HBBS概要

ハイブリッド・バッテリー・システム(HBBS)
原発が再稼働しても出力抑制されずに発電出来ることを保障する
特許第6408531号)「蓄電池制御方法及び装置並びにそれを用いた蓄電装置」(登録日:平成30年9月28日)   

1. システム機器構成























2. 出力抑制が発生しない理由




































 
3.蓄電池の容量が
1.33倍の理由






















 
 
4.一日の発電量


















5.電力会社にとっての(1)系統運用上の効果




















(2電力設備投資の効果
 












(3)電力会社の経済効果











6.日本の社会に及ぼす
影響
    1つの発電装置に1組の蓄電池を接続させる。
    1組とは任意の数の蓄電池で構成され、接続された発電装置の一日当たりの発電量を収容出来、
    かつ放電と蓄電の同時並行処理が可能な装置である。(図4.1)

    蓄電は発電装置で発電したものを、直接電力系統に送電せずに、一旦、蓄電する。
    放電は、前日に発電した量を24分の一づつ均等に24時間かけて放電する。
    放電開始時刻は、翌日の系統制御開始時刻(通常は午前ゼロ)で、終了時刻はその24時間後
    になる。

    
                                                                                                            (図4.1)

 
 
    出力抑制が発生する理由は、発電量がその時の需要量を超過し、「同時同量」を守れなくなる
    からである。HBBSでは1日分の発電量を蓄電した後、翌日、24時間かけて放電するので南中
    時の最大発電量が、3分の一から4分の一になるため、需要を超過する可能性が極めて少なく
    なる。 (図4.2)
                                                                    (図4.2)

    実例で説明する。
    九州の種子島で、太陽光が需要を超過すると予測した(左図)ため、実際に出力抑制した。
    もしここにHBBSが導入されていたら出力抑制は発生しなかったであろう(右図)
    太陽光の発電分は、発電日には蓄電池に蓄電し、翌日の午前ゼロ時から24時間かけて毎時
    2,709kWをベース部分に放電するため需要を超過することは無い。

                                                                                                                    (図4.3)




    一組の蓄電池群の合計容量は、発電装置で発電可能な一日当たりの最大発電量の1.33倍が
    必要である。
    1.33倍である理由を次に説明する。
    (1)一日の発電量と放電量の時間別変化(図1)
            発電は日の出時刻から始まり、南中時に最大発電量となり、日没で終了する。
            放電は午前ゼロ時から、毎時同じ量(前日発電量の24分の一の量)が均等に24時間か
            けて放電される。
    (2)蓄電量の変化(図2)
            一日当たりの発電量を1とする。
            前日蓄電された量は、1時間ごとに24分の一づつ減少し、24時間後にはゼロになる。
            当日の流れ蓄電量はその日の出時刻から、当日の発電が始まり蓄電量が増えていく。日
            没時刻にその日の蓄電量は1になる。
    (3)合計蓄電量の変化(図3)
            合計蓄電量は0時に1から始まり徐々に減少し、日の出時刻から少しづつ増加し15時に
            最大値1.331になり、最終時刻には1になって終了する。




    太陽光発電の1年間の中での一日当たりの発電量は、365種類ある。
    多い順に並べると図4.4のようになる。「緩やかなS字カーブ」と呼ぶことにする。
    図4.4は神奈川県に設置された13MWの発電装置から実際に発電した日別発電量を多い順に並べ
    たものである。一日当たりの最大発電量は90,860kWhで、平均は44,637kWhとなっている。
    一日当たりの発電量をどこに決めるかは蓄電池の投資効率に大きく影響する。
    弊社の計算では最大値の90,860kWhではなく、65,000kWhの容量が利益率では最適であると結
    論を出した。
                
                                                                                                        (図4.4)

                    詳細 ⇒⇒  蓄電池投資への効果分析

 
    ハイブリッド・バッテリー・システムは発電業者にとって出力抑制が無くなるという大きな
    メリットがあるが、実は、系統運用を行う電力会社にとっても大きなメリットがある。
    その系統運用上のメリットは次の通りである。
                            詳細 ⇒⇒ 系統運用上のメリット
           ①毎日の天気予報からの発電量予測作業が不要となる
           ②予測と実績の差分に対する対応が不要となる
           ③出力抑制の前日処理や後処理などが不要となる
                   詳細 ⇒⇒   実は、太陽光発電の大量導入で一番得するのは電力会社
           ④太陽光発電を安定化した電源として利用できる
                 a.晴れと雨天の発電量の変動幅が3分の一になる(給電保障機能無しの場合)
                 b.天気に左右されない一定量を給電できる(給電保障機能有りの場合)

            ⑤短周期変動対応不要となる
            ⑥長周期変動対応不要となる
            ⑦内燃機関のアイドリングタイム不要となる
            ⑧大型PV装置障害発生時でも系統運用に影響は受けず、緊急対応不要
            ⑨需給計画作成時にPVSS下のPVに対する長期予測不要
            ⑩原発と太陽光発電の共存が容易になる
            ⑤予測と実績の誤差から生じる大事故発生が皆無となる


    ハイブリッド・バッテリー・システムは一般電気事業者(10電力会社)の設備投資にして
    も大きなメリットがある。
            
            ①蓄電池(HBBSとグリッド・ストレージ)は発電業者負担のため、
                電力会社の負担は不要である
            ②長周期変動対応への投資は不要である
            ③地方のベース電源化のための送電容量の増設は不要
            ④送電容量増設費は託送料金で稼ぐので、自己資金は不要となる
            ⑤PV拡大に合わせてバックアップ電源導入は不要となる      
            ⑥ピーク対応のための低稼働率の発電所増設は不要となる

                     詳細 ⇒⇒    電力設備投資上のメリット

  
   ハイブリッド・バッテリー・システムは一般電気事業者(10電力会社)の経営上の経済効果も
    大きい。
            ①赤字経営からの脱皮が可能となる
            ②燃料費削減による経済効果
            ③CO2削減による経済効果
            ④老朽化した火力発電所の30~50%廃棄による経済効果
            ⑤原子力発電所廃棄による経済効果

                     詳細 ⇒⇒    電力会社にとっての経済効果



    ハイブリッド・バッテリー・システムを使用することにより大量の太陽光発電の導入が可能と
    なり、その導入により日本の社会全体に対して大きなメリットをもたらす。
    そのメリットは、
            ①世界で最も高い電気料金が大幅に安くなる。
            ②脱化石燃料のメリットが得られる
            ③地産地消と地産都消で地方が繁栄する
            ④脱原発が出来る  等


                                            詳細 ⇒⇒    社会利点