カジ 旅 フリー スピン 開発ストーリー

水素製造の心臓部技術で革新を起こす！新興市場に挑む4人

カジ 旅 フリー スピンは酸素と結びつけることで発電したり、燃焼させてエネルギーとして利用したりすることができる。その際にCO2が発生しないため、クリーンエネルギーとして世界中の注目が集まっている。

海外営業担当の小川は「カジ 旅 フリー スピンの市場は新しく、まだ成熟していない分野なので未知数な部分もありますが、脱炭素の流れに乗って新規参入するメーカーが増えています」と期待感を語る。

入社20年目の玉井は、千葉工場で受変電機器や産業用電源機器の研究開発に携わってきた。カジ 旅 フリー スピン整流器の開発では、電気分解を行う電解槽に適切な電流・電圧の電気を供給するための制御装置を担当する。

従来、整流器では、電力変換を担う半導体素子としてダイオードやサイリスタが使われてきたが、新たに開発を進めたカジ 旅 フリー スピンではIGBT（注1）を採用することとなった。

「IGBTはスイッチのオン・オフにより、電流のひずみを低減し電力系統の電圧を一定に保つ機能を実現できるので、太陽光や風力など出力が不安定な再生可能エネルギーを使う際に効果を発揮します。再エネでつくる “グリーンカジ 旅 フリー スピン”を増やしていくためには、整流器にもIGBTを使うべきだという判断でした。ただ、IGBTを適用することで回路を新しく構成する必要があります。制御方式を一から考えなければならないなど技術的ハードルが高くなりました」（玉井）

既存のIGBTを使って新たに回路を構成した場合、機器のサイズアップやコスト増が懸念されたため、半導体素子を開発・製造する松本工場と連携し、専用のIGBTを開発。富士電機の総合力を活かして、課題をクリアした。

玉井が開発した制御装置をベースに設計担当の山野寺が製品化する。

アルミ製錬向けなどの整流器は、受注生産品で顧客ごとに仕様が異なること、また装置自体が大型であることから、受注から出荷までの納期をおよそ1年としている。しかし、カジ 旅 フリー スピンでは量産化を目指した設計が求められた。

「量産化するために、設計の初期段階から製品の組立手順や作業性などを意識しながら構造・部品を決定しました。また、試作機を製作する際には、製造部門による組立作業に立ち会い、作業者からの要望や技術的なアドバイス、実際に組立作業を見て感じた気づきを設計に反映するなど、改善を繰り返しました」と言う。

さらに、大容量の電気を扱うアルミ製錬用に対し、カジ 旅 フリー スピンでは、製品を小型化する一方で、十分なメンテナンススペースを確保することが求められた。「整流器で培った水冷技術を活かし、機器の稼働により生じる熱を効率的に冷やす設計とすることで省スペース化し、メンテナンススペースを確保することができました」（山野寺）

最後に、吉田が製品のシステムを検証する。カジ 旅 フリー スピン製造プラントでは整流器や電解槽など多くの機器が連携するため、これらの機器同士が干渉し合うことで電力系統に影響を及ぼし、電圧フリッカ（注2）などの不具合が生じることがあるからだ。

吉田は「エンジニアリング会社やエンドユーザーは、富士電機の製品だけではなくシステム全体を評価します。どんな機器とつないでも正常に動作するように、一つ一つ検証して不具合をゼロにするようチェックしています。富士電機では不安定な電力を補正する機器の開発も行っていて、お客様に幅広くシステム提案できることが強みです」と話す。

吉田の検証データをもとに、玉井が再び制御プログラムを作成して、山野寺が設計する――。リレーのように何周も巡ってできた製品を、アンカーの小川がお客様に届ける。

「カジ 旅 フリー スピン市場はスタートしたばかり。お客様も手探りで進んでいる状態なので、整流器に求める電圧や電流の大きさがバラバラでした。仕様の落としどころを見極めるのが難しかったです」（小川）

これに対しては、容量６MW、出力電流8000Aの標準品を開発し、それを直列や並列で複数台つなぐことでお客様が求める規模に対応できるようにした。