山梨県で新たなスマートグリッド（次世代電力網）の実証実験が始まった。東京大学発ベンチャーのエクセルギー・パワー・システムズ（東京都文京区、兜森＜かぶもり＞俊樹社長、０３・５８４４・６２４２）の急速充放電ができる改良型ニッケル水素電池で、大規模太陽光発電所（メガソーラー）の出力変動を吸収する。リチウムイオン電池が蓄電システムの主流となったが、あえてニッケル水素電池を用いスマートグリッドの普及に挑む。

「急速充放電を連続でできる」

　甲府市内の米倉山に、山梨県とエクセルギー・パワー・システムズが出力３００キロワット、充電容量４４キロワット時の蓄電システムを設置した。メガソーラーの発電が急増すると充電、急低下すると放電する。発電が激しく増減しても素早く充放電を切り替え、品質を整えた電力を系統に送る。実証は新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）が支援する。

　「急速充放電を連続でできる」。エクセルギー・パワー・システムズの兜森俊樹社長は、改良型ニッケル水素電池の強みを、こう説明する。急速充放電の障壁となっていた「発熱」の問題を解決した。発熱は充放電により発生する。急速であるほど温度が急上昇するので、異常発熱を防ぐため充放電を停止して冷やす。小さな体積に多くのエネルギーをためられるリチウムイオン電池は、発熱への注意が必要だ。
　
改良型ニッケル水素電池は急速充放電を繰り返しても、温度上昇を１０度Ｃ程度に収めた。稼働に問題のない発熱なので、充放電を続けられる。米倉山に設置した容量でも、約６分で満充電に達する。

ドーナツ状が「熱を速やかに逃がす」

　エクセルギー・パワーは電池の内部構造を見直した。通常の電池は、膜状の正極材と負極材を巻いて円筒にする。改良型電池も円筒状だが、内部を上から見るとドーナツ状になっている。この構造が「熱を速やかに逃がす」（兜森社長）。


　急速充放電が可能なので電池の残量が底をつきそうになっても、急速充電で一気に残量を回復できる。電池切れの心配が少なくなり、蓄電システム全体の容量を小さくできる。従来の蓄電システムは、急速充放電を繰り返せないので容量を大きめに設計していた。また、リチウムイオン電池は高価なため、搭載本数が増えることで高コスト化しやすかった。エクセルギー・パワーの改良型電池なら、スマートグリッドの低コスト化に道が開ける。

　発熱のほかにも、頻繁に充放電を繰り返すと材料の劣化が進む課題もあった。改良型電池は水素を注入して負極材の酸化を防ぎ、充放電を１万回繰り返しても２％の劣化にとどめた。

　山梨県は米倉山の施設をスマートグリッド実証拠点として企業に提供しており、コンデンサー、リチウムイオン電池、水素製造、フライホイール（弾み車）蓄電システムが稼働中だ。実際のメガソーラーで技術を試せるので、企業は成果を開発に反映できる。兜森社長は「山梨での成果を国内へ、そして全世界へ発信したい」と意気込む。
（文＝編集委員・松木喬）