トップ > 話題のメガソーラーのお勉強

話題のメガソーラーのお勉強

参考にしたのは、

ここからにさせて頂きます。


■基礎知識編

この実験プラントは山梨県北杜市にあり、ここが実験地として選ばれた理由は日照時間が長い、つまり太陽光発電に有利と言うのがあるようです。具体的には、

年平均日照時間: 2,257時間（平均2,120時間）

年間で平均より137時間、6.5％ぐらい長いみたいです。施設の全景を示します。

敷地面積6万平米がどれぐらいですが、甲子園球場の総面積が3万8500平米ですから、甲子園の2倍弱と言ったところでしょうか。なかなか広大な実験プラントです。ここは実験プラントなので26種類の太陽電池の運用実験を行なっているのですが、発電規模は2MWとなっています。単純計算なのですが1MWのメガソーラーに必要な面積は3万平米、おおよそ甲子園球場ぐらいは必要そうです。

さすがに公式実験なので最新の設備が導入されているようで、こんなのもあります。

へぇ、太陽光追尾式か･･･当たり前のお話ですが、太陽光発電のためには太陽にモジュールが正対している方が発電効率が上がるはずです。これをコンピュター制御で行うことにより発電効率を高める方式のようです。発電効率も37％超とはちょっと驚きです。技術は進歩しているんだと感心しました。念のためですが全部がコレではなくて、コレも使用されている状態なので誤解無い様に。


太陽光発電の誰でもまず思いつく弱点は天候です。これもちゃんとデータとして示してくれています。
雨天になればほぼ発電は期待できませんし、曇天でも能力は6割減になるようです。当たり前と言えばそれまでですが、お天気次第のメガソーラーになります。それぐらい晴天時間は太陽光発電のカギを握るものですが、では全国的にはどこが立地条件が良いかも示してくれています。
大雑把に言えば太平洋沿岸が有利で、日本海側が不利であると言う、当たり前のデータが示されています。


■実力編

さてこのメガソーラーがどれぐらいの発電能力を持っているかです。次のグラフを見てください。

縦軸の単位は左（Y軸）が月間の積算発電量で「万kWh」で、右（2Y軸）は設備利用率で「％」です。ちなみに設備利用率とは

設備利用率＝対象期間の発電電力量(kWh)／(定格容量（kW）×24時間×対象期間日数)×100％

雨天だけではなく夜間ももちろん稼動しませんから、絶対に100％にはならないのですが、結論として、

一般的に太陽光発電設備の設備利用率は１２％程度と言われているが、北杜サイトは日照条件が良いため、一般に比べ３％以上高い設備利用率となることを確認した。

条件の良いところで15％、平均的には12％であると言う事です。ここも少しだけ注釈を加えておきますと、太陽光発電は日照時間が大きなカギを握りますが、もうひとつ気温も大きく影響します。これは太陽電池の特性で過熱すると発電効率が落ちるというのがあります。真夏の方が発電には適しているように素人は思うのですが、夏の暑さはモジュールの機能低下を招きます。

太陽電池の発電効率自体は寒い季節の方が有利であって、発電効率自体は冬場の方がむしろ有利と言うのもあります。もちろん冬場の日照時間の不利を覆すほどのものではありませんが、ある程度は補うため季節変動は案外少ないものになっています。


でもって月別の積算発電量ですが、目算で6万〜7万kWhとして良さそうです。ここのデータなんですがH.20年とH.21年のものですが、発電規模の方は、

  • 2008年完成［第１期］：600kW
  • 2009年完成［第２期］：1200kW
月別発電量のグラフは示した右側に11〜3月に工事となっていますから、これは第2期工事を行っていたと見れます。つまり600kWで1ヶ月で「6万〜7万kWh」の成績を残していたと考えます。その傍証として工事終了後の積算発電量は20万kWh弱になっています。これは発電規模が600kWから1800kWに拡張されたためとするのが妥当かと思われます。

そうなると、発電モジュール100kWあたり1万kWの月間発電が可能と出来ます。実験プラントですから多種類のモジュールを使っているわけで、2008年以降の技術革新、また最適の組み合わせをしたとして、

これは過少の評価とは言えないと思います。むしろ過大の声もあるかもしれませんが、この分野に詳しいわけでは無いので目を瞑ってもらって
    1MWメガソーラー ＝ 月間15万kWhの積算発電
こう仮定して見ます。さてやっとたどり着きましたが、これを原発1基と置き換えるにはどの程度のメガソーラー（1MW）が必要かです。換算条件は、
  1. 1ヶ月を30日とする
  2. 原発1基は100万kWhとする
原発は24時間連続運転ですから1ヶ月の積算発電量は、
    100万kWh × 24時間 × 30日 ＝ 72000万kWh
そうなると1MWのメガソーラーが4800ヶ所必要になります。ここも丸めて5000ヶ所とします。これに必要な面積は1MWのメガソーラーに3万平米必要ですから、
    1億5000万平米
「億」が出てくると感覚が飛びそうになるのですが、1億平米で100キロ平米になりますから150キロ平米になります。これがどれ程の大きさかと言えば、関空の空港島が二期工事を含めて100キロ平米ですから、あれが1.5個は必要になります。関電は今夏2基動かしましたから空港島が3個必要になります。


もし空港島利用ならもう少し利用効率が上がりそうな気もしますが、まさか関空を廃止してメガソーラーにするわけにも行かないでしょうから、5000ヶ所は分散して作られる必要があります。とは言え1ヵ所で3万平米（甲子園球場ぐらい）と言えば広大な面積です。私は趣味で里山に登ることがありますが、山頂からの眺めでいつも感心するのは平地が見事なぐらい開発され尽くされている事です。そんなにドカンと空き地があるわけではないと言う事です。

メガソーラーは実験プラントを見てもお判りのように、「日あたりの良い場所」が必要です。斜面地でも建設は不可能ではありませんが、無闇に作ると崖崩れの心配が出てきます。そうなれば、ある程度は平地である必要があります。とはいえそんな都合の良いところは、そうそうはありません。あえて作るのなら、新興工業団地方式です。山を切り開いて発電団地を作り設置するのが妥当と思いますが、原発1基を置換するのに5000ヶ所はかなり大変そうに思います。


ここも革命的な技術革新が起こり、私が仮定した発電量の2倍となっても2500ヶ所です。今夏のように2基動かせば5000ヶ所です。関電の原発は全部で11基あり、震災前並みの余裕をもった供給を行うために8基程度動かすとすれば2万ヵ所。これも現状で即となれば4万ヶ所です。日本全体は･･･試算が面倒なのでやめておきます。

メガソーラーを無用と言う気はサラサラありませんが、「これですべて置換できる」の主張は少々無理があると感じた次第です。