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とけいのうさぎ @Watchingusa
最近、日本にある原発をすべて太陽光発電に切り替えたら、どうなるか?のツイートが良く見受けられますが、実現可能かどうか良くわからなかったので、自分で計算してみることにしました。
とけいのうさぎ @Watchingusa
2010年度で日本の原子力発電所の発電能力は55基 4,958万kWだそうです。(wiki調べ)
とけいのうさぎ @Watchingusa
んで、日本で一番変換効率が高いとされている三洋のHIT太陽電池の発電能力は1モジュール(1.18m^2)で公称205Wだそうです。
とけいのうさぎ @Watchingusa
原子力発電所の発電能力を全てHIT太陽電池に置き換えると、およそ2億4186万モジュール必要になるようです。(万以下は繰り上げ)
とけいのうさぎ @Watchingusa
面積にすると、2億8520万m^2が必要になります。大体、一辺17kmの正方形が有ればOKのようです。
とけいのうさぎ @Watchingusa
面積的には原子力発電所をすべてHIT太陽電池に置き換えるのは、不可能とは思えない数字ですね。
とけいのうさぎ @Watchingusa
一方、コストはHIT太陽電池の1モジュールで、142,000円(税抜)らしいです。
とけいのうさぎ @Watchingusa
なので、原子力発電所をすべてHIT太陽電池に置き換えた場合、34兆4343億2000万円ほどかかりそうです。
とけいのうさぎ @Watchingusa
でも、太陽電池の起電力は1V強なので、家庭用電源で使用するにはAC100V変換する必要があります。そのため、通常、100Vに変換するパワーコンディショナーというものが必要になります。
とけいのうさぎ @Watchingusa
計算が面倒なので、パワーコンディショナーは5.5kw 400,000円のもので、ざっくり計算します。すると、パワーコンディショナーは約902万個 およそ3兆6058億2000万円かかるようです。
とけいのうさぎ @Watchingusa
ということで、太陽電池+パワーコンディショナーを合わせて、約38兆円で実現できることになります。なお、38兆円というのは、日本の税収が約37兆円なので、ほぼ税収と等しい値となります。
とけいのうさぎ @Watchingusa
税収とほぼ同等ってことは、頑張れば、10年とか20年で実現できそうですね。
とけいのうさぎ @Watchingusa
また、先に述べた面積が確保できないというのなら、家庭用太陽光発電システムのような形式をとる方法もあります。
とけいのうさぎ @Watchingusa
家庭用太陽光発電システムの形式をとった場合、約1540万戸。日本の住宅の3件に1件が太陽光発電システムを導入する状態になります。(一戸建てに限った場合、1.7件に1件が導入すればOK)
ISO#Amazing @iSO0015
問題はお天気次第で発電量が変化してしまうことですよね. RT @Watchingusa: 面積的には原子力発電所をすべてHIT太陽電池に置き換えるのは、不可能とは思えない数字ですね。
とけいのうさぎ @Watchingusa
とはいえ、太陽光発電システムの発電量は天気に左右されやすく、夜間の発電量はほぼ0Wです。そこで、天気の影響や夜間の影響を和らげるために、蓄電システムが必要となるわけです。
とけいのうさぎ @Watchingusa
現在、蓄電システムとして、最も現実味があるのはリチウムイオン電池だと私は考えています。なぜなら、すでに実績のある蓄電池であるし、エネルギー密度も高い。なので、蓄電システムは、リチウムイオン電池で構築するものと仮定します。
とけいのうさぎ @Watchingusa
現在、リチウムイオン電池の電力量当たりの単価は1.5Wh/US$らしいです。(Wikipedia調べ) 現在、1US$=83円程度ですが、計算が面倒なので、1US$=100円とします。
とけいのうさぎ @Watchingusa
また、前提条件として、蓄電システムは天候不順等の影響が考えられるので、最大72時間(3日間)の電力が蓄えられる事とします。72時間としたのは、4日目には晴れるだろうという希望的観測による独断と偏見です。
とけいのうさぎ @Watchingusa
それでは、計算です。日本のすべての原子力発電所が全てフル稼働した場合、1時間に発電する電力量は約1785億Whのようです。これの3日間ですから、約12兆8511億Whが蓄電システムで蓄電する電力量です。
とけいのうさぎ @Watchingusa
なので、蓄電システムの最大蓄電容量は12兆8511億Whとなります。これを単純にリチウムイオン電池の容量単価1.5Wh/100円で割ると、1927兆6700億円になります。
とけいのうさぎ @Watchingusa
太陽電池システム+パワーコンディショナー+蓄電システム合わせて、1965兆6200億円です。日本の税収が約37億円で、約54年分。日本のGDPが約492兆2000億円で、日本約4個分です。
とけいのうさぎ @Watchingusa
というわけで、まとめ。太陽電池(太陽光発電)システムは実現可能だけれど、夜間や天候不順を考慮して蓄電システムの設置は夢のまた夢。とはいえ、現状の計画停電の打開策として、昼間のピーク電力を補う分としては有効ではないかと思う。
あいすのさん @1g_9
天候不良時のマージンを加算してみてはいかがでしょう?ざっと少なく見積もって2割程度で。(2割の根拠はありません)RT @Watchingusa: なので、原子力発電所をすべてHIT太陽電池に置き換えた場合、34兆4343億2000万円ほどかかりそうです。
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コメント

ほっぷ @Hop_Spot 2011年3月31日
実際は昼間使用した分は蓄電にまわらないとか(ry でも、問題をわかりやすくするのは良いですね。
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