成果報告書詳細
管理番号20120000000078
タイトル平成18年度~平成22年度成果報告書 大規模電力供給用太陽光発電系統安定化等実証研究(北杜サイト)
公開日2012/3/30
報告書年度2006 - 2010
委託先名株式会社NTTファシリティーズ 山梨県北杜市
プロジェクト番号P06005
部署名スマートコミュニティ部
和文要約本報告書は、「大規模電力供給用太陽光発電系統安定化等実証研究」における北杜サイトでの研究成果をまとめたものである。
第1章 大規模太陽光発電システムの構築
 日照時間が日本一の北杜サイトに約2MWの大規模太陽光発電システムを構築した。
本システムについて、各期工事の内容、関連法規に基づく各種手続き、各種電力設備の詳細仕様、運用に必要な監視計測システムや雷害対策内容等をまとめた。
第2章 系統安定化技術の開発
 太陽光発電システムの発電電力に起因する系統電圧の変動を抑制する電圧変動抑制技術と、系統電圧の瞬時電圧低下時でも運転継続が可能な瞬低対策技術を開発した。
これら技術について、制御方法、シミュレーション、ミニモデル、実運用における検証結果等をまとめた。
第3章 高調波抑制技術の開発
 太陽光発電システムの発生高調波電流の抑制が可能な高調波抑制技術を開発した。
本技術について、発生高調波の解析結果および制御方法、シミュレーション、ミニモデル、実運用における検証結果等をまとめた。
第4章 大容量パワーコンディショナの開発
 世界初となる複数の系統安定化機能を具備した400kW大容量パワーコンディショナを開発製造した。
本装置について、基本仕様、容量の最適化方法、工場試験や実運用における動作確認結果、出力帯別発電量分布等をまとめた。
第5章 各種太陽光発電システムの評価
 同一サイトへの太陽電池導入種類数としては世界一となる国内外9ヵ国27種類の各種モジュール及びシステムの発電特性について評価した。
本評価について、対象システムの仕様、評価方法、実運用データを基にした太陽電池種類毎の発電性能・劣化回復性能等の比較結果、故障検出手法等についてまとめた。
第6章 経済性・環境性を考慮した最適システム設計の研究
 太陽光発電システムの構築コストを分析するとともに、従来の架台に比べ、二酸化炭素排出量の低減が可能な杭基礎架台を開発した。また、各種システムの環境貢献度の評価や環境アセスメントを実施した。
本検討について、システム構築費の内訳、杭基礎架台の仕様、各種システムのLCA評価結果、システム構築が生態系や水質等に与える影響等をまとめた。
第7章 シミュレーション手法の開発
 稚内サイトと北杜サイトで得られた知見を基に、大規模特有の連続設置されたアレイへの日射量、各種太陽電池の発電量、環境貢献度等の算出が可能なシミュレーション手法を検討するとともに、「大規模太陽光発電システム導入のための検討支援ツール」を開発した。
本手法について、開発の目的、手法を実装したツールの操作方法等をまとめた。
第8章 大規模太陽光発電システム導入の手引書の作成
 稚内と北杜で得られた知見を基に、大規模システム導入の企画から運用までの一連の手順に関するポイントを集約した「大規模太陽光発電システム導入の手引書」を作成した。
本手引書について、作成の目的および全体構成をまとめた。
第9章 実証研究における委員会
 研究開発目標の達成に向け、外部有識者で構成される実証研究委員会を定期的に開催し、研究実施内容等に対する精査・助言を得た。
実証研究委員会、PVモジュール評価分科会、出力制御分科会について、委員会の構成、開催実績等をまとめた。
第10章 北杜サイトにおける保安業務
 関連法規に基づき、北杜サイトの実証研究設備における保守業務を実施した。
本業務について、保安業務に関わる各種法令や各種システムに対する点検内容等をまとめた。
英文要約In this report,research achievements in“Verification of Grid Stabilization with Large-scale PV Power generation systems”were compiled.
Chapter.1 Construction of large-scale PV power generation systems:Approximately 2 MW PV systems were installed in Hokuto site that was one of the highest solar irradiation areas in Japan. In this chapter, construction work in each stage, procedures based on related laws and regulations and specifications of electric power equipment were described.Monitoring/measuring system for operation and lightning protection measures were illustrated.
Chapter.2 Development of grid stabilization technologies:Grid voltage stabilization technology and Fault Ride Through technology were developed. In this chapter, control approaches and results of simulation and actual operation were compiled.
Chapter.3 Development of technologies for harmonic current suppressing:Technologies for suppressing harmonic current from PV system were developed. Analysis of arising harmonic current and control approaches were carried out. Results of simulation, mini-model and actual operation were verified.
Chapter.4 Development of high-capacity Power Conditioning System(PCS):400 kW PCS equipped with multiple grid stabilization functions were developed. Basic specifications and methodologies for capacity optimization were compiled. Operation check results in factory test and actual operation were shown. Spectrums of power generation separated by power output were illustrated.
Chapter.5 Evaluation of various kinds of PV systems:Characteristics of 27 kinds of PV modules and systems were evaluated. Specifications of evaluated PV systems, evaluation methods and methodologies for detecting failures were compiled. Also, power generation and degrading/recovery characteristics of each PV module were verified based on actual operation data.
Chapter.6 Research on economic and environmental PV system design:PV system installation costs were analyzed.Pile founded supporting structures were developed, which contributed to reducing more CO2 emissions than concrete bases. Environmental impacts of each kind of PV systems were evaluated and environmental assessments were conducted.In this chapter,breakdown of PV system installation costs and specification of developed pile founded supporting structures were compiled.LCA evaluations and environmental impacts of PV system installation on ambient ecosystem and water quality were investigated.
Chapter.7 Development of simulation methods:“Simulation tool for large-scale PV system installation”was developed based on experiences acquired both in Wakkanai site and Hokuto site. Irradiance on PV arrays in a row specific to large-scale PV system, power generation of each kind of PV modules and environmental impacts can be calculated with this tool. In this chapter, purposes of development and brief instructions were described.
Chapter.8 Compilation of guidebook for large-scale PV system installation:
“Guidebook for large-scale PV system installation”was compiled based on experiences acquired both in Wakkanai site and Hokuto site. Important reminders in procedures from system planning to plant operation were show in the guidebook. In this chapter, purposes of compilation and summary were described.
Chapter.9 Commissions on the demonstration study:Commissions made up of outside experts were periodically held for goal achievement of research and development. Reviews and advice for research progress were given in the commissions. In this chapter, commissions’ configuration and track records of Demonstration study commission, PV module evaluation sectional committee and Output control sectional committee were compiled.
Chapter.10 Operation and maintenance in Hokuto site:Operation and maintenance were conducted in Hokuto site based on related laws and regulations. Descriptions of laws and regulations regarding operation and maintenance were compiled. Check items of PV system equipment were listed.
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