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この記事は 2017年05月04日 に以下のカテゴリに投稿されました 発電.

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圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)システムの実証試験 – NEDO と早稲田大学エネルギー総合工学研究所が静岡県で開始

これ、面白いのですよ。

電池をためておくのには、バッテリー。

普通のお答えはこうなる。

バッテリーって、大規模なものほど技術的にも大変になってくるし、小さいものでもつい最近も問題になっている通り、発火なんてことが起こります。

海外のどこだかは、忘れてしまったけれども、少し前に同様の事を推進している会社があって、すごく興味深く、拝見しました。

どうなのかなぁと思っていて、個人の範囲ではあるけれど、こうすればっとか色々と考えを巡らせていた。

電気を圧搾空気にかえて、貯蔵しておこうというアイデアのこのシステムの実証実験が、静岡県で始まるそうです。

原理は、空気って圧縮できるのは、みんなが知っていると思うけれど、空気を圧縮するときには、結構な量の熱を生じるのね。

まずはこの熱を電気に変える。ペルチェ素子とか、カーボンナノチューブとかで。

次に圧縮した空気を吐き出すときにはタービンを回して発電することに加え、今度は吐き出すときにも今度は低い温度を発するわけで、この温度差を利用してまた発電するという仕組み。

簡単に言うと、こうなるのだろうけれど、利点は、空気と水ぐらいしか使わない、自然にやさしい蓄電システムを構築できること。

NEDO (国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)と学校法人早稲田大学
一般財団法人エネルギー総合工学研究所、株式会社神戸製鋼所等が協力して、実装実験を静岡で開始するそうです。

以下 NEDO のニュースリリースです。

圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)システムの実証試験を開始
―風力発電を安定利用するために蓄電システム制御技術の確立を目指す―
2017年4月20日
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
学校法人早稲田大学
一般財団法人エネルギー総合工学研究所
株式会社神戸製鋼所

NEDOと早稲田大学、エネルギー総合工学研究所は、天候により出力が変動する風力発電を電力系統上で安定的に利用するために、発電量の予測情報に基づく制御技術を用いた圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES:Compressed Air Energy Storage)システムの実証試験を本日開始しました。実証試験は静岡県賀茂郡河津町に完成させた施設で行います。今後、CAESシステムの制御技術を確立させ、再生可能エネルギーの導入拡大に資することを目指します。

図1.実証施設の外観

図1.実証施設の外観

1.概要

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ますが、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を開発することが必要とされています。
そこで、NEDOと早稲田大学、一般財団法人エネルギー総合工学研究所は、風力発電の予測情報に基づく制御技術を用いた圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES:Compressed Air Energy Storage)システムの実証試験を静岡県賀茂郡河津町に完成させた施設で、本日から開始しました。
今回のNEDOプロジェクト※1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ます。株式会社神戸製鋼所は、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ます。

2.実証の概要

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ます。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※2するために、CAESシステムの充放電を制御する技術です。計画発電制御は、事前に用意した発電計画※3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です。
CAESシステムの設備は、空気を利用して充放電を行うものです。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、高圧状態で貯蔵します。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、電力を発生させます(図2)。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、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ります。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ます。

図2.CAES構成模式図

図2.CAES構成模式図

本日より、CAESシステムの制御技術を設備に実装し、東京電力ホールディングス株式会社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開始します(図3)。CAESシステムの新しい制御技術と設備を実証することで、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に、蓄電システムの制御技術を確立します。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しています。

図3.実証設備概要図

図3.実証設備概要図

【用語解説】

※1 NEDOプロジェクト
電力系統出力変動対応技術研究開発事業/風力発電予測・制御高度化/蓄エネルギー技術を用いた出力変動制御技術の開発(2014~2018年度)
※2 電力系統に対する風力発電の出力変動を緩和
風力発電を電力系統に新たに接続するにあたって、出力変動の上限などの技術要件が、複数の電力会社において設定されています。
※3 事前に用意した発電計画
2016年4月に開始された計画値同時同量制度では、発電事業者などは、前日および1時間前に30分1コマを単位とする発電計画を作成する必要があります。なお、現状は、FIT特例制度により、FIT電源である太陽光発電や風力発電については、発電事業者などに代わり、一般送配電事業者または小売電気事業者が計画を作成する場合もあります。

3.問い合わせ先

(本ニュースリリースの内容についての問い合わせ先)
NEDO スマートコミュニティ部 担当:堂本、近藤 TEL:044-520-5274
早稲田大学スマート社会技術融合研究機構 TEL:03-5272-1239
エネルギー総合工学研究所 総務部 TEL:03-3508-8891
(株)神戸製鋼所 秘書広報部 吉川 TEL:03-5739-6010
(その他NEDO事業についての一般的な問い合わせ先)
NEDO 広報部 担当:藤本、髙津佐、坂本 TEL:044-520-5151 E-mail:nedo_press@ml.nedo.go.jp

以上

原文のページはこちら

すごく面白いシステムだと思いますし、大規模に見えますね。

個人的にイメージしていたのは、いまだに沢山のお家がプロパンガスを使っていますけれど、あんなボンベを置いておいて、それに空気をためておき・・って感じだったので、ちょっとびっくり。

エネファームとかあるけれど、もう少し安価にならないのかなぁと。

1つのタンクがいっぱいになったら、次のタンクに移すようなことを続けて行えば、その間で空気が移動するから、そこでも発電できそう。

小さなシステムだと、その効率が最も重要になってくるので、小型のモノは難しいのかな?

こんな実証実験を基礎にして、家庭用の安価で自然にやさしい蓄電システムができるとよいなぁと思います。

投稿者のプロフィール

minorus
minorus
電子機器が大好きです。
プログラムを書くのをお仕事としていたこともあるので、両方できる PIC や Arduino を使って、いろいろな(役にあんまり立たない)ものを作っています。
実は UNIX 関連のお仕事も長かったので、Raspberry Pi もお手の物なのですけれど、これから触る機会が多くなるのかなぁ。
ボチボチ行きますが、お付き合いください。
若いころの写真なので、現時点では、まだ髪の毛は黒くてありますが、お髭は真っ白になりました。
愛車の国鉄特急カラーのカスタムしたリトルカブで、時々、秋月電子通商の八潮店に出没します。

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