「交流電流の大規模蓄電技術」あるいは「直流・交流相互の極めて効率のよい大規模な変換技術」について研究している大学研究室・研究所・企業等があれば教えてください。できれば現時点までの研究成果・状況についてもわかれば。

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  • 登録:2012/07/17 14:52:12
  • 終了:2012/07/24 14:55:03

ベストアンサー

id:meefla No.1

meefla回答回数981ベストアンサー獲得回数4582012/07/19 13:24:32

企業レベルでは各社がしのぎを削っている分野と思いますので、探せばまだあるでしょうが。

独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構 が取りまとめている 安全・低コスト大規模蓄電システム技術開発 はお尋ねの条件に該当するものと考えます。

大規模蓄電システム開発のプロジェクト開始 には、

「余剰電力貯蔵」と「短周期の周波数変動に対する調整」を対象に、送電系統に接続する効率80%以上、蓄電規模数十MWh~数GWhを想定した蓄電システムの開発

とあり、助成先が4件、委託先が2件あります。
「平成24年度実施方針」
http://www.nedo.go.jp/content/100488820.pdf
で、進捗状況がわかります。
NEC の「Mn系リチウムイオン電池」は プレスリリース がありますね。

余談ですが、蓄電技術の比較 は興味深かったです。

お役に立てることを祈りつつ。

id:matsunaga

ありがとうございます!大変参考になります。

2012/07/24 19:16:20
  • id:tazikisai-mukou
    「交流」はそのままでは「蓄電」できません、一旦整流して「直流」に変換し蓄電します。
    次に、「蓄電された直流」をインバーターなどで「交流」に戻します。
  • id:matsunaga
    はい、そうですね。
    しかし、現状では質問文にも書きましたが「直流・交流相互の極めて効率のよい大規模な変換技術」がないがゆえに、交流→直流→交流の変換の際に大幅にロスが生じ、交流として作られた電力を「蓄えることはできない」ということになっているわけですよね。
    しかし、その変換効率を高めれば、実質的に「交流電流を(直流の形にして)蓄電する」ということが可能になるわけで、現在の「使う分を使うときに作る」形態の電力事情が大きく変わる(たとえば夜間にも平均的に電力を作って蓄えることができれば、ピークに備えている現在の発電所数も大きく減らせる)のではないか、ということを考えています。

    という趣旨で、そういう研究をすでにやっているところはないのかなあという質問です。よろしくお願いいたします。
  • id:miharaseihyou
    現状では揚水型発電所がその答えになります。
    大規模な蓄電設備を製作するよりも発電能力を増やしてピーク時に対応する方が安く付きます。
    余った夜間電力は揚水型発電で・・ですけど、ベースロード型の原発が減って、夜間の電力使用量減少に対応するのに余力が出ているのが現実です。
    原発と違って火力発電などは短時間で発電量の変更を行いやすい。
     
    原発(軽水炉)は短時間での発電能力の変更が難しく、いったん運転をはじめたらできるだけ早く全力運転に持っていって出力をそのまま維持する・・という使われ方をします。
    夜間だけ80%で運転するとかはできない。
    定期点検というと燃料棒集合体の位置変更や圧力配管の点検などで長期間の休止になります。
  • id:matsunaga
    ありがとうございます。
    火力等は発電量変更が行ないやすい=必要な分だけ作るのに向いているが、原発は全力運転=無駄な電力まで作っている、という図式でしょうか。
    原発が減ったので夜間対応に余力が出ているというのは興味深いです。

    もし技術革新によって蓄電設備の方がコストダウンするようなことがあれば、発電の考え方そのものが変わるような気がします。
    「夜間に充電して昼間走る」電気自動車はその先駆けなのではないかとも思っています。
  • id:tazikisai-mukou
    [松永英明@ことのは]様、失礼しました。ご質問の趣旨は分かっていたのですが、あえて「分かりきった」低次元のコメントをしてしまいました。[miharaseihyou」さんの様なコメントがマトモなのでしょう(頭の回りが悪いので)やはり、ご質問者の言われる通り「交流→直流→交流の変換の際の大幅にロス」が解決できれば、色々な問題が明るくなるでしょうが、簡単ではなさそうに思います。超低温に因る無抵抗ループ電流も決してTotalとして効率が良いとは言えなし、結局「交流→直流→交流の変換」になってしまう訳。電気エネルギーを磁気エネルギーに変換し蓄えるのも同じ結論になりそうです。結局[miharaseihyou」さんが言われるような元のエネルギーの形で「必要な量だけ」電気に変換できる形が今の所、最善かも。その点、原子力発電は・・・「落第点」ですね。
    それと、質問本来の「発電された電力を無駄なく蓄える方法」を開発する事でしょうね。
    そうすれば、太陽光、風力、潮力、地熱・・・など、エネルギー供給が需要にタイムリーでないエネルギーも有効に使える道が拓けると思います。
  • id:miharaseihyou
    エネルギー問題は世界人口の増加もあって、深刻さを増しています。
    化石燃料の使用が増え温暖化が目に見える形で現れだしています。
    日本でも電力だけでなく、エネルギー価格は高くなっている。
     
    ウラニウム原発は温暖化対策ではある一定の成果を上げましたが、出力の制御が難しい事、使用済み核燃料の問題、核汚染の危険、この三点がリスクです。
    元々は艦船用のウラニウム炉を大型化して陸揚げしたのが軽水炉です。
    周囲に豊富な水がなければ危険度が上がる仕組みになっている。
    だから、ほとんど全て沿岸部にあります。
     
    電力の貯蔵の研究は原発を効率的に運用するために始められたようなものです。
    後は軍事利用ですね。
    燃料電池を利用した高出力の非常用電源などが政治中枢や軍事中枢のバックアップ電源として開発されているようです。
    レアメタルとか使ってえらく高価ですが、コンパクトに大電力を貯蔵できる事が利点です。
    ただ、やはりAC-DC変換した分は効率が落ちるようです。
    寿命もそれほど長くない。
     
    揚水型発電は大型の設備ですが、枯れた技術を使っている事と効率の良さが利点です。
    現状で投入電力の80%程度は取り出せるそうです。
    大規模な発電所ほど出力の変更は苦手ですし、効率を上げるためにも今後とも必要でしょう。
     
    軽水炉ではなくトリウム溶融塩炉ならリスクはほぼ消滅しますが、現状はアメリカの核政策の余波を受けて頓挫しています。
    再生可能エネルギーではハッキリ言って絶対量が足りない。
    富士箱根の温泉街を全滅させれば地熱発電で一定量の電力を確保できるそうです。
    先の京都議定書からの離脱も止むを得なかったと思います。
     
    太陽光発電はエアコンの消費電力が増えるピークに多くの電力を供給できるので、社会的に蓄電池のような効果を持っていると思います。
    ただし、コスト高だということは、製造や設置により多くのエネルギーが使われているという事になる。
    京都議定書から離脱しても温暖化対策のための努力は続けるという事だから、国民もそのためのコストを負担するべきだという事でしょう。
    今後は配電網との一体運用がキーになると思います。
    太陽光発電の運用コストを下げるためにも大規模な電力の貯蔵ができれば有効です。
    ただし、ここでも装置の寿命とコストが問題になります。
    ハードウエアは少ないほど効率が良い。
    私は現状ではスマートグリッドに期待したい気がします。

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