圧縮空気による蓄電

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2017年4月20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（NEDO）と早稲田大学、エネルギー総合工学研究所は、風力発電の予測情報に基づく制御技術を用いた圧縮空気エネルギー貯蔵（CAES：Compressed Air Energy Storage）システムの実証試験を開始したと発表しました。

近年、風力発電や太陽光発電など、再生可能エネルギーの導入拡大が進められていますが、これらは天候によって出力が大きく変動し、電力の安定供給に悪影響を及ぼすことがあるため、出力の予測技術や制御技術を開発することが必要とされていました。CAESシステムでは、電力系統に対する風力発電の出力変動を緩和する変動緩和制御と、事前に用意した発電計画と実際の発電量との差を極小化させる計画発電制御の2つの制御技術を開発しました。

圧縮空気を利用した蓄電システムとは、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーで発電した電力を利用し、圧縮機（モーター）で空気を圧縮して高圧状態で貯蔵する仕組みです。そして、これが一般的な蓄電池における「充電」の役割を担います。一方、電力が必要になり「放電」を行う際には、貯蔵した圧縮空気で膨張機（発電機）を回転させて発電を行います。実証システムは圧縮の際に発生する熱も貯蔵できるようになっており、放電時に再利用することで充放電効率を向上させています。

特別な機器を利用することなく、汎用機器の組み合わせで構築できるのも特徴の1つです。今回構築した設備は、オイルフリー式スクリュータイプの圧縮機と膨張機を採用しており、さらに希少金属や有害物質を使用せず、空気と水しか排出しないというクリーンなシステムとなっているところも特徴的です。また、接続する再生可能エネルギー電源の出力に応じて、エネルギーの貯蔵量、つまりは圧縮空気を貯蔵するタンクの容量を自由に組み合わせられるというメリットもあります。

今回の再生可能エネルギーで発電した電力を圧縮空気として「蓄電」するという新しいエネルギー貯蔵法は、環境保全にマイナス要素がほとんどなく、長時間にわたるエネルギーの大量供給が可能であり、欧州、特に風力発電の普及が着実に進む北欧で将来性が見込まれております。今後、この実証試験が好成績を収めれば、再生可能エネルギーの新しい出力変動対策として期待されるだけでなく、エネルギー貯蔵として重要な役割を担える大変有意義な展開になるのではないでしょうか。（Ｐ．Ｖ）
[2017年8月公開]

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