FREA総合パンフレット

7/26

7P.8P.10P.12P.14P.16水素キャリアチーム風力エネルギーチーム太陽光チーム地熱チーム地中熱チームエネルギーネットワークチームP.8P.10P.12P.14P.16水素キャリアチーム風力エネルギーチーム太陽光チーム地熱チーム地中熱チーム分散電源試験環境分散型再生可能エネルギー（DER）実証プラットフォーム太陽電池アレイ250kWリチウム蓄電池49kW/27kWhマルチ燃料エンジン発電機水素エネルギーキャリア風力発電 300kW太陽光発電 250kW被試験インバータビルエネルギーマネージメントシステム（BEMS）電気自動車充電ステーション水電解装置電力エネルギー測定＆シミュレーションリチウムイオン蓄電池400kWh系統シミュレータ500kW・スマートPCS試験・インターオペラビリティ試験世界各国の系統を再現50／60Hz系統へ6600V400V系液体気体蓄電池シミュレータ200kW太陽電池アレイシミュレータ 500kWLoad 1000kW図１　セル数制御機能を持つ水電解装置（燃料電池機能付）図２　燃料電池自動車への応用研究へ向けた高圧水素設備主な研究成果主な研究設備●DER実証プラットフォーム（下図）　本プラットフォームでは、自在に接続可能な太陽光発電システム（10社等のPVシステム）と大型DC・AC模擬電源設備（500kW級PCSの実証試験設備）等により、様々なエネルギーマネジメントシステム（EMS）の開発・実証が可能です。さらに水素社会を見据えた再生可能エネルギーによる水素製造技術、電気自動車（EV）を含む分散配置された蓄電池の制御等の研究開発設備や日射量や風況等の予測技術と連携したEMS評価が可能なプラットフォームです（EV実証設備、20kW級PV＋水電解実証設備等）。※DER: Distributed Energy Resources（分散型再生可能エネルギー）の略①システム統合技術とエネルギーマネジメント　太陽電池モジュール10種以上、パワーコンディショナ３機種22台で構成された太陽光発電システムや固体高分子型水電解システム（燃料電池機能付）、水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵システム等の個別要素技術の性能分析を行い、これを基盤とする多くの共同研究を実施しました。今後、模擬電力系統を利用したシステム統合の実証やシミュレーション技術、変動する再生可能エネルギーによる水素製造と蓄電池、電気自動車等の電力システムを活用した平滑化実証等のシステム研究を推進します。②再生可能エネルギー資源の高度モニタリング　福島県再生可能エネルギー次世代技術開発事業（2013～2014）を通じて、福島県内に太陽光発電と風力発電が大量導入された場合の、発電電力の時間的・空間的変動を把握するための再生可能エネルギー発電観測システムを開発しました。福島県全域の発電量（太陽光・風力）を１時間単位/2kmメッシュで推定が可能であり、また、同じ計算モデルで数時間先の発電予測も可能です。今後、更に精度を上げて本システムの全国展開を検討しています。　　③再生可能エネルギーによる水素製造・貯蔵・利用システム　再生可能エネルギーの大量導入時に問題となる出力抑制問題の解決のため、特に太陽電池の出力をそのまま用いる水電解装置の制御方法を開発しました。変動する太陽電池の出力を直流のまま、電解セル数可変の電解装置に導き、太陽のエネルギーの15％を水素エネルギーに変換することに成功しています。（図1）製造した水素は、安全にかつ簡単に貯蔵することができる水素吸蔵合金を用いて貯蔵し、街区での定置用水素エネルギーシステム、さらには水素燃料電池自動車へのCO2フリー水素の利用を想定し、高圧水素設備（図2）等を利用した実証的研究を行って、水素エネルギー社会実現を目指しています。