太陽光を超安定電源化

太陽光発電保障システム(PVSS)の要約
特許出願中(特願2015-224323)

昨年10月、突然、九州電力が回答保留を発表し、日本全体が騒然となった。その後経産省は「接続可能量」見直しを行い、太陽光発電(以下PV)の将来に待ったをかけている。

原因はPVが電力需要を超過するため、需要と供給のバランスを崩すからであった。PVは太陽が真南に来る南中時に最大の発電となる。設置容量に合わせて南中時の発電量は伸び続ける。まるでタケノコが天を目指してどんどん伸びるのに似ている。(以下タケノコシンドローム)

PVSSでは、このタケノコシンドロームを解決するために、ハイブリッドバッテリーシステム(HBBS)を使用し、太陽光で発電した電気は電力系統に直接接続せずに、いったんHBBSに蓄電する。日没後の、翌日の系統運転開始時から放電を行い、24時間かけて均等に放電する。その時の時間あたり放電量は、南中時発電量の晴天日には3分の一から4分の一になる。また放電中、深夜の需要の最低時間に需要を超過することがあるので、超過することが分かった場合は、超過分を調整用蓄電池に保存するか、揚水式発電などで対応している。(需給安定保障)

従って全てのPV装置は系統へ接続可能となる。(接続保障)

HBBSに蓄電しながら発電するため、出力抑制や出力制御の制約を受けない。天気通りの発電が可能となる。(発電保障)放電に際しては、事前に設定された時間あたり放電量(保障ライン)を超える場合は、調整用蓄電池に超過分を保存する。逆の場合は、調整用蓄電池等から補充させる。これにより、天気に左右されない一定量の放電となる(安定供給保障)。保障ラインを設定した背景は、PV量は全天日射量に比例し、それは地球が太陽を同じ軌道で公転しているので1年間を通すとほぼ同じ程度の量であり、実際の発電量を調査しても数年間の年間発電量の誤差は小さかったことに根拠を置いている。
HBBSを付設すればPVは全て接続可能になり、設置したものは天気通りに発電出来る。すなわち計画通りに収入が得られることと、蓄電池設置に対する大幅な補助金が得られることからPV導入が加速する。
FIT制度開始4年目にしてすでに買取価格は、産業用の場合、33%値下がりしている。PVSS効果で更にPVの導入量が増えることから、FIT制度の価格は更に下がり、10年後には10円程度になると推定できる。(グリッドパリティ保障)

価格が原子力発電並みになることと、PVSS下で天気に左右されない安定した供給が保障されることから、PVをベース電源と利用できるようになる。
各電力会社の最低需要日程度をPVでベース電源として導入すると、必要なPV装置の容量は、電力10社合計で55,474万kWとなね。これは現在FIT認定済みの6.3倍、稼働中ものと比べると24.1倍となる。また必要なHBSの容量は46.8億KW、調整用蓄電池はHBSの3~6倍必要である。またこれだけのPVが稼働すると日本の再エネ化率は71.7%になる。

問題は、これだけのPVを設置するためのスペースはあるかということである。導入後、日本国土の殆どはPVだらけになったなんて目も当てられない。しかし、計算結果、全国平均では可住地面積の2.7%に過ぎないが、東京、関西、中部に限っては関西が6.0%、東京が5.4%と高くなっている。土地価格や土地使用料金を考慮に入れると都会地には無理があると判断した。そこで都会地は現在FIT認定分の倍まで可能として残り分は地方に分配した。
都会地の分を地方で発電して都会地に送る。地産都消の概念である。都会地の振替分は将来のFIT買取価格12円/KWhで計算すると、年3.9兆円になる。これは地方創生の資金源となる。(地産都消保障)平成27年度の地方交付税が15.7兆円だったことから比べると、3.9兆円は大きな金額である。

PVのベース電源化により、今後10年乃至15年の間に、太陽光パネル業界は53兆円、蓄電池業界はHBSで56兆円、調整用蓄電池で147兆円合わせて203兆円、IT業界は年商0.3兆円、25年で7.5兆円、送電設備業界は20.1兆円、送電会社33.6兆円、合計264.2兆円の経済効果が発生する。(経済効果保障)
以上


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