発刊・体裁・価格
発刊 2012年12月19日 定価 69,300円 (税込(消費税10％））
体裁 B5判 331ページ ISBN 978-4-905545-89-7 →詳細、申込方法はこちらを参照
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本書のポイント
事業性・採算性向上のために…太陽光発電ビジネスの要諦を掴む！
「全量買取制度の今後はどうなる？」「施工にはどんな手続きが必要？」
「発電出力/電力供給安定化に向けた課題とは？」
導入までのコスト計算・ビジネスモデルから、
太陽電池・パワコン・蓄電池や系統連系他の要素技術、
運用事例･メンテナンス、自治体のメガソーラーへの取り組みまで、
メガソーラー・産業用太陽光発電事業への参入・導入とその将来までをも見据えた1冊。
＜参入・施工のツボ＞
・日本・世界のメガソーラー導入状況と、今後の普及に向けた課題とは？
⇒全量買取制度の影響、各装置の長期信頼性、系統連系の諸問題など
・固定価格買取制度(FIT)の世界における動向と、日本における現状と今後は？
⇒ドイツ・スペイン・途上国/新興国の現況を踏まえて
・スマートグリッド・マイクログリッドに対するメガソーラーの期待と課題とは？
⇒発電電力予測値の不確実性への対処に加え、電力系統の最適運用例も
・コストダウンを見据えたメガソーラー事業のビジネスモデルとは？
⇒事業収支・コスト計算の各例と収益最大化のためのビジネスモデルに加え、
屋根を用いた分散型のメガソーラーについても検討
また、ライフサイクルの評価についても掲載
・メガソーラーの設置・配置の流れは？
⇒用地選定･決定から売電までの留意点、さらに小規模のメガソーラーの場合も
・メガソーラーに関わる法規制はどんなもの？
⇒太陽電池を主として、設計･製造･施工･検査･計測･保守に関する法規制･規格を列挙
・国や自治体からの補助金は？
⇒情報入手方法から研究開発・設備導入に関する公募例、申請手続きの実際まで
＜要素技術・系統連系のツボ＞
・メガソーラーに用いる太陽電池の効率を向上するにはどうする？
⇒安全性･信頼性の要求事項に加え、コーティング･集光型の利用他の高効率化･耐候性向上技術など
・蓄電池を用いた、メガソーラー発電電力の変動抑制方法とは？
⇒必要な制御性能および、リチウム電池/NAS電池を使ったシステム事例
・パワコンとエネルギーマネージメントに関わるポイントは？
⇒パワーコンディショナーの要求特性、設置パターンと電磁ノイズの影響、さらに接続箱と回路設計まで
・電力網への接続と系統連系の課題とは？
⇒ガイドラインの基本事項、連係用件、各装置･回路設備の影響、等…
＜管理・運用のツボ＞
・メガソーラーの維持管理/メンテナンスの必要性は？
⇒メンテナンス方法の概略、システムのモニタリングと故障診断
・実際のメガソーラーの運用に向けた取り組みを知りたい
⇒国内の北杜・稚内での出力安定化に向けた取り組み、雪国での運用状況と降雪の影響、
自治体のメガソーラーへの取り組み、農業との連携の模索、
海外各国(ドイツ･アメリカ･ウクライナ･中国･ギリシャ等)の取り組み事例を集成
執筆者一覧（敬称略）
● 中村 知治 ((株)日立製作所)
● 櫻井 啓一郎 ((独)産業技術総合研究所)
● 千住 智信 (琉球大学)
● 加福 秀亙 ((株)野村総合研究所)
● 近藤 信一 ((財)機械振興協会)
● 平林 真人 ((株)ウエストエネルギーソリューション)
● 平林 真一 (辻村工業(株))
● 秋田 智一 ((株)環境経営戦略総研)
● 西川 省吾 (日本大学)
● 安井 慎二 (サンエジソンジャパン(株))
● 熊野 照久 (明治大学)
● 釜谷 正宏 ((株)釜谷サービス)
● 河本 桂一 (みずほ情報総研(株))
● 志岐 弘之 ((有)日本ビジネスサポート協議会)
● 松木 洋 ((一財)電気安全環境研究所)
● 島田 誠之 ((株)ジャパンナノコート)
● 荒木 建次 (大同特殊鋼(株))
● 佐藤 公一(日本特殊光学樹脂(株))
● 阪井 淳 ((財)マイクロマシンセンター)
● 橋﨑 克雄 (三菱重工業(株))
● 北 裕幸 (北海道大学)
● 松井 幹彦 (東京工芸大学)
● 小西 博雄 ((株)NTTファシリティーズ)
● 竹谷 是幸 ((株)雷保護テック・タケタニ)
● 長谷川 一穂 ((株)明電舎)
● 国府田 文雄 ((一社)クリーンエネルギー保全協会)
● 植田 譲 (東京工業大学)
● 齋藤 裕 (北海道電力(株))
● 杉本 完蔵(ソーラーフロンティア(株))
● 猪越 和彦(群馬県太田市役所)
● 中村 鉄哉 ((株)ルネサンス・プロジェクト)
● 小野村 頼子(九大イデアラボ)
● 松川 恵美 ((株)グリッド＆ファイナンス・アドバイザーズ)
目次
第1章 メガソーラーの最新動向・導入状況と普及に向けた課題
1.日本および世界における太陽光発電の導入状況
2.固定買取制度の概要と施行後の導入状況
2.1 固定買取制度の概要
2.1.1 固定買取価格買取制度の基本的な仕組み
2.1.2 必要な手続きと調達価格の適用時期
2.1.3 特定契約と接続契約
2.1.4 設備認定
2.2 固定買取制度施行後の太陽光発電の導入状況
3.今後の普及に向けた課題
3.1 長期信頼性
3.1.1 太陽電池モジュール
3.1.2 架台・基礎
3.1.3 PCS・変電設備ほか
3.2 系統連系問題
3.2.1 電圧問題
3.2.2 周波数問題
3.2.3 太陽光発電の一斉脱落問題
第2章 フィードインタリフ（FIT）制度の現状と今後の展望
1.フィードインタリフ(FIT)とは
1.1 再生可能エネルギーに助成する理由
1.2 助成制度としての特徴
1.3 FITの形態やオプション
1.4 FITの利用上の注意点
2.世界におけるFITの動向
2.1 ドイツ
2.2 スペイン
2.3 途上国・新興国等
3.日本におけるFITの概要と今後
3.1 FIT以前
3.2 余剰電力買取制度
3.3 全量買取制度
4.今後へ向けて
第3章 スマートグリッド・マイクログリッドに対するメガソーラーの役割と課題
1.スマートグリッド・マイクログリッドに対するメガソーラーへの期待
2.電力系統に導入したメガソーラーの課題
3.メガソーラーの発電電力予測値の不確実性に対する対処法
4.メガソーラーを含む電力系統の最適運用方法の一例
第4章 メガソーラーのコスト分析とコストダウンに向けた課題
第1節 全量買取制度を踏まえたメガソーラー収益最大化のための戦略
1.事業収支のシミュレーション
1.1 収支計算で考慮すべき前提条件とパラメータ
1.2 モデルプラントにおける20年間の収支計算
2.収支に影響するキーファクター
2.1 パラメータの変動による感度分析
2.2 その他定性的なリスク要因
2.2.1 災害リスク
2.2.2 インフレリスク
2.2.3 買取価格リスク
3.収益最大化のための戦略
3.1 コスト最小化・売電収益最大化のための戦略
3.2 ファイナンススキーム活用によるレバレッジ戦略
第2節 メガソーラー事業参入に向けたビジネスモデルとコスト計算
1.メガソーラー事業のコスト計算
1.1 メガソーラー事業のコスト計算の前提
1.2 初期投資コスト
1.2.1 建設コスト
1.2.2 設備コスト
1.2.3 電力会社との系統連系コスト
1.2.4 土地利用
1.3 行政によるコスト試算
1.3.1 調達価格等算定委員会のコスト試算
1.3.2 行政のコスト試算の加算要因、減算要因
2.メガソーラー事業参入に向けて‐コストを意識したビジネスモデルの構築が必要
第3節 メガソーラーのコスト分析～コスト計算と出力調整～
1.モジュール（module）
1.1 薄膜 (Thinfilm)
2.架台
3.Inverter（パワコン）
第4節 分散型メガソーラーに向けたビジネスモデル分析
1.メガソーラー開発に向けたポテンシャル
1.1 太陽光発電事業に於ける立地環境の持つ意味
1.2 不動産登記と開発行為
1.3 屋根上設置（ルーフトップ型）のポテンシャル
1.4 屋根上設置（ルーフトップ型）の比較優位点
2.太陽光発電システムの地産地消型電源としての特性
2.1 再生可能エネルギーとしての太陽光
2.2 再生可能エネルギーの最小単位と投資金額の比較
2.3 計画立案から発電開始までのプロジェクトスケジュール
2.4 太陽光発電はエネルギー地産地消の代表例
3.分散型電源を取りまとめるアグリゲーター事業
3.1 中～小型電力のアグリゲート（取り纏め）
3.2 屋根貸し（借り）とソーラーベルト構想
4.分散型メガソーラーモデルの構築に向けて
4.1 SRI（Solar Roof investment）
4.2 事業ストラクチャー
4.3 資金調達手段とSPCの活用
5.分散型メガソーラーの事業評価とコスト分析
5.1 法的な対抗要件とデフォルトリスク
5.2 屋根貸し事業モデルの技術的課題
5.3 事業コスト分析（開発）
5.4 事業コスト分析（運用）
第5章 メガソーラー導入に関する関連法規制・規格～法規制・規格の現状と課題～
1.関連法規制・規格の分類
2.定義・導入計画関連
2.1 工作物の定義
2.1.1 電気設備としての工作物
2.1.2 建築設備としての工作物
2.2 連系可能容量
2.3 事前届出
3.設計・製造・施工に関連する法規制・規格
3.1 電気設備技術基準の解釈
3.2 太陽電池アレイ用電気回路設計標準（JIS C 8954-2006）
3.3 太陽電池アレイ用支持物設計標準（JIS C 8955-2011）
3.3.1 荷重条件及び組合せ
3.3.2 モジュール面の風力係数
3.4 太陽光発電システムの発電電力量推定方法（JIS C 8907-2005）
4.検査・計測に関連する法規制・規格
4.1 使用前自主検査
4.2 現地計測
5.保守に関連する法規制・規格
5.1 電気主任技術者
5.2 常時監視をしない発電所の施設
6.現状の関連法規制・規格の課題
6.1 JIS C 8955 太陽電池アレイ用支持物設計標準の改正
6.2 使用前自主検査方法の改正
第6章 メガソーラーの設計および建設・設置～考慮すべき要素・地域差・用地取得・配置の最適化・他～
第1節 メガソーラープロジェクトの準備から売電開始まで
1.用地選定
1.1 用地選定の際の留意点
1.2 各種許認可
1.2.1 土地利用関連
1.2.2 環境関連
2.経済産業省設備認定
3.電力会社系統連系
3.1 予備調査
3.2 接続検討(事前検討)
3.3 接続契約及び受給契約申し込み
4.施工上の留意点
4.1 総建設期間
4.2 設計期間
4.3 建設期間
4.3.1 基礎工事及び架台設置工事
4.3.2 太陽光モジュール設置工事
4.3.3 電気工事
4.3.4 監視システム工事
第2節 メガソーラーシステムの最適配置
1.考慮すべき要因
2.最適配置決定手法
2.1 主成分分析
2.2 包絡分析
2.3 その他の手法
3.計算例
3.1 DEA法
3.2 電力システム解析手法
第3節 小規模メガソーラービジネス参入に向けた課題
1.発電ビジネス参入について
1.1 建設場所
1.1.1 平面地
1.1.2 建設物の屋根
1.2 ファイナンス・資金調達
1.3 経済産業省・電力会社
1.4 パネル・ＥＰＳ・建設・Ｏ＆Ｍ
1.5 税金
2.建設・設置について
2.1 基礎・パネル・架台設置
2.2 パワーコンデショナー・キューピクル
2.3 総合
第7章 メガソーラーのライフサイクル評価
1.基本的な考え方
2.大規模太陽光発電のライフサイクル評価例
2.1 エネルギー・ペイバック・タイムとCO2排出原単位の評価事例
2.1.1 砂漠地域における大規模太陽光発電の評価例
2.1.2 北杜メガソーラーに関する評価例
2.2 Water Footprintの評価事例
3.太陽光発電システムのライフサイクル評価のガイドライン
第8章 メガソーラーに関する補助金と活用法
1.メガソーラーに関する補助金
1.1 メガソーラーに関する補助金の情報入手方法
1.2 補助金の申請から交付までのスケジュール
1.3 メガソーラーに関する補助金の種類と特徴
2.メガソーラーに関する補助金の活用法
2.1 メガソーラーの研究開発実施に関する補助金（平成24年度例）
2.1.1 独立行政法人の公募例
2.1.2 地方自治体の公募例
2.2 メガソーラーの設備導入に関する補助金（平成24年度例）
2.2.1 国の公募例
2.2.2 地方自治体等の公募例
2.3 補助金申請手続きの実際
2.3.1 公募要領の入手
2.3.2 応募可能性の確認
2.3.3 申請書の作成
2.3.4 添付書類及び押印
2.3.5 所管庁（機関）担当窓口への提出
2.4 補助金申請書作成のポイント
第9章 電力安定供給に向けたメガソーラー用太陽電池の最新技術～日照対策・防汚対策・高効率化～
第1節 各種規格や工場調査から見たメガソーラー用太陽電池の要求事項と評価
1.太陽電池の信頼性等要求事項～JIS Q 8901「地上設置の太陽電池(PV)モジュール－信頼性保証体制（設置，製造及び性能保証）の要求事項」より～
1.1 JIS Q 8901とは
1.2 機能耐用年数と性能保証
1.2.1 機能耐用年数と設計及び製造との整合性
1.2.2 機能耐用年数と性能保証との整合性
1.3 設計における信頼性
1.3.1 設計における信頼性の確保
1.3.2 機能耐用年数の設定
1.3.3 信頼性を確保するための方策
1.3.4 信頼性設計及び検証方法の規定
1.3.5 信頼性の評価
1.3.6 信頼性に関わる教示
1.4 製造における品質管理
1.4.1 製造に関わる品質管理
1.5 アフターサービスにおける保証
1.5.1 引渡し後の製品の性能保証
1.5.2 性能保証の内容と運用規定との関係
1.5.3 製品保証書
1.5.4 サービス運営
1.5.5 重大不具合発生時
1.6 記録の管理
1.6.1 記録の保存
2.モジュール認証工場調査の実際～工場調査時の質疑応答などから～
2.1 モジュール認証工場調査とは
2.2 受入検査
2.3 工程管理
2.4 試験測定装置類の点検・校正
2.5 記録管理
2.6 その他の調査項目
2.7 調査結果と判定
3.部材の安全性・長期信頼性等の評価～IEC61730-1（部材の信頼性など）の本質について～
3.1 IEC61730-1とは
3.1.1 IEC61730-1の５項について
3.2 温度指数
3.3 紫外線(UV)暴露試験
3.4 耐トラッキング性試験
3.5 燃焼性等級
3.6 防水性能
3.7 その他の試験等
第2節 メガソーラー用太陽電池の高効率化・耐候性向上技術
第1項 メガソーラー用太陽光パネルの発電量UPに求められるコーティング機能
1.防汚機能に求められる条件（帯電防止機能、表面性）
1.1 メガソーラーの設置位置と汚れの種類
1.2 必要な帯電防止防汚機能コーティング
2.AR機能による透過率UP機能（低屈折膜及び高屈折膜の多層コートによる特定波長コーティング）
2.1 低屈折膜による透過率ＵＰ
2.2 低屈折・高屈折多層膜による特定波長域透過率ＵＰ
第2項 集光型太陽光発電の追尾架台とシステム構成及びメガソーラーへの適用
1.集光型太陽光発電の発電特性・発電実績
2.集光型太陽光発電の適用例
3.集光型太陽光発電システムの設置設計
第3項 フレネルレンズのメガソーラーへの利用検討と集光効率化技術
1.集光型太陽光発電へのフレネルレンズの適用
2.集光レンズの材質と耐候性
2.1 PMMAの透過特性
2.2 PMMAの耐候性
2.3 PMMAの寸法安定性
3.フレネルレンズの集光効率化要素と技術
3.1 フレネルレンズの面粗さ・転写精度
3.2 フレネルレンズの設計 ? 焦点距離とレンズ口径
3.3 フレネルレンズの設計 ? 短焦点化と高効率化のアイデア
第3節 有機系太陽電池のメガソーラーに向けた可能性～有機薄膜・色素増感～
1.有機系太陽電池の開発動向
1.1 有機薄膜太陽電池
1.2 色素増感太陽電池
1.3 有機系太陽電池の開発動向
2.有機系太陽電池のメガソーラーに向けた可能性
第10章 各種蓄電池のメガソーラーへの適用とその可能性
第1節 蓄電池を用いたメガソーラーの変動抑制技術および蓄電池の要求特性
1.蓄電池を用いた変動抑制技術の必要性
1.1 蓄電池の経済性と仕様について
1.2 必要とされる制御性能（低周波成分と高周波成分の外乱抑制）
2.離島電力系統におけるメガソーラーへの適用例について
第2節 リチウムイオン電池のメガソーラーへの適用
1.太陽光発電による再生可能エネルギー電力の系統連系における課題
2.リチウムイオン電池の特徴
3.リチウムイオン電池を用いた系統連系システム
3.1 定置用蓄電システムの実証例
3.2 メガソーラー向け系統連系円滑化システムの全体構成例
3.3 メガソーラー向けコンテナ型大容量蓄電システム例
第3節 NAS電池のメガソーラーへの適用
1.メガソーラー発電所の短周期出力変動の抑制
1.1 出力変動抑制制御手法
1.2 出力変動抑制効果の評価
1.3 蓄電池の必要容量の算定
2.メガソーラー発電所の計画運転
2.1 計画運転のためのNAS電池の運用
2.2 予測誤差を考慮した計画運転
第11章 メガソーラー用EMC/EMS関連機器に求められる性能と関連要素技術
第1節 メガソーラー用パワーコンディショナー/PCSの要求特性と系統連系への課題
1.系統連系用PCSの具備すべき機能
2.PCSの基本構成と各部の機能
2.1 電源側AC電流制御系とDCリンク電圧制御系
2.2 PLL
2.3 単独運転検出および防止
2.4 FRT機能
2.5 MPPT(最大電力動作点追尾）機能
3.モジュール集積化コンバータに基づく新MPPT技術
3.1 ACモジュール方式
3.2 ストリングMIC方式
第2節 メガソーラー用パワーコンディショナーの設置パターン
1.メガソーラーシステムの構成
2.メガソーラーシステムのエネルギーマネージメントシステム
3.メガソーラーシステムの電磁ノイズ
3.1 電磁ノイズの発生要因と影響
3.1.1 発生要因
3.1.2 電磁雑音の影響
3.2 電磁ノイズの測定方法
3.2.1 伝導性電磁ノイズ
3.2.2 放射性電磁ノイズ
3.3 EMC測定例
第3節 メガソーラー直流回路の設計と接続箱
1.誘導結合による雷過電圧とインパルス耐圧
2.通電容量
3.ストリング・ヒューズの設計
4.損失の低減
5.接続箱構成
第12章 メガソーラーに関する系統連系
第1節 メガソーラーの電力網への接続
1.連系区分
2.系統連系要件
3.系統連系時の課題
第2節 メガソーラーの各種装置と系統連系
1.直流回路設備
1.1 全体構成
1.2 接続箱
1.3 集電箱
2.パワーコンディショナ（PCS）
3.交流回路設備
3.1 特別高圧回路の事故保護
3.2 高圧回路の事故保護
3.3 低圧回路の事故保護
第3節 FITへの対応を踏まえたメガソーラーの系統連系
1.系統連系ガイドラインでの基本事項
1.1 力率
1.2 電圧変動
1.2.1 常時電圧変動対策
1.2.2 瞬時電圧変動対策
1.3 逆潮流の制限
2.ＦＩＴにおける必要要件
2.1 拒否事由としての出力抑制
2.2 パワーコンディショナによる太陽光発電所出力抑制
2.2.1 出力抑制の受信機能
2.2.2 出力抑制の数値設定機能
2.2.3 出力抑制の演算処理機能
2.2.4 出力抑制制御機能
3.系統接続可能条件の実際
3.1 電圧変動対策の要求
3.2 PCSによる無効電力補償
3.2.1 力率一定制御による電位変動の抑制
3.2.2 PCSの力率一定制御機能
3.2.3 PCS台数について
3.2.4 力率一定制御範囲
4.PCSの連系対応機能
4.1 電圧上昇抑制機能
4.2 単独運転検出機能
4.2.1 能動的単独運転検出機能（無効電力変動方式）
4.2.2 PCSの複数台並列時の対応
第13章 メガソーラーの維持管理・メンテナンス
第1節 メガソーラーメンテナンスの必要性と方法
1.メガソーラーメンテナンスの必要性
1.1 安全性
1.2 環境
1.3 エネルギー収穫量
1.4 経済性
2.メガソーラーメンテナンスの方法
第2節 メガソーラーのモニタリングと故障診断
1.太陽光発電システムの発電特性
1.1 太陽光発電システムの発電性能評価
1.1.1 システム出力電力量
1.1.2 等価システム運転時間
1.1.3 システム出力係数
1.2 太陽光発電システムにおける各種損失
1.2.1 日射の損失
1.2.2 光電変換時の損失
1.2.3 光電変換後の損失
2.メガソーラーのシステム構成
3.メガソーラーのモニタリングと故障診断
第14章 メガソーラーの導入･運用に向けた取り組み事例と評価～これまでの導入・運用状況、モジュール・PCS等の主構成要素の主なデータ情報・他～
第1節 国内のメガソーラー導入・運用に向けた取り組みおよびその評価
第1項 北杜サイトにおけるメガソーラーの運用状況とその評価
1.北杜メガソーラーシステム
2.大容量PCSの開発
2.1 構成と仕様
2.2 動作検証
3.支持架台
4.太陽電池種別発電特性及びその他特性
4.1 設備稼働率
4.2 太陽電池モジュールのシステム出力係数
4.3 追尾システムの発電特性
4.4 温度特性と経年劣化率
4.5 投入エネルギーとエネルギーペイバックタイム
第2項 稚内サイトにおける蓄電池を用いたメガソーラーの出力安定化技術
1.出力安定化技術の開発の必要性
2.出力変動抑制技術
2.1 メガソーラーの出力変動特性
2.2 出力変動抑制制御手法の開発
2.3 出力変動抑制効果の評価
3.計画発電技術
3.1 発電計画のフロー
3.2 計画発電の実施例
3.3 日射量予測の精度
4.稚内サイトにおける障害事例
第3項 新潟雪国型メガソーラーにおけるメガソーラーの運用状況とその評価
1.新潟メガソーラーについて
1.1 新潟(雪国型)メガソーラーの設備概要
1.2 システム構成と設置架設の特色
2.雪の影響評価について
3.発電量評価
4.保守メンテナンス
第4項 太田市における太陽光発電の取り組み
1.取り組み事例
1.1 世界最大級の住宅団地「パルタウン 城西の杜」
1.2 平成13年度から一般家庭を対象とした太陽光発電導入奨励金制度を条例化
1.3 電力の地産地消を目指して（メガソーラー）
第5項 農商工連携におけるメガソーラー導入の試み
1.マーケットインの視点の必要性
2.農商工連携の意義と背景
3.メガソーラーのマーケットインのために
3.1 スリット付き太陽光発電用農業施設
3.2 太陽光発電パネル及び蓄電池を併用したイチゴ生産ハウス
4.マーケットインのさらなる上をめざす
第2節 海外のメガソーラー導入・運用状況およびその事例・評価価
1.世界の太陽光発電の概況
2.メガソーラーの状況
2.1 全体概況
2.2 各国の事例
2.2.1 ドイツ：ブランデンブルク‐ブリースト（Brandenburg-Briest）ソーラーパワープラント
2.2.2 米国：アクア・カリエンテ・ソーラープロジェクト（Aqua Caliente）
2.2.3 ウクライナ：ペロボ・ソーラーパワー・ステーション（Perovo Solar Power Station）
2.2.4 中国：ゴルムド・ソーラーパーク
2.2.5 ギリシャ：ヘリオス・プロジェクト（Project Helios）
3.まとめ：世界のメガソーラーから見る今後の課題
