鹿児島県特有の火山灰を考慮した太陽光発電システムの構築と電力系統への影響の検討

• Project/Area Number: 21H04096
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 2150:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Kagoshima National College of Technology
• Principal Investigator: Yoshimura Kazuaki 鹿児島工業高等専門学校, 技術室, 技術職員
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000); Fiscal Year 2021: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000)
• Keywords: 電力系統 / 太陽光発電 / 火山灰降灰 / 発電出力特性 / 火山灰

Outline of Research at the Start

2050年のカーボンニュートラル（脱炭素社会）を目指した太陽光発電の急速な増加に伴う電力系統の安定性に関する報告がある。また、鹿児島県では地域的な環境要因として、桜島に起因する火山灰降灰による太陽光発電出力の低下に関する問題点があるが、これまでに火山灰降灰による太陽光発電出力低下の電力系統に与える影響の評価はなされていない。
本研究では、降灰の模擬装置及び太陽光発電システムを含む縮約電力模擬系統の構築、それらを組み合わせたシステムによる電力系統への影響について検討する。

Outline of Final Research Achievements

近年電力系統へ大量に導入されている太陽光発電の出力は、日射量等の環境要因に依存する。鹿児島県は、火山灰降灰という地域的な環境要因を有している。そこで本研究では、火山灰降灰による電力系統への影響評価を目的として、火山灰を太陽光発電パネル上に均一に降灰させる装置を用いて、太陽光発電パネルの降灰堆積量ごとの発電出力特性について検討した。その結果として、太陽光発電パネル上に降灰した灰の降灰堆積量に応じて発電出力が低下することを確認できた。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究より、太陽光発電パネル上に火山灰を降灰させた降灰堆積量ごとの太陽光発電パネルの発電出力特性が明らかになった。この結果により、鹿児島県特有の地域的な環境要因である降灰を考慮した太陽光発電の発電量の模擬が可能となり、降灰を考慮した太陽光発電のシミュレーションを行う為のパラメータを得られた。得られた知見は、電力系統の諸問題への対策に資すると考えられる。