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
按“短期”、“中期”、“长期”区分使用蓄能技术 之所以作这样的控制，是因为山梨县企业局对蓄电设备有自己的思路。坂本主任称，“要使变动性可再生能源得以稳定利用，需要以蓄能技术吸收短期、中期、长期三种可再生能源输出变动。不是以单一的蓄电设备满足全部需求，而是区分使用多项技术比较理想”。
短期变动是以数毫秒～数分钟为单位的剧烈输出变动，“短期蓄电”要求极高的循环充放电特性和kW单价的降低。中期变动的范围为数分钟～1天，“中期蓄电”要求高充放电特性及kW单价和kWh单价的均衡。另外，长期变动的范围为数十分钟～1个月，“长期蓄电”要求深度充放电和kWh单价的最少化。基于这些观点，“梦太阳能馆山梨”的短期蓄电利用双电层电容器，中期蓄电利用锂离子蓄电池，长期蓄电利用基于水电解装置和纯氢型燃料电池的储氢系统（图6）。就是说，光伏电力的输出变动以双电层电容器→锂离子蓄电池→水电解的顺序吸收运用，电容器和蓄电池充满电时，则利用太阳能的变动输出直接制氢。
图6：尼吉康制造的锂离子蓄电池和双电层电容器（摄影：日经BP社）
其结果，“随着日照量的变化，光伏电力输出变动大部分都可由水电解制氢吸收。水电解系统能否承受住这么严峻的使用条件原是一大重点问题，但已经证实了可以顺利运用”（坂本主任）。
水电解装置采用神钢环境舒立净制造的“固体高分子（PEM）型”产品。制氢装置除了PEM型外，还有在碱性电解液中电解的“碱性水电解”型。后者适合大规模化，价
格较低，但效率也相对较低。PEM型采用以电极夹住固体高分子膜的“电解单元”，通过燃料电池的逆反应从水中提取氢。虽然使用铂催化剂等，价格较高，但效率和变动
追踪性也比较高，适合小规模系统。
投入运转后，截至2015年5月的总运转时间为2900小时，氢发生量累计达到1900Ncm3。据称对光伏电力变动输出的追踪性优良，达到以1秒为单位的水平。但整体系统2012年一直在解决初期故障，全面运用是从2013年开始的。全面投入运用后也因为调节阀和泵的故障停止过。不过，关于电解单元自身的劣化，“已经确认了对光伏电力变动电源有约2000小时的耐久性”（神钢环境舒立净）。
据称从2014年夏季开始更换成了高效率型电解单元，经过约1000小时后仍保持稳定。另外，还在探讨将追踪性提高至毫秒等级。
作者：金子宪治 来源：日经bp社 责任编辑：wutongyufg
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