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大規模太陽光発電所には、いくつのモニタリングステーションが必要か?

IEC 61724-1:2021 は少数のモニタリングステーションを推奨していますが、世界中の Hukx ユーザーへのインタビューでは、実際の運用は大きく異なることが分かりました。

IEC 61724‑1:2021 規格は、大規模太陽光発電所における性能監視ステーションの設置数について指針を示しています。 Hukx では、この推奨値が現場の実態とどの程度一致しているのかを確認するため、EU・米国・インドのユーザーにインタビューを実施し、IEC の推奨と比較しました。結果は明確で、すべての PV オペレーターが規格よりも多くのステーションを設置しており、より詳細な性能監視が求められている現状を反映しています。一般的には、20〜50 MW のプラントには Class A モニタリングシステムを 3 基設置します。 50 MW を超える場合は、30 MW 追加するごとに 1 基(端数含む)を追加するのが一般的です。

はじめに

IEC 61724‑1:2021 Photovoltaic system performance monitoring—Guidelines for measurement, data exchange and analysis は、太陽光発電所におけるモニタリングステーションの設置数について推奨を示しています。IEC の推奨値は下記の 表1 に、また Hukx が把握した一般的な運用例は 表2 にまとめています。調査したすべての地域において、Hukx は PV 発電所に設置されているステーション数が IEC の推奨を大きく上回っていることを確認しました。

調査したすべての地域で、Hukx は PV 発電所に設置されているステーション数が IEC の推奨を大きく上回っていることを確認しました。

Two SR300 Class A pyranometers measuring GHI (Global Horizontal Irradiance) and POA (Plane of Array)  in a PV performance monitoring system. How many of these systems should there be on a power plant?
図1 PV 性能監視システムにおいて、GHI(全天日射量)と POA(アレイ面日射量)を測定する 2 台の SR300 Class A 日射計。 このようなシステムは、発電所内にいくつ設置すべきでしょうか。

場合によっては、Class A と Class B のモニタリングシステムを併用することがあります。これらの構成では、Class B システムには GHI、POA、PV モジュール温度といった最も重要なセンサーのみが搭載されます。

表1 PV 発電所あたりのモニタリングシステム数について 本表は IEC 61724‑1:2021 の表3から引用しています。IEC が示す数値は必須要件ではなく、「ガイダンス(参考指針)」として位置づけられています(IEC 61724‑1 Clause 7)。 明確には記載されていないものの、これらの推奨値は一般的に 最低限必要な数 と理解されています。

PV システム容量(AC)IEC が推奨するステーション数Hukx コメント
[MW][ # ] 
< 402 
40 ~ 1003 
≥ 1004 +(200 MW 追加ごとに 1 基)「200 MW 追加ごとに +1 基」という数値は、実務上は著しく少なすぎると考えられており、少なくとも 4 倍は必要とされています。一般的な運用例については表2をご覧ください。

表2 モニタリングステーションはいくつ設置すべきか Hukx が確認したユーティリティ規模太陽光発電所での一般的な運用例

PV システム容量(AC)ステーション数Hukx が確認した一般的な運用と考慮事項
[MW][ # ] 
全てオフテイカーごとに +1 基大規模発電所で複数のオフテイカー(電力購入者)が存在する場合:データの機密性を確保するため、オフテイカーごとに最低 1 基のステーションを設置することが推奨されます
全てVPP ソースごとに +1 基複数の小規模電源をまとめて構成された大規模発電所(いわゆる VPP:バーチャルパワープラント)の場合:各小規模電源ごとに最低 1 基のステーションを設置することが推奨されます。
全て地形タイプごとに +1 基地形によっては、良好な代表性を確保するために、より多くのシステムが必要となる場合があります。特に、平坦な地面ではなく傾斜地に設置する場合などが該当します。
全てクラスAとクラスBのシステムを混在させる場合正式には、IEC が規定するクラスAシステムの最小設置数を満たした後、コスト削減のためにクラスB(いわゆる “セカンダリシステム”)を追加することが可能です。 IEC 61724-1 におけるクラスBシステムは、POA、GHI、パネル温度の最低限のセンサーのみを備えています。 このような場合、Hukx の調査では、標準化のためにクラスAシステムと同一仕様の GHI・POA・パネル温度センサーがクラスBシステムにも搭載されていることが確認されています。
全て汚れ(ソイリング)監視システムの追加すべてのモニタリングシステムにはソイリングセンサーが含まれています。 しかし、発電所内で汚れの付着が不均一に発生すると予想される場合は、ソイリング測定専用のシステムを追加設置することが推奨されます。
全てアルベド/裏面日射量の測定システムの追加両面受光型(バイフェイシャル)パネルを使用する場合、裏面日射量は直接測定するか、アルベド測定と光学モデルを組み合わせて推定する必要があります。 裏面日射量またはアルベドは通常すべてのステーションで測定されますが、最低でも 50 MW あたり 1 ステーションは必要とされています。
全て拡散日射量測定の追加拡散日射量の任意測定は、 単軸トラッカーやバイフェイシャルパネルが使用される場合によく導入されます。 一般的には、50 MW あたり少なくとも 1 ステーションが設置されます。
> 10 MW最低設置数:2ユーザーは、10 MW を超える設備容量に対してクラスAシステムを導入します。
20〜40/50 MW の範囲最低設置数:3

20 MW を超える場合、資産管理の一環としてクラスAシステムが一般的に求められます。 多くの(ただし全てではない)ユーザーは、最低 3 基の設置を好みます。これは次の理由によって保証されるためです:

  • 空間的カバレッジの確保
  • データの冗長性(相互照合が可能)
  • システム故障時の冗長性
  • センサーを再校正のために外部へ送る際の冗長性
> 40/50 MW

+ 追加システム

設計の出発点として、実務でよく使われているシンプルな経験則:

報告されたルール一覧

  • 最低 3 基の Class A   40 MW 超 → 20 MW ごと(端数切り上げ)に +1 基(すべて Class A)
  • 最低 3 基の Class A   40 MW 超 → 40 MW ごと(端数切り上げ)に +1 基(すべて Class A)
  • 最低 3 基の Class A   50 MW 超 → 50 MW ごと(端数切り上げ)に +1 基(すべて Class A)
  • 最低 2 基の Class A   50 MW 超 → 50 MW ごと(端数切り上げ)に +2 基(すべて Class A)
  • 最低 3 基の Class A   50 MW 超 → 50 MW ごと(端数切り上げ)に +2 基   (内訳:1 Class A + 1 Class B)
  • 最低 2 基の Class A   60 MW 超 → 30 MW ごと(端数切り上げ)に +1 基(すべて Class A)

なぜ IEC 61724‑1 の推奨値は不十分なのか

IEC 61724‑1 の推奨値は、必要なモニタリングステーション数を大きく過小評価しています。 この規格では、追加容量 200 MW ごとに 1 基のモニタリングシステムを追加すればよいとされていますが、200 MW はおよそ 2 km² の敷地面積に相当します。

しかし、2 km² という広大なエリアを 1 基のステーションだけで正確に代表させることはできません。 実際の太陽光発電所では、ソイリングのばらつき、地形差、微気象の違いなどが大きく、より細かな空間的カバレッジが必要となります。

そのため、IEC の推奨値は実際の運用に必要な精度を満たすには不十分と考えられています。

どこで規格を購入できますか?

この規格は IEC Webshop から購入できます。

最新情報:IEC 61724‑1(2025年改訂案)に関する提案文

改訂が提案されている IEC 61724‑1 の新しい文言案は次のとおりです。

IEC 61624 クラスAモニタリングに準拠するための最小ステーション数は次のとおりです。

  • 発電容量が 50 MW までの場合は、Class A モニタリングシステムを 3 基設置すること。
  • 50 MW を超える場合は、追加 30 MW(端数は切り上げ)ごとに 1 基のシステムを追加すること。
  • また、以下のような場合には、最小基数より多くのステーションを設置することが推奨されます。

最小推奨数では正確な性能評価ができない地域条件が存在する場合。たとえば、地形の影響でモジュールの向きが複数に分かれるケースや、通常より広い範囲に設備が分散して配置されているレイアウトなどが該当します。

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