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【ＮＥＤＯ受託事業実用化レベルに到達】

　東北大学と前川製作所は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）の受託事業で開発した「電力・水素複合エネルギー貯蔵システム」を仙台市茂庭浄水場で実証試験した結果、７２時間（３日間）の連続運転に成功した。同システムが実用化可能なレベルに到達したと判断し、浄水場を始め、大規模自然災害発生時の避難所となる学校や下水処理場、病院、ビルなどへの適用を目指す。

　東日本大震災では約４日間、停電が継続し、燃料確保も困難になった。浄水場では、自家発電機による非常用電源の使用が一般的だが、長期間の停電に対しては大容量の燃料タンクに燃料を備蓄しておく必要があり、燃料の劣化を防ぐための定期的な燃料交換などが大きな課題となる。再生可能エネルギーを有効活用する方法もあるものの、変化する発電出力や負荷消費電力を把握・制御する必要があり、即応性、大容量、耐久性を兼ね備えたエネルギー貯蔵装置が必要になる。

　「電力・水素複合エネルギー貯蔵システム」は、太陽光発電システムと短周期変動補償用電力貯蔵装置、長周期変動補償用水素貯蔵システム、直流電力線、電力入出力制御装置などで構成。エネルギー密度の高い水素吸蔵合金か液化水素タンクで燃料の入れ替えが不要な大容量エネルギー貯蔵を実現した。太陽光発電出力と負荷消費電力の差の課題に対しては、誤差のある測定データを使って時間変化する物理量を推定する「カルマンフィルター」のアルゴリズムを使って、差分の変動を長周期変動と短周期変動に分解し、電力貯蔵装置と水素貯蔵システムを使い分けて電力を補償する。電力貯蔵装置と水素貯蔵システムのエネルギー貯蔵量は逐次、測定して常時の変動補償を制御しつつ、両エネルギー貯蔵量が目標範囲内に収まるよう制御する。通常時と非常時の運転切り替えが簡単で、動作不良が起こりにくく、非常時には太陽光発電出力を最大限有効活用できる。

　実証試験は、日本ケミコンと神鋼環境ソリューション、北芝電機と共同で、１０月４日から６日までの３日間、実施し、効果的で安全な電力補償が可能なことを確認した。

　今後は、システムの信頼性向上と早期実用化に向けて試験を継続し、関連データの蓄積を進めるとともに、さまざまな天候や運転条件での長時間連続運転を実施する。