太陽光発電プロジェクト分析 - RETScreen

太陽光発電プロジェクト分析
クリーンエネルギープロジェクト分析コース
国立環境研究所の太陽光発電, ケベック,カナダ
写真提供: CANMET Energy Technology Centre -Varennes
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.
目的
• 太陽光発電(PV)システムの基礎
• 太陽光発電プロジェクト分析
のための要点解説
• RETScreen 太陽光発電（PV）プロジェクトモ
®
デル紹介
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太陽光発電システムからの供給
• 電力 (交流/直流)
家庭用太陽光発電照明システム,
西ベンガル,インド
• 揚水ポンプ
…さらに…

信頼性

単純性

モジュール化

イメージ

静粛性
写真提供: Harin Ullal (NREL PIX)
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太陽光発電システムの構成
• モジュール
セル
• 貯蔵: 蓄電池, タンク
セル
• 電力調整器

インバータ

充電コントローラ

整流器

DC-DC コンバータ
アレイ
モジュール
出典: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
• その他の発電機: ディーゼル/ガソリン, 風車
• ポンプ
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送電網に接続するシステム
• 太陽光発電の統合

分散型

集中型
集中型ＰＶプラント
• 送電網のタイプ

中央送電網

独立送電網
分散型
メーター
発電所
メーター
• 通常は補助金なし
送電網
には経済性はない
出典: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
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独立電源システム
• 形態

スタンドアロン

ハイブリッド
PVアレイ
発電機
出力調整器
• たいてい非常に経済性が高い

小さい負荷が良い (< 10 kWp)

送電網を延長するより低い資本コスト

発電セット＋バッテリーより運転＋メンテ
バッテリー
TV電波送信機
ナンスコストが低い
出典: Photovoltaics in Cold Climates,
Ross & Royer, eds.
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揚水ポンプシステム
• 独立電源システムの特別クラス
PVアレイ
• 経済性が高い
出力調整器

家畜への給水

村落への給水

家庭への給水
ポンプ
出典: Photovoltaics in Cold Climates,
Ross & Royer, eds.
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太陽光資源
• 1 Wp の太陽電池= 年間 800 ～ 2,000 Wh

緯度

曇天
• 独立送電網では冬期の太陽光資源は
不足

傾斜角を大きくする (緯度 +15º)

ハイブリッドシステム
• 送電網システムに接続する場合には年間の
写真提供: Environment Canada
太陽光資源は重要

直達輻射が大きいときには追尾
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太陽光と負荷の相関関係
有効
• 季節的な相関関係
否定的
 灌漑
 別荘システム
• 1日以内の相関関係
 有効か,
写真提供: Sandia Nat. Lab.
(NREL PIX)
出典: Photovoltaics in Cold
Climates, Ross & Royer, eds.
無関係
無関係及び否定的か
写真提供: BP Solarex (NREL PIX)
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太陽光発電システムのコスト例

送電網連係の住宅, 1 kW
(38ºN, カリフォルニア)

独立送電網通信ハイブリッド, 2.5 kW
(50ºS, アルゼンチン)
アレイ
バッテリー
設計・設置費
発電機
燃料
運転費
その他
アレイ
インバータ
設置費
その他

エネルギー = 1.6 MWh/年

エネルギー = 5 MWh/年, (PV=50%)

コスト = $0.35/kWh

コスト = $2.70/kWh

電力料金 = $0.08/kWh

発電セット/バッテリーコスト = $4.00/kWh
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太陽光発電プロジェクトの考察
• 社会的状況
• 無形の価値
• 送電網までの距離
• サイトまで行くコスト
• 運転及びメンテナンスコスト
• コスト対信頼性
• 操作の可能性
ノースウエストテル山頂中継所,

イメージ

環境的な利益

騒音と汚染削減

モジュール化と単純化
ノーザン・ブリテイッシュ・コロンビア,
カナダ
写真提供: Vadim Belotserkovsky
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例: チベット, ボツワナ, スワジランド及びケニア
太陽光照明及び家庭太陽光発電システム
• 送電網の延長は高価
• 小さな負荷
教育目的のろうけつ染め
家庭用太陽光発電システム
• 地元で維持可能
• 簡単
• 信頼性
写真提供: Frank Van Der Vleuten
(Renewable Energy World)
診療所スタッフの住居
写真提供:
Energy
Research
Center of the
Netherlands
写真提供: Vadim Belotserkovsky
写真提供: Simon Tsuo (NREL PIX)
家庭用太陽光発電システム
写真提供: Energy Research Center
of the Netherlands
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例: フィンランド及びカナダ
遠隔地別荘及び住宅
• モジュール化
別荘
住宅
• 簡単
• 騒音削減
• 電力線不要
写真提供: Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates)
写真提供: Vadim Belotserkovsky
ハイブリッドシステム
• 別荘:
季節的負荷との相関関係
• 一年中利用:
ハイブリッドシステム
写真提供: Vadim Belotserkovsky
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例: モロッコ及びブラジル
村落のハイブリッド電力システム
• 電力網の延長は高価
• ディーゼル燃料と発電セットのメンテナンスコストが高い
• 人間的な状況

期待

管理するための需要

社会的インパクト
村落
地域の大学
写真提供: BP Solarex (NREL PIX)
写真提供: Roger Taylor (NREL PIX)
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例: 南極及びカナダ
工業システム: 通信及びモニタリング
• 非常に遠隔地…

運転及びメンテナンスコスト

発電セット及び
補助太陽光発電
• …及び送電網に
近い場合も…

変圧器コスト

移設可能か

送電網より信頼性が高い
地震モニタリングシステム
写真提供: Northern Power Systems (NREL PIX)
ガス井モニタリングシステム
写真提供: Soltek Solar Energy
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例: スイス及び日本
送電網に接続する建物と太陽光発電
• 補助金なしでは
経済性は低い
• 正当化の根拠:

イメージ

環境的利益

市場への刺激
太陽光発電屋根
写真提供: Atlantis Solar Systeme AG
• メーカー、政府、及び電力会社の長期間の
関与がコストを削減した
事務所のガラスに統合されたPV
写真提供: Solar Design Associates
(IEA PVPS)
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例: インド及び米国
揚水ポンプの太陽光発電システム
• 独立送電網では経済性あり
家庭給水
• 負荷との相関関係

水タンクへの貯蔵

季節的負荷相関関係
• 水質の改善
• 利便性
家畜給水システム
• 信頼性
• 簡単
写真提供: Jerry Anderson,
Northwest Rural Public Power District (NREL PIX)
写真提供: Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX)
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RETScreen®
太陽光発電プロジェクトモデル
• エネルギー生産、ライフサイクルコスト及び温室効果ガス削減を世界の
各地域について分析可能



送電網 (中央送電網又は独立送電網)
独立電源 (PV-バッテリー又は
PV-発電機セット-バッテリー)
揚水ポンプ
• RETScreen® へのわずか
12ポイントのデータ入力対8,760
時間シミュレーションモデル
• 現状では範囲外:

集光システム

負荷ロス推測計算
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RETScreen
PVエネルギー計算
®
ＰＶアレイ面の
太陽輻射の計算
ＰＶアレイにより生み
出すエネルギーの計算
テキストブック参照
送電網と連係
独立系
揚水ポンプモデル
インバータロスの
計算
ＰＶアレイにより供
給
できる需要の計算
平均的なポンプ/
システムの効率を
かける
送電網による吸収
不足の計算
バッテリーにより
供給する需要の計算
揚水用エネルギー
に変換
発電機により供給する
需要の計算(ハイブ
リッドシステムのみ）
クリーンエネルギープロジェクト分析:
RETScreen® エンジニアリングと実例
太陽光発電プロジェクト分析の章
利用エネルギーの計算
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RETScreen®
太陽光発電プロジェクトモデルの確認例
• PV/発電セット/バッテリーハイブリッドシステムについて、アルゼ
ンチンで HOMER の時間シミュレーションと比較

500 WAC 負荷

1 kWp 太陽電池アレイ, 60 kWh バッテリー, 7.5 kW 発電セット, 1 kW インバー
タ
250
160
HOMER
RETScreen
HOMER
RETScreen
140
200
発電機燃料消費（Ｌ）
Genset consumption (L)
PV Power (kWh)
PV出力（ｋＷＨ）
120
100
80
60
40
150
100
50
20
0
0
Jan
1月
Feb
Mar
Apr
May
Jun
２月３月４月５月 6月
Jul
7月
Month
Aug
Sep
Oct
8月９月 10月
Nov
11月
RETScreen と HOMERでのエネルギー計算結果比較
Dec
12月
Jan
1月
Feb
Mar
Apr
May
Jun
２月３月４月５月 6月
Jul
7月
Month
Aug
Sep
Oct
8月９月 10月
Nov
11月
Dec
12月
RETScreen と HOMERでの発電セットの燃料消費計算結果比較
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結論
• 太陽光発電：送電網用、独立電源用及び揚水ポンプ用
• 太陽光は世界中で良好な資源である。

太陽光発電システムは全ての気候帯に設置できる
• 資本コストは高い

独立電源は経済性が高い

送電網との連係では補助金が必要
• RETScreen® は月毎の資源からの計算で年間分析をし、時間
毎のシミュレーションモデルと十分匹敵する精度を達成できる
• RETScreen® は重要な予備的フィージビリティスタディのコスト
を節約する
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.
質問?
太陽光発電プロジェクト分析モデル
RETScreen® International クリーンエネルギープロジェクト分析コース
更に詳しい情報は RETScreen ウェブサイトをご参照下さい。
www.retscreen.net
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.

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