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
按“短期”、“中期”、“長期”區分使用蓄能技術 之所以作這樣的控制，是因為山梨縣企業局對蓄電設備有自己的思路。坂本主任稱，“要使變動性可再生能源得以穩定利用，需要以蓄能技術吸收短期、中期、長期三種可再生能源輸出變動。不是以單一的蓄電設備滿足全部需求，而是區分使用多項技術比較理想”。
短期變動是以數毫秒～數分鐘為單位的劇烈輸出變動，“短期蓄電”要求極高的循環充放電特性和kW單價的降低。中期變動的范圍為數分鐘～1天，“中期蓄電”要求高充放電特性及kW單價和kWh單價的均衡。另外，長期變動的范圍為數十分鐘～1個月，“長期蓄電”要求深度充放電和kWh單價的最少化。基于這些觀點，“夢太陽能館山梨”的短期蓄電利用雙電層電容器，中期蓄電利用鋰離子蓄電池，長期蓄電利用基于水電解裝置和純氫型燃料電池的儲氫系統（圖6）。就是說，光伏電力的輸出變動以雙電層電容器→鋰離子蓄電池→水電解的順序吸收運用，電容器和蓄電池充滿電時，則利用太陽能的變動輸出直接制氫。
圖6：尼吉康制造的鋰離子蓄電池和雙電層電容器（攝影：日經BP社）
其結果，“隨著日照量的變化，光伏電力輸出變動大部分都可由水電解制氫吸收。水電解系統能否承受住這么嚴峻的使用條件原是一大重點問題，但已經證實了可以順利運用”（坂本主任）。
水電解裝置采用神鋼環境舒立凈制造的“固體高分子（PEM）型”產品。制氫裝置除了PEM型外，還有在堿性電解液中電解的“堿性水電解”型。后者適合大規�；�，價
格較低，但效率也相對較低。PEM型采用以電極夾住固體高分子膜的“電解單元”，通過燃料電池的逆反應從水中提取氫。雖然使用鉑催化劑等，價格較高，但效率和變動
追蹤性也比較高，適合小規模系統。
投入運轉后，截至2015年5月的總運轉時間為2900小時，氫發生量累計達到1900Ncm3。據稱對光伏電力變動輸出的追蹤性優良，達到以1秒為單位的水平。但整體系統2012年一直在解決初期故障，全面運用是從2013年開始的。全面投入運用后也因為調節閥和泵的故障停止過。不過，關于電解單元自身的劣化，“已經確認了對光伏電力變動電源有約2000小時的耐久性”（神鋼環境舒立凈）。
據稱從2014年夏季開始更換成了高效率型電解單元，經過約1000小時后仍保持穩定。另外，還在探討將追蹤性提高至毫秒等級。
作者：金子憲治 來源：日經bp社 責任編輯：wutongyufg
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