天候によって発電量が変わってしまう自然発電エネルギー

天候によって発電量が変わってしまう自然エネルギーには、太陽光を利用する太陽光発電や太陽熱発電があります。また風を利用する風力発電も天候に左右されます。水力発電は、短期的には影響はありませんが、長く雨が降らないと渇水となり発電に影響を与えます。
太陽光発電の発電量は、晴れの日と比べると、曇りの日は、3～5割程度、雨の日だと1割程度となってしまいます。 このため日本の地域によって発電の稼働率はずいぶん違ってきます。山梨県や長野県など山間部は平均16％程ありますが、東北や山陰などの豪雪地帯は10～12％程に落ちます。

太陽熱発電は太陽光を反射鏡やレンズなどで集めて発電する仕組みです。この発電も太陽光の日射が少ない日は発電ができないので、熱を貯めた熱媒の溶融塩を蓄熱タンクに入れ常時発電を可能にしています。

風力発電は風を羽で受け、その回転エネルギーで発電する仕組みになっています。この発電能力は風速の3乗に比例します。通常風車は3.5～4m/sの風で回りだし、約12m/sの風で最大出力が出せるよう設計されています。逆に25m/s以上のような強風時は、羽の回転を止め風車の故障を防ぎます。

水力発電は、ダムなど貯水池に水を貯め、そこからの水の落差で水車を回し発電する仕組みになっています。ところが干ばつなどで水位が取水口より下がってしまうと水を流せなくなり発電ができません。

今年1月にはブラジルのリオデジャネイロで、干ばつの水不足によりダムの水位が下がり、主要発電所のうち1か所が操業を停止しました。また10月にはタンザニアで、干ばつにより貯水池の水位が低下し、全ての水力発電所が停止し深刻な電力不足になっています。

電気は、需要と供給のバランスが大事です。太陽光発電など不安定な電力に対応するため、現在電力会社では火力発電で需給の調整を行っています。最新の制御機器を備えたディーゼルエンジンと太陽光発電の組み合わせでは、ディーゼルエンジン容量の定格出力30％までなら安定運転が可能です。

2014年、九州電力管内では、太陽光発電の接続容量が火力発電の容量を超えてしまいました。特に南九州地域などは、配電用変電所へのバンク逆潮流の危険性が発生し、新たな送電線、変電所の増強が必要となりました。

そこで九州電力は系統接続の一時保留とする措置をとり、北海道、東北、四国、沖縄などの4電力会社も同様の措置をとりました。今後は余裕のある電力会社と連係して電気を受け渡し、また電気から熱・水素等へのエネルギー変換行い備蓄することが重要です。