ダックカーブ

アヒル曲線は、 1日を通しての電力生産量をグラフ化したもので、ピーク需要と太陽光発電のタイミングの不均衡を示す。グラフが座っているアヒルに似ていることからこの用語が作られた。^[2]公益事業規模の発電で使用されるこの用語は、2012年にカリフォルニア独立系統運用者によって造られた。^{[3] [4]}

一部のエネルギー市場では、毎日のピーク需要は日没後に発生し、太陽光発電は利用できなくなります。大量の太陽光発電容量が設置されている場所では、太陽光や風力以外のエネルギー源から発電しなければならない電力量は日没前後に急増し、夕方半ばにピークに達し、アヒルのシルエットに似たグラフを形成します。 [ ^{5] [6]} ハワイでは、太陽光発電の大幅な導入により、ネッシー曲線として知られるより顕著な曲線が形成されました。^{[7] [8]}

いかなる形態のエネルギー貯蔵もない場合、太陽光発電が盛んな時期の後、電力会社は日没時に他の形態の発電を急速に増加させて太陽光発電の損失を補わなければなりません。これは、太陽光発電が急速に成長している地域の送電網運営者にとって大きな懸念事項です。^[9]ダム水力発電などの貯蔵は、実装できればこれらの問題を解決できます。^[10]短期間使用のバッテリーは、十分な規模で使用すれば、ダックカーブを平坦化し、発電機の使用変動を防ぎ、電圧プロファイルを維持するのに役立ちます。^[11]

太陽光発電の普及が進むにつれて深刻化する、アヒル曲線に反映される日没時の需要急増に対処する方法には、以下のものがある。^[11]

• ディスパッチ可能な発電設備の増設
• 日没近くの発電量を最大化するために、いくつかの太陽光発電装置を西に向ける。^[12]
• エネルギー貯蔵^[12]には以下が含まれる：
  • 揚水発電
  • 蓄電池発電所は、交流定格を超える直流容量で設計された太陽光発電所と同じ場所に設置することも、^[13]、既存の送電インフラを活用できるように古い化石燃料発電所を含む他の適切な場所に設置することもできます（例：モスランディング発電所）。
  • 蓄熱機能を備えた太陽熱エネルギー
  • 氷蓄熱空調
  • 電気自動車のバッテリーを一時貯蔵に利用する（車両からグリッドへ）^[14]
  • Power-to-X、余剰電力を化学的な形で貯蔵する（水素など）
  • 太陽光発電のピーク時に水からグリーン水素を生産
• エネルギー需要管理には以下が含まれます。
  • 時間帯別料金（TOU）とリアルタイム料金
  • スマートグリッド技術
  • 太陽が照っている西から太陽が低いまたは沈んでいる東への電力送電

大きな課題は、太陽光発電の生産量の増加に追いつく速度で緩和能力を展開することです。ダックカーブの影響は予想よりも早く現れました。^[15]

カリフォルニア独立系統運用者 (CAISO) は、約半世紀にわたってダックカーブとその将来予測を監視および分析してきましたが、最大の発見は、正午の価格と比較して朝と夕方の価格の差が拡大していることです。^[1]米国エネルギー情報局の 2016 年の調査によると、過去 6 か月間の午後 5 時から午後 8 時までの時間帯 (アヒルの「首」) の卸売エネルギー市場価格は、2016 年の同じ期間のメガワット時あたり約 35 ドルから 60 ドルに上昇しました。^[5]しかし、その一方で、正午の価格が大幅に下落し、メガワット時あたり 15 ドルに近づいています。^{[5] [更新が必要]}これらの高いピークと深い谷は、さらに離れる傾向が続いていることを示しているだけであり、再生可能エネルギーの生産が拡大し続けるにつれて、このダックカーブはさらに顕著になっています。^{[6] [2] [16]}

この曲線の重要な部分は、純負荷（「予想される負荷と、さまざまな再生可能エネルギー源からの予想される電力生産量の差」）から来ています。^[5]一年の特定の時期（つまり、春と夏）には、曲線は正午に「腹」のような外観になり、その後急激に増加して、アヒルの首に似た「アーチ」を描くため、「アヒルチャート」と呼ばれています。^[17]この「首」は、2020年に3時間（午後）で10〜17GWのランプ速度を表しており、柔軟な発電によって供給する必要があります。^[18]正午には、大量の太陽エネルギーが生成され、追加電力の需要が低下することに部分的に貢献します。^[19] 出力抑制は曲線に影響を与えます。^[18]バッテリーストレージを増やすと、日中の太陽光の過剰の問題を軽減できます。余剰の太陽エネルギーを日中に貯蔵し、夕方に使用すると、安価な正午のエネルギーと高価な夕方のエネルギーの価格差を減らすことができます。世界に電力を供給するのに十分な太陽光発電技術が存在しますが、太陽エネルギーを後で使用するために貯蔵するためのインフラが現在不足しています。^[9]需要が低いときのエネルギー供給過剰と需要が高いときの供給不足が相まって、正午と夕方のエネルギー価格に大きな差が生じています。2022年現在^{[アップデート]}、1日あたり最大6GWhが低価格期間から高価格期間に移行しています。^[20]

• ドゥンケルフルート

• エネルギー貯蔵とカリフォルニアの「ダックカーブ」