スマートハウスによる「夏の電力ピークカット効果」 [環境を考えた住まい]

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夏の電力不足問題
2011年夏に関東、東北エリアで話題となった夏の電力不足問題は、2012年の夏には関西、九州をはじめ全国的に広がっています。「電力が不足している」「本当は足りている」両論がありますが、ここでは過不足を論じるのではなく、「夏の電力が足りない」というのはどのような状態なのかを説明します。

サンプルデータ等より推計
参照:関西電力HP ※クリックで拡大

夏の平日の電気の使われ方は、図のように平日の昼間に大量の電気が消費され電力ピークを迎え、夜~翌朝の期間は昼間に比べて消費電力は少なくなっています。
つまり、夏の電力不足問題は、「夏の平日の昼間の電力不足問題」と時間を限定したほうが、より課題が明確になるように思います。
その理由は、世間にあふれる情報の中には、地球温暖化防止のための省エネ(消費電力抑制)活動と電力不足対策が混同しているケースがあります。 例えば、省エネ対策にはLED照明を導入する対策は効果的ですが、一般住宅の場合は夏の昼間にはトイレ等一部を除いて照明は使いませんので、LED照明は夏の電力不足の対策にはほとんど寄与しないといえます。問題認識があいまいだと、対策もあいまいになる例です。
一般家庭における夏の電力不足問題の対策

太陽光発電システムの1日の発電(イメージ) ※クリックで拡大

夏の電力ピークは平日の昼間(午後)に発生します。この時間帯での電力会社からの電力購入を削減すれば、電力ピークの抑制に貢献できます。具体的に家庭でできる対策は以下の2つが考えられます。

ピーク時間帯の省エネ

太陽光発電システムの導入

ここでは、後者=太陽光発電システムによるピークカットの効果を実邸データを使って検証してみました。その結果を説明します。
スマートハイムの電力ピーク時における消費電力削減効果について
セキスイハイムで行った 実邸データの調査結果は、こちらWEBコンテンツで開示しています。http://www.zero-club.net/index.php/life/detail3872/?tb
消費電力削減(ピークカット)効果の試算は以下の方法で行っています。

クラウド型HEMSのデータ収集による太陽光発電システムの発電量、売電量、自家消費量の平均像の把握
[...]

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再生可能エネルギーをうまく活かすための条件は? [環境を考えた住まい]

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再生可能エネルギーは、電力網を不安定にしてしまう?
太陽光発電システムの設置コストが下がっています。出荷量の拡大による量産効果に加えて、低価格な輸入品が増えていることも一因です。 コスト競争が進むことによって、再生可能エネルギーの普及に弾みがつくでしょう。加えて、「再生可能エネルギーの固定価格買取制度」が本格的に動き出せば、予想以上に早く進展するかもしれません。
こうした動きは、地球環境への負荷を減らすだけでなく、私たちの快適な暮らしを支えてくれるという点でも歓迎すべきことです。しかし、電力系統のインフラが現状のままで再生可能エネルギーが大量に導入されてしまうと、別の問題が発生してしまいます。
以前にも簡単に触れましたが、今回は少し詳しく考えてみましょう。
日本の電力網は、世界的に見ても優れているといわれています。それは、発電所から送配電線を経由して各ユーザーに届く直前、つまり変電施設までの区間では、マイクロ波無線網や光ファイバー網が張り巡らされ、監視・制御を行う体制が整備されているからです。このおかげで、大型台風や地震など自然災害以外ではほとんど停電がなく、あっても短時間で普及されるなど、安定供給を実現しています。
また、電力を発電して供給するのは限られた電力会社が中心になっているため、需要量に応じて出力を調整することができます。発電量とエネルギー消費量のバランスを取ることによって、周波数や電圧を一定の範囲に収め、高い電力品質を保つことができるのです。

※クリックすると拡大します。

ところが、再生可能エネルギーが売電によって既存の電力網に逆潮流するようになると、さまざまな問題が発生します。
再生可能エネルギーは出力の予測や調整ができず、しかも、電力会社の情報通信ネットワークが及ばない配電網の末端に、ユーザーがランダムに設置するため、発電量の制御ができなくなってしまうのです(図1参照)。
その結果、安定的に管理された供給体制が揺らいだり、周波数や電圧に変調を来たして、電力品質が悪化するおそれが出てきます。
周波数や電圧が変わると、どんなトラブルが起きる?
電力の周波数に異常が生じるとどうなるのでしょうか。

※クリックすると拡大します。

現在、国内の周波数は東日本が50Hz、西日本が60Hzに設定されています。この周波数が0コンマ数Hzずれただけで、製造業の動力機械の回転数が変わり、製品の品質が悪化したり、振動の発生によって装置に不具合が起きたりすることがあるそうです。
電圧に異常が生じた場合は、電気製品の異常発熱や発火が起きたり、パソコンなどの精密機器の動作異常や故障の原因になったりします。
実は、太陽光発電と電圧異常によるトラブルも、既に発生しているケースがあるようです。
家庭向けの電力は通常100V(一部の機器用は200V)で供給されています。といっても100Vぴったりではなく、101Vプラスマイナス6Vの範囲内(95V~107V)に収まるように調整されているのです。これは法律で規制されています。そのため、太陽光発電の逆潮流も107Vを超えないようにパワーコンディショナーで制御されているのが普通です。これを「電圧抑制機能」といいます。
電力会社からの供給が100V前後に収まっていれば抑制機能は働かないはずですが、限られた地域で電圧バランスが崩れるなど、なんらかの理由で許容範囲を超えてしまうケースがあるようです。そうなると、たとえ太陽電池パネルでフルに発電していたとしても、パワーコンディショナーが出力を遮断して、売電できなくなってしまうこともあります。現状のまま再生可能エネルギーが大量に急速に増えると、こうした予期せぬトラブルが頻発するかもしれません。
>>次のページでは、再生可能エネルギーの大量導入への対策について解説します。

http://rss.rssad.jp/rss/artclk/hU1K_B5u9Yzi/a3bda02307002b4916bc3314ddaf16f3?ul=VNXG50MsEME49n22_XNSGW9RSWne8JlK0c5C_n296PbZz4H3HlDo8mkRK.Reaqmg7WEElZHgkRKgQe5hepI2A6XWYBpP

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