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風力発電は太陽光発電より出力制御になりやすい

風力発電は、太陽光のように南中時に発電が集中する事がないので、需要超過には成りにくい。
だから、出力抑制として発電停止を命じられることは少ないと、固く信じておられる方は、
まずここの説明をお読みください。



風力は太陽光より出力抑制になる確率は大きい。

理由1.太陽光が供給過剰になると、共犯として風力も出力抑制の対象となる。

            太陽光が発電する昼間は風も必ず吹いている。風力が極めて少ない時もあ
            るが、風力の発電は僅かであっても存在している。
            現在東京では供給過剰にはなってないが、近いうちに導入を予定している
            太陽光のすべてが発電し始めると、ほぼ全日供給過剰になる。その時は風
            力も驚くほど導入されるので、太陽光に合わせて風力もほぼ毎日出力抑
            制の対象になる。(図1)

                                   太陽光が供給過剰になると風力も          (図1)
(図面をクリックすると拡大できます)


理由2.夜間、特に深夜は電力需要は昼の半分以下になる。しかし、深夜にも
               ベース電源は止まらないので、再エネの余地は少なくなる。(図2)
               それに反して、風力は昼より夜間のほうが強いことが多いで、発電量が
               多くなる傾向がある。
               
               図2は東京電力の2019年度の需給実績から、季節別時間別需要量を表示
               したものである。これを見ると需要が最大となる夏ピーク期の最大需要
               量は、15時ごろに発生した5543万kWhであった。その日の最低需要は、
               早朝の2971万kWhである。需要の少ない6月の最大需要は約4000万kWh
               であったが、最低はピーク日とさほど変わらない2590万kWhであった。
               5月ゴールデンウィーク期間は最大値がピーク日の半分以下であるのに、
               最低はピーク日より少し下回るだけだ。
               ここで言いたいことは、1年を通して最低需要は早朝時間帯に同程度の量
               であると言うことである。
               ところが、常に発電しているベース電源の発電量が2000万kWh程度あ
               る。昨年1年間の最低発電量は1355万kWhであった。
               そのベース電源の上に風力の発電が上乗せされるので、簡単に最低需要
               を超過することになる。

                                夜間は需要が少ない上にベース電源あり      (図2)
(図面をクリックすると拡大できます)

結果を先に!!
    ①全体の停止回数
            東京電力は現時点(2020/4/10)では、出力抑制は実施されてません。
            しかし、現在風力の申し込みが3300万kW、太陽光が2200万kWあります。
            その全てが数年後には稼働します。その時の稼働をシミュレーションした
            結果を見てください。
                                  減、倒産続出
            シミュレーション結果の中から、月別抑制回数だけ先にお見せする。
            年間の抑制回数は319回となった。これは、東京管内の殆どの地区が曇り
            か、雨が降っているとき以外は、抑制対象になると解釈できる。
            太陽光が原因で抑制になる昼の回数が306回で、この時、風力も抑制にな
            る。
            風力だけ抑制対象となる夜間の回数は257回であった。昼と合わせると1年
            間で563回の抑制になる。365回より多いということは、昼と夜の2回停止
            させられることが頻発することを意味している。

    ②1発電所当たりの停止回数
            1太陽光発電所の停止回数は、116.8×1.48で173回となる。
            1風力発電所の停止回数は、昼の停止が116.8×1.48の173回で、夜が
            100.3×1.48で148回で、合計321回となる。

                                                                                    (図3)
(図面をクリックすると拡大できます)

    1発電所当たりの売電収入の影響
            ☆太陽光の場合
                太陽光に対する出力抑制は、東電管内全域が晴れている場合はほぼ間違
                いなく抑制される。逆に、全域が雨の場合は、発電量も少ないので出力
                抑制になりにくい。
                一方、太陽光の一日の発電量はゼロから容量ぎりぎり一杯に発電するこ
                とがある。発電量の種類は365種類あるといってもよい。図4は一日の発
                電量を多い順に並べたグラフである。多いものから90個の合計は年間
                電量の38パーセントを占めるが、少ないものから90個を集計すると年間
                の10パーセントにしか過ぎない。
                出力抑制で年間180回も発電停止になると、最大で68パーセントの売電
                収入が減少すると考えるべきである。50パーセントでは無い事にご注
                意。
                                                                                                 (図4)
(図面をクリックすると拡大できます)

(注)経産省ご推進のオンライン制御とオフライン制御の違いについて
オフライン制御は前日の内に天気予報などから翌日の発電量等を予測し、供給過剰になりそうだと判断したら、前日の内に「明日は、朝一から日没まで発電を停止してください」と指示し、当日現場の方が、手作業で発電を停止させるやり方。オンライン制御は当日発電中に供給過剰になりそうであると制御室が判断した場合に限り、適切な発電所を選択し、オンラインで停止させるやり方。オンライン制御だと停止時間が短くて済むといわれている。
しかし、しかし、オンライン制御の効果があるのは太陽光の導入容量が少ない時であって、導入量が2倍や3倍と増えると、供給過剰になり始める時間が日の出直後から始まるので、オンライン制御はオフライン制御とほとんど変わりなくなる。東電の太陽光は現在1433万kWであるが、今後承認済みと検討申込のすべてが稼働すると、太陽光の容量は2.5倍の3624万kWになる。その時はオンライン制御は、単なる飾りに過ぎなくなる。

   ☆風力の場合
      風力に対する出力抑制は、風が原因で停止するより、太陽光の影響や
      夜中の火力などのベース電源の稼働状況で抑制となる。皮肉にも風任せ
      ではない。また、夜間の停止時間はその日の状況に左右される。
      したがって、年間売電収入に対する影響度合いの計算は別の方法に頼ら
      ざるを得ない。それは年間の発電量に対する年間抑制量の比率を適応す
      ることである。



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