日本光伏電站優化利用氫、蓄電池和電容器三種蓄能方式
甲府市下向山町的10MW“米倉山光伏電站”，坐落于甲府站約30分鐘車程的山間（圖1）。是山梨縣企業局作為與東京電力的共同業務，在縣有地上建設的。2012年1月開始運轉時，以是日本最大規模而自豪，是百萬光伏電站時代的先驅。圖1：甲府市下向山町的“米倉山光伏電站”（攝影：日經BP社）
山梨縣企業局開展著運營著輸出
導入三種蓄能系統 企業局期待的新產業是，為使變動的可再生能源輸出得以為定利用的“蓄能技術”。“夢太陽能館山梨”除了可再生能源外，還通過實證性地導入多種蓄能設備，使館內所需的電力（最大需求約為10kW）基本自給自足。面部是今后將這些先進的蓄能系統用于縣內的產業振興。
導入的發電設備有在屋頂上設置的光伏發電設備（輸出功率為20kW）、利用雨水的小型水力發電設備（1.5kW），以及純氫型燃料電池系統（0.75kW）三種。
蓄能設備有雙電層電容器（3kWh）、鋰離子蓄電池（約30kWh）和制氫裝置（相當于約30kWh）三種。制氫裝置制造的氫作為燃料電池的燃料，轉換為電力。
一進入館內首先是“太陽能區域”，主要介紹太陽能電池的原理和地球變暖問題的現狀等。接下來是“山梨能源區域”，主要是關于該館能源自給自足的介紹，隔著玻璃可以看到相關設備的實機，有尼吉康制造的鋰離子蓄電池和雙電層電容器、松下制造的純氫型燃料電池系統，以及神鋼環境舒立凈制造的水電解制氫裝置等（圖3）。
蓄能設備有雙電層電容器（3kWh）、鋰離子蓄電池（約30kWh）和制氫裝置（相當于約30kWh）三種。制氫裝置制造的氫作為燃料電池的燃料，轉換為電力。
一進入館內首先是“太陽能區域”，主要介紹太陽能電池的原理和地球變暖問題的現狀等。接下來是“山梨能源區域”，主要是關于該館能源自給自足的介紹，隔著玻璃可以看到相關設備的實機，有尼吉康制造的鋰離子蓄電池和雙電層電容器、松下制造的純氫型燃料電池系統，以及神鋼環境舒立凈制造的水電解制氫裝置等（圖3）。
圖3：神鋼環境舒立凈制造的PEM型水電解制氫裝置（攝影：日經BP社）
利用三種蓄能技術，不依賴系統電力就可基本滿足全部電力需求在全世界也未見先例。雖然與連接了電網，但除了將蓄能后的剩余電力逆潮售電，及在夜間等充電和氫不足時受電外，電力基本全部自給自足。“驗證實驗已經實施了大約3年，以光伏電力為主體的能源自給自足的機制已步入了正軌。首先，利用三種蓄能系統的特性，證實了可以按照需求順利運行，這是最大的成果”，山梨縣企業局電氣課研究開發主任坂本正樹就三年來的成果回顧道。
圖4：夏季晴天的運用模式（出處：山梨縣企業局）
如果白天陰天，光伏發電量較少，剩余電力就會減少，因此氫的制造量和向系統的售電量也會減少。大體來說就是，從光伏發電和水力發電量中，減去館內的電力需
求，利用剩余電力電解水（圖5）。制氫使用的電力主要是光伏電力的不穩定部分。具體就是利用尼吉康開發的能源管理系統（EMS）對供求狀況進行運算處理，按秒給出電解水可使用的電流值指令。據稱，因水電解裝置是電氣負載設備，若無如此細致的控制，其就會搶占電流。
圖5：“夢太陽能館山梨”的能源管理系統（EMS）模式圖（出處：山梨縣企業局）
作者：金子憲治 來源：日經bp社 責任編輯：wutongyufg
太陽能發電網|www.www-944427.com 版權所有