Vol.68 No.2（2016年2月）

NECは、コンピュータやクラウド技術などの「ICT」と、蓄電システムや電気自動車用急速充電器などの「エネルギーコンポーネント技術」の双方を保有しています。さまざまなアセットを組み合わせることにより、電力の地産地消、発電量変化の調整、また新たなサービスの追加など、エネルギー需給と利用の最適化を図っていきます。
本特集では、スマートエネルギー社会を実現するためのソリューション、サービス、技術を、一般需要家様、企業様、エネルギー事業者様の各お客様向けソリューションとして紹介します。

ICTが拓くスマートエネルギーソリューション特集

執行役員　國尾 武光

執行役員
安部 保志

NECは「ICT」と「エネルギー」の技術の融合・調和をはかり、将来の社会におけるエネルギー需給の最適化を実現します。そして、省エネと快適な生活の両立実現に貢献します。

一般需要家様向けソリューション

高橋 諒・末次 剛

エネルギー需給安定化や温室効果ガス削減を実現する技術要素として、HEMSに対する関心が高まっており、HEMSに対応した機器や家電も増えてきています。NECでは、これまで見える化ができるHEMSの開発を進めてきましたが、これからの取り組みとして、宅内機器の制御や気象情報との連携ができるHEMS 機器の開発・導入を行っています。本稿では、これまでの取り組みとソリューションの特長、今後の展開について紹介します。

一圓 真澄・小川 雅嗣

持続可能な低炭素社会の実現に向け、より効率的かつ安定的なエネルギー活用のためのスマートグリッドの実現が望まれています。そのためには、環境変動下で地理的に離れた複数システムを効率的に制御する技術の確立が必要です。我々は実世界の制御手法として、生物の環境適応メカニズムを基にした、自律適応制御の適用を検討しています。今回は需要側の電力制御に適用し、状況に合わせた柔軟な機器制御によって、利用者に節電を意識させないエネルギーマネジメントシステム（EMS）を目指しています。家庭向けEMS（HEMS）で実証し、照明とエアコンを変化に応じて柔軟に制御しつつ、意図した目標値に電力を制御できることを確認しました。

平野 貴久・小山 俊充・安田 透・重松 大介・近藤 靖彰

電気自動車（EV）プラグインハイブリッド自動車（PHV）は、クリーンな乗り物として今後の普及が期待されていますが、そのためには充電インフラの整備が必要不可欠です。充電インフラ整備のためには、EV充電インフラサービスをビジネスへ展開すること、そして設置者の導入後の運用作業を軽減することが必要です。そこで、NECでは遠隔運用保守・エネルギー制御機能、会員認証・電子マネー決済機能などを備え、事業者が効率的かつ安心して設置、運用できるEV充電インフラシステムを開発しました。EV・PHV利用者に対しても、充電ステーションマップ、充電完了メールなどのクラウドサービスを提供しています。今後は環境車対応クラウドサービスとして、燃料電池自動車（FCV）などの対応も検討します。

畠山 健一・佐藤 隆・野口 雅行・木村 英和

NECは、リチウムイオン電池を搭載した家庭・法人向け小型蓄電システムとして、15年の保証や、一体型構造の採用による施工時間の短縮を実現した7.8kWhモデルを商品化しました。蓄電容量は、従来機種の利用データの解析結果を基に、家庭での利用に適した7.8kWhとし、通常運転時の定格出力を3.0kWとしました。夜間の割安な電力や太陽光発電による余剰電力をためて昼間利用することで、更なる節電・節約と快適な生活が可能となります。また、停電時においてもさまざまな家電機器の稼働が可能です。

栃原 功・圓岡 和典・小宮 禎広・鈴木 伸・田村 裕明・上野 敬章

NECエナジーデバイスでは、電源供給が困難な地域に設置される通信機器用電源システムに適応した、軽量で長寿命なリチウムイオン二次電池パックを開発しました。電気自動車（EV）や大型蓄電デバイスに向けたラミネート外装タイプのリチウムイオン二次電池（LIB）と、バッテリーマネジメントシステム（BMS）、電池パック構造設計や制御ソフトウェアを開発・生産してきた経験をいかんなく発揮し、マンガン系正極材料、積層型電極構造という特長を生かした高い安全性と長寿命を実現しました。本稿では、それらの技術を使って開発した、通信機器用電源システムに使用する19インチラックに搭載可能な48V系電池パックについて紹介します。

企業様向けソリューション

北村 充弘・山中 悠也・井口 守・折田 和久・島田 貴司・中瀬 駿介

近年、日本国内における電気料金単価は上昇し続けており、増え続ける電気料金は利用者にとって大きな問題となってきています。NECは、利用者の電気料金を低減させるための仕組みとして、電力需要を予測し、その予測結果をもとに設備を制御するビル・オフィスのエネルギー管理システム（BEMS）の開発を進めています。本稿では、電力需要予測技術を活用した「スマート化システム」を株式会社大林組様の技術研究所用に構成して納入した事例を紹介します。あわせて、それらの知見をNEC玉川事業場9号館に適用した事例を紹介します。

吉川 実・中井 康博・来住野 剛

地球温暖化を防止するために、環境に与える負荷が小さな社会の実現は急務であり、そのためIT機器の利活用による省エネルギー化、省資源化が期待されています。これに伴い、クラウド化の進展とIT機器のデータセンターへの集約が加速度的に増加しています。本稿では、空調電力増加の課題を解決し、データセンターの効率的な運用を継続する、相変化冷却を用いた高効率な冷却技術の研究開発事例を紹介します。

川崎 洋一・関 敏範・小勝 俊亘・戸嶋 公徳・山崎 俊太郎・金城 寛

NECは、玉川事業場内のオフィスビルで、ビルのリニューアルに伴いスマートビル化を行いました。リニューアル前と比較して、50%のエネルギー削減を目標としています。省エネ設備への更新に加え、多数のセンサーによるエネルギーマネジメントを行っています。本稿では、大幅な削減を実現したこれらのさまざまな施策、技術について紹介します。

神巻 敏浩

インドなどの新興国では携帯電話が急速に普及しており、そのネットワークを支える携帯電話の基地局も都市部だけではなく地方にまで数多く設置されています。基地局は24時間、間断なく運用することが求められており、電力事情の悪い地域では停電時にはディーゼル発電機を用いて電源を確保していますが、CO2排出などの環境への悪影響、燃料費高騰による経済的負担が課題となっています。これに対し、既存の鉛蓄電池をリチウムイオン蓄電池に置き換えるとともに、サーバ・クライアント型のエネルギーマネジメントシステムで賢く制御することで、発電機の稼働を効率化して稼働時間を減少させ、焚き減らしを実現させます。

エネルギー事業者様向けソリューション

岸田 洋

2016年4月の電力の小売り完全自由化に向け、NECは「電気事業者向け顧客管理情報システム（CIS）」「電力需給管理システム」などの電力小売り事業に必要な基幹システム、及び「電力需要予測システム」「太陽光発電予測システム」など、インバランス料金抑制のためのソリューションを「電力サプライヤーソリューション」として体系整備を行っています。本稿では、その中核となる「電力需給管理システム」の開発コンセプトや適用領域について紹介します。

吉永 直生・日野 勇夫・寺澤 哲・前田 力俊・重本 佳孝・井上 敬

発電所では、安全、安定かつ効率的な運用によりお客様に安心して電気を使用いただくことが求められています。一方で、故障の発生は避けられないため、故障予兆の早期検知と対処が重要です。しかし従来のセンサー値のしきい値監視では、早期の予兆検知が難しい場合がありました。NECが電気事業者様と共同で開発した発電所向け故障予兆監視ソリューションでは、独自のビッグデータ技術であるインバリアント解析技術を用い、プラントの「いつもと違う」動きをとらえることで、設備の故障予兆を早期に、かつ的確に検知できます。更に、プラントの運転効率の向上につながる機能の開発も行っており、電気事業者様の安定した電力供給に貢献していきます。

千原 晋平・桂 邦士

近年、規制緩和・業界再編、社会環境などの変化により、電力・ガス事業者様をはじめとするユーティリティ企業様を取り巻く環境が大きく変わりつつあります。そのようななかで、抜本的な組織・業務改革や設備の更なる運用効率化、ビッグデータの活用などが求められています。これに対しNECでは、Space-Time Insight社と連携し、ユーティリティ企業様が現在の状況を正確に把握し、将来予測も踏まえた形で効率的な意思決定を実現する“Situational Intelligence”ソリューションの展開を進めています。本稿ではこのSituational Intelligenceソリューションについて紹介します。

工藤 耕治・橋本 龍・佐久間 寿人

固定価格買取制度（FIT）などにより普及拡大が推進されている太陽光発電などの再生可能エネルギーは、天候に応じて出力が変動するため、電力系統の需給バランスへの悪影響が懸念されています。電力系統の安定性を確保するためには、電力の需給調整を行う新しい仕組みが必要になってきています。本稿では、NECの提案する、階層協調システムを用いた分散蓄電池の仮想統合制御技術による、新しい電力需給調整ソリューションを紹介します。

Roger Lin

世界の電力グリッドの総発電量に占める太陽光や風力などの再生可能エネルギーの比率は増加しており、変動性と間欠性を有するこの発電リソースを電力消費に合わせ、かつリアルタイムで制御・管理することはますます困難になっています。NECエナジーソリューションズは、電力グリッドのための新技術としてエネルギー貯蔵技術を展開しています。この技術は、すべての需要家が求める信頼性と効率性を提供するとともに、再生可能なエネルギーシステムをより積極的に制御し、将来の電力グリッドをクリーンかつ持続可能にします。

藤田 義一

太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギーが大量に普及するイタリア南部の地方では、電力系統の安定運用が課題です。イタリア最大手の配電事業者ENEL Distribuzione様では、再生可能エネルギーの大量導入に伴う系統安定化問題の有望な解決策の1つとして蓄電システムを位置づけており、蓄電システムの本格展開へ向けて実フィールドで実証試験を進めています。NECが南イタリアのENEL様の変電所に設置した系統用蓄電システムは、性能、品質面で高い評価を得ています。

緑川 治・齊藤 秀和・手塚 雅晴・藤井 誠・大野 勉

従来のアナログ式電力量計から、デジタル計測と通信機能を備えたスマートメーターの導入が加速している状況で、国内電力各社は、スマートメーター通信システム（Advanced Metering Infrastructure：AMI）における計器及び通信部のオープンな調達と導入拡大を目的とした、提案募集（Request for Proposal）を実施しました。電力事業者における業務効率化や顧客へのサービス向上として、スマートメーターが着目されるなかで、NECとしてのこれまでのAMI事業の取り組みと実績について紹介します。

技術開発・標準化

阪口 信吾

現在、エネルギー分野に関しては、M2Mやスマートグリッドなど技術の進歩により、有益な情報が収集できるような環境が整いつつあります。一方、情報量の増加はとどまることを知りません。そのような状況においてさまざまな手段・様式（システム、マシーン、言語など）によって情報は蓄積されており、蓄積された情報の活用のためには、システム間、デバイス間、国家、様式、言語などが異なるなかで、情報を一元的に見るための標準が必要となってきています。本稿では、これらの課題解決に向けた標準機関として考えられる、国連CEFCT標準について紹介します。

佐藤 哲二・東海 泰久

スマートグリッドの進展において、電力需給のバランスを維持するための仕組みとしてデマンドレスポンス（DR）が重要なアイテムとして注目されており、DR市場の成熟が期待されます。本稿では自動デマンドレスポンス技術の国際基準の最新規格として規定されているOpenADR 2.0bについて紹介し、NECのデマンドレスポンスの取り組みを紹介します。

本林 稔彦

一般需要家に導入され始めた蓄電池は、ある程度の規模で束ねて制御することで、一般需要家内にとどまらないエリアで需給バランスを確保するために利用することが可能になります。今般、早稲田大学のEMS新宿実証センターにて、機器制御を行うための標準的な手順であるECHONET Liteと、デマンドレスポンスの信号をやりとりするための手順であるOpenADRを組み合わせて、遠隔から需要家内の蓄電池を自動制御するシステムを構築しました。この環境を用いて、遠隔から需要家内の蓄電池を短時間間隔で充放電制御する実証を行いましたので紹介します。

河本 滋・戸泉 貴裕・實吉 永典

エネルギーマネジメントでは、対象とする電気機器の電力消費状況をきめ細かく把握することが、生活や業務における快適性・利便性や生産性を維持しながら、エネルギーの削減や効率的な利用を推進することにつながります。本稿では、NECにおいて、電気機器ごとの消費電力を簡便に見える化することを目的として開発した電力指紋分析技術とその応用事例、及び想定するサービス展開について紹介します。

岡部 稔哉・Shantanu Chakraborty・小勝 俊亘

目前に迫った電力小売り自由化と、それに続く国内の電気事業における規制緩和は、さまざまな事業者にとって大きな事業機会であるとともに、新たな課題を生み出します。特にインバランスコストの削減は、新電力事業への参入を目指す事業者にとって、避けて通れないコスト要因になると考えられています。本稿では、情報と通信が融合した次世代の電力システム「デジタルグリッド」と、そのプラットフォーム上で実現できるインバランス削減ソリューションについて紹介します。

Babak Asghari・Feng Guo・Ali Hooshmand　・Rakesh Patil・Seyyed Ali ・Pourmousavi・Di Shi・Yanzhu Ye・Ratnesh Sharma

分散型発電及びエネルギー貯蔵システム設置の拡大は、信頼できる効率的な電力系統（送電網）を運用するための新たな課題とチャンスを世界にもたらしました。また、スマートグリッドの進化により、分散型発電、エネルギー貯蔵システムと負荷を集約した、「マイクログリッド」と呼ばれる自己完結型のエネルギーエコシステムが誕生しました。マイクログリッドがもたらす極めて重要な価値の1つに、レジリエンス（弾力性）があります。これは、リスクを予測して、その影響を抑制し、迅速な復旧を可能にすることで、常時変化する環境下でも存続・適応・進化を続けながら、期待されるサービスを提供し続ける能力です。NEC Laboratories Americaでは、系統接続モードと系統非接続モードの両方で動作し、運用費用を低減し、かつ災害やシステム故障、その他予測不能な事態に対するレジリエンスを改善するマイクログリッド管理ソリューションを開発しました。本ソリューションはまた、マイクログリッドを系統に接続する際の再生可能エネルギー統合と需要変動にも対応しています。

井上 和彦・川崎 大輔・宇津木 功二

NECは、高エネルギー密度の電池を開発し、電池を用いた製品の小型化などの利便性の改善に貢献するとともに、エネルギーの効率的な利用を通じたサスティナブルな社会の構築を目指しています。この高エネルギー密度電池の開発には、エネルギーを蓄える材料だけではなく、大きなエネルギーを制御する技術や、万一に備えた安全・安心を守るための技術が不可欠です。本稿では、NECが独自に開発した難燃電解液やセパレータによる、高エネルギー密度電池の安全性を高める技術について紹介します。

三家本 保司

NECエナジーデバイスは、リチウムイオン二次電池の開発、生産、販売を一貫して手懸ける会社です。自動車用途については、電極工程生産を当社に、セル工程以降をオートモーティブエナジーサプライ社に分担した事業展開をしています。特に電気自動車に使用される電極は、大量生産が必要で、かつ高い安全品質が求められるため、NECのものづくり統括部門とも連携し、工場設計はもとより世界一の電極生産ラインを目指して2008年から周到に準備を行いました。当社では、電気自動車の日産リーフ用電極を皮切りに2010年7月から量産出荷を開始し、品質、納期トラブルもなく今日に至っています。本稿では電極に焦点を当て、その特長と生産実績について紹介します。