バーチャルパワープラントの教科書 |GridHub (グリッドハブ)

電力システムの基本
「同時同量の原則」

電気は、作る量と使う量が時間と量でぴったり合わないと停電が起こります。この「同時同量の原則」によって、電気が安定して供給されているんです。でも、供給が多すぎたり少なすぎたりすると、大規模停電が発生することもあります。

供給量は周波数（50～60Hz）で調整され、需要と供給のバランスが崩れると周波数が上下します。この調整は発電所で行われ、わずかな変動でも精密機器を扱う工場に影響が出ることがあります。さらに、周波数の大きな乱れがあると、安全装置が作動し電力供給が止まる場合もあるんです。

システムの見直しが必要になった
需給先の多様化

東日本大震災をきっかけに原子力の安全性やCO₂削減が大きな課題として注目されるようになり、再生可能エネルギーの普及も加速しました。

これまでは大規模な発電所から電力を送る形でしたが、太陽光発電などの分散型のエネルギーが普及するにつれて、家庭や工場から電力の逆流が発生し、電力の流れが以前よりも複雑になっています。

さらに、発電電力を電力会社が買い取る制度や、電力使用量を調整するデマンドレスポンス（DR）なども整備され、配電ネットワークは一極集中型から分散型へと進化しています。この変化によって、電力を消費する側でのエネルギー管理もますます重要になってきています。

再生可能エネルギーの利点と難点

再生可能エネルギーは、脱炭素社会を目指すうえで非常に重要なエネルギー源とされています。太陽光や風力などは、設置コストも下がっているため、どんどん普及が進んでいます。ただし、問題もあります。これらのエネルギーは天候に大きく左右されるため、供給が不安定になりやすいのです。例えば、太陽光発電は日照条件、風力発電は風の強さに影響を受けやすく、発電量が変動することで電力の需給バランスが崩れてしまうことがあります。

こうした課題に対して、日本政府は2030年までに再生可能エネルギーの使用割合を今の約2倍にするという目標を立てています。そのために、エネルギーの貯蔵技術や需給調整機能を強化し、安定したエネルギー供給を実現しようとしています。これによって、将来的には持続可能で安定したエネルギーシステムが整うことが期待されています。

電力を貯めて再分配することで
安定供給とコスト削減が可能

バーチャルパワープラント（VPP）は、家庭や工場にある太陽光発電や蓄電池をネットワークでつないで、一つの大きな発電所みたいに管理するシステムです。例えば電力が必要なときには、その時の需要に合わせて効率よく電力を供給できるので、無駄なくエネルギーを使うことができます。その結果、安定した電力供給やコストも削減できるんです。

具体的に言うと、VPPは「分散型エネルギーリソース（DER）」と呼ばれる小さな発電装置を統合し、発電量や電力の需要をリアルタイムでチェックしながら配分します。電力の需要が高いピークの時間帯に合わせて、供給をうまく調整したり、必要に応じて電力を抑えたりできます。VPPサービスを導入すると、再生可能エネルギーの普及が進み、持続可能なエネルギー社会の実現に大きく貢献できるんです。