巨大な蓄電池を北海道と東北の変電所に導入、太陽光や風力の出力変動に対応：電力供給サービス

総額296億円の国家予算で実施する「大型蓄電システム緊急実証事業」の対象が2件に決まった。北海道電力と東北電力がそれぞれ1カ所の変電所に大型蓄電池を導入して、太陽光や風力発電設備からの出力変動に対応できる技術を5年間かけて検証する。

[石田雅也，スマートジャパン]

　このまま北海道で大規模なメガソーラーや風力発電設備が増えていくと、送配電ネットワークが電力を受け入れられなくなってしまう。こんなショッキングな事実を経済産業省が発表したのは4カ月前のことである。

　その際に緊急対策として総額296億円の予算を確保して、大型蓄電池を使った実証試験に取り組むことも表明した。このほど実証試験の対象が2件に決まり、導入する蓄電池の仕様や設置する変電所の場所が公表された（図1）。

図1　「大型蓄電システム緊急実証事業」の実施概要。出典：経済産業省

　1件目は東北電力が宮城県の「西仙台変電所」で実施する。蓄電容量が2万kWhのリチウムイオン電池を設置して、太陽光発電や風力発電の出力変動に伴って生じる送電時の周波数変動を抑制するシステムを開発する。

　2件目は北海道電力が住友電気工業と共同で、南部の「南早来（みなみはやきた）変電所」に6万kWhの巨大なレドックスフロー電池を設置する。周波数変動対策に加えて、出力が減少した場合の下げしろ対策にも取り組む。

　いずれの実証試験でも大型の蓄電池を使って大量の電気を蓄えながら、太陽光や風力からの出力が下がると電力を放出して周波数を安定させる試みだ（図2）。ちなみに電気自動車の「リーフ」に搭載しているリチウムイオン電池の容量は24kWhで、北海道の変電所に導入するレドックスフロー電池はリーフ2500台分に相当する。

図2　大型蓄電池を使った太陽光・風力発電の出力変動対策。出典：北海道電力、住友電気工業

　レドックスフロー電池は電気を蓄えるセルスタックと電解液タンクを組み合わせた大規模な蓄電池である。電解液を循環させて充放電する方式のために、安全性が高くて寿命が長い。南早来変電所に建設する実証設備では1階に電解液タンク、2階にセルスタックを設置する（図3）。設置面積は約5000平方メートルにおよぶ。

　2013〜14年度の2年間で設備を建設して、2015〜17年度の3年間で出力変動対策の実証試験を進める計画だ。住友電気工業は2012年から横浜市の事業所内で、レドックスフロー電池と太陽光発電システムを連動させた試験を実施中で、そのノウハウを生かして蓄電池の設置や保守を担当する。

図3　「南早来変電所」に建設する実証設備。出典：北海道電力、住友電気工業

　一方、東北電力は蓄電池のほかに火力発電機を組み合わせて、周波数を制御するシステムを開発する。地域内のメガソーラーや風力発電設備の出力を指令所で監視しながら、蓄電池と火力発電機を制御して周波数を安定させる（図4）。北海道と同様に最初の2年間で設備工事を完了して、残りの3年間で実証試験を実施する予定だ。

図4　蓄電池と火力発電機を組み合わせた周波数調整の仕組み。出典：東北電力

　2カ所の実証試験が始まると、北海道と東北で再生可能エネルギーを拡大する余地が増える。実証試験で有効性を確認できれば、蓄電池の導入箇所を増やして将来の対策にもつなげることができるため、成果に対する期待は大きい。

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