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蓄電と放電のシミュレーション

ダブル蓄電方式の問題解決を検討する

（蓄電池容量の縮小化は可能か？)


（１）ダブル蓄電池方式の問題がどの程度解決できるか


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ダブル蓄電池方式の問題は「蓄電池の容量が２倍必要となる」ことである。
数理モデルでは「縮小化は可能である」ことは見えてきた、
実際のシミュレーションで、現実に近い形で検証する。


            シミュレーション環境の設定
                ①太陽光発電環境の設定

                        年間最大発電日が２日連続し、その後やや少なめの日の後、発電無しになった場合

                ②太陽光発電装置

                        太陽光発電装置の容量         =    10,000kW        
                        ５分間の最大発電量             =         833kW （ = 10,000 ÷ 12）
                        一日の最大発電実績             =    73,600kW  
                        ダブル蓄電池方式での蓄電池容量   ＝   73,600  ×  2  ＝  147,200KW
                        ハイブリッド方式の場合の各蓄電池の容量 ＝ 5,000kW

シミュレーションでのハイブリッド蓄電池の構成

SW制御部で５分間隔に蓄電池①と②の蓄電量をチェックして、
必要に応じて蓄電すべき蓄電池、放電すべき蓄電池を選択し
蓄電池切り替えの制御を行う。


    ③太陽光の発電量と放電量の設定

     
発電量 
 放電量
 初日
  73,600kWh
（年間最大発電日）
 無し
 ２日目
73,600kWh
（２日連続の最大発電日） 
前日(初日)の分を２４時間かけて放電 
 (時間3066kWh、５分間隔で２５５kWh) 
 ３日目
50,240KWh
（やや少ない発電日） 
前日(２日目)分を２４時間かけて放電 
(時間3066kWh、５分間隔で２５５kWh) 
 ４日目
 無し           
（全く発電無しの日）
 前日(3日目)分を２４時間かけて放電
(時間2093kWh、５分間隔で１７４kWh)

            
    ④４日間の発電のグラフ化


    ⑤蓄電池の容量の変化を可視化
        ２４時間放電をしながら、日中に発電で新たな電気を蓄電した場合、蓄電池に蓄電されて
        いる電気の容量はどのように変化するをグラフ化した。


                        このシミュレーションから分かったことは、蓄電池容量は最大
                                                            ９４,２５３kW
                        あればよいことである。この容量は、一日の最大発電量の２倍
                                    ７３,６００kW × ２ = １４７,２００kW
                        以下である。
                        
    ⑥シミュレーションの詳細データー
            蓄電と放電の切り替えチエックは５分間隔で行うが、表示は１時間間隔で行った。
            ５分間隔の詳細は別途表示している。
            蓄電池切替の仕切値(蓄電上限値)は49,167kWとした。(上限値を超えたら切り替える)
凡例蓄電放電


        初日
            ・両蓄電池は空っぽの状態から始まる。
                日の出とともに太陽光発電が開始すると、その発電分を１号蓄電池に蓄電する
            ・１２時５分に１号機の蓄電量が仕切値49,167kWを超え49,245kWになったので、
                ２号機を蓄電専用に切り替える。（右蘭の①の詳細参照）
            ・切替後は、新たな発電分は２号機に蓄電する。
                日没で発電停止すると、両蓄電池の蓄電量は０時まで蓄電量は変化しない。
                ０時から、初日に発電した分（73,600kW）の放電を１号機から行う。
                １時間当たりの放電量は、73,600kWの２４分の一で3,066.7kWである。

      ２日目
            ・初日の発電分を１号機から均等に放電を続け、日の出時刻の５時過ぎから２日目
                の発電分を２号機に蓄電する。
            ・９時２５分に２号機の蓄電量が仕切値を超える（右蘭の②の詳細参照）ので、蓄
                電を１号機に切り替える。
                と同時に、１号機から放電していたものを２号機からの放電に切り替える。
            ・１号機への蓄電と２号機からの放電を続けていたが、１３時５分に１号機の蓄電量
                が仕切値を超えた（右蘭の③の詳細参照）ので、２号機への蓄電に切り替える。
                １号機は放電となる。
            ・１４時５０分に２号機への蓄電量が仕切値を超えた（右蘭の④の詳細参照）ので、
                １号機への蓄電に切り替える。

      ３日目
            ・同様に３日目の発電分の蓄電と、２日目の放電を続ける（右蘭の⑤の詳細参照）
            ・同様に３日目の発電分の蓄電と、２日目の放電を続ける（右蘭の⑥の詳細参照）

      ４日目
            ・４日目は発電ゼロのため前日分の放電だけ行う。
            ・２１時に１号機が蓄電下限値を超えたので、放電を２号機に切り替える。
            ・２号機に切り替えるも、２号機も下限値を超えているのでまた１号機に戻る。

        総括
            ・１号蓄電池の最大蓄電量は２日目の１３時５分の49,699kWであった。
            ・２号蓄電池の最大蓄電量は２日目の９時２５分の49,541kWであった。
            ・１,２号機合わせた最大蓄電量は、２日目の１６時００分の94,253kWであった。








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ダブル蓄電池方式とは ‼
★前日発電した電気を24時間かけて放電すると、翌日発電分の蓄電処理との並行処理が必要となる。
★並行処理を最も簡単に行う方法は、蓄電池を２つ並べて一つは蓄電、もう一つは放電と役割を決めて、放電終了時に２つの蓄電池の役割をチェンジする方法である。

★２つ並べた場合、一つの蓄電池の容量は一日の最大発電量を保存できる容量が必要なため、二つ合わせると一日の最大発電量の２倍の容量が必要となる。
★現時点では蓄電池のコストは膨大である。膨大な蓄電池を二つ並べることは不可能になる。


























































































①の詳細(5分間隔)

②の詳細(5分間隔)



③の詳細(5分間隔)



④の詳細(5分間隔)


➄の詳細(5分間隔)

⑥の詳細(5分間隔)





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