成果報告書詳細
管理番号20090000000265
タイトル平成19年度成果報告書 小型風力発電系統連系設備技術基準調査
公開日2009/8/26
報告書年度2007 - 2007
委託先名財団法人電気安全環境研究所
プロジェクト番号Q05017
部署名新エネルギー技術開発部 系統連系技術グループ
和文要約小型風力発電システムは,今後太陽光発電システムと同様に一般家庭等に設置し,一般電気事業者の配電線へ連系することが望まれている。しかし,現在,風力発電システム用系統連系保護装置の性能や安全性等を評価する基準や試験方法が明確化されていないことから,導入がためらわれる状況が発生している。そのため,当該発電システムに係わる技術的要件として定められている関連法規についての調査及び現在市販・設置運用されているシステムについての実態調査を行い,系統連系技術要件に関する課題抽出を行った。 1)風力発電システムの技術的要件の調査について 風力発電システムは,電気設備として電気事業法及び構造物として建築基準法の適用を受けて運用されている。 電気事業法では,発電所出力が20kW未満の小型風力発電システムは一般電気工作物の内の小出力発電設備に該当し,同法の適用を受け,同法に基づき定められた電気設備に関する技術基準を定める省令(平成9年通商産業省令第52号)及び発電用風力設備に関する技術基準を定める省令(平成9年通商産業省令第53号)の適用を受ける。 発電用風力設備に関する技術基準を定める省令では,取扱者以外が容易に風力発電設備に接近する事を防止するための対策を講じることや強風時の風圧などに耐えうる構造(風車の安全状態確保など)であることなどが要求されている。 建築基準法において高さ15m以上の工作物を建設する場合,自重,積載荷重,積雪,地震等に対して安全な構造であることを示した建築確認の申請書を提出し建築主事の確認を受けることが定められている。また,高さ20mを超える工作物には避雷設備を設けることも合せて定められている。 その他,騒音規制法や振動規制法においては,風力発電設備の建設地がそれらの対象指定地域にされている場合には同法の適用を受け各都道府県知事に届出を行うこととなっている。 系統連系に関連する事項については,電気設備の技術基準による系統連係保護装置や電力品質確保に係わる電力系統連系技術要件ガイドラインの適用及び遵守が必要となる。 2)小型風力発電システムの実態の調査について 小型風力発電システムは,利用目的に応じて多くの形式が製造されており,風車の構造で分類すると抗力形と揚力形に分類出来,回転軸の形状で分類した場合には,水平軸形と垂直軸形に分類出来る。小型風力発電システムは,水平軸及び垂直軸と共に一般的に回転速度を上げ効率も良いとされる揚力形が多く用いられている。 風力発電システムに使用されている発電機は,大別して直流発電機と交流発電機の2種類であり,直流発電機は,整流子とブラシなどの摺動接触部分の保守点検が必要であることから,特殊風力発電システムを除いて使用されなくなってきている。そのため,現在主流となっているのは交流発電機であり,交流発電機の中でも構造が簡素で堅牢であり,しかも安価である理由から誘導発電機が多く使用されている。しかし,誘導発電機は,起動時に電力が必要であることから小型風力発電システムなどの場合は,励磁回路が不要な永久磁石形同期発電機(PMG)を用いることが多い。 小型風力発電システムの導入形態は,無電化地域などの電力の入手が困難な場所での電力確保が主であったが,近年の地球環境問題への意識の高まりなどによって,手ごろなクリーンエネルギーとして,家庭用をはじめ,公園・道路などの公共施設関係等へ設置する例が増えている。 小型風力発電システムは,太陽光発電システムと同様に自然エネルギーを基に発電しており,一日を通じて安定的な風が得ることが難しい。そのため,当該発電システムを配電線と系統連系を行う際には,配電線への影響を少なくする目的で様々な工夫を凝らしたシステムを構築している。しかし,台風等の強風時にはカットアウト運転を行うことにより,システムによっては配電線へ影響を与える可能性もあることから,今後詳細な検討が必要であろう。
英文要約It is desirable that compact wind-powered generation systems be installed in common households to facilitate interconnection to the grids of electric utilities hereafter; similarly to photovoltaic power generation systems. However there has been a pause in their introduction due to the lack of clearly defined standards or test methods required to evaluate them. Accordingly, actually existing related laws and rules defining the technical requirements for the wind-powered generation system were investigated, and the actual commercially available conditions were surveyed for such systems, installed and operated, whereupon related issues concerning the technical requirements for grid interconnection have been extracted.
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