New Energies, new possibilities

イスラエル拠点のUrban Aeronauticsは、二酸化炭素排出量ゼロの水素電力をeVTOL CityHawkに実装する契約をHyPointと締結した。

CityHawkは、一見自動車のようなeVTOLだ。Urban Aeronauticsが開発するCityHawkは、6人乗りコンセプトでFancraftローター技術をベースに飛行する。Fancraft技術は、これまでに300回以上の飛行を行った軍事用無人航空機Cormorantにも採用されているダクトファン推進システムだ。Cormorantは、Urban Aeronautics傘下のTactical Roboticsが開発した軍事用eVTOLだ。

CityHawkのローターレス、翼のない設計は、機体のコンパクトさを提供し、Urban Aeronauticsは「どこへでも飛んで、どこへでも着陸する」ドア・ツー・ドアの輸送能力を売りにしている。

現在の設計では、CityHawkは電気と内燃機関のハイブリッド動力を検討していたが、今回の新たな契約により、Urban AeronauticsとHyPointは、HyPointの水素燃料電池スタック技術を搭載した先進的なバージョンの開発を検討することになった。

ハイパワーで100％環境に優しい燃料である水素は、eVTOL航空機の将来の鍵を握っています。

Urban Aeronauticsのラフィ・ヨエリ最高経営責任者（CEO）はコメントしている。HyPointによると、ターボ空冷式燃料電池は、水素パワートレインの寿命を5,000時間から20,000時間に延ばし、燃料補給にかかる時間もわずか数分で済むという。

Urban Aeronauticsが開発している次世代の空飛ぶ乗り物や、水素発電への取り組みに非常に感銘を受けました。このエキサイティングなプロジェクトに協力できることを楽しみにしています。

とHyPointの創業者アレックス・イヴァネンコ氏はコメントしている。

www.drone.jp/news/20200624111546.html

東京ガス・千住テクノステーション（東京都荒川区）で試験運転しているＳＯＦＣシステム

東京ガスは発電効率６５％と業界最高水準の高効率の固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を２０２０年代前半に商用化する。出力は５キロワットで、コンビニや商業店舗、事務所など小規模施設向けの電源を想定。電気料金の節約や二酸化炭素（ＣＯ２）排出削減が可能なほか、災害時の停電でも自立運転して発電を継続できる点などを訴求する。将来は５０キロ―１００キロワット級の中大型の開発も視野に入れる。

千住テクノステーション（東京都荒川区）で２台の試験運転を開始し、７月からはガスの科学館（同江東区）と田町スマートエネルギーセンター（同港区）でも１台ずつ試験運転を始める。実証試験を通じて耐久性や信頼性を評価。運用上の課題なども洗い出し、知見を積み重ねる。

高効率ＳＯＦＣは、業務用燃料電池で実績のある三浦工業と共同で商品化する。森村ＳＯＦＣテクノロジー（愛知県小牧市）のセルスタックを採用し、東京ガスが独自開発した高効率化技術をもとに商品化する。この技術は、１段目のスタックで発電した後の余剰のガスを再生して２段目のスタックに利用するもので、投入した燃料をより多くの発電に利用できる。部品選定やシステム簡素化などでコストダウンも図る。

ＳＯＦＣを巡っては、大阪ガスなどが家庭用燃料電池で発電効率５５％の製品を４月に発売。三菱日立パワーシステムズも出力２２０キロワットで発電効率５５％の製品を投入している。発電効率６５％は、これら既存のＳＯＦＣを大きく上回る。

東京ガスは、熱の需要が少ない中小規模施設には燃料電池システムを、ホテル、病院、工場などの大規模施設にはガスエンジン・タービン式のコージェネレーション（熱電併給）システムをそれぞれ提案し、市場全体をカバーしていく考えだ。現在は出力５キロワットのＳＯＦＣの商品化を進めているが、将来は店舗や事務所よりも大きな施設の需要もまかなえる出力５０キロ―１００キロワットクラスの開発も目指す。

newswitch.jp/p/22742

大阪ガスは2020年6月5日、ユーザー宅の家庭用燃料電池エネファーム約1500台を統合制御してバーチャルパワープラント（VPP）を構築し、系統需給調整に活用する実証を開始すると発表した。事業期間は2020年6月〜2021年2月（予定）である。

　今回、経済産業省が公募する「令和2年度需要家側エネルギーリソースを活用したVPP構築実証事業費補助金」の「VPPアグリゲーター事業」に参画する。本実証事業のアグリゲーションコーディネーターは中部電力ミライズであり、大阪ガスはリソースアグリゲーターとして実証事業を行う。

　太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギーは、日射量や風の強弱などにより発電出力が変動する。一方、エネファームは発電出力を自由に制御でき、再生可能エネルギー大量導入社会における系統需給調整に貢献できるリソースとして注目されている。大阪ガスは、2016年に発売したエネファームtype SからIoT機能を搭載し、現在約5万台が同社のサーバとつながっている。

　本実証事業では、IoT化で培った遠隔制御技術のノウハウを生かし、再生可能エネルギーの出力変動を含む系統需給状況に対応してエネファームの出力が制御できることを検証する。

　具体的には、アグリゲーションコーディネーターからの指令に基づき、調整力を供出する実証を通じて、多数台エネファームの遠隔制御の技術検証（指令量に対する調整力供出精度）を実施する。

電力系統安定化のための調整力供出の技術検証の運用イメージ　出典：大阪ガス

　系統の需給状況に応じた多数台エネファームの遠隔制御の技術検証（需給状況への貢献量の運用精度）も実施する。

系統の需給状況に応じた出力制御の技術検証の運用イメージ　出典：大阪ガス

www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/2006/23/news079.html

関西電力、日本ユニシス、住友電気工業、パナソニック、東京ガスの5社は、太陽光発電付きの一般家庭に設置されたパナソニック製PEFC型家庭用燃料電池「エネファーム」を活用したバーチャルパワープラント（VPP）実証を開始した。

» 2020年06月10日 13時00分 公開

関西電力、日本ユニシス、住友電気工業、パナソニック、東京ガスの5社は2020年6月1日、太陽光発電付きの一般家庭に設置された家庭用燃料電池「エネファーム」を活用したバーチャルパワープラント（VPP）実証を、同年5月29日より開始したと発表した。実証期間は2020年5月29日～2021年2月17日（予定）である。

　本実証では、東京ガスの都市ガス供給エリア内における卒FITのユーザーを対象に、一般家庭向けの太陽光発電の発電量予測システム、需要予測システムおよびエネファームの遠隔制御システムを構築し、太陽光発電設備とエネファームを組み合わせ、自家消費も考慮した最適なエネルギーマネジメントを目指す。

　具体的には、太陽光発電の発電予測システムおよび需要予測システムにより、ユーザーの翌日の需給バランスを予測し、太陽光発電のみで家庭内需要を賄うことが予測できる時間帯において、エネファームを停止させ、太陽光発電で発電した電気をより多く家庭で使用する。

　実証環境を構築するにあたり、過年度のVPP構築実証事業において、日本ユニシスが構築したRAサーバや住友電気工業製ゲートウェイに、エネファームとの遠隔通信機能を追加実装し、さらにエネファーム本体には遠隔制御機能を追加する。

本実証システムのイメージ図　出典：関西電力

　また、太陽光発電設備の発電量および家庭内需要の実績・予測に基づき、最適なエネルギーマネジメントに向けてエネファームを制御する自家消費実証を行う。さらに、電力取引などを想定したDR指令に基づいた制御実証を行い、エネファームのVPPリソースとしてのポテンシャル評価や技術的知見の獲得を目指す。

自家消費実証のイメージ図　出典：関西電力

　なお、本実証のシステム構築にあたっては、経済産業省資源エネルギー庁の補助事業である令和2年度需要家側エネルギーリソースを活用したバーチャルパワープラント構築実証事業費補助金を活用する。

www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/2006/10/news097.html

株式会社プロドローン（愛知県名古屋市）、株式会社アツミテック（静岡県浜松市）、産業技術総合研究所（NEDO 以下、産総研）は、液化石油ガス（LPG）のカセットガスボンベを利用した固体酸化物形燃料電池(SOFC= Solid Oxide Fuel Cell)搭載のドローンを開発し、世界初の飛行実証を行ったことを公表した。

飛行試験中のSOFCドローン（産総研HPより）

　固体酸化物形燃料電池(SOFC)とは、ジルコニア(ZrO2)やセリア(CeO2)などの固体酸化物（セラミックス）を電解質に用いた燃料電池のこと。650～800 ℃の高温で作動し、各種燃料電池の中で最も発電効率が高い。燃料電池が発電する原理は「水の電気分解の逆」で、燃料となるLPGなどから水素を取り出し、酸素と化学反応を起こし電気を作り出す。身近なところでは家庭用の燃料電池システム「エネファーム」などでも同様の仕組みが利用されている。

　今回の飛行実証では、ドローンに通常のリチウムイオンポリマ−（LiPo）二次電池に加え、市販のカセットボンベ２本を燃料とした固体酸化物形燃料電池（LPG駆動SOFCシステム）も搭載しハイブリット化した。飛行中にSOFCシステムで発電した電力は、通常飛行時にはLiPo二次電池を充電することに使う。強風時の姿勢維持やホバリングなど電力負荷が大きくなる際にはドローンに直接給電することで、30kg以上のペイロード（最大積載量）の機体を１時間程度飛行させることが可能となる見通しを得た。

時間程度飛行させることが可能となる見通しを得た。

従来のドローンとSOFCドローンの電力供給の模式図（産総研HPより)

＊　＊　＊

　その用途が広がり、より長く飛び、より重いものを運ぶことへの期待が大きくなるにつれ、ドローン電源の大容量化は解決を急ぐ課題となってきた。現在主流のLiPo二次電池は、単位重量あたりのエネルギー密度が小さいため、連続飛行時間は最大で30分程度にとどまる。電池を多く積めば飛行時間が伸びそうなものだが、多く積めば積むほど総重量も増えてしまう。電気自動車（EV）などでもこの問題は共通で、電池そのものの小型化、高性能化が課題となっており、これを解決すべくさまざまな研究が進められている。

　その解決策のひとつが燃料電池の利用で、自動車では水素を利用した燃料電池車の研究開発が進んでおり一部で実用化されている。ドローンでも同様の検討がなされているが、水素を搭載して飛行するには、墜落や衝突に備え高い安全基準をクリアする必要がある。また水素供給のインフラが整っていないエリアでの実用は難しい。その点、今回の実証で飛行したドローンは市販のカセットガスの利用が可能となっており、現時点では水素を燃料とする燃料電池より汎用性がある。

LPG駆動SOFCシステムの外観（産総研HPより）

　LPG駆動SOFCシステムをドローンに搭載するにあたって、従来のシステムを軽量化する必要があった。産総研とアツミテックは、部材の改良や新技術の採用で、両者が2017年に発表した「コンパクトハイパワー燃料電池システム」と比べて、出力あたりの重量を60%低減することに成功した。

　今回、新たに改良された固体酸化物形燃料電池(SOFC)では、ドローン飛行中の発電が可能であり、それによってより長時間の飛行ができることも実証された。このことで、災害時など電源確保が難しい場合でもドローンが活用できる見通しがついた。また、固体酸化物形燃料電池(SOFC)の用途も小型・軽量化されたことによって、今後はドローン以外の移動体やロボットなどにも広がることが期待される。

市販のカセットボンベを2本搭載（画像は産総研提供）