伊佐市に「夜間売電型メガソーラー」、6.5MWhの蓄電池に全量充電

太陽光発電を安定電源化、エネルギー地産地消の核に

2017/03/07 15:36
金子憲治=日経BPクリーンテック研究所
夜間に売電する国内初のメガソーラー
(出所:林建設)
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6.5MWhのLiイオン蓄電池を併設した
(出所:日経BP)
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LG化学のLiイオン蓄電池を採用
(出所:日経BP)
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「DCリンク」を採用(PCSのモニター)
(出所:日経BP)
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 鹿児島県伊佐市の建設会社、林建設(伊佐市)は2月1日、伊佐市大口太田の市有地に大型蓄電池を併設した夜間売電型のメガソーラー(大規模太陽光発電所)を稼働させた。

 太陽光パネルの設置容量は約1.2MW、パワーコンディショナー(PCS)の定格出力は1MW、Liイオン蓄電池の容量は6.5MWhとなる。

 発電所名は「ハヤシソーラーシステム高柳発電所」。夜明けから日中の午後6時までは、太陽光パネルからの発電電力の全量を蓄電池に貯め、夕方の午後6時から夜の午後12時までの6時間で蓄電池を放電し、充電電力の全量を九州電力の系統に送電する。この送電には、固定価格買取制度(FIT)が適用され、買取価格36円/kWhで売電できる。
 
 この案件は、2013年9月に伊佐市が遊休市有地を活用した太陽光発電事業に取り組む事業者を公募し、林建設が選ばれたもの。

 同発電所が、こうした売電パターンを採用したのは、九州電力のローカル系統に余裕がなく、上位系統の増強に要する工事費負担金が高額(43億~63億円)となったことが背景にある。

 林建設が公募に採択され、造成工事が完了し、太陽光設備の基礎工事に着手した時点で、こうした高額の工事費負担金を九電から提示された。

 これを受け林建設は、九電に対し、蓄電池設備を併設して、送電時間を変更することで、系統工事なしで連系できないか交渉し、系統接続の個別協議を申し込んだ。

「DCリンク」に変更して個別協議が成立

 太陽光発電と蓄電池の接続形態に関し、林建設は、2015年段階で、「AC(交流)リンク」と呼ばれる方式を提案していた。これは、太陽光パネルと蓄電池それぞれに専用のPCSを設置し、パネルからの直流と蓄電池からの直流を個別に交流に変換してから合成し、系統連系する仕組み。

 九電は、当時、「ACリンク」は、認めないとの回答だった。理由は、系統からの電力を蓄電池に貯めて売電するという運用が容易になる、という解釈だった。そこで、林建設は、「DC(直流)リンク」方式に変更した。これは、太陽光パネルと蓄電池が1つのPCSを使う方式で、蓄電池とPCSはDC/DCコンバータを介して直流のまま入出力する。

 「DCリンク」に変更したことで、2016年1月29日に九電との個別協議が成立し、4月に「蓄電池による売電申請」を前提に接続検討に入り、9月に連系承諾を得た。これによりメガソーラー建設のめどが立ったことから、林建設は、伊佐市に対し、蓄電池併設によるコスト増という状況を説明し、地代減額を申請し、2017年1月に認められた。

 こうした経緯から、「ハヤシソーラーシステム高柳発電所」は、全国でも珍しい「DCリンク」による「蓄電池併設型メガソーラー」となった。北海道稚内市で実証的に運用している蓄電池併設メガソーラーは、「ACリンク」が採用され、現在、道内で計画が進んでいる蓄電池併設メガソーラープロジェクトもすべて「ACリンク」となっている。

建設費用7億円に補助金を活用

 今回の伊佐市のプロジェクトでは、中央物産(岐阜県中津川市)がEPC(設計・調達・施工)サービスを担当し、DC/DCコンバータ内蔵型PCSと全体システム設計はYAMABISHI(東京都大田区)、Liイオン蓄電池は韓国LG化学製を採用した。

 建設費は約7億円で、そのうち約2億4000万円を政府の補助金制度を利用した。経済産業省が予算化した「再生可能エネルギー接続保留緊急対応補助金(再エネ発電事業者のための蓄電システム導入支援事業)」で、環境共創イニシアチブ(SII)を通じて募集したもの。

 林建設は、FITの開始する以前から、再エネ開発に取り組んでおり、現在、「ハヤシソーラーシステム高柳発電所」のほかにも2カ所のメガソーラーなど、7サイトで太陽光発電所を建設・運営している。

 林隆秀社長は、「雇用を生み出して地域を活性化するには、公民連携によって新たな事業を展開することが需要。蓄電池併設型メガソーラーもその1つ。不安定な太陽光を安定的に供給でき、エネルギー地産地消の実現に貢献できる」と話す。

IRRは5%弱を確保

 6.5MWhもの大型蓄電池の導入で、建設費用は、通常のメガソーラー事業の2倍以上になったものの、買取価格36円/kWh案件の認定を取得し、補助金を活用できたことで、IRR(内部収益率)は、5%近くとなり、「企業の事業として損しない程度になった」(林社長)という。

 同社・ソーラー事業部の山下剛部長は、「九電からDCリンク方式を求められためにシステム開発に時間がかかったものの、太陽光の電力を直流のまま充電することで、システム効率が向上した。いまのところ充放電による損失(ロス)は10%程度に収まっている」と話す。また、LG化学製の蓄電池は、同社と20年間の性能保証契約を締結しているため、「蓄電池の劣化や交換によるコストアップのリスクはない」(山下部長)

 システム構築を担当したYAMABISHIでは、今回のプロジェクトを契機に「系統出力変動対策用蓄電システム」として、従来の蓄電システムの新機能として製品化した。DCリンク方式の採用で、ACリンク方式に比べ最大10%の効率改善が見込め、系統周波数の改善に貢献する「短周期変動」対策と、時間単位の需給バランス改善に寄与する「長周期変動」対策の両方に対応できるとしている。