風力エネルギープロジェクト分析
クリーンエネルギープロジェクト分析コース
電力会社規模の風車
写真提供: Nordex AG
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.
目的
• 風力エネルギーシステムの基礎
• 風力エネルギープロジェクト分析
の要点解説
• RETScreen® の風力エネルギープロジェクト
モデルの紹介
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風力エネルギーシステムからの供給
• 電源として

中央送電網へ

独立送電網へ

遠隔地の電力供給

揚水ポンプ
サンゴルギノのウィンドファーム, パームスプリング,カリフォルニア,米国
…さらに…

脆弱な送電網の支援

エネルギー価格変動による影
響の削減

送電ロス、配電ロスの削減
写真提供: Warren Gretz/ NREL Pix
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風車の解説
•
•
構成要素

ローター

ギアボックス

タワー

基礎

制御装置

発電機
水平軸風車の図
ローターブレード
掃引面積
ローター直径
ハブ高さ
タイプ


ナセル内にギア
ボックスと発電
機
タワー
水平軸

もっとも一般的

風向に合わせロータ
ーの向きを制御
垂直軸

あまり一般的でない
地下で電気的接続
(正面図)
基礎(側面図)
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風力エネルギーの利用
•
•
独立電源

小型風車 (50 W ~ 10 kW)

バッテリーへ蓄電

揚水ポンプ
独立電源, 10 kW 風車, メキシコ
独立送電網

代表的な風車規模 (10 ~ 200 kW)

遠隔地における発電コスト削減:
風力-ディーゼルハイブリッド発電システム

•
普及の程度
中央送電網

代表的な風車規模 (200 kW ~ 2 MW)

多数の風車のウィンドファーム
写真提供: Charles Newcomber/ NREL Pix
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風力エネルギープロジェクトの要素
• 風力資源の評価
• 環境評価
• 建設許可
• 設計
• 建設

道路

送電線

出張所
40m気象塔の設置状況, ケベック,カナダ
Photo Credit: GPCo Inc.
出張所, カリフォルニア,米国
写真提供: Warren Gretz/NREL Pix
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風力資源
• 平均風速が高いことが必須

年間平均風速が最低4 m/s以上。

風速を過大評価する傾向がある。

タワーが高いほど風速は増加する傾向がある。
• 良い風力資源のあるところ
11MWタービン出力曲線
MW Turbine Power Curve
海岸地帯
1,200

長い傾斜地の頂き
1,000

峠

開けた地域

風の通り道の渓谷
• 代表的な風の特徴

夏より冬 が強い

夜間より昼間が強い
Power
(kW)
出力(kW)

800
600
400
200
0
0 2
4 6
8 10 12 14 16 18 20 22 24
Wind speed (m/s)
風速(m/秒)
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風力エネルギーシステムのコスト
• ウィンドファーム

設置費用:$1,500/kW

運転&メンテ費用: $0.01/kWh

売電価格: $0.04-$0.10/kWh
• 1基の風車及び
独立送電網
フイージビリテイスタ
Feasibility Study
デイ
Development
開発
Engineering
エンジニアリング
Turbines
タービン
Balance 周辺機器
of plant

コストが高くなる
(プロジェクトに依存する)

フィージビリティスタディ、 開発 、エンジニアリング
が コストの多くを占める
0%
20%
40%
60%
80%
設置コストに閉める割合
Portion of Installed Costs
• 主要構成部品の交換は初期コストの 20 ~ 25% と予想される

ロータブレード又はギアボックス
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風力エネルギープロジェクト考察
• 良好な風力資源は発電コストを劇的に削減する。

良好な風力資源の調査は投資価値がある。
• 付加的収入源

政府/電力会社の発電クレジットまたはグリーン電力割引

排出量削減クレジット (ERC’s)の販売
• 条件と評価基準

環境受容性

地域住民の承諾

送電網への接続と送電容量
• 資金調達、 利子、 為替レート
ルノルダのウィンドファームの風車, ケベック,カナダ
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例:ヨーロッパと米国
中央送電網風力エネルギーシステム
•
間欠的な発電は問題ではない:
海岸のウィンドファーム, デンマーク
デンマークでは付加的な補助発電なしで、
電力の17%を風力発電から供給
•
増大する電力需要に迅速に対応可能なプ
ロジェクト (2 ~ 4 年)
写真提供: Danmarks Tekniske Universitet
•
土地は農業など他の目的に利用可能。
•
個人、企業及び組合が単独の風車を所
有し運営するケースもある。
ウィンドファーム、パームスプリング, カリフォルニア, 米国
写真提供: Warren Gretz/ NREL Pix
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例: インド及びカナダ
独立送電網風力エネルギーシステム
• ディーゼル燃料を遠隔地へ輸送して発電するのはコスト高

風車でディーゼル燃料消費を削減
• 信頼性とメンテナンスが重要
50 kW 風車, Nunavut, カナダ
50 kW 風車の設置, West Bengal,インド
写真提供: Paul Pynn/ Atlantic Orient Canada
写真提供: Phil Owens/ Nunavut Power Corp
.
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例: 米国、ブラジル及びチリ
送電網から独立した風力エネルギーシステム
•
•
•
•
送電網のない風の強い地域での小さな電力負荷
無風時には自立型のバッテリーから電力供給
揚水ポンプ: 貯水池に貯蔵
化石燃料の発電機/太陽光発電とのハイブリッドシステムとして組合せて
使用可能
通信タワーへの電力
アリゾナ、米国
写真提供: Southwest Windpower/ NREL Pix
遠隔地の村落への電力
農村、ブラジル
写真提供: Roger Taylor/ NREL Pix
ハイブリッド風力エネルギーシステム
チリ
写真提供: Arturo Kunstmann/ NREL Pix
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RETScreen®
風力エネルギープロジェクトモデル
• エネルギー生産、ライフサイクルコスト及び温室効果ガス削減を世界
のどの地域についても分析できる
中央送電網、独立送電網、独立電源
 単独風車又はウィンドファーム
 レイリー分布,ワイブル分布,
又はユーザ定義の風力分布

• RETScreen®への1ポイントデータ
は、8,760 時間の時間毎シミュレー
ションモデルに匹敵する
• 現状では範囲外:

貯蔵設備が必要なスタンドアローン
システム
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®
RETScreen
風力エネルギー計算
エネルギー曲線を計算
未補正のエネルギー
生産の計算
エネルギー生産の
合計を計算
再生可能エネルギーの
獲得量を計算
利用先へ届けた再生
可能エネルギーを計算
テキストブック参照
クリーンエネルギープロジェクト分析:
RETScreen® エンジニアリングと実例
その他の付随する
数値の計算
風力エネルギープロジェクト分析の章
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RETScreen®
風力エネルギープロジェクトモデルの確認例
• RETScreen®とHOMER時間シミュレーションとの比較

アラスカのコツブエに設置された各50kWの風車、10台

RETScreen’s の年間エネルギー生産見積もりはHOMERの1.1%以内の精度
• RETScreen®とモニターデータの比較:
期間
RETScreen
のエネルギ
ー (MWh)
モニターの
エネルギー
(MWh)
差
1998
(3タービン)
250
271
-8%
1999-2000
1,057
1,170
-10%
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結論
•
風車は世界中の送電網及び独立電源へ電力を供給している
•
良好な風力資源はプロジェクトの成功の重要な要素である
•
送電網へのプロジェクトでは発電クレジットやグリーン電力料
金トの利用が重要である
• RETScreen®は年間データを使って、毎時間毎のシミュレーシ
ョンに匹敵する精度で、エネルギー生産を計算する
• RETScreen®は、重要な予備的フィージビリティスタディのコス
トを節約する
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質問?
風力エネルギープロジェクト分析モジュール
RETScreen® International クリーンエネルギープロジェクト分析コース
更に詳しい情報は RETScreen ウェブサイトをご参照下さい。
www.retscreen.net
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風力エネルギープロジェクト分析