステムを構築した。DC/DCコンバータ、DC/ACインバータ、各種負荷機器に給電するスマート分電盤の制御ユニット、その先に接続されるインテリジェント電源タップは、自社開発品を使用する。

発電した電力は、現時点では照明や家電製品で消費するが、子会社である日新電機と共同開発した、超電導電気自動車用充電ステーション用の電力としても活用する。本充電ステーションは、市販の電気自動車にも対応できる。超電導電気自動車は、2008年に同社が世界で初めて開発した超電導モータで駆動する電気自動車。

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