急がれるメガソーラー事業化

悲しみで 溢れる涙 吾が目ほど 沖の多景島 霞みて見ゆる 

 
As my eyes filled with tears of sorrow
Ah, Island Take off the lakeside looks hazy 

由於我的眼睛裡充滿了悲傷的淚水,
啊,  沿湖多景島起飛看上去朦朧



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【メガソーラの増設計画】

下表の電力会社のメガソーラー総発電計画量量が67.5MWだから平均
日射時間を 3.84 時間として、67.5×3.84×365＝94,608MW/年、日本
の2009年電力需給見通し（経産省「平成22年度電力供給計画の概要」
）によれば、85,700,000MW/年と 0.1%にすぎない。導入目標では2010
年までに 4,820MW（キロワット）で換算すれば、約７%に相当するが、
さらに増設していかなければ需給バランスが担保できない。

因みに、メガソーラー（大規模太陽光発電）の現状を下調べしてみる。
北杜市は、NEDO 技術開発機構の委託事業を受け、２MW 級の太陽光
発電システムを構築し、系統（既存電力会社の送電・配電等設備）へ
大量連結した場合でも系統側へ悪影響を及ぼさない発電システムの実
現を目指す実証研究に、モジュールごとの発電特性の確認、大規模 PV
システム連系に対応した 400kW パワーコンディショナー(PCS)の開発
評価導入への手引書作成など、様々な目的を抱えた北杜メガソーラー
プロジェクトが最終段階に入っている。



※「NTTファシリティーズ」


その成果によると、太陽電池の発電量による差は、同じシリコンで見
ると単結晶と多結晶は性能も似ており、安定して高いパフォーマンス
を発揮している一方、化合物系は非常に発電量が多い。アモルファス
の発電量は熱への強さが顕著で、暑い夏にはどのモジュールよりも多
く発電している。この差は「北杜市という地域での特徴である。より
南の気温の高い地域ではもっと顕著に差が出るかもしれない。逆に寒
冷地ではこれはどの差は現れないものと考えられる。化合物系が発電
量が高いのは屋外に実際に設置されて以降、本来の能力を発揮するた
め（凡そ定格出力の１.１倍程度とみられている）だが、このことは
意外と知られていない。

また、表の通り導入した59のシステムについて、パワーコンディショ
ナー、温度、影などどの要因で発電の損失が出ているかを個別に評価
した。このことで、各モジュールの性能がより明らかとなり、同じ結
晶系でもパフォーマンスに顕著な差が見られる。少しでも抵抗を少な
くするため、ハンダの量や接合部など相違が出てくると考えられる。
評価によって発電に関する個別特性として明確になった。また、モジ
ュールの設置角度についても最適といわれる30度に比べて、15℃や45
℃の確度の発電量に変化がも検証。例えば、太陽高度が最も高くなる
夏至では、15度のモジュールの方が７％程度多く発電し、冬至の頃に
は45度のモジュールが12～3％多く発電した。年間の発電量で比較す
ると、やはり30度のパネルが最も高く、15度、45度のパネルは5％程度
落ちる。


表　対象モジュール


図　モジュールタイプ別発電量

さらに、不具合は２～３年で複数発生している。異常な発熱温度のセ
ルを調べると、ひび割れなどが発覚していた。夏場になるとホットス
ポット現象が顕著なメーカーのモジュールもあり、不具合は一定のメ
ーカーで多く起きましたが、それ以外のメーカーでも起きていてまち
まちだという結果から、設置から２～３年で起きので、太陽光発電に
は定期的なメンテナンスが必要とされる。

同様に5MWを超える国内最大規模の実証実験を行っていた稚内メガソ
ーラーでは、各種モジュールの発電、パワーコンディショナーの分散・
集中の効率、積雪地対策など有用なデータを多数残しながら精化の取
りまとめ段階に入っている。稚内メガソーラーの研究目的は大規模太
陽光発電所の構築、系統安定化対策技術(変動抑制技術)の開発、数時
間オーダーでの大規模PV出力制御技術(計画発電技術)の開発、高調波
対策技術の開発、シミュレーション手法の開発など多岐にわたってい
る。

主な成果として、

①変動抑制に必要な蓄電池のkW容量の低減と変動抑制率の向上
②前日の日射量予測→データをもとに発電計画を作成し、任意の発電
　出力とすることが可能となる
③最適傾斜角計算が可能になるなど、メガソーラーの実現へ向けて大
　きな成果が得られている
④寒冷地でも太陽光発電は十分に可能というこを証明した

11～14％程度となる全体の設備利用率(対象期間の発電電力量を定格容
量×対象期間で割ったもの)では、08年度は10.7％、09年度は10.8％と
なり、平均的値をクリア。寒冷、積雪地域であっても冬季以外の日射条
件が十分に良ければ、きわめて有利となる。太陽電池(特に結晶系)は
気温が低下すると出力が増加することから、東京と稚内は気温の影響
を考慮すると、概算では年間平均発電量はほぼ同じになる。低気温、
風(冷却効果)はプラスに作用するが、問題はパネル上の雪をいかに早
く滑雪させるかが課題に残るが、嵩上げを行うなどの対策を行い積雪
影響を軽減することに成功している。



各モジュールごとの特性では、結晶系、化合物系においては、今のとこ
ろ経年劣化が見られず、寒冷地に適しており、アモルファスや結晶薄
膜(アモルファスを用いたもの)は、高温による劣化回復効果(熱アニー
ル効果)が発揮できなかかったことから、温暖な地域に向いている。最
終的には多結晶系が最もパフォーマンスを発揮できたという。

このように、着々と実証研究が進んでいる中、太陽光発電の全量買取
制度では、従来は対象外だった500kW以上や発電事業目的の設備も買取
の対象となる予定だ。事業者にとってメリットの大きい本制度の施行
を見据え、大規模太陽光発電(メガソーラー)による発電事業への機運も
高まっている。群馬県太田市では、その集大成として、全国で初めて、自
治体独自で1.5MWの太陽光発電システムを設置する計画を発表してい
る。本事業は、観光シンボルや新エネルギー産業の育成など、数値だけ
では測れない多くの期待も担うという。

　　　


シリコン系の太陽電池の最大実効変換効率が22％とも言われている中
20％の変換効率常識になりつつなる。こうなると世界中の電力を賄う
には上図のごとくゴビ砂漠の面積があれば充分だと見積もられており
じわっと「メガ・ソーラー時代」に入ったことを物語っている。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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