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今注目の揚水発電!太陽光発電の欠点を補う巨大な蓄電池

「揚水発電」の使い方が変わってきています

「揚水(ようすい)発電」ってご存知でしょうか?

揚水発電とは、低い位置にある水を高い位置に汲み上げておき、電力が必要になったときに汲み上げた水を落として水力発電を行うことをいいます。
余ったエネルギーを使って水を汲み上げておき、エネルギーが必要になったときに電力が得られる仕組みなので、大きな蓄電池のようなものですね。

揚水発電の仕組み

実は、揚水発電は、太陽光発電とも非常に関係が深いものになります。
近年の太陽光発電の普及によって、揚水発電の使われ方が変わってきているのですが、ちょうど朝日新聞の記事にも揚水発電のことが紹介されていました。

揚水発電、水くみ上げ昼夜逆転 太陽光普及で思わぬ現象 | 朝日新聞

夜の間に余った電気で水をくみ上げ、電力需要の多い昼間に山から落として電気を作る揚水発電。
九州で最近、その役割が変わりつつある。 太陽光発電の普及で余った電力を消化するため、昼間のくみ上げが大幅に増えた。
全国の電力会社でも珍しいという。

2017/10/14 揚水発電、水くみ上げ昼夜逆転 太陽光普及で思わぬ現象 | 朝日新聞

良い機会なので、揚水発電についてこのコラムでもご紹介したいと思います。

揚力発電は電力需給の調整弁

電気を安定的に使うためには、「同時同量」が大切です。
これは、みなさんが電気を使う量と同じだけの量の電気を作るように調整することをいいます。
そのため、電力需要が極端に大きくなったり、小さくなったりすると、同時同量に調整することが大変になります。
そこで、揚水発電は電力需要と供給の差を埋める手段として使われています。

揚力発は需要の調節弁

揚水発電は電気を作ったはいいものの、需要がそこまでないときに、余ってしまって困る電気を蓄えておくものとして使われています。
ただ、大量の水を高い位置に汲み上げるのに使うエネルギーのうち、すべてのエネルギーがそのまま利用できるわけではありません。

10のエネルギーを得るためには、3割増しの13のエネルギーが必要になります。
そのため、発電コストの安いエネルギーを蓄えておき、必要なときに使うという使い方が向いているわけです。

一度動かすと簡単に止められない原子力発電

原子力発電は一度動かすと簡単には止められない電力源です。

「ベースロード電源」というと聞こえは良いかも知れませんが、電力需要が大きかろうが、小さかろうが、そんなのに関係なく一定の電力を作り出し続けます。
昼間は電気を使いたい人がたくさんいますので問題ありませんが、夜中は多くの人が寝ていて電力を使いません。

そんなときでも、一度動き出した原子力発電は電気を生み出し続けてしまうため、大量の電力が余ってしまいます。
そのため、深夜電力の価格を安く設定して電気を使う人を増やしたり、コンビニなどでの深夜営業を認めて深夜の電力需要を生み出してきました。
それでも夜中に原子力発電で作り過ぎてしまった電気は、揚水発電で貯めておき、昼間に活用するわけです。

火力発電は、電気が必要なときに燃料を投入して発電しますので、不必要な電気を生み出す心配はありませんが、原子力発電はそういった調整が難しいため、揚水発電を利用して同時同量にうまく調整する仕組みになっているわけです。

太陽光発電や風力発電は天候によって発電量が不安定になって大変と言われていますが、原子力発電は電力需要に関わらず一定の電気を生み出し続けてしまうという特徴があるわけです。
なんだか、どちらの特徴も一長一短のように感じますね。

太陽光発電の欠点を補う揚水発電

これまでは、電力需要の小さい夜中に原子力発電が作り出してしまった電気を貯めておくために使われてきた揚水発電ですが、冒頭にご紹介した記事によると、最近では昼に太陽光発電で発電し過ぎた電気を貯めておくことに使われるようになっているとありました。

揚水発電は巨大な蓄電池のようなものですから、太陽光発電や風力発電がもつ「発電量が不安定」という欠点を補ってくれる強力なパートナーとなるわけです。
もっと積極的に活用すれば、再生可能エネルギーだけでもかなりの電力需要を賄えるようになりますね。

まとめ

これまで揚水発電は、電力需要が小さい夜中でも発電をし続けてしまう原子力発電の調整用電源として活用されてきました。

今後は、発電量が不安定な太陽光発電や風力発電と組み合わせることで、クリーンで安心できる電力を支えていくようになります。

揚水発電以外では、太陽光発電の電気が余った地域から電力需要が大きい都会まで電気を送ることができ、電気の需要の偏りを解消することができます。
また家庭レベルでは、蓄電池や電気自動車のバッテリーを活用して、発電量が不安定な太陽光発電の欠点を補うこともできます。
最近では、太陽光発電で余った電気で、エコキュートのお湯を沸かしておくという方法も出てきています。

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このように、発電量が不安定な太陽光発電を活用するために必要な技術はかなり出来上がってきています。
今週末は総選挙ですが、原発ゼロを訴える政治家の方々には、ぜひこういった新しい技術を使うことで原発ゼロにできる道筋をわかりやすく示していただきたいものです。

これからの日本を支えていく基幹エネルギーである太陽光発電にご興味のある方は、ソーラーパートナーズまでお問い合わせください。