自然エネルギーの質の悪さを指標化できませんか。

質問

風力や太陽光はエネルギーの品質が悪く使いにくいといわれています。
この品質の悪さを定量的に表現できないでしょうか。
たとえばエントロピーを使うとか自由エネルギーで表現するとか何か
方法があると思うにですがお詳しい方にぜひご回答お願いします。

たとえば変調された放送局の強い電波をうまく広帯域のアンテナで吸い取って直流電力に変換したとしてもアンテナで受けた総エネルギーをどんなに装置を工夫しても直流になったときは減っていると思うのですがそれはどうやって計算すればいいのでしょうか。限界値は計算可能であるような気がしますが不勉強でわかりません。　よろしくお願いします。

回答No.5

masa2211

水力発電の場合の質なら、定義が存在しますが....

1.設備利用率（稼働率）
　年間発電電力量と、最大出力で年間フル発電したときの比率。
　水力（揚水除く）で40～50％。　太陽光は10％、火力原子力は100％
　　※現実には、火力原子力は60～70％であるが、これは需要がない場合には稼動しないだけなので
　　　能力的には100％。

2.保証出力（有効電力）
　毎月の電力（量）の、最小の５日の日（つまり年間60日）の平均値に、点検などで止まる割合（約5％）
　を引いたもの。
　※１日くらいのタイムスパンなら、その間の出力変動は無視できる。（ピーク運転をしない場合。）

火力と水力を比較する場合、年間発電電力量が石油の節約費に相当し、有効電力が火力の施設代替能力に相当。

太陽光の場合、夜は発電できないから、自動的に有効電力はゼロであり、石油の節約はできても
火力の施設代替能力は無いということに。昼間のほうが電力需要が大きいから、そんなに単純ではないけれど.....

回答No.4

foomufoomu

まず、質の評価では、リップルなど波形の歪は大部分の電気の用途では関係ありません。
また、リップルを取り除いて家庭用電灯線ぐらいの正弦波にするのは簡単なことですし、それによる電力の損失はわずかです。リップルが問題になるような用途では、電灯線ぐらいの正弦波では使い物にならず、意図的にリップル除去を行っているので、やはり電源のリップルは関係ありません。

質の評価は、まず1番には、NO.2回答のように、安定した電力が得られ変動が少ない、という観点で評価するべきでしょう。
じつは、太陽光の電力を電力会社が買い取っていますが、天候によって(雲が発生したとたんに)その地域の電力がいっせいに変動するので、それを埋めるのに苦労しているそうです。

発電コストについては、環境破壊の少なさを金銭に換算して評価しないと、公平な判断とはいえません。一度出してしまったCO2を人工的に取り除くとしたら莫大な費用がかかる、みたいなことを含めて、指標を作るべきでしょう。

あとそのほかに評価するとしたら、全体でどれだけ設置可能か、設置可能な場所が多いか、都市の近くにも作れるか、占有面積に対して発電量が多いか？
といった観点も必要かと思います。

回答No.3

Classified

たとえば、クラシファイド・ソーラー・エナジー社が、メガソーラーをいくつも建設して、日本の全電力需要の1割　(1600万KW) を担うとします。
いったい、どれだけの設備投資が必要でしょうか。　1600万Kwの太陽電池でしょうか。　たしかに、全国が晴天で真昼なら1割をまかなえます。　でも夕方になったら、発電量ががたおちですよね。　さらに、先日も台風の来襲がありましたが、日本全国が雨雲に覆われるなど、あたりまえにありますよね。　で、仮に雨の夕方の発電量がかんかん照りの昼の 1/5 だと仮定すると、5倍の8000万Kwの太陽電池が必要という計算ですか...つまり、電力料金(の原価)のうち、設備投資の原価償却分が５倍に跳ね上がる計算になります。

現代は宵っ張りの生活ですので夜の９時、j１０時でも昼間と大差ない電力需要があります。　日が暮れてからの電力需要まで責任を持とうとするなら、　太陽電池と別に 数百万Kw H　もの蓄電設備　(たとえば楊水型発電ダムとか) を持つ必要があります。　それもまた、電力料金の原価にはねかえりますね。

そいういうところでお金に換算してみる手があるかと思いますが。、

回答No.2

Classified

そもそも、何をもって「品質が悪く使いにくい」　と言っているのでしょうか。
それが明確にならなければ指標化・数値化はできませんが？

No.1の回答の方は、エネルギー変換効率のことを考えておられるようですが, ... それなら　「効率が悪い」とか「無駄がおおい」という表現になって「品質が悪い」という表現にはならないように思います。

「使いにくい」言葉からは、たとえば変動が激しく安定していないといった点が連想されます。
たとえば、風力発電や太陽光発電は気象に左右されます。　もし、そういった点をもって品質が悪いといっているのであれば、「分散」とか「標準偏差」とかいった統計量が使えるのではないでしょうか。

補足

ご回答ありがとうございました。品質が良い電源（エネルギー）はリップルのない時間的に変動しない電圧を示すとき、そう言いませんか。市販されている電源もそのはずです。

また高周波（交流）電源だとスペクトルの純度が高いとき高級な電源と言いませんか。通信機だと１０ｋＨｚ離調してフェイズノイズがー１００ｄＢ以下とかスペックにありますね。つまり良いエネルギー源、電源とは信号が乗っていないのではないでしょうか。これを参考にして何か電源の質を評価して値段をつけたいと思うのですが、それには直流成分がいくら含まれているとか、交流のスペクトル純度が何か指標になると思います。しかし仮に１Ｗｈ１０円とした場合その１ワットはどうして検出または定義するのか困っています。このことを逆に言うと完全な直流や、完全な正弦波にはいくら頑張ってもならないのではないかと思います。だから放送局の変調電波は質が悪い。いかがいかがでしょうか。コメントお願いします。
よろしくお願いします。

回答No.1

ibm_111

エネルギー変換効率でいいんじゃないですか？
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E5%8A%B9%E7%8E%87

後半はわかりませんが。