なぜ太陽光発電の出力制御（出力抑制）が必要なの？出力制御のルールや影響

出力制御とは、電力の需給バランスを保ち、電力の安定供給を行うため、太陽光発電など再生可能エネルギーからの電力の買い取りを一部ストップする制度です。出力制御は出力抑制とも呼ばれます。最近では出力制御が太陽光発電を検討する方にとっては気がかりな要素の一つとなっています。

2018年10月に、日本国内では離島を除いて初となる太陽光発電の出力制御が九州電力管内において実施されました。また、2014年に九電が系統接続の回答を保留した、いわゆる「九電ショック」 や、出力制御の話を耳にして「売電できるか何となく不安」と思っているかたもいることでしょう。

まずお伝えしておくべきことは、10kW未満の太陽光発電システムであれば出力制御の影響を不安視する必要はありません。また、10kW以上の太陽光発電システムであっても、あらかじめ出力制御のルールを把握し、その影響を考慮した正確なシミュレーションを想定したうえで導入、補償などの対策を取っていれば、一部の報道で煽られているように“大コケする”といった不安に駆られることもなくなるでしょう。

この記事では、これから太陽光発電を検討される方向けに出力制御のルールや影響、対策について詳しくご紹介していきます。

太陽光発電の出力制御とは？

「出力制御がかかると電力の買い取りがストップされる」というような話を聞いたことがあるかと思います。では、どうして買い取りにストップがかかるのか。

まずは制度の目的など、「出力制御って？」という疑問にお答えしていきます。

出力制御＝売電の一時停止

最近、太陽光関連のニュース等でも耳にする機会が増えてきた「出力制御」。この制度を簡単にご説明すると、

「電力の需給バランスを保ち、電力の安定供給を行うため、太陽光発電など再生可能エネルギーからの電力の買い取りを一部ストップする制度」

つまり、出力制御が行われた場合、「一時的に売電が行われなくなる」という意味です。

では、なぜ「出力制御」を行う必要があるのでしょうか？次の項目では、出力制御の目的について解説していきます。

出力制御の目的

出力制御の目的は、なにも電気の買い取りを拒否することではありません。むしろ、より多くの再生可能エネルギーを受け入れるための制度でもあるのです。

これだけ聞くと矛盾しているように聞こえますが、出力制御によって電気の需給のバランスを保つことが結果としてさらなる再生可能エネルギーの受け入れに繋がるのです。

出力制御をプールに例えると・・・

その仕組みを詳しく説明していきましょう。電力の需給の関係を排水口のあるプールに例えます。需要はプールの排水口から出ていく水であり電力の消費量を示します。そして供給は蛇口からプールに注がれる水で電力の発電量に例えられます。

プールに注がれる水と出ていく水が同量でバランスが取れているとき、電気の需要と供給は釣り合っており安定供給がなされているといえます。しかし注がれる水が足りずに水位が下がると電力不足になります。

逆に、注がれる水が多すぎると供給過多となり今度はプールから水があふれ出てしまいます。電力の場合、供給が需要をオーバーすると変電設備などに大きな負担がかかり大規模な停電にも繋がりかねません。そのため、電力会社は常に電気の需要と供給のバランスを保っていく必要があります。

プールを例に挙げましたが、実際のところ電気は蓄電池なしにプールのように貯蔵できません。一般の電力系統には蓄電池は設置されておらず、需給バランスは常々発電量を調整することで行われます。

出力制御のおかげで最大限再エネを受け入れられる

電力の需給バランスは、普段は発電量をコントロールしやすい火力発電からの供給量を減らすことでバランスを保っています。しかし、火力発電だけでは調整しきれないほどに再エネからの供給が増えすぎた際には、再エネからの電力も調整せざるをえなくなります。

太陽光発電の発電量は時間帯や天候に大きく左右されることから、発電量をコントロールして需給バランスを調整するのは至難です。

出力制御なしで調整するとなると、大規模停電を生じさせない為に、電力系統が太陽光発電の電力を受け入れる接続可能量は最も電気の需要が少ない時間帯の電力需要量を基準に決めざるを得ません。供給量が需要量をオーバーしてしまうと大停電につながる恐れがあるためです。接続可能量が少なくなると受け入れられる再エネの電力は減ってしまいます。

つまり、出力制御を行わない場合、太陽光発電全体の電力会社への売電量が、現在よりも低下してしまうことになります。

出力制御を実施することで、電気の需要が少ないときだけ制限して、需要が多い時には出力制御を行わずに最大限発電できるので、より多くの太陽光発電の電力を受け入れることができるのです。

出力制御のルール

出力制御がかかると聞いて一番心配なことは、どれくらい売電がストップされるのだろうかということだと思います。そこで、知っておきたい出力制御のルールについて解説をしていきます。

30日ルール（旧ルール）

以前まで適用されていたルールに「30日ルール」というものがあります。このルールは500kW以上の太陽光発電に対しての適用となり、年間30日を上限として無補償、つまり減った売電収入への補償なしに出力制御を行うというルールでした。

平成27年度の固定価格買い取り制度の見直しによるルール変更が行われるまではこの30日ルールが適用されていました。また、同年1月25日までに接続申し込みを行った分はこの30日ルールが適用になります。

360時間ルール

以前の30日ルールが日数を単位としていたのに対し、こちらは時間単位のルールになります。大きく変わったのは「出力制御の上限」と、「出力制御の対象」です。

以前は50kW以上の大規模な設備のみが対象でしたが、今回の改正で50kW未満の、たとえば家庭用の太陽光も対象に含めることとなりました。家庭用も対象になったことで、ご自宅の太陽光発電で売電が出来なくなるのではと心配になる方も多いかと思います。

しかし、10kW未満の太陽光発電システムに関しては優遇的な扱いが取られており、出力制御は10kW以上のものから行うとされています。また、「出力制御に必要な機器、および費用負担その他必要な措置を講ずること」とあるように、出力制御機能付きパワーコンディショナの搭載が必要とされていますが、10kW未満の太陽光発電システムは優遇措置として当面は搭載不要であり、出力制御を適用できるインフラも構築されていません。

本来は制御対象であるものの、現時点では10kW未満の太陽光発電であれば出力制御の影響を不安に思う必要はないでしょう。

指定ルール

太陽光の接続申し込みが接続可能量を超えた後でも、申し込みをすることは可能ですが、その場合は、この指定ルールの対象になります。

指定ルールとは、接続可能量を超えた後に接続の申し込みを行った設備に対して、無保証で上限なしの出力制御をかけることを可能とするルールです。このルールは接続可能量をオーバーしている、あるいはオーバーしそうな電力会社が対象のルールです。既に経済産業省より指定電気事業者に指定され、接続可能量をオーバーする見込みがあるとされている電力会社に加え、受け入れが難しくなっている電力会社等も加え、北海道、東北、北陸、中国、四国、九州、沖縄の7つの電力会社がこのルールの対象となります。

こちらも容量にかかわらず、すべての太陽光発電システムが対象となりますが、こちらのルールでも10kW以上のシステムから制御をかけていくなど、10kW未満の太陽光については優先的な取り扱いが行われます。

九州電力は「指定ルール」が適用

なお、九州電力管轄内では、上記で紹介した「指定ルール」が適用されます。2017年1月26日以降に連携が承諾されたものに適用され、それ以前に申請していた場合は出力制御の対象外となっています。

出力制御の方法

太陽光で作った電気の買い取りを制限する出力制御ですが、実際に制御がかかった場合にどういった方法で行われるかというのも気になるところ。そこで、出力制御の方法について解説をしていきます。

出力制御の方法

出力制御の方法ですが、いくつかの出力制御システムの検討されている状況の中、パワコンを用いて出力制御を行っていくという方針が定まっています。現在、出力制御機能付きパワコンの設置が義務付けられており、実用化されています。

出力制御中も太陽光発電は電気を作り続けるため、電力会社が制御機能付きパワコンを遠隔操作することで、出力制御を行います。また、出力制御機能つきパワコンによって、時間単位での細かく無駄のない対応が可能になります。

従来の日単位での出力制御では、ピークが基準より下になるように一日の出力を調整していくので、たとえ需要をオーバーする恐れがあるのがピーク時だけだったとしても他の時間帯の出力も一緒に抑制されてしまう結果となります。

一方で、時間単位の出力制御の場合、もしも需要をオーバーする恐れのあるのがピーク時の3時間だけとすると、その3時間の出力を制御すればよく、他の時間帯は普段通りの出力で発電ができます。いま、出力制御対応機器を用いて時間単位での細かい対応により、接続可能量の拡大を可能にできるシステム作りが進められています。

九州電力の出力制御では輪番方式を採用

九州電力の出力制御は、九州電力管内全体を所定の区分に分け、その中で制御対象区分を入れ替える輪番方式が採用されています。

区分の分け方としては大きく『制御方法』『発電所区分』『エリア』で分けられます。『制御方法』は現地操作（手動操作）が必要な発電所、遠隔制御が可能な発電所の2区分に分けられます。『発電所区分』は特別高圧、高圧（500kW以上）、高圧、低圧の4区分に分けられます。そしてエリアは九州7県を県別に分割、ただし福岡県は北九州エリアと福岡エリアの2エリアに分けた合計8エリアに分割しています。

輪番方式における出力制御対象区分の選定方法は『発電所区分』によって異なりますが、ここでは『低圧発電所』を例に案内します。

まず再生可能エネルギーの出力制御が必要となる全体の制御量が算定されます。そのうち発電所の設備量の比率によって遠隔制御が可能な発電所での制御必要量が発電所区分毎に算定されます。低圧発電所においては、制御必要量が満たされるように8エリアの中からエリアが選定されます。

実施をしなかったエリアは次回の出力制御時には優先して選定されるようになっており、各発電所における出力制御の日数が年度単位で同等になるよう公平性を保つ形で調整されます。

地域ごとの出力制御ルールについて

出力制御は地域電力を管轄する一般電力事業者によってルールが異なります。

ここでは各地域に適用される出力制御のルールについて解説します。

■東京電力・関西電力・中部電力の出力制御ルール

東京電力、関西電力、中部電力管内の出力制御について説明します。

50kW未満の設備であれば当面は出力制御が適用されません。50kW以上であれば出力制御の対象となりますが、2015年4月以前に接続申し込みをしている案件であれば出力制御の対象外となります。2015年4月以降に接続申し込みをした案件であれば360日ルールが適用されます。

また、2015年1月26日以降に接続申し込みをされた500kW以上の設備であれば360日ルール、2015年1月26日以前に申し込みをされた設備であれば30日ルールが適用されます。

■北海道電力の出力制御ルール

北海道電力管内における出力制御のルールを説明します。

500kW以上の設備は接続申込日に関わらず出力制御対象となり、接続可能量70万kWを超過する設備であれば年間30日を超えて制御となる場合も無補償となります。10kW以上500kW未満の設備は2014年10月1日以降の接続申し込みが対象となります。10kW未満の太陽光発電設備も2015年4月1日以降の申し込みの場合に出力制御対象となりますが、出力制御は10kW以上の設備から優先して制御を行われることから10kW未満の設備は実質制御がかからないととらえることもできます。

■東北電力の出力制御ルール

東北電力管内における出力制御のルールを説明します。

2014年9月30日までの接続申し込みであれば旧ルールが適用されます。旧ルールにおいては500kW未満の設備は出力制御の対象外です。500kW以上の設備であれば年間30日を上限とした出力制御が適用されます。2015年1月25日以前の接続申し込みの場合、50kW未満の低圧連系は出力制御の対象外で、50kW以上の高圧・特別高圧連系案件に対しては無制限の出力制御が適用されます。さらに2015年1月26日～2015年3月31日までの接続申し込み案件であれば、10kW未満の太陽光発電設備が出力制御対象外となり、10kW以上の低圧・高圧・特別高圧連系の設備は無制限の出力制御が適用されます。そして2015年4月1日以降はすべての太陽光発電設備が出力制御の対象となります。ただし10kW以上の設備を優先的に制御されることから、10kW未満の太陽光発電設備は実質出力制御が行われない可能性も高いといえます。なお、指定ルールが適用される2015年10月1日以降の設備であれば、出力制御は現地操作ではなく出力制御機能付きPCSなどを用いて遠隔制御を行います。

■北陸電力の出力制御ルール

北陸電力管内における出力制御のルールを説明します。

2015年1月15日までの接続契約申し込みであれば500kW以上の太陽光発電設備が出力制御の対象となります。無補償の出力制御期間は年間で最大30日です。2015年1月26日以降の接続契約申し込みの場合は原則すべての太陽光発電設備が出力制御の対象となり、出力制御機能付きPCS(パワーコンディショナ)やインターネットを用いた遠隔出力制御対応機器の導入が必要となります。ただし10kW以上の太陽光発電設備を優先して取り扱うため、10kW未満の設備に対する出力制御はかからないとも見て取れます。無補償の出力制御は年間最大で360時間までとなります。

■中国電力の出力制御ルール

中国電力管内における出力制御のルールを説明します。

2015年1月25日までの接続契約申し込みの場合は500kW以上の太陽光発電設備が出力制御の対象となります。無補償の出力制御期間は年間で最大30日です。2015年1月26日～2015年3月31日の接続契約申し込みの場合は50kW以上の太陽光発電設備が出力制御の対象となります。無補償の出力制御は年間で360日となっています。2015年4月1日以降はすべての太陽光発電設備が出力制御の対象となっており、無補償の出力制御は年間で360日となっています。ただし、10kW以上の太陽光発電設備を優先して取り扱うため、10kW未満の設備に対する出力制御はかからないとも見て取れます。また、2018年7月12日以降は無補償での出力制御上限のルールが改定されており、無制限が適用されています。

■四国電力の出力制御ルール

四国電力管内における出力制御のルールを説明します。

2014年12月2日までの接続契約申し込み案件であれば500kW以上の太陽光発電設備のみ出力制御の対象となります。無補償での出力制御上限は年間最大30日です。2014年12月3日以降の接続契約申し込みであれば原則すべての太陽光発電設備が出力制御の対象となります。出力制御機能付きのPCSやインターネットなど遠隔出力制御対応機器の導入が必要です。2016年1月22日までの申し込み分であれば出力制御の上限は年間360時間で、2016年1月25日以降の申し込み分の場合は無制限が適用されます。

■沖縄電力の出力制御ルール

沖縄電力管内における出力制御のルールを説明します。

2015年1月25日までに接続申し込みをした案件であれば500kW以上の太陽光発電設備のみ出力制御の対象となります。無保証での制御可能な上限は年間30日が適用されます。2015年1月26日以降は10kW以上の太陽光発電設備が出力制御の対象となり、年間360日が無補償での出力制御が適用されます。出力制御の方法は現地操作ではなく出力制御機能付きPCSやインターネットなどを用いた遠隔出力制御対応機器による自動制御を行います。2015年4月1日以降からは10kW未満の太陽光発電設備も出力制御の対象となっていますが、10kW以上の設備を優先して実施するため実質制御がかからないともいえるでしょう。

九州で実際にはじまった出力制御

さて、ここまで読み進めていただけた方なら、出力制御についてはかなり理解が進まれたかと思います。ここでは、実際に実施された出力制御についてご紹介していきます。

九州電力は、2018年10月に離島以外では国内初となる出力制御を行いました。具体的には、10月13、14日と20、21日の4日間で、計4回行われました。

それぞれの出力制御発令量や、再エネ全体に対する比率などについて詳しく見てきましょう。

10月13日（1回目）は32万kW／再エネ全体の5.3%

■ 1回目となる10月13日の出力制御

• 出力制御時間：9時～16時
• 出力制御発令量：32万kW
• 再エネ全体に対する比率：5.3%

10月14日（2回目）は54万kW／再エネ全体の9.8%

■ 2回目となる10月14日の出力制御

• 出力制御時間：9時～16時
• 出力制御発令量：54万kW
• 再エネ全体に対する比率：9.8%

10月20日（3回目）は70万kW／再エネ全体の12%

■ 3回目となる10月20日の出力制御

• 出力制御時間：9時～16時
• 出力制御発令量：70万kW
• 再エネ全体に対する比率：12%

10月21日（4回目）は118万kW／再エネ全体の19%

■ 4回目となる10月21日の出力制御

• 出力制御時間：9時～16時
• 出力制御発令量：118万kW
• 再エネ全体に対する比率：19%

今回の出力制御の影響は軽微

上記のとおり、九州電力管内の離島以外において国内初となる出力制御が計4回行われたわけですが、九州に投資法人と発電所を持つレノバ、カナディアン・ソーラー、タカラレーベンの各メーカーは、いずれの発電所においても遺失した発電量は1％を大きく下回り、今回の出力制御による影響は軽微であると解説しています。

この発表をそのまま10kW以上の事業者すべてに当てはめることはできませんが、同様の出力制御が行われるとすればその影響は今後も軽微と考えて良いでしょう。

今後は春や秋に常態化される懸念も

今後、出力制御が永続的に実施されるかどうかについても気になるところです。2018年11月初旬には太陽光発電システムのみならず、風力発電に対しても出力制御がかかりました。
エアコンなどの使用が減少し電力の需要が減る春や秋を中心として、特に土日祝日においては事業用の電力消費が抑えられることもあり、出力制御の実施が状態化されるのではという見方もあります。

日本政府は2018年7月に再生可能エネルギーを「主力電源化」していくことを閣議決定しています。そのため、「出力制御」を今後も続けていくことは、再生可能エネルギーの「主力電源化」を目指す上では望ましくないと言えます。

しかし、太陽光発電をはじめとした再生可能エネルギーは、発電量が天候等に左右されるため、今のままでは「主力電源化」が難しいのが現状です。

この問題を解決するために、送電網の拡充や広域化を行うことで九州以外の地域にも電気を届けられるようにし、蓄電池などの積極的な活用や、普及を推進するためのコストダウンなどが求められています。

出力制御の対策例を紹介

今後、電力需要が減る春や秋を中心に常態化が懸念される出力制御ですが、「保険や補償」・「蓄電池」を活用することで回避することが可能です。どういうことなのか、詳しく解説していきます。

出力制御の保険・補償サービスへの加入

一般家庭での出力制御は心配ないのですが、10kW以上の設備の場合は出力制御がかかり売電量が減り損害を被る可能性があります。以前は「出力制御をかけて売電できなくなるかもしれない」と噂程度だったのですが、既に各地で出力制御は実際に発生しています。それでも現時点における出力制御の影響は微々たるものといえるので大損害を被ることはなさそうです。ただし出力制御のルールが変更になる可能性もゼロではないため、今後の動向に注意して加入も検討してみるのもよいでしょう。

「蓄電池」に電気をためて出力制御を回避

出力制御への心配が高まる中、発電した電気を蓄電池にためておき、出力制御を回避する方法が注目されています。蓄電池は産業用のものであれば1MWを超える蓄電システムが実用化されており、屋外の産業用太陽光発電所の出力制御時に発電した電力を蓄えることも可能です。

もちろん自家消費型太陽光なら出力制御の対象外

売電目的ではなく自家消費型太陽光発電であれば出力制御の対象から外れることができます。自家消費型太陽光発電にすることで、電気会社からの買電をなくし電気代を削減できるため、電気代が高騰し売電単価が下がる昨今、発電した電力は単純に売電を行うよりも自家消費するほうが高い経済効果が期待できる時代もやってくるでしょう。

自家消費型太陽光発電であれば蓄電池はなおの事オススメ、夜間の電力も自給自足することで電気代を0円にすることも可能になるでしょう。