研究室VOICE 再エネが生きる電気の供給システムを考える

　電力の需給バランスを制御する技術や仕組みのことです。

　再エネのみで持続運転が可能な「小さな電力系統（マイクログリッド）」の実証実験をしました。マイクログリッドとは、従来の電力系統から独立して、特定のエリア内で自給自足できる小規模な電力ネットワークのことです。私たちの研究室では、太陽電池１台でパソコン１台を安定的に動かすことのできる直流給電システムを開発しました（図２、写真１）。

　高校生の頃、将来は電力会社に就職したいと考えていました。大学の工学部に進学して、回路や半導体、制御などを学び、それらの理論がつながって電気を便利に使える社会ができていると分かり、パワーコントロールに興味がわきました。大学や大学院では研究の厳しさに悩んだ時期もありましたが、乗り越えるとやりがいを感じて研究者の道に進みました。２０２０年に本学に着任してからは、理論に裏付けられた実践に学生と挑戦する毎日で、私自身がわくわくしながら研究を進めています（写真２、３）。

　マイクログリッドの実証実験では、「シンプルな制御システムで自動的に発電と消費のバランスをとる」という第一段階の目標を達成しました。今後は、太陽電池や蓄電池の台数を増やした実験に取り組みます。また、風力発電の研究にも着手しています。風車は、風速の変化が大きい状況下では回転速度を制御することが難しく、場合によっては出力電力を大きく減少させてしまいます。機械学習を活用した制御手法を開発したいと思っています。
　「マイクログリッド」「太陽光発電」「風力発電」、これらに加えて「デマンドレスポンス」という電力需要を調整する仕組みも考えていきます。魚の養殖場のポンプや植物工場の照明など、電力がひっ迫した時に消費電力を抑えることが可能な施設や装置の開発から、不安定な再エネ発電の安定に役立たせるのです。