​太陽光発電は、発電する時間帯の飽和により、NEMの平均価格の約3分の2を失っています。バッテリーを導入することで、発電をより高価格な時間帯にシフトできます。太陽光と蓄電池の結合方法は、AC結合、DC結合、リバースDC結合の3種類があります。

結合方式の違いによるNEMの収益差は2%未満であり、収益予測だけで最適解は決まりません。本ガイドでは、設計と性能、登録とディスパッチ、コスト・収益・リスクの3つの観点から比較します。検討事項のまとめは比較表でご覧いただけます。

要約

• 太陽光とバッテリーの結合はAC、標準DC、リバースDCの3通り。 NEMでは、選択による収益の差は2%未満です。
• DC結合は確かに効率面で有利ですが、その差は限定的： 往復損失が1～2%低減し、初期投資も若干節約できます。クリップされた太陽光の回収による収益は1%未満です。
• 資産を組み合わせることでリスクも増加。 AC方式なら、太陽光とバッテリーをタイムライン・資金調達・契約・インバータで分離できます。DC方式では1つのインバータの背後で一体化されます。
• 技術の実績はまだ発展途上。 ACはレトロフィットで実績があり、最初のACグリーンフィールドも稼働開始。DCとリバースDCは2027年に初導入予定です。

ハイブリッドシステムを定義する3つの結合方式

1. AC結合：太陽光アレイとバッテリーがそれぞれ独自のインバータとLV/MV変圧器を持ち、AC側の共通接続点で合流します。
2. 標準DC結合：太陽光とバッテリーが1つのインバータを共有します。バッテリーはDC-DCコンバータ経由でDCバスに接続し、アレイのDC出力から直接充電します。太陽光はコンバータの前に位置し、太陽光インバータを使うためグリッドフォロー型です。グリッドフォーミング型のハイブリッドインバータも登場しつつありますが、AEMO基準は未達です。
3. リバースDC結合：太陽光とバッテリーが1つのインバータを共有しますが、太陽光がコンバータ経由でDCバスに接続されます。バッテリーは引き続き太陽光から直接充電されますが、コンバータの前に位置しバッテリーインバータを使うためグリッドフォーミング型です。

標準DCは最初に登場したDCアーキテクチャです。DC側に蓄電池を追加しつつ、成熟した太陽光インバータを維持します。また、太陽光の直接出力に対して効率が高く、蓄電池容量が小さい場合に適しています。2027年稼働予定のFulhamとBlind Creekはいずれも標準DC方式です。いずれもバッテリーは2時間分で、太陽光に対して小型です。

平均的な蓄電池持続時間が延びる中、リバースDC技術も進化し、グリッドフォーミングの実績も得られました。そのため、現在ではリバースDCがDCアーキテクチャの標準となりつつあります。Smoky CreekとGuthrie's Gapも2027年を目指すNEM初のリバースDC案件です。

設計と性能

効率、グリッドフォーミング、レイアウト、レトロフィットの比較はこちらでご覧いただけます。

損失最小化は太陽光と蓄電池の比率次第

DC結合の最大の利点は効率とされますが、現代のインバータではその差は1～2%程度です。バッテリーが太陽光と1:1で容量4時間以上の場合に最も有利です（ほとんどの太陽光がバッテリーを経由）。バッテリーが小さい場合は、太陽光がインバータを素通りする割合が増え、差は縮小します。