2013年09月16日09:26
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日本青森縣六所村目前正在開展有助擴(kuò)大利用太陽能發(fā)電的實證試驗。通過控制輸出，可在不給電網(wǎng)造成影響的情況下利用太陽能發(fā)電。
六所村位于青森縣東北部下北半島的太平洋沿岸。目前這里正在進(jìn)行擴(kuò)大普及可再生能源所需技術(shù)的實證試驗。開展實證試驗的主體是由縣、村及企業(yè)加盟的“青森聯(lián)盟”。
在位于六所村中央的尾駁地區(qū)的電線桿上，設(shè)有其他地區(qū)沒有的通信設(shè)備。該裝置名為“通信服務(wù)器”，在設(shè)于原集會所建筑中的中心服務(wù)器與相當(dāng)于分機(jī)的通信裝置之間，起到中轉(zhuǎn)通信的作用。分機(jī)數(shù)量為125臺，設(shè)置于公寓起居室、獨棟住宅及公共設(shè)施等處。交換的是控制太陽能發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的信號。
通過通信控制太陽能輸出功率
嚴(yán)格地說，控制輸出功率的是太陽能發(fā)電系統(tǒng)上安裝的“功率調(diào)節(jié)器”。目的在于驗證利用通信遠(yuǎn)程控制功率調(diào)節(jié)器的技術(shù)。
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| 在六所村尾駁地區(qū)內(nèi)的公寓、獨棟住宅及公共設(shè)施等中配置125個相當(dāng)于分機(jī)的通信裝置。并不是所有分機(jī)都連接著太陽能發(fā)電系統(tǒng)和控制裝置。通信裝置大多不與其他裝置并設(shè)，而是單獨設(shè)置于該地區(qū)內(nèi)的住宅中。照片是日本原燃公司職工宿舍中安裝的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。 |
包括獨棟住宅原先設(shè)置的系統(tǒng)在內(nèi)，試驗共利用了5套太陽能發(fā)電系統(tǒng)。功率調(diào)節(jié)器可通過聯(lián)盟成員NEC公司準(zhǔn)備的控制裝置進(jìn)行通信。從中心服務(wù)器，經(jīng)由通信服務(wù)器、通信網(wǎng)、通信分機(jī)及控制裝置向功率調(diào)節(jié)器發(fā)出控制指令。再由功率調(diào)節(jié)器按原路返回控制結(jié)果。
要控制太陽能發(fā)電輸出功率的原因在于，電力系統(tǒng)需要維持供需平衡，使電力需求與供給時常保持一致�，F(xiàn)在，是根據(jù)不斷變化的工廠及住宅需求，由電力公司細(xì)致地調(diào)節(jié)火力發(fā)電的輸出功率，以保持平衡。
不過，太陽能和風(fēng)力發(fā)電隨著日照及風(fēng)況等氣象狀況的變化，其發(fā)電輸出功率會受到影響。如果可再生能源采用量增加，除了需求，連輸出也會經(jīng)常發(fā)生變動。例如，與平時相比，在5月連休等時期，需求往往出現(xiàn)大幅減少。另外，日照量越多，太陽能所發(fā)電力就越多，會出現(xiàn)電力供給大于需求的情況，難以維持平衡。
雖然存在將太陽能所發(fā)電力存儲于蓄電池中的方法，但蓄電池的價格較高。如果需求較少的天數(shù)每年有幾天到十幾天，那么僅在那幾天控制輸出功率的作法較為合理。
利用多種通信方式進(jìn)行驗證
試驗使用了多種通信手段。僅無線方式就有7種，還對有線和使用通信中間件的通信方式進(jìn)行驗證。
日立制作所還利用使用高速互聯(lián)網(wǎng)的“WiMAX”及NTT DoCoMo的“FOMA”、KDDI的“CDMA”等手機(jī)無線方式進(jìn)行驗證。另外，還利用無需無線知識及使用許可即可加以利用的“特定小功率無線”頻帶420MHz及920MHz進(jìn)行驗證。
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| WiMAX、FOMA、CDMA及特定小功率無線是指使用無線通信特定頻帶的通信技術(shù)。特定小功率無線是一種無需無線相關(guān)知識及使用許可的無線通信，主要用于餐飲店店員呼叫裝置等。電力線載波通信是指利用供電的電力線同時進(jìn)行通信的技術(shù)。 |
東芝公司和沖電氣工業(yè)公司也將利用920MHz頻帶進(jìn)行驗證。東芝設(shè)想在城市地區(qū)密集設(shè)置，對減弱無線輸出功率時的特性進(jìn)行了驗證。沖電氣設(shè)想設(shè)置于中小城市及農(nóng)村。由于根據(jù)分機(jī)和通信服務(wù)器的具體位置，有時難以接收到信號，因此，東芝和沖電氣對接收到信號的分機(jī)再將信號發(fā)送給其他分機(jī)的“多跳通信”方式進(jìn)行了驗證。
有線通信的實證試驗由住友電氣工業(yè)公司負(fù)責(zé)。采用通過供電線進(jìn)行通信的“電力線載波通信”（PLC）。采用2種方式，在地區(qū)內(nèi)設(shè)置各方式的主機(jī)裝置。目前正在對品質(zhì)穩(wěn)定性等進(jìn)行驗證，檢驗利用電力線交換控制信號時，是否會對家庭用電產(chǎn)生影響等。
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| 左側(cè)是日立制作所進(jìn)行實際驗證的特定小功率無線通信主機(jī)。設(shè)置于六所村尾駁地區(qū)中心服務(wù)器機(jī)房的室外。右側(cè)設(shè)置有住友電氣工業(yè)進(jìn)行實證的電力線載波通信主機(jī)。從這里通過電力線發(fā)送控制信號。 |
此外，還通過始于2012年秋季的通信試驗，評估一年四季的氣象和氣候?qū)νㄐ牌焚|(zhì)產(chǎn)生的影響及通信速度等。擔(dān)任該實證項目秘書處工作的野村綜合研究所基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)咨詢部能源政策部經(jīng)理山內(nèi)朗說：“目前已經(jīng)確認(rèn)，無論利用什么通信技術(shù)，都能按照預(yù)期交換信息�！比缃裨囼炄栽诶^續(xù)。通過利用與太陽能發(fā)電系統(tǒng)相連的分機(jī)，也成功控制了輸出。
實證試驗作為日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的項目開始實施。設(shè)有核電站、大規(guī)模風(fēng)電場及核燃料循環(huán)設(shè)施等大量能源相關(guān)設(shè)施的青森縣，此前就一直在探討為可推動可再生能源普及的技術(shù)提供支援。2009年設(shè)置了由東京大學(xué)教授橫山明彥擔(dān)任主席的研討會，探討系統(tǒng)穩(wěn)定化技術(shù)的必要性。并獲得地區(qū)的協(xié)助，在日本國內(nèi)率先使用住宅等開展了相關(guān)試驗。
如果驗證結(jié)束、開始正式采用相關(guān)技術(shù)，便可在維持電網(wǎng)穩(wěn)定的同時，為擴(kuò)大普及可再生能源做貢獻(xiàn)。除了新設(shè)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，還可通過在現(xiàn)有系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)器上追加功能，力爭獲得更大的效果。應(yīng)該在力求降低蓄電池成本的同時，也應(yīng)針對功率調(diào)節(jié)器采取措施。 （作者：馬場未希，日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）
