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2022年1月27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
住友電気工業株式会社
NEDOと住友電気工業(株)は送配電網の電力品質向上を目的に米国カリフォルニア州で取り組んできた実証事業を完了し、主な成果として66軒の需要家を含む実配電網でのマイクログリッド構築と、大型の定置用蓄電池「レドックスフロー電池(RF電池)」の運用、さらに平常時・非常時の併用運転(マルチユース)に成功しました。
これにより、平常時は電力市場取引で収益をあげながら、災害や計画停電などの非常時には自立電源として停電あるいは停電予定地区に電力供給を行う運用ができることを確認しました。停電時を想定し、実配電網で蓄電池を電源として構築・運用されたマイクログリッドは日米において初めてとなります。
本実証事業の成果は今後、無電化地域における太陽光や風力発電施設を併設したマイクログリッドの構築や、発電機燃料の輸送コストが高い島しょ地域での再生可能エネルギーによる100%電力供給など、国内外で高い需要が見込まれる用途にも適用できます。
図 米国カリフォルニア州に設置したRF電池設備
米国カリフォルニア州は、2045年までに電力の100%を温室効果ガスの排出がないエネルギーで賄うとする州法「SB100」を成立させ、再生可能エネルギーの大量導入に伴う電力品質低下の解決策として蓄電設備の導入を促進しています。また同州では近年、森林火災や猛暑下に空調負荷が急増することへの対策として緊急で計画・輪番停電が行われることが社会問題になりつつあります。そこでデータセンターなどの需要家側では、特定の分電盤(重要負荷分電盤)に接続された回路にのみ蓄電池の電気を流すなどの停電対策が行われていますが、さらに広域での停電対策と電力システムのレジリエンス(回復力)強化が求められています。
このような背景のもと、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)は2015年9月から住友電気工業株式会社を委託先とし、同州サンディエゴにて長寿命で大型化に適した定置用蓄電池「レドックスフロー電池(RF電池)※1」を活用した実証事業※2を進めてきました。
RF電池は、充放電のパターンやサイクル数が劣化要因にならず、また充電残量をリアルタイムで計測できるという特長があります。すでに2018年12月に現地の系統運用機関と始めた電力取引においても、自由度の高い入札パターンを選択できるなど、エネルギー市場(電力量の取引市場)とアンシラリーサービス※3市場の両方で収益向上に寄与する入札戦略の開発、実証試験※4を行ってきました。
さらに2021年にはRF電池設備を活用することで実配電網の一部にマイクログリッドを構築し、同州で問題となりつつある自然災害や計画・輪番停電への対策とする追加検証を決定※5、同年10月から実証試験を開始し、運用に成功しました。停電時を想定し、実配電網で蓄電池を電源として構築・運用されたマイクログリッドは日米において初めて※6となります。
災害時などの停電地区への電力供給を想定し、容量8MWhのRF電池を接続した配電網の一部を商用系統から切り離した上で、RF電池を自立電源としたマイクログリッドを形成することで、66軒の需要家に電力を供給しました。マイクログリッド内の電力需要や太陽光の発電出力は常に変動しますが、RF電池が需給バランスの維持に必要な電力を充放電することで、配電線の電圧や周波数を安定させることができました。
系統連系状態からマイクログリッドへ移行する際は、停電状態で蓄電池を起動するブラックスタート移行と、需要家が停電を感じない無瞬断でのシームレス移行のいずれでも安定していることを確認※7しました。
これにより、平常時は系統運用機関との電力取引で収益をあげながら、災害や計画停電などの非常時にはマイクログリッドの自立電源として停電あるいは停電予定地区に電力供給が可能であることを確認しました。
マイクログリッドの運用を含む一連の実証試験により、以下の成果が得られました。
本実証事業の成果は今後、無電化地域における太陽光や風力発電施設を併設したマイクログリッドの構築や、発電機燃料の輸送コストが高い島しょ地域での再生可能エネルギーによる100%電力供給など、国内外で高い需要が見込まれる取り組みにも適用できます。
NEDOと住友電気工業(株)は、本事業の成果の普及展開により、電力インフラのレジリエンス(回復力)強化や、再生可能エネルギー導入拡大と温室効果ガス排出削減による脱炭素社会の実現に貢献してまいります。
NEDO スマートコミュニティ・エネルギーシステム部 担当:大嶺、村上、楠瀬 TEL:044-520-5274
住友電気工業(株) 広報部 広報グループ TEL:06-6220-4119(大阪)、03-6406-2701(東京)
NEDO 広報部 担当:坂本、橋本、鈴木、根本
TEL:044-520-5151 E-mail:nedo_press@ml.nedo.go.jp
情報提供:JPubb