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電力ソリューション

電力分野における最適化～スマート グリッド実現に向けて～

電力の消費者にとって、スマート グリッドがもたらす大きなメリットは、電力消費の情報が「見える化」されることにあります。 この際、単に省エネルギーへの手掛かりとしてだけでなく、様々な機器の電力利用を「最適に管理する」ことが、要求されています。 スマート グリッドでは、地球温暖化に直面している社会からの要請と技術革新を背景に、このような電力需給に関する様々な下記の課題の解決が必要とされています。

※スマート グリッドとは、電力の流れを需要側・供給側の両方から制御し最適化できる次世代送信網の事をいいます。

最適化の背景

スマート グリッド最適化を促進するためには、以下のような課題があります。

課題

（1）電力供給の低炭素排出化

• 出力の変動する再生可能エネルギー（風力発電等）の導入
• 既存または新設の火力発電の高効率化、原子力発電の効果的活用

（2）電力需要の新しい利用技術の導入および普及

• 需給バランスへの需要側での対応(需要シフト、分散電源、蓄電制御)
• 経済負荷配分の自由度の増加

（3）経済社会活動で、より重要性を増す電力の供給信頼度の確保

• 最適電源ミックスによる一次エネルギーの確保と電源および流通信頼度確保
• 需要側での対応(系統全体のための需要カット、自律供給)

最適化の必要性

日本では、既に立派な電力インフラを保有していて、政府による規制および再生可能エネルギーの導入などの急激な環境の変化の中で、いかに電力供給の信頼性を維持するかが課題になっています。 こうした既存の電力インフラを最大限に活用するためには、下記の分野において「最適化」が必要とされています。

1. (1)発電の最適化
2. (2)作業員、エンジニアリングの設計最適化
3. (3)需要の最適化
4. (4)送電の最適化
5. (5)配電の最適化

現在、これら5項目の状況に見合った最適化システム開発に、電力各社および電力関係会社は、取り組んでいます。

堺市、関西電力株式会社、シャープ株式会社は、大阪府堺市臨海部におけるメガソーラー発電計画を共同で推進することに合意。 これは薄膜シリコン太陽電池モジュールを採用し、合計で約28MW(約2.8万kW)となり、世界最大級の太陽光発電規模。

たとえば、発電の最適化では、各種発電機のオン、オフ制御タイミングが極めて重要になります。 このタイミングを最適にする事により、オン、オフ時のエネルギーロスを最小化する事が可能になります。 また需要の最適化において対象となるのは、系統の制御が挙げられます。 系統の制御とは、各種発電方法により発電された電力を、最適な電力系統に割り付け送電を行うことです。

スマート グリッドの実現にあたっては、様々な要素（数学的には変数やパラメータ）の最適な組み合わせ問題の解決が不可欠です。 最適化されたエネルギー供給と、効果的な省エネルギーの実現に向け、「最適化」技術の更なる活躍が期待されます。

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