【目的】風力・太陽光水素貯蔵システムの計画案の実用性と経済性評価の精度向上を目的として、既存研究でしばしば無視されがちな電力網の政策制約および主要設備の運転特性の問題に対応すべく、多重制約を融合した風力・太陽光水素貯蔵システムの最適配置手法を提案する。【方法】本手法は、主要設備の運転特性と電力網の政策制約を有機的に結合し、まず電解槽の起動・停止特性を考慮し、動的な起動・停止と重み付けされた出力配分戦略を採用し、実際の工学的運転により近づける。次に、電力網の送配電電力制限、電力量などの重要な政策的要件を厳格な境界条件として最適化モデルに組み込む。最適化モデルはライフサイクル全期間の正味現在価値を目的関数とし、電力網制約と電解槽の運転特性を統合的に考慮し、内モンゴル自治区の気象データに基づきケーススタディシミュレーションを実施する。【結果】シミュレーション結果は、提案手法が電力網の政策および設備運転制約を厳密に遵守する前提のもと、技術的に実現可能かつ経済的に優れたシステム構成案を得られ、モデル簡略化による運転コストの過小評価や計画の実現不能問題を効果的に回避できることを示した。水素販売価格と電力売電価格はシステムの経済性に影響を与える重要なパラメータであり、水素価格が正味現在価値に及ぼす感度は電力価格よりも明らかに高い。さらに算出した損益分岐限界パラメータから、売電価格が0.2829元/(kW・h)の場合、プロジェクトの収益達成には水素価格が1.88元/m3に達する必要があることが明確な定量的根拠を示し、プロジェクトの実現可能性判断に資する。【結論】ケーススタディ結果は、現行の水素価格および電力価格水準においてプロジェクトの経済性に依然として課題があることを反映し、技術コスト低減、市場メカニズム、政策支援の多方面での協調的取組が必要であることを示唆する。提案手法は計画案の実際の工学的および政策環境適応力を強化し、風光水素貯蔵システムの科学的計画に理論的根拠と工学的応用価値のある意思決定支援を提供し、同様の再生可能エネルギープロジェクトの実現可能性評価にも展開可能である。

風光水素貯蔵;容量最適化;電力網制約;電解槽起動停止;経済性評価