自家生産・自家消費型の屋上太陽光発電についてですが、これまでは、人々も企業も、専門家も、電力システム全体の技術的要素や管理・運用について考えることはなく、電力生産の側面や経済的・環境的側面のみを考えてきました。
以下の分析では、現在、国家管理機関が人々に自家用太陽光発電への投資と開発を奨励し、余剰電力の売買はせずに送電網への接続形式を選択する権利を与えている理由をさらに説明します。
ベトナムにおける屋上太陽光発電（RTSP）の現状
統計によると、現在までに屋上太陽光発電（RTSP）の設置容量は約7,660MWACで、総設置容量の約9%以上を占め、RTSPの出力は国家電力システムの電力出力の約4%を占めています。したがって、このタイプは現在、国家電力システムにおいて大きな割合を占めています。設置容量で見ると、RTSPは風力発電やバイオマス発電などの他の多くの再生可能エネルギー源よりも高い割合を占めています。RTSPの設置容量は、かつてベトナムの電力構造において大きな割合を占めていた小水力発電やガスタービンの容量さえも上回っています。
放射線量が高いときには、太陽光発電の容量が地域の電力網の吸収容量を超えるリスクがあります。
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| ベトナムの電力システムにおける再生可能エネルギー源の設置容量の割合 |
クリーンな電力開発への需要を満たすため、再生可能エネルギー（太陽光）を活用した太陽光発電の開発は、ベトナムが大きな潜在力を持つ中で避けられない流れとなっています。政府は自家発電・自家消費型の太陽光発電の開発を奨励しており、顧客には系統接続の可否を選択できる権利を与えています。ただし、系統接続する場合（現段階では推奨されていません）、余剰電力は0ドンで系統に送られます。
太陽光発電は、開発プロセス、特にエネルギー政策・戦略全般の策定プロセスにおいて、独自の特性を考慮する必要があります。特に、太陽光発電が電力系統の運用に与える影響は、電力系統の安全運用に直接影響を与えるため、綿密に評価する必要がある課題です。
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| 典型的な営業日における再生可能エネルギー発電能力の積み上げチャート |
再生可能エネルギーのシステム運用に悪影響を与える3つの要因
再生可能エネルギー投資家の観点から見ると、誰もが再生可能エネルギーの利点を認識していることは明らかです。最も直接的な利点は、一度投資するだけで電力会社から毎月電気を購入するコストが削減され、さらにグリーン開発の目標に貢献し、環境保護に役立つことです。
しかし、屋上太陽光発電に投資して電気を使用する家庭への安定した電力供給を確保するためには、国の電力系統が全国的に連系され、全国的に統一的に指揮、調整、運用されているシステムであるため、屋上太陽光発電の運用を電力系統全体の総合的な運用の中で考慮する必要がある。
再生可能エネルギー源の不確実性
太陽光発電は太陽放射に依存する電力源であり、日中の時間帯にのみ有効です。夜間、または日中の曇りや雨の時間帯には、太陽エネルギーによる電力供給は低下するか、ゼロになります。
したがって、電力供給を安定化させるには、適切な貯蔵源への投資が必要です。小規模な場合には、蓄電池（現在は価格が下落していますが、依然としてかなり高額です）が挙げられます。大規模な場合には、揚水発電、あるいは太陽光発電の供給状況に応じて出力を調整するために、従来の電源（水力、石炭火力、ガスタービン）を活用する必要があります。
太陽光発電に投資した家庭や工場にとって、太陽光発電の不確実性は非常に明白です。曇りや雨の日には、太陽光発電の容量が大幅に減少し、電力系統から電力を購入しなければなりません。電力需要が高まる夜間には、蓄電手段がなければ電力会社から電力を購入しなければなりません。
逆に、日射量が多い時間帯には、屋上太陽光発電設備は高い発電量を発揮し、屋上太陽光発電投資家にとって有利となります。しかし、この時間帯にシステム全体の発電量が低いと、余剰電力が発生し、発電量を削減せざるを得なくなります。電力系統給電指令部には、従来の火力発電所の容量を削減するか、再生可能エネルギー源の容量を削減するかという2つの選択肢があります。前者を選択するのは非常に危険であることは明らかです。なぜなら、従来の制御可能な電源を削減すると、屋上太陽光発電設備の変動時に需要を満たすための電源が残らなくなるからです。したがって、一般的かつ避けられない選択は、再生可能エネルギー源を削減することです。
太陽光発電の普及率が高い国や地域（ドイツ、カリフォルニアなど）では、余剰電力の状況により再生可能エネルギー源の頻繁な供給カットが発生し、電力システムの運用コストが増加し、社会資源が浪費されています。一部の時間帯に供給能力が過剰になるからといって、電力システム全体が過剰容量であるとは限りません。なぜなら、システム負荷が必要な時間帯（例えば、夕方の高負荷時）には依然として供給能力が不足しているものの、システム負荷が必要ない時間帯（例えば、正午）には供給能力が過剰となり、カットする必要があるからです。
したがって、再生可能エネルギー源（風力発電や系統連系型太陽光発電など）が過剰になると、再生可能エネルギー源と従来型電源（ベースロード電源とも呼ばれる）に直接的な影響が生じます。具体的には、再生可能エネルギー源（再生可能エネルギー源を含む）の場合、過剰開発（インプット）は、電力需要の低下（アウトプット）により、余剰電力供給時に容量削減につながる可能性があります。
従来の電源も深刻な影響を受けます。太陽光発電の不確実性により、電力システムは制御可能な従来の電源（水力、火力）を定期的に動員し、太陽光発電の供給状況に応じて出力を上下させる断続的な運用を強いられることになります。これは、これらの電源の出力を低下させるだけでなく（高負荷で連続的に稼働できないため）、機器の損傷にもつながります（出力を頻繁に上下に調整したり、何度も起動・停止を繰り返す必要があるため）。
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| 政府は自家消費型の屋上太陽光発電（オフグリッド）の開発を奨励している。 |
再生可能エネルギー源の分散
太陽光発電は小規模かつ極小規模に配電されます。これは、電源が負荷に近いという利点があります。理想的には、この電源は負荷で直接使用され、系統に伝送されることはありません。しかし、前述の太陽光発電の不確実な特性により、適切な蓄電システムがなければ、太陽光発電自体は、どれだけの容量を投資しても一般家庭のニーズを満たすことができません。一般家庭は昼夜を問わず電気を使用する必要があります。太陽が沈む夜間には、日常生活のための電力需要がさらに高まります。暑い夏や寒い冬など、ますます厳しい気候条件下では、夜間の電力需要はさらに高まります。
太陽光発電の分散化には、欠点もあります。それは、電力系統の運用に必要なデータ収集と制御が非常に難しいことです。周知の通り、国の電力系統は中央集権的に制御・調整されたシステムであり、2400MWのソンラ水力発電所のような大規模電源から数十kWpの太陽光発電所まで、すべてが統一されたシステムで運用されています。電球の点灯・消灯から大型産業機器の起動に至るまで、あらゆる行動が電力の需給バランスに影響を与えます。国の電力系統の容量バランスを保つためには、給電指令機関はすべての電源から電力データを収集するシステムを備えていなければなりません。太陽光発電の場合、これは工業団地や大規模工場などの大規模太陽光発電所でのみ可能です。家庭レベルの小規模太陽光発電所では、これは不可能です。給電指令機関は、これらの容量を評価し、予測することしかできません。もちろん、予測は完全に正確であるとは言えず、電力系統全体の運用に困難をもたらします。言うまでもなく、太陽光発電の容量を収集したり予測したりすることは可能ですが、これらの再生可能エネルギー源の変化に迅速に対応するには、非常に柔軟なシステムが必要であり、そのためのコストがかかります。
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| 変動する再生可能エネルギー電力に対して一定のバックアップ電源が必要な場合、電力システムのコストは非常に高くなります。 |
太陽光発電によるシステムのバランス調整のコスト
再生可能エネルギーへの投資家は、太陽光パネルの容量はどれくらいか、インバーター（太陽光パネルの直流電力を電力システムの交流電力に変換する装置）の容量はどれくらいか、支持フレームシステムはどのようなものか、屋根の耐荷重構造は適格か、防火条件は保証されているか、バッテリーストレージシステムに投資するべきかどうかなど、特定の再生可能エネルギーシステムの投資と設置コストのみを気にします。しかし、電力系統管理機関や従来の発電所（水力、石炭火力、ガスタービン）の投資家の観点から見ると、再生可能エネルギーの開発はシステム全体のコストに大きな懸念をもたらします。
このコストは、太陽光発電の不確実性に対応するために、従来型電源を常時稼働させる必要があることから生じます。給電指令部は、太陽光発電がある時間帯に、一定量の従来型電源をスタンバイ状態または低容量で継続的に稼働させておく必要があります。したがって、発電した電力の代金を支払うのではなく、電源をこの状態に維持するための費用を支払う必要があります。世界全体、特にベトナムでは、この稼働状態の維持は、電力系統補助サービスというタイプのサービスとみなされています。このコストは電力系統補助サービス費用とも呼ばれ、太陽光発電などの再生可能エネルギー源の変動性のレベルに依存します。再生可能エネルギー源の変動性が高いほど、コスト規模は大きくなります。計算の観点から、原因ごとにコストを計算しなければならない場合、再生可能エネルギー源の投資家は、安定した電力供給を維持しながら、再生可能エネルギー源の正常な稼働を維持するためのシステムの費用を実際に支払わなければなりません。
前述のアンシラリーサービス費用に加え、電力システムは電源と系統の機会費用の影響も受けます。具体的には、電源に関しては、屋上太陽光発電などの電源の出現により、従来の発電所への電力供給圧力が軽減された一方で、これらの発電所の出力は減少しました。
系統について：機会費用とは、夜間や曇りの日に顧客に電力を供給するために系統への投資が必要となるものの、日中に電力を販売できない場合を指します。これは避けられないことですが、電力会社の発電量は減少する一方で投資額は変わらないため、系統投資率は上昇し、すべての顧客に対して計算する必要があります。
再生可能エネルギーの上記のような特性を踏まえると、そのメリットを最大限に活かし、デメリットを最小限に抑えるためには、再生可能エネルギーの開発において慎重な対応が不可欠です。再生可能エネルギー源は、負荷における消費可能なレベルでのみ開発されるべきです。大規模かつ過剰な開発は、電力系統の需給バランスに大きな影響を及ぼし、不必要なコストを発生させることになります。
それぞれの政策には二つの側面があり、発布時点の具体的な状況によって異なります。再生可能エネルギーの性質と特性を踏まえると、現状では、系統に接続された再生可能エネルギー源については、自家生産・自家消費のみを奨励すべきであり、系統への導入は奨励（あるいは制限）すべきではありません。系統への再生可能エネルギーの導入は、「自家生産・自家消費」の基準に反するだけでなく、前述のように電力システムの運用に追加コストを生じさせます。
自家消費型屋上太陽光発電に関する政策メカニズムは、管理機関によって科学的根拠に基づいて研究、計算、検討され、国家電力システムの多くの目標を担保していることが分かります。しかしながら、自家消費型屋上太陽光発電の発展メカニズムを規定する政令案が広く検討された直後、世論は（歪曲され、煽動されたものも含めて）「ゼロ価格」という一面のみに焦点を合わせ、国家電力システム全体の管理運営を考慮に入れず、現状における当事者間の調和のとれた利益を見落とし、特に投資家の視点から市場経済の側面のみに目を向け、屋上太陽光発電が電力システムおよび社会経済システム全体に及ぼすデメリットや悪影響を明確に理解していませんでした。
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