いちおう、専門家の意見を聞いて実施しているようで、読んでみてなるほどと思います。

しかし、今では太陽光発電が大量に導入されていますので、夏の昼間の冷房をそんなに「省エネ」する必要はないですね。確かに太陽光では夕方から夜の電気は補えませんが、それでも「業務効率が上がる」と思えば、そのまま「省エネ」を気にせずに冷房を使えるので心強いです。冷房をもっと気楽に使いましょう。

昔から太陽光発電は「ピークカット効果」があると言われてきましたが、忘れていました。姫路市の話を読んで思い出し、少し懐かしい思いをしました。

宮古島では種々の事情により、これ以上の環境悪化が許されないため、かなり切羽詰まった再エネ利用事業のようです。とは言え、内容を見ると、太陽光発電は良いですが、エコキュートや蓄電池の利用とデマンドコントロールによるピークカットで目標を達成しようとしているらしく、「本当にこれで実現できるの？」と思ってしまいます。

エコキュートでお湯を沸かすと言っても、そんなにお湯の需要があるのですかね。蓄電池はまだまだ高いですし、デマンドコントロールでそんなに効果を上げられるのですかね。あるいは何かの補助金があるとか・・・。ただ、既に宮古島の電力事業は大赤字らしいので、それを軽減する程度の効果があるだけでも、十分に価値はありますけれどね。

まぁ、経済性はともかく、運用の経験・データはとても価値があると思います。将来、蓄電池がもっと安くなったら、経済的な運用ができるようになるでしょう。とりあえずは、環境保護の目的もありますので、頑張るのでしょう。

パネル1kWあたりの一日平均発電量は2.760kWh。もうすぐ春分ですから、もう少し発電量が欲しいところですね。

今の時期の気温が低い天気の日は、パネルが冷えている上に意外に日射が強く、ピーク発電が結構大きく振れます。過積載のところはピークカットが起こりやすい時期です。ピークカットされると、もったいない思いにとらわれたりしますが、トータルで見るとこの方が良いと自分に言い聞かせています。

ピークカットは5月ぐらいまで続くかな。

まず過積載率150%の時（これ未満の時はほとんどピークカットがありませんので対象外とします）、日ごとのピークカット状況は下図のようになります。

ピークカットは確かに頻繁に発生していますが、50kWの発電所ですと多い時には300kWh以上発電しますので、ロスしてもあまり気にしなくて良いぐらいの量です。

過積載率が170%になりますと、下図のようになります。

かなり頻繁にピークカットが発生していますね。ちょっと馬鹿にならない量ですから、バッテリーを入れて再利用したくなります。しかし、全てをバッテリーに蓄えるのは利用率が悪くなり、あまり得策ではないでしょう。20-30kWhぐらいの容量に抑えて、それ以上は諦めた方が良いですね。テスラのパワーウォールなら10kWhを2-3台というところです。

更に計算してみると、ピークカットされた電力は1年で約5400kWh、20kWhのバッテリーを使うとして再利用できる電力は充放電ロス無しとして約3100kWhでした。ちなみに、テスラのパワーウォールは10kWhが3500$+工事費だったと思います。従ってバッテリーの電気が20円/kWhで20年間売れたとすると、充放電ロスがあっても何とか元をとれそうなところですかね。多分、計算合っていると思います。

過積載率200%の場合が下図です。

これだけロスが発生すると、さすがにもったいないなと言う気がしますね。バッテリーでカバーするなら40-60kWhぐらいの容量が必要ですかね。200万円ぐらいかかるのかな。

この場合、ピークカットされる電力は1年で約14000kWh、50kWhのバッテリーを入れると充放電ロスが無いとして約9300kWhを取り戻すことができます。20円で売れたら利益を上げることができますね。

ただし、全量買い取りの場合は「バッテリーに蓄えた電気を売れるのか」と言う問題があると思います（少し記憶が不確かですが）。バッテリーに蓄えた電気を売れるとしてもFIT価格で売れるか良く知りません。売らずに自家消費するあてがあるなら良いのですが、そうでないと経済性は難しいかもしれません。またリチウムイオンバッテリーが20年持つのかどうか私はまだ把握していません。この辺りの不安要素はまだまだ大きいですね。

最近は少しずつバッテリーを導入する動きも出てきているようですが、まだ普及には時間がかかりそうなきがします。

計算は筑波発電所と鹿島発電所の2015年、2016年の発電データを使って行いました。まず結果を示します。下表です。計算は実際の発電量を過積載率分増加させ、パワコンの定格でカットした時の発電量を示しています。

上の表では例えば過積載率が150%の時、筑波では2015年のデータでも2016年のデータでも発電量は147%になり、鹿島のデータでは2015年が146%、2016年が147%になることを示しています。一番右の欄はこれらの平均値となります。この結果は、前のセミナーで示されたロス率と同じようなものだろうと思います。

表からまず判ることは、過積載率150%まではほとんどロスが無いこと、場所や年次の違いが過積載の増加率にほとんど影響していないこと、ぐらいですかね。

計算結果の平均値(ave.)をグラフにしてみました。過積載率130%までは発電量は過積載率と同じように増え、そこから少しずつ増え方が少なくなります。過積載率200%で発電量のが176%ぐらいというのは得か損か微妙ですね。多分、過積載率200%でも発電所建設や運営コストは176%以内に収まると思いますから、過積載した方が得なのだろうと想像しています。150%ぐらいまでは過積載しないと損、と言う感じですね。このあたりが結論かな。

なお、 上の計算は実際の発電所の1時間ごとの発電量データを使って計算しています。つまり、1時間発電量が例えば過積載率150%で1.5倍になった時にパワコン出力の1時間分を超えた場合、パワコン出力でカットします。しかし、1時間の発電量で計算していますので、その1時間内に一時的にパワコン出力を上回るようなことがあっても、1時間全体でパワコン出力の1時間分を超えていないような場合は、計算上カットされません。要するに、上の計算は実際より少し多めの値になっている可能性があります。多分、誤差の範囲内だろうと思いますが、あまり根拠はありません。

太陽電池は陽が当たった分だけ発電することができるのですが、実際には発電した電力を全て取り出すのにはテクニックが要り、パワコンがその機能を果たしています。パワコンは太陽電池から取り出せる電力が最大になるように太陽電池の電圧・電流を調整し、太陽電池はそれに従った電圧・電流で動作することになります。

通常時は、太陽電池は最大電力点と言われる電圧・電流で動作していて、発電した全てが交流に変換され出力されます。しかし、パワコンが定格に達したり系統電圧が上がり過ぎたりすると、パワコンはそれ以上出力しないように調整します。この時、太陽電池からパワコンを見ると負荷の抵抗が増えたような形となり、電圧が少し上がって電流が大きく減り最大電力を出さなくなる訳ですが、ま、この辺りの細かい話は気にしなくても良いでしょう・・・。

要するにパワコンは調整する能力はあっても電力を処理する能力は無いので、結局、太陽電池の側で出力が抑えられるわけです。抑えられている間は、太陽電池の変換効率は下がり、余剰のパワーは太陽電池の中で消えることになります。

このように言うと、太陽電池の中で余剰のパワーが消費されて危ないのではと思われるかもしれませんが、問題ありません。

もともと太陽電池は当たった光エネルギーの一部（十数%ほど）を電気に変換して出力しているだけです。残りの光エネルギーは太陽電池の中で熱となって消えています。また、太陽電池を何にもつながずに出力できない状態にしておくと、当たった光は全て熱に変わって太陽電池の中で消えます。従って、発電した分が全て熱になって太陽電池の中で消費されるのは、太陽電池を出力せずに光の中に置いておくのと同じことで、問題ありません。

一般的に、太陽電池が発電出力していると、その分エネルギーが外に出てしまうので発電していない時よりパネル温度が数℃下がる効果があります。ピークカットで出力を抑えられると、その効果も抑えられますが、温度上昇分はせいぜい1℃程度でしょう。

もっとも、太陽電池に何かトラブルがあり、どこか一か所だけに発電したエネルギーが流れ込むような時は何十℃も温度が上がり（ホットスポットと言う）、とても危険です。これはピークカットとは全く別の話でが、気を付けてください。

下の図は私の発電所で見られたピークカットです。過積載率120%程度では12時頃にこの程度のわずかなピークカットしか発生しませんでした。もちろん温度上昇はほとんど無く、安全上も問題ありません。

上の図は本日の東電の電力需要グラフです。この図に見るように、昼間の電力需要は減りピークは夕方に来るのが最近では一般的なようです。要するに1日の電力需要曲線は昔に比べてフラットになってきています。

これって電力会社が求めてきたものなのだろうなぁ・・・、と思います。

発電所というのは100%に近い負荷で運転する方が効率が良いものです。しかし、負荷は変動するので常に100%という訳にはいきません。従って、電力会社はできるだけ100%近くで運転する発電所を多くし、一部の発電所で負荷の変動に対応するなどの方法で効率の良い運転をしようとしていると思います。

とにかくできるだけ100%で運転するために、一部の発電所を止めたり動かしたりして調整しているのでしょうが、需要がフラットであればこの調整作業が大幅に軽減されることになります。

このため、これまで揚水発電の導入や割引深夜電力制度などを導入して、昼の電力需要を少なくし夜間の需要を上げてきました。その結果、今のような電力需要曲線になったのでしょう。勿論、省エネの普及などの効果もあります。

ところがそこにドカッと太陽光発電が入ってきました。

不安定な太陽光発電の出力変動に対応して、発電所の出力を調整しなければなりません。また、今度はせっかくフラットにした需要曲線の昼間の部分を太陽光発電に削られるので、調整の範囲が狭くされます。まあ、今は出力調整の難しい原発が止まっているので、多少調整しやすいのかもしれませんが。

いつからこのような需要曲線になったのか判りませんが、ずっと需要調整を積み重ねてきてやっとフラットにしたところに太陽光発電が入ってきたのは・・・皮肉なものです。

これは電力会社に対して皮肉なだけではありません。かつて昼のピークカットに有効とされていた太陽光発電が、昼のピークが無くなってから導入されたという意味では、太陽光発電に対しても皮肉な結果となってしまいました。残念。

すみません、ほんのボヤキでした。後で今月の発電状況の速報を出します。

前々回までこのブログで朝日新聞などが報じた「太陽光発電によるピークカット効果」を再検討しましたが、またまた同じような記事が東京新聞から報じられました（太陽光発電 今夏シェア６％台に　ピーク時に原発１２基分）。

太陽光発電には確かにピークカット効果があるのですが、最近の1日の電力需要はフラットになっていますので、日中にのみピークを持つ太陽光発電のピークカット効果はあまり望めなくなったというのがブログで紹介した考え方でした。しかし、相変わらずメディアはピークカット効果ばかり報じていますね。まぁ、その方が判りやすい話になるというのはわかりますが。

ただ、東京新聞の場合「原発12基分」という表現をしていることに幻滅を感じてしまいました。これもよくメディアで使われる言葉です。当初は太陽光発電もそこまでの規模になったということを、インパクトを持って印象付けることができました。しかし、あまりによく使われるので、最近では安っぽい印象すら受けてしまいます。

そもそも太陽光発電と原発を定格発電規模でそのまま比較するのは無理があります。

まず、太陽光発電はめったに定格を出力できません。また、発電規模でなく発電量で比較すると太陽光発電は定格の10分の1以下の規模の発電所クラスになってしまいます。東京新聞の記事で言えば、12基分でなく1基分ぐらいになってしまいます。しかも不安定で夜や雨の日は発電しないという欠点を持つことは皆様もご存じのとおりです。

ピークカットの価値が低くなり、発電量の価値が必要とされるようになった今では、発電規模での原発○○基分という表現はもうあまり意味がないでしょう。

しかしこれは見方を変えれば、太陽光発電も初期の導入期は過ぎ、次の時代に入ったのだと言うことができます。まだ太陽光発電はFITで保護されていますが、次の時代では他の発電方式と対等に市場競争できるように育って行かなければなりません。

最大電力追尾(MPPT)で系統連系する方式であれば、すでに発電コストはグリッドパリティに近づいているようです。しかし、日射の変動をそのまま発電に反映させるような需要を無視した発電方式が市場に受け入れられるとはとても思えません。バッテリーなどを使って、需要に応じた電力供給する形で市場競争できること、そこまで行ってやっと一人前と認められることになるでしょう。

まだまだ道は長いですが、着実に状況が進んでいることは嬉しく思います。もう原発○○基分というのは卒業しましょう。

さて、朝日新聞の記事に対して昨日示した他にもTWがありましたので下に示します。

図が小さくて見にくくなり申し訳ありませんが、新エネ割合は1.6%となっています。新エネはほぼ再生可能エネルギーと見ることができるでしょうが、太陽光発電はそのうちの一部です。そうすると1%ぐらいで思ったより少ないように思いますが、このグラフは2012年までのもので、最近の状況が反映されていません。FITが導入されたのが2012年ですから、このグラフの後から太陽光発電は急激に伸びてくることになります。朝日新聞のピークカット効果は2012年以降に太陽光発電の導入が促進されたことによる効果を議論しているので、このデータを使うのは不適切ですね。

しかし2012年以降に太陽光発電導入が4%まで進んだとしても、やはり発電全体に対する割合は小さく、その程度でピークカットとして効果があるのかという疑問も残るでしょう。

随分昔、80年代頃に同様の議論をしたことがあります。その時に電力系の人に「最大需要に対して4%以上の余裕（予備率）がないと安心して運転できない」と言われました。需給がパンパンになっていると、ちょっとした変動やトラブルで大停電を引き起こす恐れがあるからです。ピークカットでまず要求されるのはこの予備率を確保することです。

予備率確保について、特に真夏の真昼間のエアコン需要が最大になる時が一番苦しいという話も聞きました。そういう背景から、まず需要の4%ぐらいが太陽光発電導入量の良い目標になるなぁという印象を持っていました。従って今回、太陽光が4%ぐらい導入されているのが判り、少し感慨深いものがあります。

しかし世の中そう甘くはありません。上記のピークカット効果は80年代の話で、30年の間に状況は変わりました。エアコンの普及が進み、冬のエアコン需要が大きくなってきました。そうなると、夏の昼間より冬の夜の方が電力需要は大きくなってきます。夜の需要では太陽光発電は歯が立ちません。冬の需要はどうなっているのか知りたいところですが、取りあえず今の需要を調べてみて驚きました。

この需要との関係が一番大切です。次回にその説明をします。

まず下のようなTWがありました。

これは「東電のピーク対応電源約5,000万kWの構成の中で、地熱・風力・太陽光は2万kWしかないので、とてもピークカットに貢献できない」と読み取れます。が、全国で既に1,700万kWも設置された太陽光発電の内、東電管轄内にたった2万kWというのは妙な気がします。

どうもこの2万kWというのは東電が持っている太陽光発電のことで、東電管轄内に設置されている太陽光発電ではないようです。表の「他社受電」の中に東電所有以外の太陽光発電が含まれているのかもしれませんが、この表からは良く分かりません。東電管轄内にどれだけ太陽光発電が設置・稼働しているか知りたいところですが、はっきりした数値が無いという話もありました。

仕方ないので少し推定してみます。一般的に見て、東電の規模は全国の4分の１から3分の1ぐらいなので、太陽光はそれを少し下回るぐらい（大・中規模太陽光発電は地方に設置されるものが多いので）とみると、400万kWぐらい設置されているのでしょうか。設置条件や日射・熱の影響を考えても、実際の発電力で200万kWぐらいはあるのではと推定できます。

先ほどの表の2万kWよりはずっと大きくなりましたが、それでも東電全体の5,000万kWに比べると、200万kWはまだ小さな値です。全体の4%ぐらいですかね。まぁ、これで現状発電能力の大体の数値が掴めたとしましょう。

2030年に再生可能エネルギーを22%にするのが政府の目標ですから、まだまだ太陽光発電も伸びていくのでしょう。とはいえ現段階を4%と仮定して、朝日新聞が言うように本当にピークカット効果があるのでしょうか。

次回以降、引き続き検討していきたいと思います。