太陽光発電の大量導入が難しい理由

(タケノコシンドローム現象)

太陽光発電は太陽が真南に来た時に最大となる。

最大となると電力需要量を太陽光の発電量が超過してしまう。

超過した量は、カットせざるを得ない。(出力抑制)

(1)タケノコシンドローム現象

太陽光発電の発電量は太陽が真南に来る南中時が最大の発電量となる。

太陽光発電の導入量が増えると増えた分だけ、南中時の発電量が増える。

決して横には広がらない。ただひたすら上に伸びるだけだ。増え続けると、需要と言う天井を突き抜けてしまう。(以下、タケノコシンドローム)需要を超えると出力を抑制しなければならない。抑制すると太陽光の大量導入は出来ない。大量導入が出来なければ、再エネ化率は頭打ちとなり、高い率は望めなくなる。

(2)再エネ化率を高めるには

南中時の発電量がPV導入容量に比例して伸びるタケノコシンドローム現象

次に、小学校高学年程度の算数の問題に移ろう。

3)風力発電には出力抑制は発生しないのか??

図1.1の需要曲線で囲まれた面積( 土色に囲まれた部分)に等しい太陽光発電量はどのステップか?

正解はステップ3の双曲線である。この双曲線の頂点は、需要曲線12時の需要量の2.5倍になっている。

この発電曲線は晴天日の姿である。雨や曇りの時は、南中時の発電量はるかに少ない値である。

1か月間が晴天続きということは在り得ない。1年間で見ると梅雨の時や大雪の日もあるので、南中時の平均的発電量は半分程度となる。実際の気象条件を考慮に入れて、年間の太陽光発電量を年間の需要量と等しくするためには、太陽光発電の容量は、南中時の需要量の4〜5倍程度でなければならない。(地域によって異なる)

4〜5倍程度の太陽光発電の導入が出来なければ、太陽光だけで高い再エネ化率は達成できない。

風が強くなれば発電量は制限なく増えるか?

答えはNOである。風速25メートルまでは順調に発電量は増えるが、それ以上強くなると、風車破壊の危険性から発電は停止する。最大発電量は風速25メートルの時となる。

しかし、供給域内の全風力発電が一斉に最大発電になり、その発電量が需要を超す場合には、出力抑制が必要になることは在り得る。出力抑制は24時間の内のどの時間かは、分からない。

全くの風任せである。

図2は、日本で風力発電導入量が最大の東北の2017年5月の8日間の実績である。

これを見ると風力発電には太陽光のような南中時がないことが分かる。また設備容量は、1,046MWあるのに、通常は0~200MW程度の発電しか無く、最大でも600MWとなっている。

(図2)

最後までご精読ありがとうございます。ご質問、ご感想、反論等

ozaki@smart-center.jpまで直接お送りください。