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アプライドマテリアルによる太陽光発電の発電能力の予測

 2週間前のEE Timesの記事に、半導体製造装置大手のアプライドマテリアルの最高経営責任者が5つの予測したというのがありました。太陽光発電は好調との予測に対し、読者から「世界中の政府の財政が火の車で補助金を打ち切るから、もう駄目だよ」というコメントがあったりします。

 さて、同社は半導体製造装置メーカーなので、コンピューター用メモリーなどの他に、液晶パネルや太陽光発電パネルの製造装置作っており、各製品ごとの予測をしています。

 その中で、「太陽光発電の市場は好調で、2010年の太陽電池の設置は発電容量べースで16GW(ギガワット)で、2011年は19~21GWになる。2011年の太陽電池製造設備への投資額は横ばいで、発電容量ベースで13~15GWだろう」と述べられています。

 この16GWとか20GWとはどういうことなのかを、ちょっと考えてみました。普通の家に設置する太陽光発電の発電能力=発電容量は3~5kWくらいですよね。1kWの1000倍が1MW(メガワット)、1MWの1000倍が1GW(ギガワット)です。2010年に16GW分設置したということは、16,000,000kW分設置したということです。一軒の家に設置する太陽光発電の容量を4kWとすると、4百万軒分設置したということです。計算合ってますか?

 2009年の日本の設置容量は0.48GWで世界第3位でした(米国SEIAの資料)。ドイツは3.8GW、イタリアが0.7GWで世界合計が6.9GWとのことです。

 2010年の日本は0.9~1.0GWと大幅に伸びそうです(太陽光発電協会の資料から予測)。世界で16GWですから、日本は6%強ですね。ここまでの数字は1年間に新規にどれだけ設置したかというものです。
 
 では現在の太陽光発電の発電能力はどのくらいなのでしょうか?

 累計容量という統計がありまして、2009年末世界では21.5GW日本では2.6GWということです(SEIA)。アプライドマテリアルの数字では2010年の新規設置が16GWです。日本の2010年の新規設置が0.9GWとしましょう。そうすると
2010年末の太陽光発電能力は、世界では37.5GW日本では3.5GWになりますね。
どちらも2009年に比べて驚異的な伸びです。

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設置事例1 サンヨー太陽光発電でエコな生活

 それでは、太陽光発電を導入した実例の第1号として、サンヨー太陽光発電でエコな生活さんを取り上げます。公開されているホームページの内容をまとめてみました。

1.概要
設置場所:茨城常陸太田市
設置時期:2007年5月
メーカー:サンヨー
発電能力:4.00kW
工事:後付け
屋根形状:寄棟複合

2.きっかけと考え方
元々導入したかったが、事情がありできなかった。その後、太陽光発電のセールスマンの訪問があり、話を聞く中で、再度、導入したいという気持ちになった。
地球温暖化問題に貢献したいという気持ちが強かった。

3.販売店の決定
契約販売店:(株)富士テクニカルコーポレーション
販売店決定理由:複数見積りを取り、提案内容(4種類)、資料内容、対応、価格が一番良かったから。

4.システム詳細
太陽電池:サンヨーHIP-200B2 200Wx20枚=4kW
(セル変換効率19.7%、モジュール変換効率17.0%)
パワーコンディショナー:SSI-TL40A4 定格出力4kwタイプ(変換効率94.5%)
接続箱:PVC-SNK6 スタンダードタイプ(昇圧回路なし)
発電モニター:STK-RCS-PCM1C エネステーション(ワイヤレスカラーモニター)

5.採算計画
発電量予測として茨城県日立市をシミュレーションに使い、月毎の発電量の予測を合計し、年間発電量を4,135kWhと予測。

6.運転開始後
設置から約1年の発電量データを公開。
それによると、2007年6月~2008年5月の12ヶ月間のうち11ヶ月で予測発電量を上回り、年間発電量は約5,158kWhとなり、シミュレーション予測を25%上回った

7.太陽電池モジュールの出力特性を測定
メーカーがこの工事で使う20枚のパネルすべての最大出力を測定したデータを提供しており、それにより20枚すべてが公称数字を上回っていることを確認している。

8.その他
工事中の写真を10枚を公開。


 この方は地球温暖化など環境問題への意識が高い方のようです。また、技術者の方なのか、技術的な部分の説明が詳しいです。

 新築する時に太陽光発電の導入が決まっていれば、屋根形状は切妻屋根にしていたと思うとのことで、やはり太陽光発電には切妻が有利なようです。図などで寄棟複合の東、南、西の面に設置している様子がわかりますが、やはり少し大変そうです。

 初年度だけとはいえ、発電量は予測値をかなり上回っており、シミュレーションの信頼性はそれなりにあるようですね。しかし、この方のデータでも2008年6月は2007年6月の発電量を15%以上下回っていて、天候の違いなどで同じ月でも年によって発電量はかなり変わってくることも考えておく必要はありそうです。

 契約価格や補助金の額への言及はありませんが、発電量がだいたい予測通りになることが良くわかりました。

太陽光発電量予測システムを開発 省エネなどに威力を発揮

 三菱重工メカトロシステムズ株式会社(本社:兵庫県神戸市、三菱重工業が100%出資)は、日本気象協会の予測データを用いて、太陽光発電設備の発電量を簡易に予測するシステムを開発、12月から販売を開始すると発表しました。

 これは、太陽光発電を導入した工場・設備の計画的な省エネなどに大きな力を発揮するもので、日本気象協会の予測データを用いた汎用の太陽光発電量予測システムの開発は国内で初めてです。

 今回開発した太陽光発電量予測システムは、日本気象協会の総合数値気象予測システム(SYNFOS-3D)の日射量予測データを用いて、太陽光発電設備の33時間先まで1時間間隔の予測発電量を計算、統計的補正を加えることで、翌日の日の出から日没までの太陽光発電量を割り出し提供するとのことです。太陽電池モジュールの製造会社に関係なく、すべての太陽光発電設備に適応可能です。

 この予測システムをエネルギー管理システムと組み合わせて、工場の計画的な省エネや電力運用、デマンド制御などに活用すること(特許出願中)を提案していく方針です。また、これを用いた予測データの配信サービスや、太陽光発電計測表示システムへの組み込みなど、この技術の多様な応用にも乗り出す考えです。

 
 これは、33時間程度先までの発電量を予測して、電力会社からの買電などその他の電源との調整を計画的にしていくことで、より効率的な電源運用をして、省エネに繋げるということだと思います。

 家庭用の太陽光発電システムには直接は関係ないとは思います。発電量を予測して、自家発電機を回す準備をするとか、発電量が多いうちに料理を早くやってしまおうとかは無いですからね。

 でも、家庭用もスマートグリッドなどで繋がって来る訳で、間接的には大きく関係するのかも知れません。何しろ事業所単位より、地域全体、国全体の調整の方が遥かに規模が大きいわけですから。それに日本の太陽光発電は家庭用が先行していますからね。

 こういうことを聞くと、太陽光発電は、地域や国などの全体としてもかなり複雑なことになるのかなと感じます。

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