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太陽光のパワコンは「スマート化」へ、産総研が福島で報告会

2018年6月2日

産業技術総合研究所(AIST)の福島再生可能エネルギー研究所(FREA)は5月29日、福島県郡山市で2018年度・研究報告会を開催した。

FREAは、福島県が掲げる再生可能エネルギーによる地域の自立と産業活性化などの復興計画を支援するため、2014年4月にAISTが設立した。報告会は2015年春から毎年、開かれている。

今回の報告会では、経済産業省の山崎琢矢・新エネルギー課長による基調講演などの後、再エネ分野ごとの研究テーマに関し、最新の研究成果が発表された。

太陽光分野では、「再生可能エネルギーネットワーク開発・実証」と題して、太陽光発電向けの次世代型パワーコンディショナー(PCS)の動向のほか、「結晶シリコン太陽電池の高効率化・高信頼性技術」などの発表があった。

また、今回の報告会では、再エネ由来の水素やアンモニアの製造、運搬、利用など、変動電源である太陽光・風力発電の余剰電力を活用した蓄電システムの実証事業の紹介・解説に多くの時間を割いた。

基調講演では、経産省の山崎課長が、新しい「エネルギー基本計画」に「再エネを主力電源に」との文言が入ることの意義を強調した。「従来、再エネの位置づけは、『課題を解決して最大限導入』との言い方だったが、今後は、『主力電源にしていくための課題を洗い出し、克服していく』ことになる。この違いは大きい」とし、現時点の大きな課題として、低コスト化、長期安定電源化、系統制約の解消などを挙げた(図)。

経済産業省の山崎琢矢・新エネルギー課長による基調講演
(出所:日経BP)
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太陽光の次世代型PCSの動向に関しては、FREA・エネルギーネットワークチームの大谷謙仁チーム長が講演し、「スマートインバータ」と呼ばれる次世代PCSの方向性や普及に向けた取り組み状況を解説した。

FREAでは、2016年4月に「スマートシステム研究棟」を建設し、3MW級・直流1500V対応機(東芝三菱電機産業システム・TMEIC製2.7MW機)を導入して、系統連系試験を実施するなど、大型PCSの長期信頼性試験の手法を確立してきた。同研究棟では、国内最大の電波暗室を備えるなど、海外のPCS規格の認証試験も行える体制が整っており、2017年度には国内6メーカーのPCSについて外国の認証試験を行ったという。

大谷チーム長は「太陽光向けPCSは、低コスト化のために大型化してきたが、次の流れは、通信機能と高度な制御機能を備えたスマート化になる。再エネ大量導入のなかで電力系統の安定運用を実現するため、スマートインバータは必須になる」と言う。

支援プログラムでは17件が実用化

FREAでは、海外機関と連携してスマートインバータの試験用プロトコルを開発するとともに、スマートインバータによる電力系統の運用サポート機能を分析するシミュレーションモデル「SoRA-Grid」を独自開発した。

加えて、すでにスマートインバータに対する連系条件を定めた米ハワイ州の技術要件を調査した。離島であるハワイは、系統規模が小さいなかで再エネ導入を積極的に進めており、太陽光と蓄電池用向けPCSのスマート化で世界をリードしている。同島にはすでにTMEICや田淵電機など国内メーカーのPCSが設置され、評価されているという。

「再エネ先進地域の市場開拓で、国内PCSメーカーが競争力を維持するうえでも、日本がこの分野をリードしていくことが重要。FREAの研究成果を生かすことで国内PCSメーカーのスマート対応をサポートしていきたい」(大谷チーム長)という。

報告会では、このほか「被災地企業のシーズ支援プログラム」の概要と状況の解説があった。同プログラムは、福島・宮城・岩手の3県に所在する企業がFREAと連携しつつ、再エネに関連したシーズやノウハウを評価・育成するもの。その成果は企業にフィードバックし、被災地域で再エネ関連の新産業を創出するのが狙い。

これまでに44件のプログラムがあり、そのうち17件が実用化まで進み、何らかの売上を上げたとの成果が報告された。17件のうち、7件が太陽光関連、7件が地熱・地中熱関連、残りが太陽熱、水素、小型風車関連となっている(図)。

シーズ支援プログラムの成果をポスターセッションで公開
(出所:日経BP)
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同プログラムでは、従来、個別企業の取り組みを支援してきが、今年度から複数企業が連携するコンソーシアム型を創設した。コンソーシアム型には、福島県楢葉町に太陽光パネル工場を建設したアンフィニを代表に地域の企業が共同した「福島モデル太陽電池モジュールの開発」が選定されている(関連記事)。

 

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