背景: 送電網はインターネットと同じ
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このページに書いてあること 1) 送電網はインターネットと類似している 2) 再生可能エネルギー発電は分散しているので、その出力を 平準化するにはクラウドサーバーにあたる揚水発電ではなく、 スマホやパソコンにあたる分散型蓄電デバイスが必要 |
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再生可能エネルギーによる発電設備は、エネルギー密度が低いために広範囲に分散して分布しています。
太陽光や風力の場合、出力が安定しないので、送電ネットワークもしくは蓄電デバイスで出力を平準化してから消費者に電力供給する必要があります。
この２つの方法を比較すると、天候不順により一定期間以上のNo Sun, No Windが起こった場合、電力総量が不足し送電ネットワークだけでは平準化できないので、蓄電デバイスの方が優れています。 蓄電デバイスには様々なサイズのものがあります。 揚水発電は最も蓄電量が大きいですが放電時間も長く、リチウムイオン電池とキャパシタは、蓄電量は小さいですが比較的放電速度が速いです。 これによりサイズの大きい揚水発電は発電所に近い上流に配置し、サイズの小さいリチウムイオン電池やキャパシタは分散した発電設備の近くに配置することになります。 送電網とデバイスの配置のイメージ図をインターネットと比較し下に示します。 | ||
 図2 送電網とインターネットの類似性 | ||
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図2の左下側にあるように、太陽光発電で日中に余剰となった電力は揚水発電で蓄電されます。
例えば、図にある民家の屋根のソーラーパネルで発電された余剰電力は、遠い山奥の揚水発電所まで送電線を使って送ることになります。
日本の送電網は図にあるように電圧が何段かに分かれていて、遠方に送電するには何回も電圧変換する必要があります。
これには変圧器を使いますが、その効率は100％ではありませんし、当然、長距離送電すれば送電線でのロスも無視できません。揚水発電自体の効率も最大で80%程度です。
要するに、電気が余ったからと言って揚水発電所まで送電すれば、それだけで少なくないエネルギーを失ってしまうのです。
夜になって、揚水発電に蓄えた電力を使う場合は、また、電圧変換と送電線によるロスが発生します。
このようなプロセスはどう考えても効率的とは言えません。 送電網をインターネットに置き換えるとわかりやすいです。揚水発電所は、いわばインターネット上のクラウドサーバーで、家庭での太陽光発電はＰＣがスマホのようなものです。 ＰＣかスマホで何か作業をするときに、使用するデータを全て逐一クラウドサーバーに保管しなければならないとしたらどうでしょうか？ 作業は非常に非効率的となり、インターネット通信は混雑し、また、クラウドサーバーの容量はいくらあっても足りません。 現実に送電網でも同じことが起きます。再生可能エネルギーの出力安定化を全て揚水発電でやる場合、ある試算では、現在の設備を500倍にする必要があるされています。 しかし、揚水発電所のそんな設置場所は世界中どこを探してもありません。 そう考えれば解答は明らかです。ＰＣやスマホにメモリーを載せるしかありません。電力供給では、そのメモリーはエネルギー密度が高く運搬可能な電池かキャパシタになります。 つまり、分散して配置される再生可能エネルギーの出力安定化には、その場でエネルギーを蓄え出力を安定化する蓄電デバイスが必要になるわけです。 電池とキャパシタを比較した場合、エネルギー変換なしに電気エネルギを蓄えるキャパシタが原理的に優れています。 | ||
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再生可能エネルギーの地産地消を実現する蓄電デバイスはキャパシタです |
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