敵を知り、己を知れば百戦危うからず

太陽光発電は天気に左右されるので不安定である。
だから、本格的に使用するとコストばかりかかってしまうと、発言する人たちがいる。
それは太陽光の特性を知らない人たちの思い込みである。
太陽光の発電特性を知り、その特性を生かした使い方をすれば
太陽光発電は、人類最後の最強エネルギーとなる。


特性 Ⅰ「タケノコシンドローム現象」















特性 Ⅱ
南中時の需要の3倍特性

























特性 Ⅲ 24時間放電は南中時の4分の一の電圧になる



















特性 Ⅳ  年間発電量同一特






































特性 Ⅴ  年間発電特性パターン
















特性 Ⅳ 国別発電パターン特性
パターン特性① 






























































































 


パターン特性②
気象環境の影響

















 
特性 Ⅵ   S字カーブ特性

太陽光発電の導入容量が増えると、南中時の発電量は上へ上へと伸びて行く。
決して横には広がらない。
タケノコは一日に30センチ伸びる。猛烈な勢いである。
伸びきった「タケノコ」は、「天井」(需要)を突き抜ける。
 突き抜けた「タケノコ」は切らざるを得ない(出力抑制)


電力需要の全てを太陽光発電だけで供給するためには、
南中時の需要の3倍以上の発電が必要となる。


一日24時間の電力需要(需要曲線で囲まれた面積部分)を、太陽光発電(双曲線で囲まれた面積)だけで供給するとした場合、南中時の太陽光発電量は、同時刻の電力需要の3倍が必要となる。

例えば、閑散日の南中時の需要は2,485万kWであるが、閑散日一日の需要と同じ量を発電出来る太陽光発電はステップ2の曲線となる。その曲線の最大発電量は7,922万kWであり南中時需要の3倍以上となる。
同様に、ピーク日の南中時需要4,947万kWの3倍近い12,675万kWの太陽光発電となる。

注意すべきは、3倍は晴天日の場合であるが、実際の雨や曇りを含めると、晴天日の4〜5倍の発電量が必要となる。


太陽光発電が発電した最大発電日の一日分を24時間かけて均等に放電する、1時間当たりの放電量は、南中時の最大発電量の3分の一から4分の一になるという、特性がある。
たとえば、Step1の曲線(白線)は最大値が2400万kWで24時間放電では847万kW
Step2(赤線)では最大が7,922万kWで24時間放電では2,683万kWとなっている。


Step3の太陽光発電の一日分の発電量を24時間かけて放電すると、1時間当たりの放電量は4,294万kWとなる。この放電量では、南中時の需要を超えることは無い。ただし、早朝の低需要時間帯の需要は超えることがあるので要注意である。


太陽から届くエネルギー量は同じ軌道を通っているため毎年同じ量である。地上に降り注ぐ量は大気透過率の影響で、毎年多少の影響は受ける。がしかし、その影響度はたいして大きくない。それは気象庁が観測している全天日射量を地域別に数年間を比較してみればわかる。

地上に届く年間全天日射量は、毎年ほぼ同量であることは分かったが、太陽光発電は温度や湿度の影響も受ける。
6年以上の発電実績がある愛知県の家庭用発電(出力4.8kW)の年間発電量(図5.7)を比較してみる。年間の発電量は大差が無いことが分かる。


平成25年は平均値より3.5%程度多い。5年間の年間発電量の平均値に対する乖離程が一番大きいのが平成22年の-4.9%で、次が平成25年の+3.5%となっている。他の年はこの範囲内に収まっている。



太陽光発電の一日の発電量は昼時間が長く且つ太陽高度が高い夏至の頃が最大となり、冬至の頃は最低となる。最大と最低の差は地域によって異なるが日本では2倍程度の差で発電している。日々の発電量はその日の天気によって異なるが、パターンから大きく外れることは無い。





下のグラフはフランスの1年間の発電量を日別に表示したものである。太陽光発電はパターンから大きく外れることなく発電している事が分かる。しかし、風力発電はパターンは無く、風任せに発電しているのが見て取れる。強いて、風力発電のパターンを探すと発電量は夏は少ないが、冬は夏より多目になるパターンと言える。




1年間の発電パターンは国別に異なる。異なる原因は国の位置する地球上の緯度とその地域の気象の影響を受けている。


緯度の高いドイツの場合

夏至の頃の一日の最大発電量は254.9GWであるが、冬至の頃の発電量は10.4GWと、20分の一程度ある。夏至と冬至の差は極めて大きい。

フランスの発電実績

フランスはドイツより南側に位置しているため、夏至の頃と冬至の頃の一日当たりの発電量の差は10倍以下となっている。

日本の発電実績

札幌はフランスの南の都市マルセーユと同程度の緯度に位置する。
発電実績から見ると、夏至の頃と冬至の頃は一日当たりの発電量は2倍の範囲に収まっている。ドイツに比べると夏至と冬至の差は非常に少ない。

赤道直下の発電推定
太陽は地球から見た場合、1年間を通して北回帰線と南回帰線の間(ソーラーベルト地帯)を移動する。
従って、赤道地点から見ると、太陽は年2回真上に来ることになる。最初は、日本の春分の時期で、2度目は秋分の時期である。太陽が真上に来た時、太陽光発電は最大となる。しかし、夏至と冬至時の差は日本ほどにはないと推定している。



南半球での発電パターン
赤道を超えた南半球の国、例えばオーストラリアとかアルゼンチンやブラジルでは発電パターンは日本と逆になる。
北半球では夏至の頃が最大で冬至の頃は最小であるが、南半球では逆転し、夏至の頃は発電量が最小となり、冬至の頃が最大となる。


発電パターンは日照時間だけで決るのでは無く、その地域の気象条件から影響を受ける。日本は、世界の多くの国と比べても雨量は非常に多い。ヨーロッパの国は年間雨量が、日本の1ヶ月か2か月分にしか過ぎないため、雨の影響は少ない。
日本では、6月、7月に長期の梅雨がある。この時期は、日射強度が1年の内でも最も強い時期で発電量も最多となるが、梅雨のために発電量が多くならない。
下のグラフを見ると、梅雨の影響で本来は多くなるはずの6月、7月の発電量が最大となっていないことがはっきりと読み取れる。


一日の発電量を1年間365日分を多い順(降順)に並べると、なだらかな「S字曲線」となる。

(1)愛知県の家庭用(4.8kW)発電実績
                    最大発電量31kWh、平均16.97kWh
                    なだらかなS字曲線が確認できる。

(2)神奈川県の産業用(13000kW)発電実績
                    最大発電量90,860kWh、平均44,637kWh
                    なだらかなS字曲線が確認できる。

(3)フランス全土の全太陽光発電の発電実績
                    最大発電量35,708MWh、平均19,520MW



太陽光の特性を十分に把握した後、その長所を生かし、短所を抑える仕組みを
   作り出せば、太陽光発電を天気に左右されない安定化したベース電源として利
   用可能となる。

   太陽光の「タケノコシンドローム」を事前に理解した上で取り組めば、決して      発電したものを捨ててしまう事(出力を抑制する事)など考えずに、需要を超
   過した部分を有効に活用することを考えるはずだ。

   ソーラーパネルを並べただけで、多少、系統容量を増やせば太陽光で無限に発
   電出来ると考えるほど幼稚な考えから、早く卒業してほしいものである。

   早く卒業しなければ、再エネ可能率24パーセント以上にならない。

「タケノコシンドローム」とは
弊社が作った造語です。















































































































































































































































































































































































































































































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