国内最大級の蓄電システム、三菱重工がリチウムイオン電池で実現：スマートグリッド

複数のビルや街区ごとに自立動作が可能なマイクログリッド。停電に強く、再生可能エネルギーの利用にも適している。マイクログリッドを作り上げるには大容量電池が必要だ。三菱重工業が開発した電池システムを紹介する。

[畑陽一郎，＠IT MONOist]

三菱重工業の電池

　三菱重工業は2012年12月26日、建物内に設置するものとしては国内最大級の「リチウムイオン二次電池蓄電システム」を清水建設の技術研究所に納入したと発表した（図1）。エネルギー管理システムの中核を担う。

　清水建設は複数の建物から構成されるマイクログリッド（地域電力制御システム）やスマートBEMS（Building and Energy Management System）などの実証試験を続けており、三菱重工業と共同で今回の電池システムを利用する。

図1　三菱重工業のリチウムイオン二次電池蓄電システム　12フィートコンテナ（約3.7m×2.4m×2.6m）の寸法に収めた。容量50Ahの大型電池セル（図中左下）を320個使用している。セルの体積は650cm³、重量は1.4kg。セル以外に双方向コンバータ、システム制御装置、電池ラックからなる。出典：三菱重工業

　三菱重工業の電池システムの容量は60kWh、出力は100kW。清水建設の技術研究所には既に、総出力600kW級のマイクログリッドが設置されており、これに接続する（図2）。マイクログリッドにはガスタービンや太陽光発電システムなど複数の発電、蓄電設備が用意されており、系統からの電力が遮断されても研究所内の5つの建物に給電できる統合制御が可能だ。これまではニッケル水素二次電池（400kWh）を使っており、今回の電池システムを加えることで、最適な分散型電源の構築実験が可能になるという^＊1）。

＊1） 清水建設は、物質・材料研究機構（つくば市）や、中国杭州電子科技大学などにマイクログリッドを提供しており、2009〜2013年に実施されるNEDOの委託事業「国際エネルギー消費効率化等技術・システム実証事業」（米国ニューメキシコ州おける日米スマートグリッド実証）では、スマートBEMSを構築する計画だ。

図2　清水建設のマイクログリッドの構成　清水建設技術研究所内で600kW級のシステムを構成しており、熱も管理する。急激な負荷変動は電気二重層キャパシタが担い、緩やかな負荷変動はガスエンジンが、中間の変動を二次電池が分担する。系統からの電力供給が失われた場合にも無瞬断で自立運転に移行可能だ。図は三菱重工業の電池システムを設置する前の状態。出典：清水建設

1MW級の大型電池システムを目指す

　三菱重工業は大型のリチウムイオン二次電池システムに注力している^＊2）。2011年4月には三井不動産レジデンシャルが建設中のマンション「パークシティ国分寺」向けに40kWのシステムを納入した。

＊2） 同社は2009年にリチウムイオン二次電池事業に参入し、2010年11月には電池の量産化実証工場を完成している。同工場の年間生産能力は6万6000kWh（中型電池換算で約40万個）だ。

　2011年6月には出力1000kW（1MW）のコンテナ型大容量蓄電システムを開発（図3）、実証機を同社の長崎造船所内に設置し、電力安定化実証試験を開始している。

図3　出力1000kWのコンテナ型システム　蓄電容量は408kWh。リチウムイオン二次電池セルを2000個以上内蔵する40フィートコンテナ（長さ約12m）と、電力の貯蔵と取り出しを行う際に必要なDC-AC変換器などを内蔵した20フィートコンテナの2つからなる。輸送中の40フィートコンテナ（図上）と設置したシステム（図下）。40フィートコンテナの向こう側に20フィートコンテナがわずかに見える。出典：三菱重工業