秋田县八郎潟曾经是面积仅次于琵琶湖的日本第二大湖。秋田县大潟村是在二战后粮食短缺时，为了增加稻米产量而排干八郎潟的湖水，于1964年建成的。
大潟村为平均海抜-3.5m的低地，周围修建了52km的堤坝。为了防止被水淹，目前排水泵站仍利用庞大的电力在抽水。一年的电费约达1.9亿日元(2013年度)。另外，由于要在面积广阔的农田上开展大规模农业，大型农业机械和通行用车辆也在消耗化石燃料。
以高桥浩人村长为中心的村民，意识到这种能源密集型农业经营的问题，很早就在致力可再生能源开发。2013年3月制定了节能和可再生能源开发计划，其中提出了“2022年之前将可再生能源电力的比例提高到村内用电量50%以上”的目标。
作为具体的发电设备，目标中包含有150栋住宅光伏发电(输出功率3.5kW)、风力发电设备10MW以及2MW的百万光伏电站等。2013年11月设立了可再生能源商业化的探讨委员会，开始对大型风力发电设备及百万光伏电站进行可行性调查，最终决定首先开发百万光伏电站。
2015年10月21日在村有地上竣工的约2MW光伏电站“大潟共生自然能源光伏电站”，就是该村可再生能源促进措施的成果(图1、图2)。业务主体为大潟村与民营企业和团体出资成立的第三方企业“大潟共生自然能源”。“大潟村太阳能基金”以隐名合伙方式向该公司出资了部分业务资金，其余业务费由秋田银行融资。
图1：在排水建造的土地上建设的“大潟共生自然能源光伏电站”(摄影：大潟共生自然能源)
图2：“大潟共生自然能源光伏电站”与大潟共生自然能源的事务所(摄影：日经BP社)
规模约1亿的市民基金4成为村民出资
包括支付给东北电力的工程费负担金在内，总业务费约为5.6亿日元。大潟共生自然能源的资本金为9000万日元，其中4000万日元由大潟村出资，2500万日元由村内的企业和团体出资，剩余2500万日元由村外的企业和团体等出资。“大潟太阳能基金”以每手20万日元的价格(每人最多50手)筹集了500手，筹资总额为1亿日元。目标收益率为2.0%，分红期间为15年，于2015年7月29日～10月30日期间募集。
虽然刚开始时响应不热烈，但最终还是募集到了9540万日元，基本达成目标额。投资者达136人，其中53人为村民。总投资额中，村民约占4成。投资百万光伏电站和风力发电的市民基金在日本全国有若干，但可再生能源设备所在的市町村居民的出资比例多数都不到3成。由此可见大潟村的居民对推进可再生能源的意识比较高。
以1.3倍的过载率使发电量最大化
“大潟共生自然能源光伏电站”在芦苇茂密的约4.6公顷村有闲置土地上，设置了约7400张太阳能电池板。EPC(设计、采购及施工)服务由泽木组(秋田县男鹿市)负责，太阳能电池板为京瓷制造，光伏逆变器(PCS)采用东芝三菱电机产业系统(TMEIC)的产品(图3)。
图3：电池板为京瓷制造，光伏逆变器(PCS)为东芝三菱电机产业系统(TMEIC)制造(摄影：日经BP社)
设备方面的特点是，并网输出功率为1.5MW，而太阳能电池板的容量达1.959MW，过载率高达1.3倍。最近1.2倍左右的过积载比较常见，而1.3倍则比较少见。由此，在正午前后的输出高峰时，尽管每年会有约5%的售电损失，但在早晚日照较弱的时段输出功率会增加10%以上，因此称整体推算能使售电量最大化。另外，“从太阳能电池板20年间的输出功率降低情况来看，采用1.3倍的过积载，应该能在相当程度上防止售电量减少”(小林常务)。
从2015年12月的发电量来看，售电量比预期高出40%。究其原因，日照量增加的效果占其中一半(20%)，其余一半的增收原因是，太阳能电池板的输出从以PCS作直-交转换及送电之前的系统损失要低于预期。
土木工程方面的课题是，虽然距离排水造地已50多年，土地越来越干燥，但地基依然比较松软，排水不好。因此，在电池板最低部位正下方挖了水沟，以方便落下的雨水流到发电站外部的排水路径(图4)。
图4：在电池板下方挖了排水沟(摄影：日经BP社)
桩头上焊有50cm见方的方板
横向设置的电池板以纵4×横6、合计24张为一个阵列(电池板设置单位)，利用6根圆柱型桩基支撑。乍一看是在松软的地基上设置的管状桩基，让人不免担心会被强风连根拔起或者无法承受积雪的压缩荷载。
实际上，这种基础架台是负责EPC的泽木组自主开发的、名为“架台三兄弟I”的“承台桩”(图5)。虽然完成后看起来像是从地面砸入地下的普通桩基，实则不然。桩头上焊接了50cm见方的方板。首先在地面挖约1.5m深的坑，把带方板的基础桩放到坑底，用土埋住方板并填坑，从而固定住桩。
图5：在利用电铲挖的坑中放入带方板的桩后填埋。方框是为了防止砂土塌落(摄影：大潟共生自然能源)
为了缩短这项作业的施工时间，使用了能一次正确安装支撑一个阵列的6根桩的夹具(图6)。利用电铲挖三个坑，用吊车吊事先装好桩的夹具放入坑中后填土固定。再在6根桩上安装架台。
图6：在夹具上装好桩，准确确定位置(摄影：大潟共生自然能源)
购买“地震特约保险”，将风险降到最低
大潟共生自然能源光伏电站”，其业务计划上估计20年能获得14.4亿日元的售电收入，税后利润为1.4亿日元。由于是以当地为主体的业务，经济利润以分红等形式返还给出资的企业和居民。
但既然是业务就存在风险。尤其是投资者，还款次序要在融资的金融机构之后，面临的风险也更大。因此，不但电池板和PCS等设备采用可靠性较高的日本国内顶级厂商的产品，而且“除了普通的火灾保险外，还购买了地震危险补偿特约保险，以防地震的损坏风险”(小林常务)。每年的保险费约为250万日元，其中地震特约保险就占了187万日元，称“为了把市民基金投资者的风险降到最低，采取了周全的措施”。
如何在为地球变暖对策和地区活性化做贡献的同时，使风险最小化?利用市民基金的大潟村百万光伏电站的业务方案值得关注。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/201604/11/97319.html
