(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、初期投資を抑制でき、しかも省エネ法や温対法の対策を図ることができる複合発電設備を提供することである。【解決手段】発電した電力の全量を売電する全量売電発電設備１３と、発電した電力の全量を自己の負荷設備で消費する自家消費発電設備１４とを組み合わせて、内部収益率が目標値を満たす設備割合で全量売電発電設備１３と自家消費発電設備１４とを設置する。これにより、全量売電発電設備１３及び自家消費発電設備１４を運用するＥＳＰ事業者１５の収益と需要家１１の省エネ法や温対法メリットのバランスを決めることが可能となり、さらには、省エネを図ることができＣＯ２の削減も図ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電した電力の全量を売電する全量売電発電設備と、発電した電力の全量を自己の負荷設備で消費する自家消費発電設備とを組み合わせて、内部収益率が目標値を満たす設備割合で前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備とを設置したことを特徴とする複合発電設備。
【請求項２】
請求項１の複合発電設備における前記内部収益率を前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備との設備割合の関数で表し、その内部収益率の関数を予め記憶した記憶装置と、
前記内部収益率の目標値を入力する入力装置と、
前記入力装置から前記内部収益率の目標値が入力されると前記関数に前記内部収益率の目標値を設定し、その目標値での前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備との設備割合を算出する演算制御装置と、前記演算制御装置で演算された前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備との設備割合を出力する出力装置とを備えたことを特徴とする複合発電設備計画装置。
【請求項３】
前記内部収益率は、前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備とのイニシャルコストをパラメータとした複数個の関数であることを特徴とする請求項２記載の複合発電設備計画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電した電力の全量を売電する全量売電発電設備と、発電した電力の全量を自己の負荷設備で消費する自家消費発電設備とを組み合わせて構成された複合発電設備及び複合発電設備計画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力会社に電力を売電する場合には、発電した電力の全量を売電する全量売電（例えば、特許文献１参照）と、発電した電力のうち余剰電力を売電する余剰電力売電（例えば、特許文献２参照）とがある。また、電力会社から電力を買電する場合、電力会社から使用電力の全量を買電する場合と、自家発電設備で発電した電力の全量を自己の負荷設備で自家消費し不足電力を買電する場合（例えば、特許文献３参照）がある。
【０００３】
環境への取り組みから工場などの事業所において、自家発電設備として太陽光発電設備の導入が進んでいる。太陽光発電設備は、費用が高く面積あたりの発電量が少ないことから、多額の投資と広大な土地が必要である。
【０００４】
従来は、投資効果を得ることは難しかったが、近年は太陽光発電パネルの価格が安くなり、再生可能エネルギー固定価格買取制度（以下、ＦＩＴという）を利用すれば投資回収も可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−４２４３５号公報
【特許文献２】特開２０１１−９７７９５号公報
【特許文献３】特開２０１１−２１７５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、工場などの事業所で全量売電を行う場合、ＦＩＴの高い買取価格を用いれば投資回収が可能だが、自社の電力使用量を減らすことができないため、エネルギー使用の合理化に関する法律（以下、省エネ法という）や地球温暖化対策の推進に関する法律（以下、温対法という）上でのメリットを得ることができない。
【０００７】
また、自家消費を行う場合は、自己の電力使用量を減少させることができ、省エネ法や温対法に対する対策となるが、コストの観点からは、自己で使用する電力の価格はＦＩＴの買取価格に比べ安価となり、自社の買電単価相当の削減となってしまい投資回収が厳しい。
【０００８】
本発明の目的は、省エネ法や温対法の対策と投資回収の両立を図ることができる複合発電設備及び複合発電設備計画装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明の複合発電設備は、発電した電力の全量を売電する全量売電発電設備と、発電した電力の全量を自己の負荷設備で消費する自家消費発電設備とを組み合わせて、内部収益率が目標値を満たす設備割合で前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備とを設置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明の複合発電設備計画装置は、請求項１の複合発電設備における前記内部収益率を前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備との設備割合の関数で表し、その内部収益率の関数を予め記憶した記憶装置と、前記内部収益率の目標値を入力する入力装置と、前記入力装置から前記内部収益率の目標値が入力されると前記関数に前記内部収益率の目標値を設定し、その目標値での前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備との設備割合を算出する演算制御装置と、前記演算制御装置で演算された前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備との設備割合を出力する出力装置とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明の複合発電設備計画装置は、請求項２の発明において、前記内部収益率は、前記全量売電発電設備と前記自家消費発電設備とのイニシャルコストをパラメータとした複数個の関数であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発電した電力の全量を売電する全量売電発電設備と、発電した電力の全量を自己の負荷設備で消費する自家消費発電設備とを組み合わせて、内部収益率を満たす設備割合で全量売電発電設備と自家消費発電設備とを設置するので、初期投資を抑制でき、しかも省エネ法や温対法の対策を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る複合発電設備の一例を示す構成図。
【図２】内部収益率ＩＲＲと全量売電の設備割合ｒとの関係の一例を示すグラフ。
【図３】本発明の実施形態に係る複合発電設備計画装置の一例を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る複合発電設備の一例を示す構成図である。図１では、需要家１１の需要家敷地１２に全量売電発電設備１３及び自家消費発電設備１４を設置し、これら全量売電発電設備１３及び自家消費発電設備１４は、エネルギーサービス会社（以下、ＥＳＰ事業者）１５が所有し、ＥＳＰ事業者１５は全量売電発電設備１３で発電した電力を電力会社１６に売電し、自家消費発電設備１４で発電した電力を需要家１１に供給する場合を示している。
【００１５】
需要家１１はＥＳＰ事業者１５に敷地を原則として無償で提供する。需要家１１はＥＳＰ事業者１５から予め定めた金額の還元を受けるようにしてもよい。需要家１１は工場などの事業所を持ち、ＥＳＰ事業者１５の自家消費発電設備１４で発電した電力の全量を自己の負荷設備１７で自家消費し、不足電力を電力会社１６から買電する。電力会社１６から買電する際の電力料金は、需用者１１と電力会社１６とで予め定めた料金である。通常、電力会社１６の電力量料金単価を基に定められる料金である。
【００１６】
電力会社１６は、ＥＳＰ事業者１５の全量売電発電設備１３で発電した電力をＦＩＴの買取価格で買い取り電力系統１８に供給し、需要家１１には予め定めた料金で電力を供給する。
【００１７】
ＥＳＰ事業者１５は、全量売電発電設備１３及び自家消費発電設備１４の初期投資費用および毎年の経費を負担する。そして、ＥＳＰ事業者１５は全量売電発電設備１３で発電した電力を電力会社１６にＦＩＴの買取価格で売電し、需要家１１には、自家消費発電設備１４で発電した「グリーン電力」を予め定めた料金（例えば、電力会社１６の電力量料金単価で算出した料金）で供給する。これにより、ＥＳＰ事業者１５は全量売電発電設備１３のＦＩＴの買取価格での収入および「グリーン電力」の料金収入により得られる収益により事業遂行する。
【００１８】
次に、全量売電発電設備１３と自家消費発電設備１４との設備割合は、内部収益率の目標値を満たす設備割合とする。内部収益率(以下、ＩＲＲという)とは、投資プロジェクトの正味現在価値(ＮＰＶ)がゼロとなる割引率のことをいう。ＩＲＲはさまざまな投資案件を評価する指標のひとつとして用いられ、これが自社の定める目標値を超えるかどうかが投資の意思決定基準となることが多い。
【００１９】
ＩＲＲは、全量売電発電設備１３と自家消費発電設備１４との合計の全発電設備を設置するイニシャルコスト総額、全発電設備を運用するランニングコスト、全発電設備の発電収入から求められる。イニシャルコスト総額の内訳は、例えば、太陽光発電パネルを設置する場所の造成費用、太陽光発電パネルの費用、太陽光発電パネルを制御するパワーコンディショナーの費用、計測システムの費用、工事費用などであり、太陽光発電パネルを設置する際に必要となる初期投資費用である。発電設備の容量あたりのコストであるイニシャルコスト（円／ｋＷ）はイニシャルコスト総額を、発電設備の容量で割ることにより算出される。ランニングコストは、減価償却費、地代家賃、運営費、固定資産税。損害保険料、修繕費などであり、全発電設備を運用する際に必要となる運用費である。
【００２０】
全発電設備の発電収入は、全量売電により得られる全量売電収入と、需要家１１の自家消費により得られる自家消費収入であり、全量売電収入は、全量売電発電設備の容量、稼働時間、ＦＩＴの買取価格（全量買取単価）から算出され、自家消費収入は、自家消費発電設備の容量、稼働時間、需要者１１と電力会社１６とで予め定めた料金（需用者１１の買取価格である自家消費単価）から算出される。稼動時間とは年あたり発電設備が発電する時間（ｈ）である。
【００２１】
これらのイニシャルコスト、ランニングコスト、発電収入から、正味現在価値(ＮＰＶ)がゼロとなる割引率を全量売電発電設備１３と自家消費発電設備１４との設備割合の関数で表し、ＩＲＲとして求める。ＩＲＲを求める際に必要となる初期投資額はイニシャルコスト（円／ｋＷ）と全発電設備の容量（ｋＷ）の積にて算出する。ＩＲＲを求める際に必要となる各年のキャッシュフローは、各年の発電収入から各年のランニングコストを引き算出する。発電収入は全量売電発電設備の容量（ｋＷ）に稼動時間（ｈ）と全量買取単価（円／ｋＷｈ）を掛け算出した金額と、自家消費発電設備の容量（ｋＷ）に稼動時間（ｈ）と自家消費単価（円／ｋＷｈ）を掛け算出した金額を、足して算出する。ＩＲＲを求める際に必要となる投資期間は、ＦＩＴ制度継続期間の例えば２０年といった固定値として良く、あるいは入力装置２１から投資期間を入力しその投資期間ごとにＩＲＲを算定してもよい。全発電設備の容量は、全量売電発電設備および自家消費発電設備ごとに固定値あるいは入力装置２１から入力できる構成としてよい。太陽光発電パネルを設置する場所によっては、造成費や稼働時間が異なってくるので、太陽光発電パネルを設置する場所ごとにイニシャルコストを変化させてＩＲＲを求めることになる。例えば、平坦でない場所、草や木が茂っている場所では造成費が掛かり、また、日照時間によって太陽光発電パネルの稼働時間が異なってくるからである。
【００２２】
図２は内部収益率ＩＲＲと全量売電の設備割合ｒとの関係の一例を示すグラフである。図２の全量売電の設備割合ｒは、全量売電発電設備１３と自家消費発電設備１４との設備割合を、全量売電発電設備の容量／全発電設備の容量（＝全量売電発電設備の容量＋自家消費発電設備の容量）で表したものである。図２では、太陽光発電パネルを設置するＡ場所において、投資期間および全発電設備の容量を固定とした場合の、イニシャルコストをパラメータとした３個のＩＲＲを示している。
【００２３】
図２において、曲線Ｃ１はイニシャルコストがｋ／Ｗあたり２６万円である場合の全量売電の設備割合ｒを変数とするＩＲＲ曲線、曲線Ｃ２はイニシャルコストがｋ／Ｗあたり２８万円である場合の全量売電の設備割合ｒを変数とするＩＲＲ曲線、曲線Ｃ３はイニシャルコストがｋ／Ｗあたり３５万円である場合の全量売電の設備割合ｒを変数とするＩＲＲ曲線である。
【００２４】
いま、ＩＲＲの目標値が４％であるとすると、イニシャルコストが２６万円ｋ／Ｗの場合には全量売電発電設備１４の設備割合ｒは７６％、イニシャルコストが２８万円ｋ／Ｗの場合には全量売電発電設備１４の設備割合ｒは８３％となる。イニシャルコストが３５万円ｋ／Ｗの場合にはＡ場所において太陽光発電パネルを設置することはできないことになる。Ａ場所において太陽光発電パネルを設置するには、イニシャルコストを下げるか、ＩＲＲの目標値を下げることを検討することになる。
【００２５】
図３は本発明の実施形態に係る複合発電設備計画装置の一例を示す構成図である。複合発電設備計画装置は、例えば一般的なパーソナルコンピュータで構成され、全量売電の設備割合ｒを計算するソフトウェアプログラムがインストールされ、そのソフトウェアプログラムが演算制御装置１９において実行されることにより実現される。
【００２６】
記憶装置２０は、例えばハードディスクや演算制御装置１９内のメモリであり、記憶装置には、複合発電設備におけるＩＲＲを全量売電の設備割合ｒの関数で表したＩＲＲの関数が予め記憶されている。ＩＲＲの関数は、図２の曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に示すように、全発電設備（全量売電発電設備＋自家消費発電設備）のイニシャルコストをパラメータとした複数の関数である。これらの関数は、予め計算して記憶装置２０に記憶しておく。
【００２７】
入力装置２１は、例えばキーボードやタッチパネルなどであり、ＩＲＲの目標値ｒ０を入力する。入力装置２１からＩＲＲの目標値ｒ０が入力されると、演算制御装置１９はＩＲＲの関数に内部収益率の目標値ｒ０を設定し、その目標値ｒ０での全発電設備（全量売電発電設備＋自家消費発電設備）の設備割合ｒを算出する。例えば、ＩＲＲの目標値ｒ０が４％として入力されると、図２に示すように、イニシャルコストが２６万円ｋ／Ｗの場合（曲線Ｃ１の場合）には全量売電発電設備１４の設備割合ｒとして７６％を算出し、イニシャルコストが２８万円ｋ／Ｗの場合（曲線Ｃ２の場合）には全量売電の設備割合ｒとして８３％を算出する。イニシャルコストが３５万円ｋ／Ｗの場合（曲線Ｃ３の場合）にはＮＧとする。
【００２８】
そして、その計算結果は、出力装置２２に出力される。出力装置２２は、例えば、プリンタや表示装置である。全発電設備の設備割合ｒを出力するにあたり、演算制御装置１９は、図２に示すグラフを出力するようにしてもよい。すなわち、ＩＲＲの目標値ｒ０（＝４％）に対応する設備割合ｒの数値７６％、８３％をグラフ上に表示する。
【００２９】
このように、発電設備の設置費用や毎年の経費は、発電設備の設置場所の状況により異なるが、本発明の実施形態では、全量売電発電設備１３、自家消費発電設備１４の設置割合や発電設備の容量を調整することで、ＥＳＰ事業者１５の収益と需要家１１の省エネ法や温対法メリットのバランスを決めることが可能となる。初期投資額、運営費用、発電量のシミュレーションを行い、ＥＳＰ事業者１５側の投資回収が可能で、なおかつ、需要家１１も省エネ法、温対法上のメリットが享受できる。また、太陽光発電設備を利用することから省エネを図ることができ、ＣＯ２の削減も図ることができる。広義には、ＦＩＴを通じて社会全体のＣＯ２の排出量の削減へも貢献できる。
【００３０】
以上の説明では、発電設備は太陽光発電設備である場合について説明したが、自然エネルギー利用の発電設備、例えば、風力発電、バイオマス、水力、地熱等、他のＦＩＴ設備であっても良い。
【００３１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１１…需要家、１２…需要家敷地、１３…全量売電発電設備、１４…自家消費発電設備、１５…ＥＳＰ事業者、１６…電力会社、１７…負荷設備、１８…電力系統、１９…演算制御装置、２０…記憶装置、２１…入力装置、２２…出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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