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「C&Cユーザーフォーラム & iEXPO 2015」セミナーレポート

エネルギーの多様化を支えるNECの大型蓄電ソリューション

2015年12月1日

NEC 第二スマートエネルギー事業部 エネルギーソリューション部 技術士(経営工学) 柏崎和久

再生可能エネルギー活用のカギ。大型蓄電システムで“電力の「安定供給」”の課題解決に貢献

次世代スマートエネルギー社会の実現に向け、NECではスマートエネルギー事業を展開し、「大型蓄電ソリューション」の提供にも力を入れています。高度な技術力と豊富な実績・経験に基づく大型蓄電ソリューションによって、電力の安定供給に貢献します。

転換期を迎えた日本の電力市場

今、エネルギーを取り巻く環境に、大きな変化の波が訪れています。

2016年4月に電力の小売りが全面自由化され、2020年には発送電部門の法的分離も予定されています。これによって、新たな事業者が発送電ビジネスに参入する流れが拡大し、新たな巨大市場が創造される見込みです。また、CO₂削減のために太陽光や風力といった再生可能エネルギーの導入政策が積極的に推進され、2030年までに再生可能エネルギー導入率は最大24%まで高められようとしています。

こうした動きを受け、日本の電力システムではパラダイムシフトが起こりつつあります。具体的には、電力供給元の「分散化」、需要家が供給元を選ぶ「自律化」、電力を融通しあう「協調化」が進行。これにともなって、太陽光、風力、水力、地熱など、地域の強みを生かした再生可能エネルギーを使って電力をつくり、それを自分たちで消費しようという動きが広がっています。つまり、従来は電力会社による一括集中生産型だった電力システムから、地産地消型の電力システムへの移行が始まっているのです。

図[拡大する]拡大する図1 電力システムのパラダイムシフト

ここで課題になるのが、電力の「安定供給」をいかに実現するかという点です。

再生可能エネルギーを活用した電力は、天候などの影響を受けやすく、発電量の変動が起きやすくなります。こうした課題を解決できないまま、不安定な電力を大量に系統網に接続すると、需要と供給のバランスをとるのが難しくなり、電力の品質低下を招く要因となってしまいます。状況によっては系統や電気設備に悪影響を与えかねません。こういった理由から、新規事業者が再生可能エネルギーによる発電事業に取り組んだものの、系統電力網への接続ができないという「接続制限」の問題なども顕在化しています。

再生可能エネルギーを活用するためには、こうした課題を解決し、系統電力と再生可能エネルギーを安定的に組み合わせて活用するための仕組み作りが必要です。そして、生まれつつある新たな電力市場が健全に活性化・成長していくためにも、こうした仕組みが不可欠なのです。

豊富な実績を生かし多様なニーズに応える

解決策の1つとして、NECが提案するのが「大型蓄電ソリューション」の活用です。再生可能エネルギーで発電した電力を貯めて、必要な時に、適切な制御を加えながら利用することで、電力を安定的に供給できるようになります。

また、NECの大型蓄電ソリューションは、リチウムイオン電池ラックと消火設備・空調設備からなる大規模蓄電システム「GBS」、出力変換装置の「PCS」、制御システムの「AEROS」の3つの基幹システムを中心に構成されます。目的や用途に応じ幅広いラインアップを用意しており、ピークカットやピークシフトに適したロングデュレーション(LD)タイプ、急激な変動に対応可能なハイレート(HR)タイプの2つが選択可能です。

NECの大型蓄電システムの最大の強みは、製品の大容量化技術にあります。例えば、LDタイプの蓄電容量は、1コンテナ当たり4MWhを達成。コンテナ内の最適な熱設計や空調設計、空間設計を実現するNECの高度なアプリケーション設計力があってこそ実現できた技術です。さらに、ラック単位、あるいはコンテナ単位での増設が可能になっており、容易に大型システム化することも可能。多段階にわたる安全設計を施しており、安全面でも大きなアドバンテージを持っています。

NECの大型蓄電システムの評価は世界的にも高く、既に11カ国の電力会社、デベロッパー、発電事業者などに導入されています。その総出力は110MW以上。電力系統用蓄電池では、世界トップクラスの実績を誇ります。

応答性に優れるリチウムイオン電池の特性を活かした活用例も多く、南米チリに導入した大型蓄電システムは、瞬間予備力の確保を目的に2009年から稼働。このシステムは定格出力12MW、容量4MWhとなっており、火力発電所の発電量が低下すると、瞬時に12.2MWの最大出力で自律応答。系統電力の安定供給を支えています。また、ハワイの電力会社でもNECの大型蓄電ソリューションが導入され、風力発電による電力の安定供給に貢献しています。

日本国内でも、様々な活用事例を通じて、知見の蓄積が進んでいます。近年、関心を集める問題の1つである新規発電事業者に対する接続制限措置への対処経験も持ち、日本の現状を踏まえたコンサルティングやソリューション提案に強みを持ちます。

こうした経験を生かし、今後は、グリッドが小さく広域連係が難しい離島の電力問題、電力ピークの変化に伴う系統電力の予備力調整などの解決策としても、大型蓄電ソリューションの提案を行っていく方針です。

また、今回紹介した大型蓄電ソリューションのほかにも、NECは一般家庭や店舗向け、ビルや工場向けなど様々な需要に応じた蓄電システムを開発・提供することができます。電力需給バランスの最適化、災害時の停電対策など、あらゆる用途に応じた蓄電ソリューションを提供し、次世代エネルギー社会の実現に貢献していきます。

図[拡大する]拡大する図2  NECの蓄電システムのラインアップ

図

(2015年12月1日)

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