社会経済研究 №59 2011.537

大規模太陽光発電システム実証研究－系統安定化技術および各種太陽電池モジュール特性評価について－
Demonstrative Project for Large-Scale Photovoltaic Power Generation System-Grid Stabilization Technology in Power Conditioning Subsystem and CharacteristicEvaluation in Various PV Modulesキーワード：太陽光発電システム、系統安定化、パワーコンディショナ、太陽電池モジュール、ライフサイクルアセスメント
島 陰 豊 成工 藤 満

小 西 博 雄宮 田 博 昭伊 藤 雅 一植 田 譲

太陽光発電（PV）システムの導入量拡大に対する期待が国内外において年々高まっている。本稿では、
PVシステムを取巻く状況と合わせて、山梨県北杜市で実施している大規模PVシステムに関する実証研究において開発した大容量パワーコンディショナ（PCS）による系統安定化技術と各種PVシステムの特性評価について述べる。
PCSの系統安定化技術においては、PVシステムの出力変動に起因する電圧変動のみを抑制する電圧変動抑制機能により、PVの出力変動に起因する電圧変動を0.2%程度に抑制できることを確認した。また、瞬時電圧低下を試験的に発生させた際においてもPCSが運転継続できることを示した。さらに、交流電流高調波において高調波ガイドラインの80％以下を各次数で達成した。
各種PVシステムの特性評価においては、ライフサイクルアセスメント手法を用いてエネルギー投入量、エネルギーペイバックタイム、二酸化炭素（CO2）排出量およびCO2排出原単位を各種PVモジュールごとに明らかにした。また、実運用環境における発電特性の評価を行い、各種PVシステムにおけるシステム出力係数や各種損失要因を明らかにするとともに、それら特性を総合的に評価する指標を示した。
１．はじめに
２．PVシステムを取巻く状況
３．大規模PVシステム実証研究の概要

４．PCSによる系統安定化対策技術
５．各種PVモジュールの特性評価
６．おわりに１．はじめに入量のポテンシャルが高いことに加えて、日本が太陽電池の開発・導入を先導してきた背景か気候変動問題解決のための二酸化炭素（CO2）排出量削減に対する期待から、太陽光ら、PVシステムの導入量拡大に対する期待が国内において年々高まっている。

や風力を始めとする再生可能エネルギーの活用

一方で、PVシステムの出力は、アレイに入が今後ますます進むと予想される。これらエネ

射する日射強度に強く依存し、太陽電池の変換ルギーは、太陽光発電（PV）システムや風力

効率は温度や光照射履歴の影響を受けるため、発電システムにより、最終的にクリーンで便利

出力は天気・気温などの気象条件や設置環境にな電気エネルギーとして使用されることが一般よって変化する。特に雲が流れる晴天日におい的である。特にPVシステムは環境汚染や騒音ては日射量が短時間で大きく変動する。このよの心配がない、計画から設置までのリードタイ

うに、PVシステムからは安定した出力を得るムが短いといった特長から導入に対する障壁がことができないため、PVシステムが商用系統低い発電システムといえる。さらに、太陽エネに大量導入されると、連系点での電圧の上昇、ルギーは地域による偏在性が小さく国内でも導周波数変動、低負荷時の余剰電力発生など系統

38

大規模太陽光発電システム実証研究の安定運用上さまざまな問題が生ずると懸念される 1

EU。特に、大規模PVシステムでは、出力25,000変化によって生ずる電圧変動や系統擾乱発生時20,000の一斉脱落など、商用系統に大きな影響を与え15,000

Rest of the World

このような課題に対して、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）では、「大規China
22,87815,6759,550

10,000
6,956

ショナ（PCS）が一箇所に導入されることから高調波電流の系統への流出も懸念される。

USAMWる可能性がある。また、多数のパワーコンディ

Japan

5,361

5,000
1,428

1,762

2,236

2,818

3,93902000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009year

出典：EPIA（2010）

模電力供給用太陽光発電系統安定化等実証研

図 1 世界の PV システム累積導入量究」において、山梨県北杜市（北杜サイト）に約 2MW 、 北 海 道 稚 内 市 （ 稚 内 サ イ ト ） に 約2.6GWを大きく引き離している。特に欧州で5MWのPVシステムを構築し、大規模PVシスは事業用発電所として発電容量1MW超のいわテムの技術検証や評価を行っている。北杜サイ

ゆるメガソーラーの導入が進んでおり、大規模トでは大容量PCSを利用した系統安定化技術なものでは50MWを超える発電所が稼動しての開発と各種PVシステムの評価、稚内サイトいる。

では電力貯蔵装置を利用した系統安定化技術の国別太陽電池生産量の推移を図2に示す。長

開発と日射量予測技術の開発などを目的として

年日本が生産量シェア1位であったが、近年はいる。本稿では、PVシステムを取巻く状況と低価格を強みとするSuntechなどの中国メーカ合わせて、北杜サイトで実施している大容量が台頭しており、2009年時点での国別生産量

PCSによる系統安定化技術と各種PVシステムは2位日本の1.51GW、3位ドイツの1.48GWをの特性評価について述べる。

大きく上回る3.78GWと世界の35.5％のシェアを獲得している。中国では国内需要の創出と産２．PVシステムを取巻く状況

業育成を目的に500MW規模のプロジェクトに対して財政支援を行う金太陽プロジェクトを発世界のPVシステム累積導入量を図1に示す。

表しており、今後は生産量のみならず導入量に世界における太陽光発電市場は欧州が牽引しておいても大きなシェアを握る可能性がある。

おり、2009年時点での累積導入量約23GWの次に、2020年までの日本国内におけるPVシうち約16GWと70%を占めている。なかでもドイツでは2000年の再生可能エネルギー法施行に伴う再生可能エネルギーの固定価格買取制度2導入を契機としてPVシステムの導入量が急増しており、2009年時点での累積導入量が9.1GWと 2位スペインの 3.4GW、3位日本の1対策費用は 2030 年度までの総額で約 4.6～6.7 兆円と推計されている。（経済産業省（2009b）
2電力供給事業者に対して再生可能エネルギーの 20 年固定額での買取りを義務付けした。これによって買取り価格が安定し、投資家の事業リスクが低減した。

出典：資源総合システム（2010）
図 2 国別太陽電池生産量

社会経済研究 №59 2011.5

39

ステムの導入量目標を図3に示す。2008年6月に提唱された福田ビジョンでは導入量を2020年に2005年比10倍の14GWにすることが目標として掲げられ、その目標は2009年4月の成長戦略によって20倍の28GWへ引き上げられた。
さらに、2009年9月の国連気候変動首脳会合の開会式において、政府は 2020年にCO2排出量を1990年比で25 %削減することを日本の新たな中期目標として宣言したが、この目標は導入量を2005年比55倍の79GW程度に引き上げることに相当するとの試算もある（環境省(2009)） 。 ま た 、 NEDO(2004)に お け る 2030

出典：経済産業省（2009a）
図3 PVシステム導入量シナリオ年に向けたロードマップでは、2030年までの導入量を100 GW程度、すなわち全電力の10 %をPVシステムから供給できるとしている。このように、国内のPVシステム導入量は今後確実に増加する状況にある。
PV シ ス テ ム の 導 入 形 態 は 主 に 住 宅 用 と 公共・産業用に大別され、これまで国内市場を牽引してきたのはその8割を占める住宅用分野である。補助金交付が終了した2006年以降は図4に示すように導入件数は一時停滞していたが、政府や自治体による補助金の再開と、2009年11月の余剰電力固定価格買取制度の導入の効

出典：資源総合システム（2010）
図 4 国内における PV システム導入量

果により、2009年からは導入量が増加に転じている。今後は急速なPVモジュールの価格低堺コンビナートに18MWのメガソーラーが運下が見込まれており、グリッドパリティ 3実現用開始する見込みである。海外での事例と比較

後には、このような公的支援を必要としない真するとその規模はまだ小さいが、2020年頃のに自立した市場となると想定される。

業務用分野でのグリッドパリティ達成を目標に一方、公共・産業用分野では、電力会社を中各メーカが技術開発に取り組んでおり、また、心にメガソーラーの導入が進展している（電気再生可能エネルギーの全量買取制度の導入によ事業連合会(2010)）。現時点で国内最大のメガり固定価格買取対象が発電事業用PVシステム

ソーラーはシャープ亀山工場の約5.2MWであまで拡大される見込みであることから、今後のるが、2011年には関西電力・シャープによるさらなる導入量の拡大が期待される。

3 PV システムの発電コストが電力小売価格と等価である状態を示す用語。2009 年時点の発電コストは約 44 円/kWh であり、住宅用分野のグリッドパリティ実現には発電コストを 23 円/kWh にする必要がある。NEDO では、今後 10 年で家庭用電力のグリッドパリティを実現し、2020 年には業務用電力並みの 14 円/kWh、2030 年には事業用電力並みの 7 円/kWh の達成を目標としている。（資源総合システム（2010）、NEDO(2004)）

40

大規模太陽光発電システム実証研究

３．大規模PVシステム実証研究の概要

表 1 第Ⅰ期に導入した PV モジュール

北杜サイト 4 に構築した1.84 MWの大規模PVシステムの系統図を図5に示す。第Ⅰ期には、異種太陽電池の特性を同一環境下で評価することを目的に、表1に示す9ヶ国から24種類のPVモジュールを10kW単位で導入して約600kWシステムを構築した。第Ⅱ期では、経済性、設置性、発電性、環境性およびそれらのバランスを指標とし、第Ⅰ期に導入したPVモジュー
ルのうち優れた特性を示す4種類を導入した。
アレイはPVモジュールの種類別に200 kW単位で構築し、大容量PCSとアレイ二組を組み合わせて400 kWのPVシステムとしている。これを3システム構築して計1,200 kWのPVシステ
ムとしている。第Ⅲ期では、第Ⅰ期、第Ⅱ期とは種類の異なるPVモジュールを適用し、さらにPVシステムの故障を模擬する実験システムとして計40 kW導入している
表 2 PCS の仕様

４．PCSによる系統安定化対策技術

項目
容量絶縁方式
入力直流電圧
最大許容直流電圧
入力数
出力交流電圧
定格電流
スイッチング周波数

大規模PVシステムを対象として開発した、系統安定化機能を有する大容量PCSの仕様を表2に示す。PCSでは、50kW単位ストリング4～×66kV/6.6kV×

変換効率

×

6.6kV/210-105V×

6.6kV/420V

6.6kV/210V

Load

制御機能
10kW
PCS

10kW
PCS

・・・
3kWPCS・・・
10kW*59sys.
1st stage

10kW
PCS

10kW
PCS

400kW
PCS

・・・・
9kW

10kW*4sys.

400kW*3sys.

本の出力を受ける200kWのチョッパ2台が並列

3rd stage

2nd stage

運転して最大出力追従制御（MPPT）を行い、

図 5 大規模 PV システムの系統図

山梨県北杜市は、日照時間が年平均 2,250 時間以上（全国年平均 2,120 時間）と長く、標高が約 650 m に位置するため夏でも比較的冷涼であり、内陸性気候で降雨量が少ないことから、多くの発電量を得るには適した場所である。
4仕様
420kVA/400kW
非絶縁230－600V
600V
2 系統、200kW×2
420V±10%、三相 3 線
577A
4kHz
95%
(入力 30%-100%の範囲)･チョッパによる MPPT･PV 出力変動に起因する電圧変動抑制･運転継続(残留電圧 60%以上、200ms 以下)･低次高調波抑制

交流電圧420Vで出力する 5 。また、系統安定

一般的に低圧需要家に導入される 10kW の PCS は交流電圧 210V だが、発電事業者や高圧又は特別高圧需要家への導入を想定する 400kW の PCS では変換効率や経済性を考慮して交流電圧 420V としている。

5社会経済研究 №59 2011.5

41化と高調波抑制対策として、PCSは電圧変動抑制機能、瞬時電圧低下（瞬低）発生時の運転継続機能、低次の高調波抑制機能を具備している。各機能の概要とその効果を以下に示す。
4.1 電圧変動抑制機能
PVシステムの出力変動に起因する電圧変動のみを抑制する機能であり、式(1)に示すようにPCSからの有効電力 P に比例する無効電力 Qを出力する（内山他(2008)、内山他(2010)）。
(1)
図 6 試験環境での電圧変動抑制機能検証結果

ここで比例定数α（力率角θの正接）は制御パラメータであり、 Qは系統からみて遅れ方向1600を正としている。本機能では、出力変動ΔPと変動を最小にするようにパラメータαを系統条件に応じた最適値に自動補正する。具体的には、Δ P とΔ V の相関が正であれば Q を大きくする必要があるのでαを増加させ、負であれば Qを小さくする必要があるのでαを減少させる。まず、北杜サイトを想定した試験環境 6 にこの手

430

1400
P[kW],
Q[kVar]P(kW),Q(kVar)

連系点電圧変動ΔVの相関関係を利用し、電圧⊿V≦0.2％

1200
1000

420

VP

800

410

V(V)
V[V]

Q = α×P

600
400
200

Q/P≒0.19

Q

400

0390
11:30 11:50 12:10 12:30 12:50 13:10 13:30
時刻
ΔP=55％
Time法を適用して最適無効電力制御の効果を検証した。PCSの有効電力 P の出力変動量を1pu、変図 7 フィールドでの電圧変動抑制機能検証結果

動周期を20s、αの初期値を零としたときの結果を図6に示す。電圧変動を最小化する値にα電圧変動が発生する。同制御を有効にすることを収束し、最適な無効電力が出力された結果、で、PVからの有効電力が最大55%変化した場

制御開始前に1.6%程度あった電圧変動が0.2%

合 に お い て PVの 出 力 に 起 因 す る 電 圧 変 動 は程度に抑制されていることがわかる。

0.2%に抑制されており、同機能が実運用下に次に、北杜サイトでの実システムに制御手法おいても有効に機能していることがわかる。なを適用した場合のフィールドでの運転結果の一お、同図で1%程度の急峻な電圧変動は系統側

例を図7に示す。北杜サイトの電圧評価点に起因しており、抑制対象外の変動である。

（PCS交流出力端）では、PCSを電圧変動抑制制御なし（力率1）で運転した場合には、PV4.2 瞬低発生時運転継続機能

か ら の 有 効 電 力 が 5 5 %変 化 す る と 約 0 . 7 %の商用系統で瞬低が発生したときに、PCSを6 北杜サイトが連系する電力系統を縮約して模擬したリア
クトルと変圧器を用いた模擬送電線と、制御機能を搭載した小容量 PCS（50kW、50V）の試作機を具備する小型モデルを構築した。PV アレイからの出力を模擬するプログ
ラマブル電源の電圧を PCS に入力することで PV システ
ムの出力変動を模擬し、PCS からの出力は模擬送電線を介して工場内へ送電する。

運転継続させる機能である。離散フーリエ変換による系統電圧位相の高速検出、瞬低検出時のチョッパ電流絞り込みによって、瞬低発生時のPCS交流側過電流、PCS直流過電圧を防止し

大規模太陽光発電システム実証研究ている（小野瀬他(2008)）。まず、北杜サイト

harmonics current/fundamental current[%]

425.0

5.00%検証した。交流正相電圧が定格の60 %以上、継続時間が200 ms以下の瞬低で運転継続することを開発目標としたが、これよりも厳しい交流正相電圧が定格の40 %程度の2線地絡事故でも運転継続できることを確認した。次に、実機

4.50%

4.04.00%

3.03.00%

Target values

2.50%

2.02.00%
1.50%

1.01.00%
0.50%

0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

0.00%(a)高調波電流（420VAC）
5.0

5.00%
4.50%

で模擬的に瞬低（3線短絡）を発生させた際のPhase a, b & c (from left)

3.50%

harmonics voltage/fundamental voltage[%]を想定したミニモデル試験で本機能の有効性を

4.0

4.00%

Phase a, b & c (from left)

3.50%

3.0

3.00%

運転結果を図8に示す。電源環境の問題により2.50%

2.0

2.00%
1.50%

正相残電圧70％での試験であるが、瞬低発生

1.0

1.00%
0.50%

0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

0.00%

時でも交流過電流と直流過電圧を防止し、PCSが運転継続できていることがわかる。

(b) 高調波電圧（420VAC）
図 9 高調波抑制機能検証結果（試験環境）

4.3 高調波電流抑制機能
なお、現在もPCSのフィールド試験を継続
交流電流高調波において高調波ガイドラインしており、これら系統安定化機能の実運用下で（資源エネルギー庁(1994)）の80％以下を各の効果について、今後もさらに検証していく予次数で達成することを目標としている。系統高定である。

調波電圧と振幅、位相が等しい高調波電圧をPCSの内部電圧に重畳させることにより高調５．各種PVモジュールの特性評価波電流を流れなくさせる高調波電圧同調方式を採用した（伊藤他(2008)）。北杜サイトを想定

5.1 環境性評価

した試験環境での高調波抑制機能検証結果と高大規模PVシステムの環境影響度を把握する目標値（高調波ガイドラインの80%）を各次数ため、ライフサイクルアセスメント（LCA）で達成していることがわかる。

手法による評価をPVモジュール種類ごとに実VDC[pu]IAC[pu]VAC[pu]VAC[pu]

調波電流の目標値を図9に示す。同図(a)より、施した。LCA評価の基本検討として実施した

2.0
1.00-1.0-2.0
1.5

北杜サイト構築時のエネルギー投入量とエネル
ギーペイバックタイム 7 （EPT）、およびCO2300ms

Positive sequence

1.0
0.5

0.7pu02.0
1.00-1.0-2.0
1.5

排出量とCO2排出原単位をそれぞれ図10に示す。
ここで、評価条件としてPVモジュールの寿命は30年、劣化率は0.5％とし、インバータの寿命は15年の1回交換とした。また、PVモジュールのLCAデータにはNEDO（2007）等を参考にして導入したPVモジュールの仕様に対応1.0させるとともに、発電量は2008年度の実績デ0.50ータを用いた。その結果、エネルギー投入量は500ms

図 8 瞬低対策機能検証結果
7 PV システムのライフサイクルに投入されたエネルギー量を、その発電量で回収するのに要する年数。

社会経済研究 №59 2011.543

PCS

disposalpile foundations

assemblingarray support

transportation

PV module

OthersEPT

conduit

CO2 emission rate

cable

いる。（NEDO(2009)）。
日本太陽エネルギー学会編(2008)によれば、化石燃料に依存する発電設備のCO2排出量原単位は石炭火力975g-CO2/kWh、石油火力742gCO2/kWh、LNG火力608g-CO2/kWhであり、energy requirement [GJ/kW]

いずれのタイプにおいてもPVシステムの環境

EPT [year]

負荷は従来の発電設備と比較して一桁以上小さいことがわかる。
5.2 発電特性評価
実運用環境におけるPVシステムの発電特性
sc-Si

a-Si mc-Si/sc-Si

a-Si

μc-Si ＣＩＳ/a-Siの評価にはシステム出力係数（PR）やSV法を用いている。PRは、アレイに入射する日射量(a)エネルギー投入量と EPT

CO 2 emissions [t-CO2/kW]

CO2 emissions rate [g-CO2/kWh]から得られる理想発電量に対する実際の発電量

sc-Si

a-Si mc-Si/sc-Si

a-Si

μc-Si ＣＩＳ/a-Siの割合を示す指標であり、次式で求められる。
(2)
PR  EPCS  PAS  H Ag  GS

ここで、 EPCS はシステム出力電力量[Wh]、PASは標準太陽電池アレイ出力[W]、 HAgはアレイ面日射量[Wh]、 GS は標準試験条件 8 における日射強度[W/m2]
SV法はシステムの基礎情報（緯度・経度・傾斜角など）をもとに、計測データ（日射量、温度、発電量など）を用いてPVシステムの発(b)CO2 排出量と CO2 原単位

電性能と発電損失を要因ごとに分離・定量化す

図 10 モジュール種別 LCAる手法である（植田等(2008)）。
2008年4月～12月における各PVシステムに24～ 39GJ/kW、EPTは 2.2～ 3.6年、CO2 排出

おけるPRと損失・利得を種類別に降順整理し量は1.6～2.1g-CO2/kW、CO2 排出原単位は47た結果を図11に示す。この結果から、同じ種～61g-CO2/kWhとなった。環境性という意味

類の太陽電池であってもPRに最大で20%ほどではエネルギー投入量、EPTが最も少ない化の差が認められ、製品によって性能にばらつき合物半導体（CIS）、次いで薄膜ハイブリッドがあることがわかる。PRが高いシステムはシ（微結晶（μ c-Si）／アモルファスシリコ ンステム最大出力 9 の利得による影響が大きい。

（a-Si））、多結晶シリコン（mc-Si）が良い

これは、a-SiやCISでは温度や日射の履歴によ結果となっている。また、a-Siと単結晶シリコン（sc-Si）のヘテロ接合型も効率が高いため、架台や杭基礎を少なくできることから良い結果が得られている。なお、評価対象PVモジュールの変換効率などに起因する差異はあるが、今回の評価では従来と概ね同等の結果が得られて

8

日射強度=1,000W/㎡、太陽電池温度=25℃、分光放射照度分布に関係するエアマス=1.5G の状態。
9 最も出現頻度の高い最大出力値と、同じ状況下における温度係数・公称出力等から算出される理論的な最大出力値を比較した損失係数であり、公称出力からの乖離を表す。

performance ratio [%]44

大規模太陽光発電システム実証研究

100
955.3 総合評価
mc-Sisc-Si

a-Si

CIS90

PVモジュールの性能評価指標には、上述の8580

環境性や発電特性のほかにもコストや変換効率7570などがある。具体的には、システムコストが最←lossgain→[%]6520151050-5-10-15-20-25-30-35

system peak power

temp.

shadePCS

other

小となる経済性（¥/W）、製造に係わるエネル
ギー投入量が最小となる環境性（t-CO2/W）、システム設置面積が最小となる効率性（m2/W）、システム発電量（＝PR）が最大となる発電性（Wh/W）などが考えられる。そこ

図 11 PR 評価と損失分析

で、これら複数の評価指標を用いてPVモジュールの性能を総合的に評価し、優れた特性を示ってシステムの最大出力が変化する 10 ことや、すPVモジュールをⅡ期システムで導入した。

銘板定格値の値付け 11 による影響と考えられ

図12にⅠ期システムに導入したPVモジュール

る。一方、PRが低いシステムは日陰損失によの平均とⅡ期システムに導入したPVモジューる影響が大きい。これは、日陰の影響評価のたルA～Dの評価結果のレーダーチャートを示す。

めにアレイ面に部分陰が生じるように設置して各軸は北杜サイトに導入したPVモジュールの5いるためである。

段階での相対的評価である。モジュールA（sc-Economic efficiency [\/W]5

Economic efficiency [\/W]
544

3

3

2Performance
ratio[Wh/W]

Performance
ratio[Wh/W]

1
0

2
Environmental
performance [EPT/W]

1

Performance
ratio[Wh/W]

0

Efficiency [m2/W]

Efficiency [m2/W](a) Module A (sc-Si)(b) Module B (mc-Si)

Economic efficiency [\/W]5

Economic efficiency [\/W]
54432

3210

Environmental
performance [EPT/W]

Performance
ratio[Wh/W]

10

Efficiency [m2/W]

Efficiency [m2/W](c) Module C (CIS)(d) Module D (a-Si/sc-Si)

図 12 PV モジュール性能評価（灰色網掛けはⅠ期システムの平均）

a-Si においては光劣化による性能低下や温度上昇に伴う熱アニール効果による性能回復、CIS においては光照射効果による性能向上が知られている。
11 標準試験条件で性能測定した結果から銘板定格値の値付けを行うが、太陽電池セルの製造上の性能ばらつき等に起因して PV モジュールの特性に固体差が生じる。
10

Environmental
performance [EPT/W]

Environmental
performance [EPT/W]

社会経済研究 №59 2011.5

Si）は効率性、モジュールB（mc-Si）は経済性、モジュールC（CIS）は発電性と環境性に優れ、モジュールD（a-Si／sc-Siのヘテロ接合型）は全体的にバランスが良いことがわかる。
このように、PVモジュールの種類によって各指標の評価は大きくことなるため、ユーザの導入目的に応じてPVモジュール性能を総合的に評価、選定することが重要となる。ただし、図12は構築時の評価であり､特に経済性などは現状と異なる可能性がある。

６．おわりに
本稿では、PVシステムを取巻く国内状況と合わせて、北杜サイトに構築した大規模PVシステムにおける大容量PCSの系統安定化技術と各種PVシステムの特性評価について述べた。
PCSにおいては、電圧変動抑制機能、瞬低発生時の運転継続機能、高調波抑制機能を開発し、試験環境およびフィールド試験において同機能が有効に機能することを確認した。各種PVシステムの特性評価においては、LCA手法による評価をPVモジュール種類ごとに実施し、エネルギー投入量、EPT、CO2排出量およびCO2排出原単位を明らかにした。また、実運用環境における発電特性の評価を行い、各種PVシステムにおけるPRや各種損失要因を明らかにした。現在も北杜サイトにおいて大規模PVシステムの実証研究を実施しており、系統安定化機能や各種PVシステムの発電特性について、評価を継続する予定である。
原稿受付日

２０１０年８月１６日

謝辞
このような機会を与えていただいたNEDO殿をはじめ、北杜サイトならびに稚内サイトの関係各位に感謝の意を表します。

45

参考文献
EPIA（ 2010） “ GLOBAL MARKET OUTLOOKFOR PHOTOVOLTAICS UNTIL 2014)”
Hiroo Konishi, Keiichiro Asano, Masashi Nagura,
Takeshi Iwato, Mitsuru Kudou, and Ryo
Tanaka (2010) “EVALUATION OF TESTRESULTSIN
HOKUTO
MEGA-SOLAR
PROJECT”, INTELEC2010
NEDO（2004）「2030 年に向けた太陽光発電ロードマップ（PV2030）」
NEDO（2007）「平成 19 年度中間報告 新エネル
ギー技術研究開発 太陽光発電システム共通基盤技術研究開発 太陽光発電のライフサイクル評価に関する検討」
NEDO（2009）「平成 19～20 年度成果報告書 太陽光発電システム共通基盤技術研究開発 太陽光発電システムのライフサイクル評価に関する調査
研究報告書
伊藤 智道・宮田 博昭・谷口 雅弘・小西 博雄(2008) 「大規模太陽光発電システム用 PCS の開発（2）～ 高調波電流抑制技術 ～」、電気学会
B 部門大会、No. 148
植田 譲・津野 裕紀・工藤 満・小西 博雄・黒川浩助 (2008)「北杜メガソーラープロジェクトにおける各種太陽電池モジュール評価」、太陽/風力エネルギー講演論文集、pp.69-70
内山 倫行・近藤 真一・伊藤 智道・宮田 博昭・小西 博 雄 (2008) 「 大 規 模 太 陽 光 発 電 シ ス テ ム 用PCS の開発（1）～電圧変動抑制制御技術～」、
電気学会 B 部門大会、No. 147
内山 倫行・宮田 博昭・伊藤 智道・小西 博雄(2010) 「大規模太陽光発電システムの無効電力制御による電圧変動抑制」、電気学会論文誌Ｂ、Vol. 130、No. 3、pp.297-304.
小野瀬 貴之・相原 孝志・宮田 博昭・谷口 雅弘・小西博雄(2008) 「大規模太陽光発電システム用PCS の開発（3）～系統事故時運転継続制御技術～」、電気学会 B 部門大会、No. 149
環境省(2009)「低炭素社会構築に向けた再生可能エネルギー普及方策について（提言）」工藤 満・高木 晋也・小西 博雄・田中 良・植田
譲 ・ 伊 藤 雅 一 ・ 津 野 裕 紀 ・ 黒 川 浩 助 (2009)「各種太陽光発電システムの評価」、平成 21 年
電気学会全国大会、3-S1-7、pp.23-26
経済産業省（2009a）「太陽光発電システムの導入シナリオの試算」、総合資源エネルギー調査会新エネルギー部会（第 34 回）-配付資料
経済産業省（2009b）「今後の新エネルギーの大量導入に伴って必要となる系統安定化対策及びコスト負担の在り方について(案)」、低炭素電力供給

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大規模太陽光発電システム実証研究

システムに関する研究会新エネルギー大量導入に伴う系統安定化対策・コスト負担検討小委員会（第 4 回）-配布資料
資源エネルギー庁(1994)「高圧又は特別高圧で受電する需要家の高調波抑制対策ガイドライン」
資源総合システム（2010）「世界の太陽光発電市場及びビジネスの現状」、クリーン発電＆スマート
グリッドフェア 2010 講演資料
電気事業連合会（2010）「メガソーラー発電の建設計画」http://www.fepc.or.jp/future/new_energy/megasolar/index.html（最終アクセス 2010 年 8月 5 日）
日本太陽エネルギー学会編（2008）「持続可能エネ
ルギーと LCA」
三村 英之・相原 孝志・永山 祐一・宮田 博昭・内山 倫行（2009）「大規模太陽光発電システムの開発」、日立論評 3 月号、pp. 56-59

しまかげとよなり
NTT ﾌｧｼﾘﾃｨｰｽﾞ 研究開発本部

くどうみつるNTT ﾌｧｼﾘﾃｨｰｽﾞ ｿｰﾗｰﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ本部

こにしひろお同みやた上ひろあき
日立製作所 情報制御ｼｽﾃﾑ社

いとうまさかず
東京工業大学

うえだ

ｿﾘｭｰｼｮﾝ研究機構

ゆずる
東京工業大学大学院 理工学研究科