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遅すぎる蓄電池投入、出力抑制頻発で再エネ化率は上がらず、発電業者は倒産続出

既に稼働しているソーラーパネルに、後付けで蓄電池(HBBS) を押し込んでも、
激高する出力抑制を抑える事は出来るが、
最初から蓄電池(HBBSとセットで導入したケースと比べると、
余計なコストが掛かってしまう。

最初から、蓄電池(HBBSを導入するとパワコン不要となるが、
既に購入したパワコンは産業廃棄物として廃棄せざるを得ない。

蓄電池(HBBSを使用すると系統接続工事負担金が激減するが、
後付けで蓄電池をねじ込んでも、高額の工事負担金は戻って来ない。
戻らないどころか、新たな負担金が必要となる。

再エネの主力電源化が出来ない原因は、出力抑制の頻発であるので、
HBBS導入までの発電禁止で、売電収入減に耐えなければならない、
最初から蓄電池(HBBS)を導入すべきであったと、反省と後悔ばかりである。




何故、遅すぎる?

--- 稼働後の蓄電池投入は,コスト回収が困難 ---


「太陽光に高価な蓄電池を投入しても蓄電池コスト回収できる理由」
を説明しますので、
読者の皆さんご自身で、稼働後の投入では
「コスト回収が困難となる」
その理由を考えて下さい。



最初から蓄電池を導入して、コストに耐えられる理由


理由  1.ソーラーパネルと蓄電池の一体化でパワコンなどを排除し、
              全体コストを下げる事が出来る
 
        パネルでの発電は直流であるから、直流のまま蓄電池に蓄電する。
            したがって、交流変換を行うパワコンは不要となる。
        ★パネルは蓄電池の上に置くのでパネル用の土地だけあればよい。
        ★パネルと蓄電池の設置は同時に行うので、流通費、導入費等が節約できる
        ★パネルは、蓄電池の上に設置するので架台費用が大幅に節約できる。


⇒導入済みパワコンはHBBS導入時に不要になり、産業廃棄物処理
    コストが更に必要になる。




理由  2.HBBSを使用すると系統接続電圧が4分の一になるため、
              系統接続工事負担金が大幅に減少する。
 
        ★太陽光発電の系統接続ヶ所はその容量(最大発電量)で決められている。
        ★容量ごとに接続変電所が決まっている。(図2)
           例えば、10万kW~50万kWは1次変電所接続となっている。50kW以上の
           電所は超高圧変電所接続となる。
        ★接続する変電所の件数は、低圧は多いが、高圧になると少なくなる。
           配電変電所は全国に6,700ヶ所ある、一つの県に100ヶ所以上ある事になる
           が、超高圧変電所は249ヶ所しかないので、県当たり5所程度となる。
           従って、確率論的に考えると、高圧変電所までの距離は低圧変電所までの
           距離より長くなるといえる。(そうでない場合もあるのでご注意)
        ★HBBSを使用すると発電後24時間かけて放電するので1時間当たり放電量
           は、容量の3分の一~4分の一になる(図1)。したがって接続変電所も
           1ランク下の変電所となる。例えば、10万kW~40万kWは1次変電所から
           間変電所に代わる(40~50万Wは同じ中間変電所のまゝ)。
           従って確率論的には変電所までの距離も近くなる。

                                                                           (図1)                                    (図2)
       
(図面をクリックすると拡大します)


        ★変電所までの距離が短くなると同時に使用する機器の電圧も下がるので価
           格の安いものが使用できるようになる。その代表例として架空線の場合を
        (図3)に載せた。この表は電力広域的運営推進機関が発表し、全電力会社
           が使用しているテーブルの一部である。
           支持物の場合、鉄塔は、最大500kV接続ではキロメートル当たり4.8億円~
           9.1億円だが、最低33kV接続では0.8億円~1.2億円となる。
           33kV以下では電柱使用となり、キロメートル当たり 0.1億円~0.3億円と極
           端に安くなることがわかる。 
 
                                                                                             (図3)
(図面をクリックすると拡大します)

        ★工事負担金計算サンプル
            接続変電所が変わると工事負担金がどの程度変わってくるかをサンプルで
            見てみよう。
            一つの太陽光発電所を想定し、その発電所近辺にある変電所までの距離を
            設定した。(図4)
            発電所と変電所間を接続するための工事負担金を計算する。

                                                                                                            (図4)
(図面をクリックすると拡大します)

        ★電力広域的運営推進機関発表の単価表を使用した結果は(図5)となる。
           この表(図5)の見方。
           超高圧変電所への距離は20kmであるから、HBBSを使用しない通常接続の
           場合は、鉄塔で40.0億円、変圧器関係で9.3億円、合計49.3億円となる。
           HBBS使用で、電圧が4分の一になっても接続変電所が同じ超高圧変電所
           場合は、鉄塔が24.0億円、変圧器が2.3億円、合計26.3億円となる。
           HBBS使用効果は23.0億円となる。
           HBBS使用で接続変電所が1次変電所に変わった場合、距離は10kmとな
           り、工事負担金は13.2億円となり、HBBS効果は36.1億円となる。
            この金額でHBBSコストは払えてしまうのでは?
 
                                                                                            (図5)
(図面をクリックすると拡大します)


⇒接続変電所が変われば連携線も全く新たに作る必要があり、最初に
    作った連携線作成の費用は戻ってこない。



理由  3.HBBSを使用すると出力抑制が発生しなくなるため、売電収入
                が予定より減る事はない。
 
        出力抑制頻度の現状と将来
        
    (1)現状
        ★現時点(2021年2月末)で出力抑制が発生しているのは九州電力だけで、
            他では発生していない。
        ★九州では、2018年度には2回、2019年度は74回発生している。2020年度は
            3月の推定も含むと70回となる。
        ★九州では1年間の抑制で売電収入は予定より14%程度の減収になっている
            と推定した。今後は増々その率は高くなり、50%以上と予測している。
  
    (2)数年後
        ★全地域の電力会社が受け付けている再エネが数年後に稼働する容量は現在
            稼働中の2.9倍になる(図6) 
            内訳は太陽光が1.9倍の10,996万kW、風力がなんと25.1倍の11,322万kW
            となる。

                                                                                                                     (図6)       
(図面をクリックすると拡大します)

        (図7) 



(図8) 









理由  4.蓄電池容量は一日分の発電量を保存できる容量が必要てある
                が、投資効果が最大になる容量が選べる。
 
        ★HBBSの蓄電池は接続しているソーラー発電の一日の発電量を収められる
           容量が必要である。
        ★一日の発電量は、365種類あると言う事ができる。(図9)
             中には1年のうち1~2回しか発生しない最大発電量から、ゼロの発電量ま
           で様々である。1万kWの太陽光発電の1年間の日別発電量を多い順に並べた
           グラフが(図9)である。そこでは、最大発電量は71,600kWhで、最低は
           0kWhである。平均は40,379kWh、6万kWh以上の回数は40回、5万kWh以
           上が100回ほどある。
        ★一日の発電量を保存するためには、(図9)のケースでは蓄電池の容量は
            71,600×1.33=95,228kWhが必要であるが、売電収入と蓄電池価格を考慮に
            入れた投資効果を考えると、60,000kWhかもしれない。60,000kWhにする
            と71,600kWhの場合より15,428kWh分の蓄電池コストが安くなる。しか
            し、売電収入もその分少なくなる。
         ★しかし、HBBSを使用した場合、60,000kWhを超過した場合、無条件に
            カットされる訳ではない。(図7)からわかることは、前日残と当日発電
            の合計が60,000kWhを超過した場合にカットされるので、2日連続で
            60,000kWh(×1.33)を超過の場合にカットされると考えるべきである。

                                                                                         (図9)

(図面をクリックすると拡大します)
 (図10)
(図面をクリックすると拡大します)


理由  5.出力抑制が発生しないと分かれば安心して発電所規模を大型化
                出来る。大型化するとパネルや蓄電池はスケールメリットで低
                価格となる。売電単価は発電所規模とは無関係のため、大型発
                電所は利益率が良くなる。
              
        ★

        ★
                                                                                                        (図11)
(図面をクリックすると拡大します)


理由  6.蓄電池は太陽光発電にだけ適応するが、波及効果で風力発電に                 まで効果が出る。風力発電業者が得る利益の一部を、太陽光発
              電業者の支援金にする制度を作る。太陽光への蓄電池導入促進
              を図る。

    (参考)太陽光発電にだけHBBSを適応し、風力には適応しない理由
      太陽光;太陽光発電は、南中時の5~6時間に一日の発電の60%が集中する。
                    然も、導入量が増えると南中時の発電量がどんどん増えて行く。まる
                    でタケノコが天空を目指してどんど上に伸びていくに似ている。弊社
                    はこれをタケノコシンドロームと名付けた。
                    日本は南北に長いが東西は狭く、明石市を中心として±30分の中に
                    各地の南中時が集中する。従って、日本はお昼に、北から南まで供給
                    過剰の可能性が高くなる。そんな時、供給過剰になったからどこかに
                    過剰分を処理してもらおうとしても、日本全国供給過剰で引き受け手
                    はない。そんな過剰分はHBBSに保存して後でゆっくり処理するのが
                    ベストである

        風力 ;風力発電には発電が集中する時間帯は存在しない。24時間いつでも
                    風は吹く。季節によっては夜間に多いとか、夏の昼は風が少ないとか
                    あるが、集中する時間帯はない。
                    太陽光が発電する時間帯は昼の7~8時間であるが、風力は24時間で
                    ある。1MWの太陽光の一日当たりの最大発電量は7~8MWであるが
                    風力発電の一日当たりの最大は24MWで、太陽光の3倍以上となる。
                    

    解説;太陽光だけHBBS適応で、風力にも出力抑制が少くなる理由。  

           太陽光発電は昼間だけ発電。風力発電は昼間も夜間も発電できる。
              だから、昼間は太陽光と風力の両者が発電している。昼間に供給過剰に
              なると太陽光と風力は共犯として両者が逮捕され、両者が公平の原則に
              乗っかって有罪となる。
              太陽光にHBBSを適応すると、太陽光昼間の発電量は4分の一程度に減量
              するので、その上に乗っかっている太陽光と風力の合計量も減量する。
               従って、風力の抑制回数が少なくなる確率が高くなる。

                                                                        (図12)


           
                                                                    (図13)



                                                            (図14)                                            (図15)



理由  7.蓄電と放電の並行処理は、2台の蓄電池を並べれば簡単にできる。
              HBBSは、1.33倍の容量で行う。33.5パーセントのコストダウンで
              効率のいい蓄電池使用を行っているむ。
 
        ★前日発電分を翌日24時間放電するため、翌日の発電と重なる。
           従って、蓄電池には蓄電と放電を同時に行う機能が必要。同時処理を行う
           最も簡単な方法は、蓄電池を2つ並べて一つは放電専用、もう一方を蓄電専
           用にすればよい。そのためには2倍の蓄電池の容量が必要となる。

        ★

                                                                             (図16)                                                                            (図面をクリックすると拡大します)






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