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スマートグリッドは本当に実現可能なのか

日本では電力会社が発電と送電の両方を担っており、電力需要に合わせてきめ細かく供給を調節している。送電線に通信回線を併設して、電圧の情報を収集し、集中的に制御している。各地に風力発電や太陽光発電の施設ができると、電力会社がそれを買い取らされて、その残りの電力需要を石油火力発電で調整している。 最近はスマートグリッドと称して「情報技術を活用して分権的に需給を調整する」みたいな話が出るが、本当にそんなことができるのか疑わしい。分権的に発電するためには、需要と供給とを調整する仕組みが必要である。需要と供給の調整手段として真っ先に思い浮かぶのは価格メカニズムだが、価格メカニズムというのは市場全体の姿の概略を記述した程度のものでしかなく、電力のように需要と供給のマッチングを厳密に行うような状況で、品質を厳格にコントロールできるような代物ではない。 もし電力に品質を求めるなら、誰かが責任を負わなければならない。しかし連帯責任は無責任なので、電力が不足するなら発電しようかなと思う程度で、できなければ無理はしない。電力はサービスと同様に貯蔵できないので、電力が余れば電圧が上昇するので回路を切断しなければならないし、電力が不足すれば、少なくとも一時的には電圧降下が避けられない。なぜなら、供給の不足が価格という情報に反映されて人間の意思決定に影響するのにはタイムラグが伴うからである。このタイムラグを無くす仕組みがなければ電力の品質を確保することはできない。 単純素朴に考えれば、電力供給に対する責任を負うなら、責任を負わない発電業者よりも高い値段で電力を買い取ってほしいものである。しかしそれは現在の電力会社の姿に他ならない。結局電力会社にとっては、コントロールできない発電所が増えるばかりで、既存の石油火力発電所の稼働率が下がるだけということになる。電力会社が抵抗するのも無理はない。 分権的な市場メカニズムよりも、契約ベースで自動的にコントロールする方が有望だろう。 電力供給が不足するときには、重要度の低い所への供給を自動的に遮断するという方法があり、これはスマートメーターで実現しようとしていることである。需要が逼迫しているときには供給されない代わりに、供給に余裕があるときには格安で手に入る電力というのは、使い方によっては魅力的だろうから、契約形態によっては可能かもしれない。例えば、平日の昼...

iMiEVの充電

2009年6月に三菱自動車工業から電気自動車iMiEVが発表された。最高速度は時速130kmで、走行距離は160kmである。タウンユースなら1日中充電無しで走れる距離なので、夜間に家庭用の100ボルトまたは200ボルトの電源で充電すれば十分だろう。 しかし、長距離ドライブだと途中で充電が必要である。ノートパソコンを充電するのと同じようにスターバックスのコンセントを借りるわけにもいかないだろうし、そもそも100ボルトの家庭用電源だと充電するのに14時間かかる。そこで、専用の急速充電器による方法も用意されている。これだと30分間で満充電容量の80%まで充電できる。80%の充電なら128km走行できることになる。そこで高速道路のサービスエリアやファミリーレストランの駐車場に充電器を多数設置することを考えているようである。1時間半くらい運転すれば休憩したくなるだろうから、ついでに充電するということなのだろう。 しかし、電気そのものには貯蔵できないという弱点があるので、需要のピーク時に合わせて設備を設計しなければならない。例えば太陽光発電は晴天の昼間にしか機能しないという弱点があるが、車用のバッテリーに電力を貯蔵すればその弱点を解消できる。風力発電についても同様である。発電量の安定しているマイクロ水力発電だって渇水期には稼動できない。また、小規模の発電設備では需要の一部にしか対処できない。そこでバッテリーに貯蔵することで電力を濃縮するのである。バッテリーで電力を濃縮することができれば、小規模の発電設備でも活用できるので、発電可能な場所が増える。 車を運転する側にとっても、もともとバッテリーに充電するのが目的なら、発電できたときにバッテリーに充電しておいて、必要になったらバッテリーモジュールごと交換する方式の方が効率的である。それに駐車場の専用充電スタンドに多数の電気自動車を駐車させたら場所と時間を取るし、順番待ちによる渋滞だって発生しかねない。さらに、1時間半運転するごとに30分充電するとなると、ガソリン車に比べて3割余計に時間がかかる。これでは実用的ではない。特にトラックやバスのような商用車には通用しない。これに対してバッテリー交換なら5分もあればできるので、所要時間への影響は無視できる。充電時間が短いということは駐車時間が短いということでもあり、駐車場に要するスペースを節...