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一般経済学日本語公開済み

ToU‑NEM料金下で日射光パネルと蓄電池の最適運用・投資は解析的に解ける

2026年11月1日arXiv: 2610.40650v1

ToU‑NEM(時間帯別正ネットエネルギー計測)料金では、太陽光パネル(PV)と蓄電池を同時に導入するプロシューマーの最適運用と投資は、解析的に求められます。解析は料金パラメータを 6 つに分割し、各領域で PV と蓄電池が補完関係になるか、代替関係になるかを示します。<br><br>解析は費用最小化プログラムにより定式化され、導入・放電スケジュール、PV 直径、蓄電池容量を変数とします。輸入価格と輸出価格の順序を利用してバイリニア項を線形化し、線形最適化に変換しました。<br><br>マサチューセッツ州の 500 転単家庭を対象にしたケーススタディで、2018 年の需要と PV 発電データを用いてシミュレーションを実施しました。サンプルはピークとオフピークへ集計され、2025 年規格価格で PV の $2,950 /kW、蓄電池の $972 /kWh を採用しました。三つの料金設計(P、O、B)に対し、解析結果と一致する形で PV と蓄電池の採用パターンや電力会社の正ネットコストが確認されました。<br><br>理論は需給予測が完全で、需要は決定的、ネットワーク制約が無いという仮定に基づくため、実運用における不確実性には注意が必要です。<br><br>図 1(TABLE I)は解析で導出された 6 つの価格領域と最適 PV /蓄電容量の決定規則を示し、図 6(Fig. 6)はマサチューセッツ州ケースで PV と蓄電池のコスト変動が採用と電力会社の正ネットコストに与える影響を可視化しています。

表1には、PV容量g*が導入価格cgと閾値Φに基づいて変化する6つの価格領域を示す。各領域の条件と対応するg*値が表形式で提示されている。
Reg.Cond. on cgg∗Reg.Cond. on cgg∗
(A)cg>Φ+⁣+0(D)cg>Φ+⁣+
0
Φ+⁣+>cg>Φ−⁣+goff​(0)Φ+⁣+>cg>Φ0+goff​(0)
cg<Φ−⁣+g¯Φ0+>cg>Φ0−gnz
Φ0−>cg>Φ−⁣−goff​(z¯)
cg<Φ−⁣−g¯
(B)cg>Φ+⁣+0(E)cg>Φ+⁣+0
Φ+⁣+>cg>Φ0+goff​(0)Φ+⁣+>cg>Φ+0[gon​(z¯)]+
Φ0+>cg>Φ−0gnzΦ+0>cg>Φ0−gnz
cg<Φ−0g¯Φ0−>cg>Φ−⁣−goff​(z¯)
cg<Φ−⁣−g¯
(C)cg>Φ+⁣+0(F)cg>Φ+⁣+0
Φ+⁣+>cg>Φ+0[gon​(z¯)]+Φ+⁣+>cg>Φ+⁣−[gon​(z¯)]+
Φ+0>cg>Φ−0gnzΦ+⁣−>cg>Φ−⁣−goff​(z¯)
cg<Φ−0g¯cg<Φ−⁣−g¯
TABLE I. 解析で導出された6つの価格領域と各領域での最適PV容量の決定規則。Lado, Nathan Engelman, Alahmed, Ahmed, Botterud, Audun, Amin, Saurabh · arXiv:2610.40650v1 · TABLE I: · CC BY 4.0
図6は、左列がPV費用変動、中央列が蓄電費用変動、右列がDU正ネットコストの変化を表している。各タリフ(P, O, B)での最適PV投資、蓄電投資、そしてDU正ネットコストがプロットされている。
Fig. 6. マサチューセッツ州ケースにおけるPVと蓄電池の価格変動が採用パターンとDU正ネットコストに与える影響。Lado, Nathan Engelman, Alahmed, Ahmed, Botterud, Audun, Amin, Saurabh · arXiv:2610.40650v1 · Fig. 6: · CC BY 4.0

元論文

When Does Storage Complement Solar? Investment and Cost Recovery under Advanced Net Metering

一般経済学
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