米機関が「太陽光+リチウム電池」をコスト分析、その結果は？ 「ACリンク」と「DCリンク」は1ポイントの違い

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米国が牽引する「電力用リチウム電池」

　近年、リチウムイオン電池を電力システムに関わるエネルギー貯蔵として使用するケースが増加している。短期間のエネルギー供給、電力系統の安定化、さらに周波数・電圧調整、送配電網の建設延期、または送配電網の投資抑制・削減、バックアップ電源、ピークカット、ピークシフトなど多様なサービス用途で価値を提供し始めた。

　現在、米国がこの分野でも世界をリードしているようだ。米国における電力用リチウムイオン電池のほとんどの用途は、発電事業用のエネルギー貯蔵である。2008～2017年の間、米国は世界の電力用リチウムイオン電池市場の約40％を占めた。それは出力で495MWにあたり、そのうち約92％は発電事業用のエネルギー貯蔵（出力1MW以上）として、約8％は商業用エネルギー貯蔵（出力10KWから1MW）、そして1％以下は住宅用（10kW以下）に導入された（図1）。

図1●米国リチウムイオン電池の導入量推移（2008～2017年）（棒グラフ、円グラフともに緑色が電力事業用市場、薄いピンク色が商業用、赤色が住宅用を示す）

（出所：DOE Energy Storage Database）

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「ACリンク」「DCリンク」とは？

　この拡大するリチウムイオン蓄電池のエネルギー貯蔵としてのコストの動向を分析するため、米国国立再生可能エネルギー研究所（The National Renewable Energy Laboratory: NREL）は「2018年米国発電事業用太陽光発電所プラスエネルギー貯蔵システムコストベンチマーク（基準）」を昨年12月に発表した。大容量リチウムイオン蓄電池が単独で設置された場合（スタンドアロン）と、発電事業用太陽光発電所と大容量リチウムイオン電池を併設（コロケーション）した時（以下「PV＋蓄電池」）のデータを基に、モデル化してコスト分析したものである。

　このNRELベンチマーク分析では、太陽光パネルの設置容量100MW-DCの追尾型の太陽光発電所と出力60MW-AC、容量240MWh-AC（放電4時間）のリチウムイオン電池を想定した。具体的には、以下4パターンで分析した。（1）それぞれを独立で設置した場合（スタンドアロン）、（2） 「交流（AC）リンク」による「PV＋蓄電池」（併設・コロケーション）、（3）「直流（DC）リンク」による「PV＋蓄電池」（併設・コロケーション）、さらに、（4）PVと蓄電池を異なるサイトに単独に設置―――の4ケースだ。...Read More Here

米で導入進む「スマートインバーター」、太陽光の系統負荷を軽減 ハワイ州ではソーラーエッジがシェアトップ

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系統接続には「スマートインバーター」が必須

　数年前から米国の太陽光業界では「スマートインバーター」、または「高度インバーター」という言葉をよく耳にするようになった。ちなみに米国の太陽光業界で使われる「インバーター（Inverter）」という呼び名は、国内でいう「パワーコンディショナー（Power Conditioning System：PCS）」を指す。

　実際、太陽光発電の累積導入量で全米トップのカリフォルニア州と、屋根上の分散型太陽光発電システムの普及率でナンバーワンのハワイ州ではすでに「スマートインバーター」の使用が配電網への接続に必須となっている（図1）。

図1●屋根置き太陽光発電システムが密集するオアフ島

（出所：J. Movellan）

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　太陽光発電用インバーターとDCパワーオプティマイザーのリーディングメーカーでイスラエルに本社を構えるソーラーエッジ・テクノロジーズ（SolarEdge Technologies）によると、「スマートインバーター」とは、直流（DC）を交流（AC）に変換し、通常の動作電圧および周波数条件からの逸脱時に、ダイナミックな有効電力・無効電力サポート、周波数と電圧のRT（Ride Through）機能、ランプ（出力の激変）制御、 外部からの命令、そして電力会社から他の機能を受け入れるコミュニケーション能力などの要素を持ち、自律的にグリッド（電力系統）サポートに貢献できるデバイスを意味する。 

分散型太陽光の急増が系統負荷に

　ハワイ州などでは、屋根上の分散型太陽光の急激な導入拡大が、集中型発電所からの送電を前提とした既存のグリッドインフラに大きなストレスを引き起こした。スマートインバーターは、今後の分散型システムの導入拡大において、グリッドへの追加投資によるアップグレードの必要性を軽減すると期待されている。

　2018年9月末時点で、ハワイ州では系統連系済みの分散型太陽光は7万7000を超え、総設置容量は731MWであった。ただ、「設置容量」が1GWにも満たないのに、これらの屋根置き太陽光は同州の再エネ「発電量」の36％を賄っている（図2）。

図2●ハワイ州における2017年の再エネの電源比率

（出所：Hawaii Energy State Office）

　分散型太陽光の導入が急激に拡大した2014～15年にかけて、太陽光発電システムが最も導入されているオアフ島の一部の配電網では、太陽光の発電量が昼間最低負荷を超えるだけでなく、最低負荷の2.5倍以上にもなる事態が生じた。このため、同州における分散型電源の急拡大による電力系統への影響が本格的に問題視されるようになった。...Read More Here

「一括見積もりサイト」が低価格を牽引、W単価4ドル以下に 第3者機関との連携や情報公開で信頼感向上

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「一括見積もりサイト」利用は少数派だが･･･

　米国国立再生可能エネルギー研究所（The National Renewable Energy Laboratory: NREL）の最新レポート「ソーラー購入者の市場」によると、米国の住宅用太陽光発電システム購入者の95％以上は、施工業者から直接、見積もりを取った上で購入したという。

　逆に言うと、現在、インターネットによる「オンライン一括見積もりサイト」の利用率はまだまだ数％で、少数派ということになる。ただ、NRELは、一括見積もりサイトの利用者は、施工業者との直接取引よりも安くシステムを購入していると分析している（図1）。

図1●太陽光発電システム購入用のオンライン一括見積もりサイト

（出所：Pick My Solar）

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　一括見積もりサイトは、太陽光の購入検討者が一度に複数の会社に見積もりを依頼できるのが特徴である。消費者が自分で施工業者を探し、会社ごとに見積もりを取るのは手間と労力がかかる。

　NRELによると、一括見積もりサイトを利用しない購入検討者は、見積もり依頼に関わるコストを減らすため、見積もり依頼を1～2社程度に絞ることが多いという。しかし、見積もりが数社に留まる場合、購入検討者は施工業者に対して強いバーゲニング・パワー（交渉力）を持てない。...Read More Here

米加州で新築住宅への「太陽光の義務付け」、正式に決定 全米の波及した場合、累積導入量は200GW超に！

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「義務化」で太陽光の新築市場は5倍に

　米国カリフォルニア州で「新築住宅への太陽光発電設置の義務付け」が正式に実施されることになった。

　今年5月にカリフォルニア・エネルギー委員会（CEC）は、2020年1月より新築住宅に太陽光発電の設置を義務化する規制を承認していた。だが、この「新しい規制」を実現するためには、カリフォルニア州建築基準委員会（CBSC）から最終承認を受ける必要があった。

　そして、今月5日にCBSC全委員の同意で「義務付け」を承認した。これにより、同州は晴れて、全米で初めて州政府による新築住宅への太陽光発電設置を義務化した州になる。

　カリフォルニア州の公表データによると、現在同州では年間に約15万軒の新築・既築住宅に太陽光が設置されており、そのうち新築住宅は約10％の1万5000軒に過ぎない。 同州では年間に平均8万軒の新築住宅が建てられている。「義務化」により 2020年以降、全新築住宅に太陽光が設置されると仮定すると、新築向け市場は、実に約5倍に急拡大する。

　米太陽エネルギー産業協会（SEIA）は、カリフォルニア州の「義務付け」により、2020～23年の間に年間平均200MW 、累計800MWの太陽光の設置が後押しされると推計している。

　一方で、 米国の環境保護に関する政策の分析・研究を行う非営利団体・エンバイロメント・アメリカは、この推計でさえ「控えめ」とし、実際にはこの「新しい規制」により、2045年までにカリフォルニア州で5GW以上の 太陽光が新築住宅に導入されると予測している。

全米に波及すれば「エネルギー革命」に

　同団体は、カリフォルニア州と同じような政策が、全米の町、都市、州などで採用されれば、その効果は革命的なものになり、米国のクリーンエネルギーへの転換を加速させるとしている。仮に2020～26年の間に米国内に建てられる新築住宅の全てに太陽光発電を導入すると、現在設置済みの太陽光の累積導入量を上回る規模に匹敵し、2045年までには新築住宅への太陽光設置容量は全米の累積導入量の３〜５倍の203GWに達すると予測している（図1）。

図1●「新築住宅への太陽光義務化」で増える米国累積太陽光導入量（注：青線が新築住宅の設置容量、赤点線が現在の米国累積太陽光導入量）

（出所：The Environment America）

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　米国は現在、1100万世帯の電力供給量に匹敵する太陽光発電を備えており、その設置量は、ほんの数年前と比べて劇的に増加している。住宅の屋根上太陽光は、もはや一般的になってきたものの、それでも米国では毎年数十万の住宅が太陽光なしで建設されている。

　化石燃料が燃やされる電力事業の発電部門は、米国の温室効果ガス排出量全体の約28％を占め、 2番目に大きな排出源である。エンバイロメント・アメリカは、太陽光発電はクリーンエネルギー転換への重要な役割を担っているとし、石炭・石油の火力発電からソーラーエネルギーへの転換は温室効果ガスの排出量を削減するだけではなく、人間の健康に害を与える化学物質、粒子状物質などによる大気汚染を減らして公衆衛生を改善するという。さらに、屋根上の住宅太陽光はホームーオーナーにとって家計の節約にも貢献するとしている。...Read More Here