日本光伏電站優(yōu)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(yè)局作為與東京電力的共同業(yè)務(wù)，在縣有地上建設(shè)的。2012年1月開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以是日本最大規(guī)模而自豪，是百萬光伏電站時(shí)代的先驅(qū)。圖1：甲府市下向山町的“米倉山光伏電站”（攝影：日經(jīng)BP社）
山梨縣企業(yè)局開展著運(yùn)營著輸出
導(dǎo)入三種蓄能系統(tǒng) 企業(yè)局期待的新產(chǎn)業(yè)是，為使變動(dòng)的可再生能源輸出得以為定利用的“蓄能技術(shù)”�！皦�(mèng)太陽能館山梨”除了可再生能源外，還通過實(shí)證性地導(dǎo)入多種蓄能設(shè)備，使館內(nèi)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(jìn)的蓄能系統(tǒng)用于縣內(nèi)的產(chǎn)業(yè)振興。
導(dǎo)入的發(fā)電設(shè)備有在屋頂上設(shè)置的光伏發(fā)電設(shè)備（輸出功率為20kW）、利用雨水的小型水力發(fā)電設(shè)備（1.5kW），以及純氫型燃料電池系統(tǒng)（0.75kW）三種。
蓄能設(shè)備有雙電層電容器（3kWh）、鋰離子蓄電池（約30kWh）和制氫裝置（相當(dāng)于約30kWh）三種。制氫裝置制造的氫作為燃料電池的燃料，轉(zhuǎn)換為電力。
一進(jìn)入館內(nèi)首先是“太陽能區(qū)域”，主要介紹太陽能電池的原理和地球變暖問題的現(xiàn)狀等。接下來是“山梨能源區(qū)域”，主要是關(guān)于該館能源自給自足的介紹，隔著玻璃可以看到相關(guān)設(shè)備的實(shí)機(jī)，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(tǒng)，以及神鋼環(huán)境舒立凈制造的水電解制氫裝置等（圖3）。
蓄能設(shè)備有雙電層電容器（3kWh）、鋰離子蓄電池（約30kWh）和制氫裝置（相當(dāng)于約30kWh）三種。制氫裝置制造的氫作為燃料電池的燃料，轉(zhuǎn)換為電力。
一進(jìn)入館內(nèi)首先是“太陽能區(qū)域”，主要介紹太陽能電池的原理和地球變暖問題的現(xiàn)狀等。接下來是“山梨能源區(qū)域”，主要是關(guān)于該館能源自給自足的介紹，隔著玻璃可以看到相關(guān)設(shè)備的實(shí)機(jī)，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(tǒng)，以及神鋼環(huán)境舒立凈制造的水電解制氫裝置等（圖3）。
圖3：神鋼環(huán)境舒立凈制造的PEM型水電解制氫裝置（攝影：日經(jīng)BP社）
利用三種蓄能技術(shù)，不依賴系統(tǒng)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(wǎng)，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(shí)受電外，電力基本全部自給自足�！膀�(yàn)證實(shí)驗(yàn)已經(jīng)實(shí)施了大約3年，以光伏電力為主體的能源自給自足的機(jī)制已步入了正軌。首先，利用三種蓄能系統(tǒng)的特性，證實(shí)了可以按照需求順利運(yùn)行，這是最大的成果”，山梨縣企業(yè)局電氣課研究開發(fā)主任坂本正樹就三年來的成果回顧道。
圖4：夏季晴天的運(yùn)用模式（出處：山梨縣企業(yè)局）
如果白天陰天，光伏發(fā)電量較少，剩余電力就會(huì)減少，因此氫的制造量和向系統(tǒng)的售電量也會(huì)減少。大體來說就是，從光伏發(fā)電和水力發(fā)電量中，減去館內(nèi)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(wěn)定部分。具體就是利用尼吉康開發(fā)的能源管理系統(tǒng)（EMS）對(duì)供求狀況進(jìn)行運(yùn)算處理，按秒給出電解水可使用的電流值指令。據(jù)稱，因水電解裝置是電氣負(fù)載設(shè)備，若無如此細(xì)致的控制，其就會(huì)搶占電流。
圖5：“夢(mèng)太陽能館山梨”的能源管理系統(tǒng)（EMS）模式圖（出處：山梨縣企業(yè)局）
作者：金子憲治 來源：日經(jīng)bp社 責(zé)任編輯：wutongyufg
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