カタログでよく見る太陽光発電システムの「効率」とは？

太陽光発電システムの効率は、太陽光を電力に変換する際にどれだけ効率的にエネルギーを利用できるかを示す重要な指標です。効率の向上は、エネルギーコストの削減や環境への貢献につながり、重要なテーマとなっています。この記事では、太陽光発電システムの効率について詳しく探求し、その重要性や向上方法について解説しましょう。

太陽光発電システムの変換効率とは？

太陽光発電システムは、環境に優しい電力供給の方法としてますます人気を集めています。しかし、太陽光発電の効率についての理解は重要です。

ここでは「太陽光発電システムの変換効率」というトピックに焦点を当て、その重要性や種類について説明します。

太陽光発電の変換効率の重要性

太陽光発電システムの変換効率とは、太陽光エネルギーを電力に変換する際の効率を示す指標です。これは、太陽光パネルが太陽光からどれくらいの電気エネルギーを生成できるかを示します。

変換効率が高ければ高いほど、同じ条件下で無駄なく、より多くの電力を生み出すことができると判断できるのです。したがって、変換効率は太陽光発電システムの性能を評価する際に非常に重要といえます。

変換効率の種類

太陽光発電システムの変換効率には、おもにモジュール変換効率とセル変換効率の2種類あります。それぞれについて詳しく解説しましょう。

モジュール変換効率とは、太陽光パネル1枚の1平方メートルあたりの変換効率を示す指標です。この値は、太陽光パネルの発電性能を評価するために一般的に使用される数値です。モジュール変換効率が高いほど、太陽光パネルの性能が高いことを意味します。

セル変換効率とは、太陽光パネルの最小単位であるセル（1辺が10cmになっている部材）の変換効率を示す指標です。セル変換効率は、通常モジュール変換効率よりも高い値を示します。これは、セル同士をつないだ際に電気抵抗を受けないためです。

一部の販売業者では、セル変換効率を宣伝材料として使用する場合がありますが、モジュール変換効率とは異なる指標であることに留意が必要です。

太陽光発電の発電量を計算してみよう！計算方法を解説！

発電量を正確に計算するためには、通常は販売店が各自宅の現地調査を行い、屋根寸法、屋根材、屋根の傾斜などの情報を各メーカーに提供します。各メーカーはその後、レイアウトを作成し、発電量のシミュレーションを提供。しかし、発電量が気になる場合、計算を自分で行うことも可能です。

発電量の基本

太陽光発電協会（JPEA）の資料によれば、家庭用太陽光発電システムを1kW設置した場合、1年間の発電量は1,000kWhといわれています。同様に、5kWのシステムを設置した場合、1年間の発電量は5,000kWhになります。

発電量を計算しよう

太陽光パネルの発電量は、太陽光パネルの枚数、日射量、屋根の角度によって変わります。計算には、まずこれらの情報が必要です。とくに日射量は、太陽光発電の発電量に大きな影響をおよぼすため、自分の住む地域の平均日射量を知ることが重要です。

この情報は、NEDOの日射量データベースから取得できます。そして、太陽光パネルの設置角度も重要です。適切な角度に設置することで、最大限の日射を受けられ、発電量が向上します。

発電量の計算方法

発電量は「Ep=H×K×P×365÷1」という計算式で求められます。ここでのEpとは年間予測発電量、Hは太陽光パネル1日あたりの日射量（kWh/平方メートル/日）を表し、NEDOの日射量データベースのデータを使用するのです。

Kは損失係数で、73％が一般的ですが、太陽光パネルの種類や汚れなどによってわずかに異なる場合があります。そして、Pは家庭用太陽光発電システムの総発電量、365は1年間の日数、1は通常状態における日射強度（kW/平方メートル）を示すのです。

太陽光パネルの変換効率に影響を与える要因

太陽光発電システムの発電量は、いくつかの要因に影響されます。その要因を以下で詳しく説明します。

天候による影響

太陽光発電システムの変換効率は、季節や天候、気候によって変動します。多くの人が夏がもっとも効率的と考えますが、実際には4〜6月がもっとも効率的な時期です。気温が25℃のときに発電効率がもっとも高く、反対に気温が30℃以上に上昇すると発電効率が低下します。

また、晴天で気温が25℃以上でも、少し雲がかかった日がもっとも効率的です。気温が1℃上昇すると、発電効率は約0.5％低下するといわれています。

さらに、雪が積もると太陽光パネルに当たる面積が制限され、発電効率が低下するのです。雪が積もると太陽光パネルや屋根に損傷を与えるリスクも高まります。

経年劣化の影響

太陽光パネルは、経年劣化により発電効率が年々減少します。経年劣化率は製造メーカーや使用されている材料によって異なりますが、通常0.25〜0.7％の範囲で毎年低下し、5年後には1.25〜3.5％、10年後には2.5〜7％までの低下が予想されているのです。

設置場所の影響

家庭用太陽光システムは南向きがもっとも効率的ですが、実際の設置場所によっては南向きが難しい場合もあります。発電効率は南向きを100％とした場合、東向きと西向きは約85％、北向きは約66％、南東向きと南西向きは約96％です。

汚れの影響

太陽光パネルに付着する汚れは発電効率を大幅に低下させる原因となります。鳥のフンや落ち葉が堆積すると、その部分だけが日光を遮り、発電効率が減少してしまうのです。

汚れによる発電効率低下は洗浄によって改善できますが、専門業者に依頼することをおすすめします。

塩害の影響

沿岸地域の場合、潮風に含まれる塩分が建造物や太陽光パネルなどの設備に損傷を与え、影響をおよぼします。とくに、屋内パワーコンディショナーと塩害対応の架台の使用がおすすめです。

まとめ

太陽光発電システムの変換効率は、システムの性能と電力生産に重要な影響を与えます。モジュール変換効率とセル変換効率は、太陽光パネルを評価するうえで主要な指標です。高い変換効率を持つ太陽光パネルを選択すると、より多くの電力を効率的に生成できます。

また、太陽光発電の発電量を計算する方法を理解することは、太陽光発電を導入する際の重要なステップです。この情報を活用して、より効率的な太陽光発電システムを構築しましょう。