水上太陽光発電、「冷却効果あり」も「経済性に課題あり」　香川県がレポート

香川県は8日、ため池を活用した太陽光発電施設の導入に関する技術や経済性の検証を行うために、2014年度から2015年度にかけて、善通寺市の吉原大池において実施した「ため池を活用した太陽光発電施設実証実験」の結果を報告書に取りまとめ公表した。

この実証実験では、吉原大池において、同一条件の下、太陽光発電パネルの角度やフロート形式、係留方法など、異なる実験設備を3パターン設置。水位変動の対応状況、風・波など気象変動の影響などによる設置機器の性能および発電量などのデーターを収集し、ため池に適した効率的な発電方法や維持管理上の課題等について整理した。

このレポートによると、実証実験期間中の全発電量は22,926kWhで試算値の104.8％だった。期間中の全天日射量は98.3％で平均値を下回ったことなどを総合的に考慮すると、ため池水面がパネルを冷却する効果が確認できた。一方で、陸上部よりも設置コストや維持管理費は増加する傾向だが、ため池を活用した太陽光発電は、机上試算値を上回る発電量が期待できるものと推測している。

パネル角度とフロート形式による比較について

この実証実験では、5度、12度、30度の3形式のパネル角度を設けた。パネル角度別に発電量をみると、5度では試算値より小さく（89.8％）、12度、30度ではそれぞれ103.2％、109.0％と試算値を上回る結果となった。3つを比較すると、30度が最も日射効率が良く、5度に対して発電量は30％増加した。但し、30度の場合は、パネル離隔距離が長くなるため、フロート面積が大きくなる。

水面にパネルを浮かべて設置する架台（フロート）については、「樹脂製中空フロート」、「発砲スチロール製フロート式」、「発砲スチロール充填パイプフロート式」の3形式を設置して比較した。発電量については、各種形式に伴う差は見られなかった。安定性については、最大瞬間風速25.9m／sを記録した台風11号時にも異常は認められなかった。フロート別の上下移動量測定において、風速11.4m／sの強風時においても大きな上下動は見られず、特に発泡スチロール製フロートの安定性が高かった。

また、発泡スチロール製フロートで角度30度も設置が一番経済性に優れていたが、発泡スチロールを支える金具とボルトの外れや緩み、ボードのひび割れが見られ、長期間の耐用年数には不安がある結果となった。

さらに、地上と違い水上は、常時フロートが上下動しているため、パネル等の損傷度は大きく、丁寧な施工や定期的な点検、台風などの異常気象時の現地確認などきめ細やかな管理が必要だと指摘する。

先行調査とも比較して考察

2013年度に県内5箇所のため池において実施した導入検討調査との比較では、固定価格買取制度において、3年間の優遇措置が終了し、買取価格が引き下げられたことなどから、すべての池で投資回収年数が増加する結果となったが、1,000kW以上の施設については、投資回収年数の平均値が15.31年となった。

規模が大きくなるに伴い経済性は有利になるが、当該ため池の日射量や設置コスト、電力会社の系統接続などが大きく影響することから、立地条件や経済的・効率的なシステムを十分検討することが投資回収年数を減少させる大きな要因となる。

また、土地改良区等が太陽光発電施設を設置する場合、補助制度を活用した方が有効となるが、対象が当該土地改良区等の所有・管理する施設の電力供給量を最大とすることや単独設置が不可になったことなどから、小規模な土地改良区等においては経済的に不利な状況となる。

同県では、ため池を活用した、低圧の太陽光発電の導入を検討している土地改良区等のため池管理者に対し、当該ため池の立地条件等を踏まえた効率的なシステムや国、四国電力の動向等についてアドバイスしていく。また、ため池を活用した、高圧の太陽光発電を検討している事業者に対しは、課題や配慮すべきこと等を示した、この実証実験結果を周知していく。

太陽光発電施設導入検討調査業務（平成25年度）について

同県では、土地改良区等が管理するため池や畑かん施設の揚水機等の維持管理費の負担軽減等を目的として、太陽光発電施設の導入を検討してきた。2013年度に国の補助事業を活用し、県内5箇所のため池において、導入検討調査により経済性等の検討を行った結果、同県におけるため池水面を活用した太陽光発電の導入は可能と判断された。しかし、ため池を活用した太陽光発電の事例がないことからこの実証実験を実施した。このレポートは、2013年度の先行調査との比較や、国などの再エネをめぐる動向や補助制度を踏まえて考察をまとめている。

【参考】
香川県 - ため池を活用した太陽光発電施設実証実験結果