第二幕:EV の使用済み蓄電池が電力系統で活躍

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(Second act: Used electric vehicle batteries charge up the grid)

2019/12/6 アメリカ合衆国・オークリッジ国立研究所(ORNL)

第二幕:EV の使用済み蓄電池が電力系統で活躍

・ ORNL が、EV の使用済み蓄電池パックの革新的な再利用システムを開発。寿命を終えた蓄電池を再利用し、家庭用の電力貯蔵に役立て、さらに電力系統規模のプロジェクトに向けて同システムをスケールアップする。

・ 使用済み蓄電池は極端な充放電に向かないが、低コストの定置用エネルギー貯蔵デバイスとして最高 10 年間の「第二の人生」のための充分なエネルギー貯蔵性能を保持する。

・ 使用済み蓄電池は、電力需給のバランス維持に役立つことから、再生可能エネルギー源の導入が進む電力系統でのエネルギー貯蔵利用に理想的。2018 年の米国の総電力の約 17%が太陽、風力、水力による発電(米国エネルギー情報局:EIA))。家庭やビジネスへの導入がさらに進む。

・同システムは、高価値な商品の再活用、廃棄物量低減、そして活発な経済のための安定した電力供給を通じた循環型経済を支援するもの。

・ 現在、約 100 万台ある EV は、2030 年までに 1,870 万台(全車輌の約 7%)にまで増加すると予測さ

れるため(Edison Foundation)、低コストの使用済み蓄電池による電力貯蔵のポテンシャルは高い。

・ 米国エネルギー省(DOE)の配電・エネルギー信頼性局(Office of Electricity, Delivery & Energy

Reliability: OE)による Energy Storage Program が支援するプロジェクトの下、ORNL 開発のソフトウェアとパワーエレクトロニクスハードウェアを利用する同システムでは、電気代が最高値となるピークデマンド時に家庭による電力事業者からの電力購入量をゼロにし、オンサイト再生可能エネルギー源で発電・蓄電した電力を使用できるように設計されている。

・同システムにより、リアルタイムの電力料金体系を活用した大幅な料金低減が見込める。また、ピーク時の電力事業者のサービスエリアの電力需要を緩和して負荷のバランス維持にも貢献する。

・同システムは、遠隔操作のためのクラウドベース通信、家庭での電力利用と事業者による送電を切り替えるフレキシブルインバーター、そして大規模電力系統との同期と安全な起動・停止を確保する制御装置を備える。

・ また、使用する化学物質や容量にばらつきがあり、多様なメーカーの使用年数の異なる蓄電池を統合的で効率的なエネルギー貯蔵システムに導入する際の課題にも対処した。

・ 同システムの制御装置とハードウェアの試験をさらに進めるため、100kw の蓄電池再利用システムを開発中。EV の使用済み蓄電池を系統規模システムで再利用する最初のプロジェクトとなる。

URL: https://www.ornl.gov/news/secondactusedelectricvehiclebatterieschargegrid

(関連情報)

IEEE Energy Conversion Congress and Exposition(ECCE)発表論文(アブストラクトのみ:全文は有料)

Residential (Secondary-Use) Energy Storage System with Modular Software and Hardware Power Electronic Interfaces

URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8912525

<NEDO海外技術情報より>

Abstract

Secondary-use energy storage systems (ESS) are a potential low-cost energy storage system for the electric grid. These systems propose a low-cost solution to the challenge, what to do with electric vehicle batteries once EV end-of-life has been reached. However, the development of an ESS is complex by nature. Typically, the bidirectional power electronics conversion (PEC) system has hardware which includes power stages, auxiliary circuits, protection circuits, and the control interfaces all embedded and integrated as a system. This leads to interoperability challenges and vendor dependencies that increase balance of system costs. This paper proposes a modular approach of software and hardware interfaces to reduce the costs of an ESS.

0108交通物流機械及び建設機械1103廃棄物管理
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