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富士电机技术期刊

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专辑：实现碳中和的解决方案与技术

专辑：实现碳中和的解决方案与技术

为了在2050年实现碳中和，富士电机运用功率半导体、电力电子、测量和控制等核心技术，在有助于实现无碳的产品、解决方案以及新技术方面采取着广泛的措施。今后，富士电机也将通过对电能热能技术的不断革新，创造出最高效地利用能源的产品，为实现安全、安心的可持续发展社会作出贡献。
本专辑将对富士电机实现碳中和所采取的措施进行介绍。

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［专辑寄语］碳中和与电力系统

安田惠一郎 YASUDA, Keiichiro
东京都立大学 教授 工学博士
一般社团法人 电气学会 第110 代 会长

实现碳中和的解决方案与技术的现状与展望

大野　　健、外山健太郎
为了实现无碳社会，富士电机从能源供应侧到需求侧再到连接两者的流通领域，都分别提供着商品和解决方案。在供应侧方面，有支持扩大可再生能源引进的供需管理系统、系统规划支援系统、有助于电力稳定供应的电网用蓄电系统以及分散型电力系统设备设计用的仿真等。在需求侧方面，有基于数字孪生模型的地区能源管理系统、电力推进船用设备、船舶用陆地供电设备、电动车用功率半导体、便利店店铺的节能解决方案等。为了今后能够进一步发展，富士电机还致力于开发氢燃料电池系统、直流配电系统用DC/DC转换器、有助于热工艺电气化的废热回收利用技术以及氢氨测量仪器。 点击下载

实现整体优化的数字孪生模型式CEMS

龙田　尚登、饭坂　达也、松本　宏治
近年来，减少CO2排放的社会需求不断高涨，这要求我们高效率地运用能源。为解决以地区为单位的能源供需一体化的运用课题，富士电机参加了“新札幌站周边地区I街区开发项目”，利用AI技术，新建了一套数字孪生模型式地区能源管理系统（CEMS）。该系统通过精准预测街区各设施的能源需求，并基于预测对能源供应侧与需求侧进行自动调节，实现能源的高效运用，从而助力整个街区CO2的大幅减排。 点击下载

支持可再生能源并网扩大的电力流通解决方案

冈林　弘树、三好龙之介、藤尾　昂弘
作为“第六次能源基本计划”具体举措的一环，日本政府正在推动以太阳能发电为代表的可再生能源的导入。富士电机面向可再生能源发电企业，正在开发可控制蓄电池、稳定发电输出的供需管理系统。并且，作为一种新调节力的电网用蓄电池运用系统的开发也在推进中。该系统主要面向运用电网用蓄电池的企业，应用了优化技术，可竞标供需调节市场。此外，还为输配电企业提供可在大量导入可再生能源时，俯瞰整个配电系统，找出问题点并研究对策的电网规划支持系统。 点击下载

有助于电力稳定供应的电网用蓄电系统

金本　真依、毛内　俊晴、宫村　尚孝
电网用蓄电系统有望推动可再生能源成为主力电源，为保持电力系统供需平衡发挥调节力。富士电机新开发了支持1500V DC的大容量蓄电池PCS，实现了与高压蓄电池封装的连接，大幅减少了设置面积。此外，该PCS还符合重耐盐规格，可设置在沿海的闲置土地上，实现了高效、稳定的运用。控制系统可满足供需调节市场与电力批发市场的需求。 点击下载

推动新型分布式电力系统设备导入的设备设计模拟技术

石上　雄太、佐藤　智希、林　巨己
近年来，制造业通过数字化转型(DX) 来提高制造流程的效率，提升生产率和质量，制造执行系统（MES）的引进正在加速。通过与各种系统联动，MES 应对分布式能源资源的导入与普及以及电力交易市场，需要一种即使在灾害时也能稳定供电的新型分布式电力系统。为此，富士电机开发了满足不同用途需求的三套设备设计模拟器，它可以对构建本系统所需的设备的设计和运用进行事前验证。第一套用户发电设备运用模拟器可对最大限度利用可再生能源电源所需的最佳蓄电池设备进行验证；第二套电力交易模拟器可对电网用蓄电池的设备容量和最佳运用进行验证，以便在多种市场交易中实现收益最大化；第三套分布式电网运用模拟器可进行自主运转验证。 点击下载

船舶和港口领域的碳中和举措

造田　大祐、林　宽明、项　东辉
在实现脱碳化的道路上，船舶的电动化被寄予厚望。富士电机正在开发有助于船舶和港口领域脱碳化的商材。船舶的电力推进系统将电力转换器和推进用电动机的冷却方式改为水冷夹套式，这种冷却方式相比空冷式，更加小型化，可削减系统的设置空间。而港口岸上供电设备将电源设备收纳在集装箱中进行封装，可提高施工性，缩短工期。在港口EMS 方面，通过包括氢、氨等替代燃料在内的港口能源管理，可推进节能与脱碳化。 点击下载

为汽车电动化做贡献的功率半导体

长畦　文男、池田　良成、松尾　壮太
汽车电动化的进程正在加速。在电动汽车（xEV）中，动力传动系统所使用的功率半导体通过功率控制来控制电动机，因此，是直接关系到车辆行驶性能，关乎人类生命安全的重要关键部件。富士电机对具有高可靠性、高功率密度的小尺寸薄型动力传动系统用功率半导体模块产品进行了量产。另一方面，在生产这些产品及其构成部件时，必须减少温室气体的排放。为实现这一点，富士电机正在推动购买可再生能源电力、设置自有太阳能发电系统、转型升级节能设备。 点击下载

面向便利店的节能解决方案

石原　雄大
近年来，各便利店企业正在加速推进实现2050年碳中和的举措。最近，电费飙升导致便利店总部和加盟店负担增加，因此，店铺节能的需求日益高涨。因此，除了一如既往地对单台设备进行优化，富士电机还开始致力于降低店铺整体的功耗。通过预测展示柜除霜时间并事先调整的功能和实时控制设备，防止店铺整体功耗超出最大需求电量的功能，有望实现店铺功耗的均衡化。 点击下载

有助于实现氢能社会的燃料电池解决方案

高野　洋
2017年，日本制定了“氢能基本战略”，并且在为实现氢能社会而努力。构建氢能社会的关键之一是能够用氢能发电的燃料电池。富士电机自1998年起销售磷酸燃料电池，长期以来积累了丰富的运用实绩。现在，除了固定发电系统，我们还面向以港口起重机和船舶为对象的移动体发电系统，将可靠性得到确认的车载燃料电池模块与燃料电池控制技术结合，推进燃料电池系统的开发与评估。我们将通过提供降低生命周期成本的产品，为未来氢能社会的实现做贡献。 点击下载

可构建高效直流配电系统的DC/DC 变换器

依田　和之、田重田稔久、山田　隆二
富士电机开发了一种200 kW的双向绝缘DC/DC变换器，可在以直流方式分配可再生能源生产的电力时，对蓄电池进行充放电，从而实现电力均衡化。作为支持400～800 V电池电压波动范围的电路方式，它采用双有源桥结构，利用SiC-MOSFET模块将开关频率设定为16 kHz，从而使绝缘变压器的体积和重量分别降至商用频率用变压器的11% 和7%。在额定条件下，其转换效率高达98%。将其作为一个单元以串并联方式连接，还能进一步增加容量。 点击下载

有助于热处理电气化的废热回收与利用技术

岩崎　正道、白井　英登、安岛　贤哲
为实现2050年碳中和，对热处理脱碳化、节能化的呼声日益高涨。富士电机独立发展多年来培育的自动售货机热泵技术，致力于开发高效回收以工业领域为主的未开发废热热能，再利用于各种热处理、冷热处理的技术。凭借实现高效加热的高温蒸汽发生热泵和实现高效率冷却的喷射冷却机，有望在食品饮料、汽车、化学、半导体、数据中心等的热处理中实现节能，减少温室气体排放量。 点击下载

支持氢能与氨能普及的测量技术

小泉　和裕、山内　芳准、武田　直希
在为实现碳中和而扩大对氢能与氨能的使用时，气体浓度与流量的测量是必不可缺的。因此，富士电机运用光学技术、超声波技术和微弱信号处理技术推进氢氨测量仪器的开发。在气体分析计方面，富士电机正在开发高精度测量低浓度气体的高灵敏度技术以及同时测量多种气体成分的多成分测量技术；在流量计方面，正在开发以液态氢为对象，高精度测量极低温的气液多相态的多相流流量测量技术。丰富的测量技术将有助于氢能与氨能的普及。 点击下载
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