技術士の技事録

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ST H22秋 午後Ⅰ 問4

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電機メーカの事業展開に関する次の記述を読んで,設問1〜3に答えよ。

〔F社の現状〕
 F社は,家庭用電化製品,太陽光発電装置,電力会社向け電気機器の開発・製造・販売を行っている電機メーカである。環境保護の気運が高まるにつれ,ここ数年,F社における太陽光発電装置の売上が伸びている。
 F社は,近い将来スマートグリッドと呼ばれる電力網全体を制御するシステムが実現されると考え,スマートグリッドに関する製品戦略を検討した。その結果,電力を利用する企業,工場,一般家庭など(以下,これらを総称して需要家という)に設置される高機能型電力メータ(以下,スマートメータという),及び需要家向けの蓄電機能を備えた太陽光発電システムを,他社に先駆けて開発し,業績を伸ばす方針を打ち出した。

〔スマートグリッドの概要〕
 スマートグリッドは,情報通信技術を用い,太陽光発電などの分散型電源や需要家の情報を統合して活用することによって,電力の需給バランスを制御し,高効率,高品質,高信頼度の電力供給システムの実現を目指すものと考えられている。
 スマートグリッドを実現するためには,分散型電源に蓄電池を組み合わせたシステムを用いて発電の急激な電力変動を平準化する技術の開発と,スマートメータを活用して電力網全体のバランスを追随制御する技術の開発が,それぞれ重要と考えられている。

〔スマートメータの概要〕
 スマートメータは,需要家側の発電状況や家庭用電化製品などの電力使用状況を電力会社へ送信したり,電力会社から制御情報を受信して需要家側からの電力の送電量を制御したりする機能をもっている。

〔国内外における電力事情の調査結果〕
 F社は,スマートグリッドを視野に入れたスマートメータ開発の観点から,国内外の電力事情の調査を行った。その結果,次のような電力事情が判明した。

(1)国内の電力事情

  • 諸外国と比べて,電力安定供給について厳しい運用が求められている。
  • 気象条件,生活様式,産業構造などによって,季節ごと及び時間ごとに電力需要が大きく変化する。
  • スマートグリッドを,近未来の技術として取組みを進めている段階であり,エネルギーの運用効率向上及び環境保護の両面から,大きな期待が寄せられている。

(2)海外の電力事情

  • 電力供給の信頼性が日本に比べて低く,停電が多発している国がある。こうした国では,停電範囲の拡大を防止する制御技術,及び電力供給が復旧するまでの電力自給(代替電力・蓄電)技術が求められている。
  • 太陽光発電,風力発電などを推進している国では,発電量を監視し,蓄電池への充電量を制御することによって,不安定な電力供給を安定させる技術が求められている。
  • スマートグリッドにおけるスマートメータに関する通信手順の標準規格化に注力している国がある。
  • 各国のメーカは,スマートグリッドに関連する特許取得を始めている。

〔スマートメータに関連するヒアリング結果〕
 F社では,国内の電力会社,需要家に対して,スマートメータに関連するヒアリングを実施した。その結果から,電力会社の抱える問題,需要家の要望を次のように整理した。

(1)電力会社の抱える問題

  • 太陽光発電及び風力発電による電力量は,気象条件によって大きく変動するので,大量に導入されるようになると,電力網全体の需給バランスの変動が大きくなる。電力会社は,その変動に適応できなくなると,電力の安定供給に支障を来すおそれがあると考えている。
  • 電気自動車が普及し,一斉に充電を開始すると,電力の安定供給に支障を来すおそれがある。

(2)需要家の要望

  • 時間帯によって電力の売買単価が異なる時間別料金制度となっているので,電力が高いときに売り,安いときに買うなどの,経済的な電力売買のスケジューリングを行いたい。
  • 外出先から,自宅の家庭用電化製品の運転状況が分かるようになれば便利である。

 また,外出先から,消し忘れた家庭用電化製品の電源を切ることができれば,より安全性を高めることができる。

〔製品戦略全議〕
 F社では,スマートメータ及び蓄電機能を備えた太陽光発電システムを開発し,業績を伸ばすという方針の下,製品戦略会議を開くことにした。製品戦略会議に先立ち。これまで電力事情調査,ヒアリングなどで把握した状況を,次のように整理した。

(1)蓄電池

  • 太陽光発電装置と組み合わせる蓄電池には,蓄電・放電の特性,蓄電容量,設置環境,性能保証期間,安全性など,太陽光発電システムに適した仕様が必要である。
  • F社は蓄電池の技術をもっていないので,自社開発及び製造を行うには,基盤技術及び製造設備を整えるための膨大な時間,並びに設備投資が必要である。
  • スマートグリッドの進展によって,蓄電池の市場規模が拡大し,先行メーカがしのぎを削る市場となることが想定される。

(2)太陽光発電システム

  • 住宅の新築・改築に合わせて太陽光発電システムを導入する例が多く,今後30年程度の間に緩やかに普及すると考えられる。

(3)スマートメータのもつ通信手順

  • 電力会社及び家庭用電化製品との通信手順は,標準化されても時代とともに変化するので,通信手順の更新が必要となる。
  • 通信手順の移行期間中は,古い通信手順の家庭用電化製品とも通信しなくてはならない時期がある。

 製品戦略会議の結果,F社は,太陽光発電システムと組み合わせる蓄電池については,大手電池メーカと技術提携し,専用品として調達することにした。

 

設問

設問1

 スマートメータの機能について,(1),(2)に答えよ。

(1)国内向けのスマートメータの要求仕様を整理した。
(a)需要家の要望を実現するための機能を二つ挙げ,それぞれ20字以内で述べよ。
(b)通信機能に求められる要件を二つ挙げ,それぞれ20字以内で述べよ。

(2)スマートメータに対する需要家側からの入力情報を二つ挙げ,それぞれ20字以内で述べよ。

 

 

解答例

(1)(a)・経済的な電力売買のスケジューリング
   ・外出先からの家庭用電化製品の監視制御

(1)(b)・通信手順の更新を可能とすること
   ・複数の通信手順に対応可能とすること

(2)・太陽光発電装置の発電出力情報
・家庭用電化製品の電力使用情報

解説

(1)

(2)

 

設問2

 スマートグリッドが海外で進展することは,スマートメータのビジネスチャンスになるとF社は考えた。特に海外向けのスマートメータを開発するに当たり,注意すべき課題を二つ挙げ,それぞれ20字以内で述べよ。

 

解答例

・通信手順の標準規格化を踏まえた開発
・多様なニーズに対する適応能力

解説

 

設問3

 太陽光発電システムと組み合わせる蓄電池を,市場から汎用品として購入するのではなく,大手電池メーカと技術提携し,専用品として調達することにした技術上の利点を,40字以内で述べよ。

 

解答例

 電池メーカの製品戦略を太陽光発電システムの設計に生かすことができる。

解説

 

IPA公開情報

出題趣旨

 ITストラテジストには,社会的要請や関連技術動向などを分析し,競争力のある製品を企画・提案する能力が求められる。
 本問では,次世代の高機能型電力メータであるスマートメータと蓄電機能を付加した太陽光発電システムを題材に,社会的要請や自社の保有技術を整理し,新たな製品を企画・提案する能力を評価する。具体的には,機能の整理,事業展開に関する課題の把握,事業展開に関する課題の把握,他社との技術提携の検討について問う。

採点講評

 問4では,スマートグリッドという新規性の高い技術への取組みに対する電機メーカの事業展開について出題した。題意や状況設定はおおむね理解されているようであった。
 設問1では,スマートメータの機能について解答を求めた。(1)では,要求仕様の理解度は高かったが,(2)では,需要家からの入力情報の流れを理解できていないと思われる解答も見られた。
 設問2では,海外向けのスマートメータの開発に当たり注意すべき課題について解答を求めた。正当率は高かったが,特に海外向けの製品としての課題ではなく,単にスマートメータの基本機能を示した解答も一部に見られた。
 設問3では,製品の主要部品を大手電池メーカとの技術提携による専用品とする技術上の利点について解答を求めたが,汎用品との比較を考慮していない解答も一部に見られた。
 ITストラテジストは,近い将来を視野に入れた新しい技術の動向と,その技術が社会に与えるインパクトなどを理解した上で,企業の事業方針や保有技術などを考慮した製品戦略を策定し,推進する能力を身につけてほしい。