日本光伏电站优化利用氢、蓄电池和电容器三种蓄能方式
甲府市下向山町的10MW“米仓山光伏电站”，坐落于甲府站约30分钟车程的山间（图1）。是山梨县企业局作为与东京电力的共同业务，在县有地上建设的。2012年1月开始运转时，以是日本最大规模而自豪，是百万光伏电站时代的先驱。图1：甲府市下向山町的“米仓山光伏电站”（摄影：日经BP社）
山梨县企业局开展着运营着输出
导入三种蓄能系统 企业局期待的新产业是，为使变动的可再生能源输出得以为定利用的“蓄能技术”。“梦太阳能馆山梨”除了可再生能源外，还通过实证性地导入多种蓄能设备，使馆内所需的电力（最大需求约为10kW）基本自给自足。面部是今后将这些先进的蓄能系统用于县内的产业振兴。
导入的发电设备有在屋顶上设置的光伏发电设备（输出功率为20kW）、利用雨水的小型水力发电设备（1.5kW），以及纯氢型燃料电池系统（0.75kW）三种。
蓄能设备有双电层电容器（3kWh）、锂离子蓄电池（约30kWh）和制氢装置（相当于约30kWh）三种。制氢装置制造的氢作为燃料电池的燃料，转换为电力。
一进入馆内首先是“太阳能区域”，主要介绍太阳能电池的原理和地球变暖问题的现状等。接下来是“山梨能源区域”，主要是关于该馆能源自给自足的介绍，隔着玻璃可以看到相关设备的实机，有尼吉康制造的锂离子蓄电池和双电层电容器、松下制造的纯氢型燃料电池系统，以及神钢环境舒立净制造的水电解制氢装置等（图3）。
蓄能设备有双电层电容器（3kWh）、锂离子蓄电池（约30kWh）和制氢装置（相当于约30kWh）三种。制氢装置制造的氢作为燃料电池的燃料，转换为电力。
一进入馆内首先是“太阳能区域”，主要介绍太阳能电池的原理和地球变暖问题的现状等。接下来是“山梨能源区域”，主要是关于该馆能源自给自足的介绍，隔着玻璃可以看到相关设备的实机，有尼吉康制造的锂离子蓄电池和双电层电容器、松下制造的纯氢型燃料电池系统，以及神钢环境舒立净制造的水电解制氢装置等（图3）。
图3：神钢环境舒立净制造的PEM型水电解制氢装置（摄影：日经BP社）
利用三种蓄能技术，不依赖系统电力就可基本满足全部电力需求在全世界也未见先例。虽然与连接了电网，但除了将蓄能后的剩余电力逆潮售电，及在夜间等充电和氢不足时受电外，电力基本全部自给自足。“验证实验已经实施了大约3年，以光伏电力为主体的能源自给自足的机制已步入了正轨。首先，利用三种蓄能系统的特性，证实了可以按照需求顺利运行，这是最大的成果”，山梨县企业局电气课研究开发主任坂本正树就三年来的成果回顾道。
图4：夏季晴天的运用模式（出处：山梨县企业局）
如果白天阴天，光伏发电量较少，剩余电力就会减少，因此氢的制造量和向系统的售电量也会减少。大体来说就是，从光伏发电和水力发电量中，减去馆内的电力需
求，利用剩余电力电解水（图5）。制氢使用的电力主要是光伏电力的不稳定部分。具体就是利用尼吉康开发的能源管理系统（EMS）对供求状况进行运算处理，按秒给出电解水可使用的电流值指令。据称，因水电解装置是电气负载设备，若无如此细致的控制，其就会抢占电流。
图5：“梦太阳能馆山梨”的能源管理系统（EMS）模式图（出处：山梨县企业局）
作者：金子宪治 来源：日经bp社 责任编辑：wutongyufg
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