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「圧縮空気蓄電池」の実証実験スタート 風力発電の安定利用に

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「圧縮空気蓄電池」の実証実験スタート 風力発電の安定利用に

実証施設の外観

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)、早稲田大学(東京都新宿区)、エネルギー総合工学研究所(東京都港区)は、天候により出力が変動する風力発電を安定利用するために、圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)システムの実証試験を4月20日より開始すると発表した。

この実証試験は、天候によって出力が大きく変動する不安定な風力発電の電力を電力系統上で安定的に利用するため、CAESシステムの新しい制御技術と設備を実証し、蓄電システムの制御技術を確立するもの。これにより、再生可能エネルギーの導入拡大に資することを目指す。

静岡県賀茂郡河津町の試験施設では、風力発電の予測情報に基づく制御技術を実装させたCAESシステムの実証設備と東京電力ホールディングス東伊豆風力発電所と接続させ、電力の変動を緩和させる実証試験を行う。

CAESシステムと制御技術について

CAESシステムの設備は、空気を利用して充放電を行うもの。具体的には、風力発電から得た電力を使って、圧縮機(モーター)で空気を圧縮、高圧状態で貯蔵する。そして、電力が必要な際に、貯蔵した圧縮空気で膨張機(発電機)を回転させ、電力を発生させる。

今回完成させた設備は、オイルフリー式スクリュータイプの圧縮機と膨張機を採用し、設備を汎用機器で構成することにより信頼性を高めた。また、希少金属や有害物質を使用せず、空気と水しか排出しないクリーンなシステムとなる。さらに、圧縮の際に発生する熱も貯蔵し、放電時に再利用することで充放電効率を向上させている。

実証設備概要図

実証設備概要図

CAESシステムの制御技術については、風力発電の予測情報に基づく変動緩和制御と計画発電制御の2つの制御技術を開発している。変動緩和制御とは、電力系統に対する風力発電の出力変動を緩和するために、CAESシステムの充放電を制御する技術。計画発電制御は、事前に用意した発電計画と実際の発電量との差を極小化するために、CAESシステムの充放電を制御する技術だ。

風力発電や太陽光発電等、再生可能エネルギーの導入拡大が進められているが、これらは天候によって出力が大きく変動し、電力の安定供給に悪影響を及ぼすことがあるため、出力の予測技術や制御技術の開発が求められている。

そこで、NEDOなどはこの実証試験を実施することとなった。今回のプロジェクトでは、早稲田大学がCAESシステムの制御技術の開発、エネルギー総合工学研究所が設備構築を担当している。神戸製鋼所(兵庫県神戸市)は、エネルギー総合工学研究所より外注を受け、機器の設計や製造を行っている。

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