第 3 章 太陽光発電が導入された需要家における負荷追従型運用制御
3.6 太陽光発電導入時の電力貯蔵装置の運用制御
3.6.4 各需要家の太陽光発電及び蓄電池導入時の CO 2 排出量とコストの評価
図 3-44～47 に 需 要 家 に 対 し て 太 陽 光 発 電 ・ 蓄 電 池 を 導 入 し た 時 の 導 入 効 果 を 示 す 。 適 正 導 入 容 量 の 評 価 は 、 コ ス ト と CO2 排 出 量 に よ っ て 行 う 。 コ ス ト に は 、 設 備 費 と 電 気 料 金 な ど の 運 用 コ ス ト が 含 ま れ て い る 。 太 陽 光 発 電 は CO2 を 排 出 し な い た め 、CO2 排 出 量 は 電 力 会 社 か ら の 購 入 電 力 か ら CO2 排 出 係 数 を 掛 け る こ と で 算 出 し て い る 。 太 陽 光 発 電 と 蓄 電 池 の 導 入 量 は 、 最 大 需 要(10MW)に 対 し て の 割 合 で 示 し て い る 。つ ま り 、太 陽 光 発 電 10%と は 1MW の 導 入 量 で あ る 。ま た 、シ ミ ュ レ ー シ ョ ン は 3 種 類 の 需 要 家 に 対 し て 行 っ た が 、 商 業 ビ ル は シ ョ ッ ピ ン グ セ ン タ
昼間 夜間 CO2排出係数 [kg/kWh] 0.462 0.435 電気従量料金 [円/kWh] 14.56 9.2 電気基本料金 [円/kW/年]
太陽光発電設置費用 [円/kW/年]
蓄電池設置費用 [円/kW/年]
19,656 30,000 13,000
ー と 結 果 の 傾 向 が 類 似 し て い る た め 本 結 果 か ら は 除 外 し た 。
図 3-44～45 は 工 場 の コ ス ト 削 減 効 果 と CO2削 減 効 果 を 示 す 。蓄 電 池 を 導 入 し な い 場 合 、 太 陽 光 発 電 の 導 入 容 量 が 16%以 上 に な る と 逆 潮 流 が 見 ら れ た 。 蓄 電 池 を 導 入 す る 場 合 に は 逆 潮 流 は 抑 制 で き た が 、コ ス ト 改 善 効 果 は 得 ら れ な か っ た た め 図 中 か ら は 除 外 し た 。こ の 結 果 か ら 、設 備 を 導 入 す る こ と で コ ス ト・CO2排 出 量 共 に 削 減 で き る こ と が わ か る 。し か し 、蓄 電 池 を 導 入 し 過 ぎ た 場 合 、コ ス ト 削 減 効 果 は 得 ら れ な い 。こ れ は 、大 容 量 の 蓄 電 池 を 導 入 し て も 、そ の 導 入 量 に 比 例 し て ピ ー ク カ ッ ト や 負 荷 平 準 化 の 効 果 は 小 さ い こ と か ら 、コ ス ト 削 減 の 影 響 が 小 さ い と 考 え ら れ る 。 ま た 、 蓄 電 池 を 導 入 す る と CO2 排 出 量 が 増 加 す る 傾 向 が あ る 。 こ れ は 、 充 放 電 損 失 に よ り 充 電 電 力 量 が 放 電 電 力 量 よ り 多 い た め で あ る 。こ れ か ら 工 場 負 荷 の 場 合 、 太 陽 光 発 電 13~15%、 蓄 電 池 3~6%の 容 量 の 時 最 大 の 導 入 効 果 が 得 ら れ る 。
一 方 、シ ョ ッ ピ ン グ セ ン タ ー に シ ス テ ム 導 入 し た 場 合 、コ ス ト 削 減 効 果 を 得 る こ と は で き ず 、導 入 す れ ば す る だ け コ ス ト が 増 加 す る 。こ の 原 因 は 、需 要 ピ ー ク 時 間 帯 が 長 時 間 で あ り 、需 要 の 立 下 り が 遅 く 急 勾 配 で あ る た め に 蓄 電 池 制 御 に よ る ピ ー ク カ ッ ト が 困 難 な た め で あ る 。商 業 ビ ル も シ ョ ッ ピ ン グ セ ン タ ー と 同 じ よ う な 結 果 を 示 し た 。こ の よ う な 需 要 特 性 の 場 合 コ ス ト に よ る 削 減 効 果 は 期 待 で き な い が 、予 測 精 度 の 向 上 や 需 要 調 整 な ど に よ っ て 改 善 す る 可 能 性 が あ る 。ま た 、シ ョ ッ ピ ン グ セ ン タ ー は 工 場 と は 異 な り 週 を 通 し て 一 日 の 最 小 負 荷 が 高 い た め 、太 陽 光 発 電 を 多 く 導 入 す る こ と が 可 能 で あ り CO2削 減 効 果 も 大 き い 。
以 上 の 結 果 か ら 、 太 陽 光 発 電 の 導 入 は CO2 排 出 量 、 蓄 電 池 の 導 入 は コ ス ト に 最 も 大 き な 影 響 を 与 え る こ と が 確 認 で き た 。 太 陽 光 発 電 は 導 入 す れ ば す る だ け CO2
を 削 減 す る こ が で き る が 、現 在 で は 設 置 コ ス ト が 高 価 で あ る た め コ ス ト 改 善 効 果 は 得 ら れ な い 。ま た 、蓄 電 池 を 導 入 す る こ と で ピ ー ク カ ッ ト が で き 、契 約 電 力 料 金 を 削 減 す る こ と が で き る た め 、こ の 方 策 が 最 も コ ス ト 削 減 に 影 響 を 及 ぼ し た 。こ れ ら の 改 善 効 果 は 、日 毎 に 異 な る 予 測 精 度 に よ っ て 形 を 変 え る こ と も シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 通 し て 知 見 を 得 た 。そ の た め 、次 段 で は 予 測 精 度 に よ る 設 備 導 入 効 果 に つ い て 論 ず る 。
図 3-44 工 場 に お け る コ ス ト 削 減 効 果
図 3-45 工 場 に お け る CO2排 出 量 削 減 効 果
図 3-46 シ ョ ッ ピ ン グ セ ン タ ー に お け る コ ス ト 削 減 効 果 0
3 6 9 1215 -25
-20 -15 -10 -5 0 5
0 3 6 9
12 15 18
PV [%]
コスト削減効果[106円]
蓄電池[%]
0-5 -5-0 -10--5 -15--10 -20--15 -25--20
0 3 6 9 12 15
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
PV [ %]
蓄電池 [%]
0-5 -5-0 -10--5 -15--10 -20--15 -25--20
コスト削減効果[106円]
0
3 6 9 1215 -0.5
0 0.5
1 1.5
2
0 3 6 9
12 15 18
PV [%]
CO2排出量削減効果[106kg]
蓄電池[%]
1.5-2 1-1.5 0.5-1 0-0.5 -0.5-0
0 3 6 9 12 15
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
PV [ %]
蓄電池[%]
1.5-2 1-1.5 0.5-1 0-0.5 -0.5-0
CO2排出量削減効果[106kg]
0 3 6 912151821 -50
-40 -30 -20 -10
0
0 3 6 9
12 15 18
PV [%]
コスト削減効果[106円]
蓄電池[%]
-10-0 -20--10 -30--20 -40--30 -50--40
0 3 6 9 12 15 18 21
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
PV [%]
蓄電池[%]
-10-0 -20--10 -30--20 -40--30 -50--40
コスト削減効果[106円]
図 3-47 シ ョ ッ ピ ン グ セ ン タ ー に お け る CO2排 出 量 削 減 効 果
(2)予 測 誤 差 の 変 化 に よ る 削 減 効 果 の 評 価
年 間 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 結 果 か ら 、予 測 精 度 が 設 備 導 入 効 果 に 影 響 を 与 え る と い う 知 見 を 得 た 。そ の た め 本 段 で は 、予 測 精 度 の 違 い に よ る 導 入 効 果 に つ い て 考 察 す る 。 図 3-48、 図 3-49 に 工 場 負 荷 に お け る 予 測 精 度 0%と 予 測 精 度 20%以 内 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る 導 入 効 果 を 示 す 。予 測 精 度 0%と は 予 測 曲 線 と し て 過 去 の 実 績 曲 線 を 用 い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で あ り 、 予 測 精 度 20%で は 予 測 精 度 20%以 内 の 日 だ け 抜 き 出 し 平 均 し た 。年 間 を 通 し て 平 均 し た 導 入 効 果 で は 蓄 電 池 容 量 を 増 加 さ せ る こ と で 削 減 量 が 減 少 し て い た の に 対 し 、予 測 精 度 0%で は 導 入 効 果 が 得 ら れ て い る 。一 般 的 に 従 量 料 金 削 減 よ り も 契 約 電 力 抑 制 に よ る 基 本 料 金 削 減 の 方 が 経 済 的 影 響 は 大 き い 。 そ の た め 、 予 測 精 度 を 向 上 さ せ る こ と で 蓄 電 池 に よ る 負 荷 平 準 化(ピ ー ク カ ッ ト)が で き 、 コ ス ト 削 減 効 果 が 得 ら れ た と 考 え ら れ る 。 予 測 誤 差 20%以 内 の 場 合 で は 、蓄 電 池 の 運 用 が 困 難 で あ っ た た め に 、改 善 効 果 が 得 ら れ な い 。本 検 討 で は 太 陽 光 発 電 出 力 の 予 測 精 度 の 変 化 に よ る 導 入 効 果 の 変 化 は 見 ら れ な か っ た 。
0 3 6 912151821 -0.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5
0 3 6 9
1215 18
PV [%]
CO2排出量削減効果[106kg]
蓄電池[%]
2-2.5 1.5-2 1-1.5 0.5-1 0-0.5 -0.5-0
0 3 6 9 12 15 18 21
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
PV [ %]
蓄電池[%]
2-2.5 1.5-2 1-1.5 0.5-1 0-0.5
CO2排出量削減効果[106kg]
図 3-48 予 測 誤 差 0%付 近 の 日 に お け る コ ス ト 削 減 効 果(工 場)
図 3-49 予 測 誤 差 20%付 近 の 日 に お け る コ ス ト 削 減 効 果(工 場)