JP5466596B2 - 太陽光発電設備の発電出力推定方法 - Google Patents
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Description
発電出力推定値P(kW)=晴天時日射量データ(kW/m2)×日照時間関数f×(補正係数r1−気温係数g) …(1)
日照時間関数fは,単位時間H当たりの日照時間hの割合を表す比率であり,非線形性を持たせることが可能である。線形関数とする場合は,観測時間10分を単位時間Hとすると,h/Hで表すことができる。晴天時日射量データに日照時間関数fを乗算することで,当該太陽光発電設備の設置位置の推定日射量が得られる。例えば,観測時間10分の内日照時間が6分間の場合は,日照時間関数fは6/10で0.6となる。
発電出力推定値P(kW)=晴天時日射量データ(kW/m2)×日照時間関数f×補正係数r1×気温係数g’ …(1’)
この場合,気温係数g’は,太陽光パネルの定格出力を定義する基準温度から1℃上昇するとX(Xは太陽光パネルの特性による)の温度損失が発生すると仮定すると,g’=(1−X×(外気温度−基準温度))と表される。
合計発電出力推定値Pa(kW)=P×A×補正係数r2 …(2)
補正係数r2は,ある気象観測地点近傍エリア合計の発電出力に換算するための不等率である。補正係数r2は,太陽光パネルの設置角の違いやその他ロスを考慮する係数をY(Yは太陽光発電設備の変換装置などの損失を考慮すれば,0.9〜0.95程度である。この他,設置角などの違いを考慮する)とすれば,r2=(1/R)×Yと表される。
全体発電出力推定値Pb=ΣPa …(3)
演算部18は,コンピュータの中央演算装置であって,コンピュータプログラムを実行することにより,上記(1),(2)及び(3)式又はこれに等価の演算処理を実行し,対象地域内に多数設置されている太陽光発電設備の合計発電出力推定値を算出する。アメダスで観測される単位時間ごと(10分単位)の日照時間及び気温の気象観測データを用いて,簡易な演算処理により,広域にわたって多数設置されている太陽光発電設備全体の現在の発電出力の推定値をほぼリアルタイムに高精度に求めることもできる。
設置位置:北緯38度18.6分,東経140度53.9分
(仙台市泉区八乙女4丁目5番地の1)
近傍アメダス位置:北緯38度15.7分,東経140度53.8分(仙台市宮城野区五輪)
設置位置−近傍アメダス位置間距離:約5.4km
定格出力:10kW
(設備2)
設置位置:北緯37度23.8分,東経140度22.6分
(郡山市細沼町1番5号))
近傍アメダス位置:北緯37度22.1分,東経140度19.8分(郡山市安積成田字東丸山)
設置位置−近傍アメダス位置間距離:約5.2km
定格出力:10kW
(設備3)
設置位置:北緯37度53.8分,東経139度1.2分
(新潟市中央区網川原664番222)
近傍アメダス位置:北緯37度53.3分,東経139度2.9分(新潟市中央区女池南)
設置位置−近傍アメダス位置間距離:約2.6km
定格出力:10kW
図4は,設備1−3の設置位置近傍のアメダスの晴天時日射量データの数値を示す表データである。図4のデータは,「METPV−3」から入手されるデータであり,それぞれ設備1,2,3の設置位置近傍のアメダス観測地点における1997年1月各日の日射量データの中から選択された1997年1月の晴天時日射量データである。なお,図4の晴天時日射量データは1時間値のデータであるので,例えば1時間値のデータ間を便宜的に線形補間することにより10分値データを求め,10分値である日照時間データを用いて,10分毎の発電出力推定値を求めた。もちろん,補間方法は線形補間に限らず,非線形補間などの他の手法が用いられてもよい。
設備1の変換効率=11.5%
とすると,
(1)式の補正係数r1は,
r1=103.7(m2)×11.5(%)=11.926(m2)
として求められる。
11.926(m2)×10(%)/20(℃)=0.0596(m2/℃)
と表される。また,温度損失算出の基準となる基準温度を-20℃と仮定すると,(1)式の温度係数gは,
g=0.0596(m2/℃)×(外気温度-(-20))(℃)
と表すことができる。
そして,点Q時点における晴天時日射量は,図4より, 晴天時日射量=805/1000=0.805(kW/m2)
と求められ,日照時間及び気温の測定値は,
日照時間=10分(日照時間関数f=10/10=1)
気温=1.5℃
とすると,点Qにおける発電出力推定値Pは,
P=0.805×1×(11.926-0.0596×(1.5+20))=8.568(kW)
として求められる。同様の演算により,設備1の他の時点の発電出力推定値,及び設備2及び設備3の各時点の発電出力推定値を求めることができる。
A=1000kW
補正係数r2=(1/R)×Y=(1/10)×0.95=0.095
(Rは設備1の定格出力10kW,Yは変換損失など5%程度のロスを考慮した)
とすると,
合計発電出力推定値Pa(kW)=P×A×補正係数r2=8.568×1000×0.095=813.96kW
と求められる。
Claims (2)
- 太陽光発電設備の発電出力を推定する発電出力推定方法において,
既知のデータである,前記太陽光発電設備の設置位置近傍の気象観測地点における晴天時の代表的な日射量データをあらかじめ入手し,
当該気象観測地点で観測される単位時間あたりの日照時間を所定時間ごとに取得し,
前記晴天時の代表的な日射量データと前記単位時間あたりの日照時間の割合を表す比率との乗算値から求められる前記太陽光発電設備の設置位置の推定日射量に基づいて前記太陽光発電設備の前記日照時間が観測された時点における発電出力推定値を算出することを特徴とする発電出力推定方法。 - 複数の気象観測地点を含む所定エリア内に設置された複数の太陽光発電設備の発電出力を推定する方法において,
既知のデータである,各気象観測地点の晴天時の代表的な日射量データをあらかじめ入手し,
各気象観測地点で観測される単位時間あたりの日照時間を所定時間ごとに取得し,
各気象観測地点の近傍区域内に設置されている少なくとも一つの太陽光発電設備の気象観測地点ごとの合計最大出力を取得し,
各気象観測地点の前記晴天時の代表的な日射量データと前記単位時間あたりの日照時間の割合を表す比率との乗算値から求められる前記太陽光発電設備の設置位置の推定日射量,及び気象観測地点ごとの前記合計最大出力を用いて,前記日照時間が観測された時点における各近傍区域内の太陽光発電設備の発電出力推定値を算出し,当該区域ごとの発電出力推定値を合計することで,前記所定エリア内に設置された複数の太陽光発電設備全体の前記日照時間が観測された時点における発電出力推定値を算出することを特徴とする発電出力推定方法。
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