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研究員コラム:Vol.3 太陽光発電とリチウムイオン蓄電池を組み合せたハイブリッドシステム

エネルギー有効利用

原田 真宏

2015.6.26

前回までに、電気を貯めることが可能な家庭用蓄電池システムの概要や、太陽光発電と燃料電池の創エネルギーを蓄電池システムで有効活用することが可能な制御についてお話をさせて頂きました。

今回は、新たに開発した家庭用蓄電池システムについてご紹介させて頂きます。

皆様ご存知かと思いますが、太陽光発電の固定買取制度については、年々買取単価が下がっており、加えて数多くの太陽光発電の設備認定がされたことから、一部の電力会社のエリアでは太陽光発電の出力制限が必須になっています。
また電力料金は年々増加傾向にあり、2016年4月からは電力の自由化が行われる予定ですが、これまでに電力の自由化が行われている国々では逆に電力料金が増加している事例もあり、電気料金が安くなるとは楽観視できない状況です。

この様な社会状況の中、今後はなるべく電力会社からの電気に頼らず、自宅で創った電気を効率良く利用することでお客さまのメリットになると考えられます。そこで、太陽光発電とリチウムイオン蓄電池を組み合せたハイブリッドシステムを開発しました。

パワーイエ6ハイブリッド(エリーパワー株式会社製)

太陽光発電やリチウムイオン蓄電池の電力は直流電力になります。一方、家庭内で使用する電力は交流電力になります。従来は太陽光発電システムと蓄電池システムは個々に設置をしていたため、余った太陽光発電を蓄電池に充電し使うためには、まず、太陽光発電の電力を直流から交流に変換をし、さらに交流電力を直流に変換することから、電力変換による大幅なエネルギーロスをしていました。

今回太陽電池とリチウムイオン蓄電池の電力の変換を行うパワーコンディショナーを一体化することで、太陽光発電の直流電力を蓄電池に直接充電することが可能になることから、「創る→蓄える→使う」というエネルギー制御を効率的に行うことで、再生可能エネルギーの有効活用が可能になり、エネルギー価格の変動による家計への影響を低減することもできます。

また従来のシステムではできなかった機能を3つ増やすことにより、停電時の使い勝手を向上させています。

1つ目は、停電時におけるハイブリッドシステムの同時入出力です。これまでは、停電している時に太陽光発電の電力を充電しようとした場合には蓄電池は放電することができず、充電中停電が発生する仕組みでした。しかしながら、今回は太陽光発電と蓄電池のパワーコンディショナーを一体にすることで、停電時に使用する家電に対してまずは太陽光発電の電力を供給し、太陽光発電が余っている場合には充電、足りない場合には蓄電池から放電することが可能になります。このことにより、晴れていれば停電時も普段に近い生活が可能になります。

停電時の家電製品使用イメージ

2つ目は、停電時の自動切替です。これまでは、停電が発生した場合にはお客さまに出力先をスイッチで切り替えて頂く必要がありましたが、今回から停電発生時と復電時に自動的に出力先を切り替えることが可能になっています。

3つ目は、停電時の200V出力対応です。これまでは停電時には単相2線100Vでしか出力することができませんでしたが、オプションとして昇圧トランスを設置することにより、停電で停止した燃料電池(エネファーム)の再起動やリビングなどに設置されるような大型エアコンの運転させることも可能になります。

このように、通常時、停電時も含めお客様への利便性を向上させた上で、システム全体としてコストダウンを図り、加えて住宅での断熱性能の向上などによるエネルギー消費量の削減を組み合わせて技術革新していくことにより、誰もが手に入れられるエネルギー自給住宅の推進を目指していきます。

研究員プロフィール

原田 真宏

原田 真宏はらだ まさひろ

1977年大阪生まれ。
東京都立大学大学院工学研究科応用科学専攻博士課程を終了後、(財)神奈川科学技術アカデミー研究員、イーメックス(株)研究員を経て、2009年12月大和ハウス工業(株)に入社。
現在、総合技術研究所にて蓄電池システムを中心としたエネルギー活用技術に関する研究に携わる。
休日は趣味のドライブとゴルフを満喫。ちなみに乗っている車はフォルクスワーゲンゴルフGTI。

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