１．はじめに |
「シャープだと曇っていたらほとんど発電しない。雨ふりの日でも発電するのはサンヨーだけ」 掲示板に時々このような書き込みがあります。 「え、ウッソー！ シャープだって雨や曇りの日でも少ないながら発電してるぞ！」 私も含め、シャープユーザとしては、そう反論したくなります。 「雨ふりの日でも発電するのはサンヨーだけだって？ 冗談じゃない！」 京セラ、三菱の多結晶ユーザもそう言いたいのではないでしょうか？ 上記のような書き込みをする人に限って、定量的なデータは一切示さないものです。 定性的な話に終始し、なんとなく「ふーん、そうなのか・・・」と思わせてしまう話術には関心してしまう。 やり手の営業マンは、そんな才能の持ち主なのかもしれません。 確かにサンヨー（HIT）の発電性能が良いことは認めます。 しかし、客観的な事実として、多結晶に対して本当にそこまで性能が違うのでしょうか？ 営業トークやデモでは、そういう話は時々聞くけれど、少なくとも三洋電機が正式に公表しているもので、「雨や曇りの日の発電量が多い」という記載は見当たりません。 （私が見つけることが出来ないだけで、存在するのかもしれません。ご存知の方は教えて下さい） このページは、これから導入する人たちに、より正確な情報を提供することを目的としています。 あくまでも、「HITをけなす趣旨ではない」ことをご理解頂きたいと思います。 さて、シャープユーザのお一人で、掲示板でも良く投稿してくださる、「りょく」さんが、とても貴重なデータをまとめて下さいました。 そして、このサイトでの公開を快諾してくださったので、以下に掲載いたします。 |
２．「りょく」さんのグラフと解説 |
グラフ－１ |
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解説（掲示板投稿の抜粋） |
我が家の発電実績から、発電量と日射量の関係のデータを取ってグラフにしてみました。 5/1から8/28までの毎日の「全天日射量」と「単位容量当りの発電量」との関係をプロットしています。 このグラフで、発電量は日射量にほぼ比例していることが判ります。 低照度時に発電量が落ちるという傾向は見られません。 少なくとも我が家のシャープ製多結晶においては、 雨や曇で発電しないというような傾向は見られないことが判りました。 当たった太陽の光の量に応じて、ちゃんと発電してくれてます。 補足説明： システム：シャープ ND-153AU×24枚 ＋ JH-S6A2 発電量はモニタに表示される毎日の発電量を記録しました。 全天日射量のデータは気象庁発表の最寄観測点の値です。 全天日射量は水平面の計測値ですので、太陽光パネルが設置された傾斜面での日射量ではありませんが、この期間の南中時の太陽高度は70度から80度の範囲ですのでほぼ一定と考えて、傾斜面の日射量は水平面の日射量に比例するとしてそのまま比較してあります。 また、気象観測点までは20km程離れてますのでその分の誤差も含まれています。 ５月から８月の場合、全天日射量(MJ/㎡)と、実際の天気は、概ね以下のような関係です。 0～10： 雨、雨後曇、曇後雨等など、雨を伴う天気。（日照時間０、平均雲量１０の場合が多い） 10～20： 曇、曇後晴、曇一時晴など、曇がメインの天気。 20～27： 晴後曇、晴時々曇など、晴がメインの天気。 27～ ： 晴、快晴 グラフの点線の囲みは、大まかな範囲を示すものです。その中のすべてがその天気というわけではありません。 あくまでも、我が家に設置された設備のデータですので、 これですべての多結晶が同じ結果になるということを示しているわけではありません。 |
３．管理人の考察（その１） |
上記のグラフ－１を見れば、全天日射量が0～10(MJ/㎡)という日照量の少ない日でも、少ないなりに妥当な発電量であることは明らかです。「曇りや雨にほとんど発電しない」なんてことはありません。 非常に貴重なデータを提供して頂きました。 （さらに突っ込んだ解析もして下さっていますので、追々ご紹介できればと思います） さらに、既にこのような解析をして、ご自身のＨＰに掲載している方もいらっしゃいました。 やはり、掲示板に時々書き込みをしてくださる、HOLOさんのサイトです。 グラフは下記で見ることができます。 2006年分 http://homepage1.nifty.com/holo/eco/solar06/eco06.html 2007年分 http://homepage1.nifty.com/holo/eco/solar07/solar0702.html 設備 メーカー：シャープ 太陽電池モジュール：NE-132AT（変換効率13.7%） 最大出力132W 24枚 パワーコンディショナー：JH-L405（定格出力4.5kW ）1台 設置状況 設置方向：南向き屋根1面、真南からおよそ西側25°寄り 屋根の傾斜：4/10（およそ22°） 発電量と全天日射量は、ほぼ比例の関係にあって、日射量の少ない場合（0～10）であっても、日射量に見合った発電量であることが分かります。 以上のように、お二人の解析結果から、 「シャープだと曇っていたらほとんど発電しない」は間違い！ と言って良いのではないでしょうか？ それでは、シャープ以外ではどうなのでしょう？ まずは、やはり掲示板で書き込みをしてくださる、「ツツピー」さんのデータをご紹介します。 これは、三洋のHITで、発電量と日射量の関係のデータを取ってグラフにしたものです。 |
４．「ツツピー」さんのグラフと解説 |
グラフ－２ |
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５．設置条件、その他 |
・パネル 三洋 HIP-210BKH 15枚 3.15kW ・方位と枚数 南西 55° 6枚 ：1.26kW 南東 -35° 6枚 ：1.26kW 北東 -125° 3枚 ：0.63kW ・傾斜角： ５寸勾配（≒26.6°） ・パワコン 三洋 SSI-TL27A1（定格2.7kW） ・接続箱 三洋 PVC-SNK6 【設置者のコメント】 サンヨーのシステム構成では、210BKH×15枚の時は、4.0kwのパワコンとなっているのですが、 北東面を含む多面設置ということで、あえて、2.7kwのパワコンで設置しました。 たまに2.7kwに届くことがありますが、安定して晴れている時は最大でも2.5kwほどの発電量なので、 今回のグラフに影響が出るほど、発電量が無駄になっていることは無いと思います。 |
６．管理人の考察（その２） |
HITの割に直線の傾きがやや小さいのは、北東面を含む３面設置だからだと考えます。 このページで取り上げているのは、日射量の少ない時の発電量の挙動が、日射量の多いときと比較してどうなのか？ そして、その挙動がメーカーによって異なるのか？ ですので、直線の傾きの絶対値は問題ではなく、直線性が保たれているかに注目して議論します。 さて、グラフを見ると、原点を通る直線（比例）に対して、プロットが上側にも下側にも同じ程度にバラついており、全体として、全天日照量に対する発電量は、ほぼ比例していると考えて良さそうです。 グラフー１と比較して、全天日射量が0～10(MJ/㎡)という日照量の少ない場合、HITだからと言って特に発電量が多いという傾向は見受けられません。日射量なりの発電と言うのが妥当でしょう。 今のところ、データが一つしかないのですが、このグラフを見る限り、HITが多結晶に比べて「雨や曇りの日に強い」という説とは相反する結果でした。 より正確を期すため、ぜひHIT設置者の方々に同様のデータを提供して頂くようお願いします。 もちろん、他のメーカー品のデータも歓迎します。 ところで、ご提供頂いた7/8～9/5の60日間の単位容量当りの発電量の総和は「197.06kWh」でした。 もしも、日照量の少ない時に比例直線を上回る発電性能を持つパネルが存在したとしたら、発電量の総和にどのくらい影響するのかを試算してみました。 自分ではかなり大胆な仮定だと思うのですが、全天日射量が5～10(MJ/㎡)の場合、発電量を1.25倍（＋25％）し、全天日射量が0～5(MJ/㎡)の場合、発電量を1.5倍（＋50％）し、それ以外は実測値どおりとして、単位容量当りの発電量の総和を求めると、「203.0775kWh」でした。 203.0775kWh÷197.06kWh≒1.03 理論的にあり得ないかな？ と思われるほど大胆な仮定で計算しても、発電量の総和に対する影響は、高々約3％という結果でした。つまり、元々発電量の少ない条件下でちょっとくらい発電性能が良くても、全体の発電量に対する寄与は少ないということです。 やはり、HITが多結晶と比較して単位容量当りの年間発電量が多いのは、「雨や曇りの日の発電量が多いから」ではなく、「晴れの日にパネルの温度上昇による効率低下が少なくて発電量が多いから」という、メーカーが謳っている通りの理由ではないでしょうか？ 次に、掲示板でよく書き込みをしてくださる、「CIS発電所所長」さんのデータをご紹介します。 昭和シェルのCISパネルのデータです。 |
７．「CIS発電所所長」さんのグラフと解説 |
グラフ－３ |
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８．設置条件、その他 |
・システム 昭和シェル 3.395kW ・方位 南南東 ・傾斜角： ５寸勾配（≒26.6°） 【設置者のコメント】 最寄の全天日射量観測点から設置地点まで、直線で35キロくらい離れてますので、精度は余り高くないかもしれません。 |
６．管理人の考察（その３） |
設置者のコメントにもあるように、最寄の全天日射量観測点から設置地点まで離れているためか、データのバラツキが大きいように感じます。全天日射量の観測点は少ないので、これは致し方ないと思います。 ３月～６月と季節（気温）の変わり目の期間なので、月毎のデータで直線近似をしてみました。 バラツキが大きいながらも、全天日射量が0～10(MJ/㎡)という日照量の少ない条件で、特に発電量が多いという傾向も少ないという傾向も見受けられません。ほぼ日射量なりの発電量と考えます。 ここまで、シャープ２例、三洋１例、昭和シェル１例の計４例をご紹介しましたが、各社のシステムともに、全天日射量に対する発電量はほぼ比例関係にあり、全天日射量が少ない条件下でも、日射量に見合った発電量であることが分かりました。 現在のところ、提供して頂いているデータは以上ですが、今後も同様の解析結果を広く求めます。 皆様のご協力をお願いいたします。（09.09.20） |
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「２．「りょく」さんのグラフと解説」でご紹介した「りょく」さんが、2009年5月から2010年4月までの一年間のデータを提供してくださいました。 実は、私自身、この問題は決着済みだと思い、最近はあまり気にしていなかったのですが、一年間にわたってデータを取り続け、より精度の高い結果を得ようとする姿勢には感服いたしました。 |
８．「りょく」さんのグラフと解説 |
グラフ－４ |
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解説（掲示板等の記載の概要） |
その後もデータ記録を続けておりましが、1年分のデータが溜まりました。 内容については以下のページを参照下さい。 http://www.geocities.jp/ryoku_solar/solar02/solar02.html システム：シャープ ND-153AU×24枚 ＋ JH-S6A2 水平面全天日射量と発電量の関係は概ね直線状になりましたが、季節によって太陽高度が変化するため、（予想通り）全体としてはかなりばらつきがでました。 そこで、太陽電池が受ける日射量＝傾斜面日射量を求め、発電量との比較を行いました。 その結果、傾斜面日射量と発電量がほぼ比例関係になることが確かめられました。 （R^2＝0.944 ） シリコン結晶系太陽電池は、温度上昇による変換効率が低下します。そこでさらに温度上昇による変換効率低下の差分（6,7,8月：-5ポイント、12,1,2月：+5ポイント、他：±0）で発電量を補正をしました。 （R^2＝0.957 ） → 「グラフ－４」 傾斜面日射量が約7 (kWh/㎡) 以上の快晴や、2 (kWh/㎡) 以下の雨等の天候の場合にはデータのバラツキが小さくなっています。快晴や雨の場合はほぼ全天が同じような条件のため、日射量の観測点と２０ｋｍほど離れていることによる影響が小さいのではないかと考えます。 一方で曇りの場合にはバラツキが大きくなっています。これは、 ・日射量の観測点とが離れていることによる、雲のかかり具合の違い等により日射量が異なる。 ・雲と晴れ間で変化する日射量に対するパワコンMPPTの追従性能等による影響が有るのではないかと考えます。 （尚、1月のデータで、大きく外れている点がひとつありますが、パネル上に積雪があったためです） |
９．管理人の考察（その４） |
上記のグラフ－４は非常に貴重なデータです。 曇りの日のばらつきはある程度仕方ないとして、「傾斜面日射量に対する単位容量当りの発電量」は強い正の相関があると言って良いと思います。 いずれにしても、雨や曇りの日のように日射量が少ない条件下でも、日射量に見合った発電量であることは間違いないでしょう。 もしかしたら、データの無い0.2[kWh/㎡]以下（→0.2[kWh/kW]以下）の領域で「ほとんど発電しない」ことはあるのかもしれませんが、年間発電量に対する寄与はごく僅かなので、無視できると考えます。 こうなると、ますます、他社製品のデータが欲しくなってしまいます。 今後も同様の解析結果を広く求めます。皆様のご協力をお願いいたします。 （10.06.07） |
１０．0.2[kWh/㎡]以下のデータ（10.06.29） |
上記データには、0.2[kWh/㎡]以下（→0.2[kWh/kW]以下）の領域がありませんでした。１日の日射量としては非常に少なく、データを取ること自体が難しいと思われます。 そこで、「りょく」さんは、１時間当たりの傾斜日射量に対する単位容量当りの発電量を調べてくれました。結果を下記の「グラフー５」に示します。 傾斜日射量が0～約4.5[kWh/㎡]の範囲でも、単位容量当りの発電量は、ほぼ比例の関係にあります。 やはり、「日射量が少ない条件下でも、日射量に見合った発電量」でした。 （10.06.29） |
グラフ－５ |
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さて、掲示板によく書き込みをして下さる「いし」さんから、HITのデータを提供して頂きました。 期間は2010/06/18～2010/07/18の約１ヶ月です。 機器構成：三洋4.2ＫＷ ＢＨＫ5×２０枚 （4ＫＷパワーコンディショナー） 設置面 ：ほぼ南面（11：20に家から見て太陽が南中） 切妻屋根に１面設置 （勾配角度はおよそ３０度） 定格kW当りの１日の発電量と全天日射量の関係を下記「グラフ－６」に示します。 気象台から約5kmと近いためか、「斜面日射量」ではなく、「全天日射量」でもかなり良い相関が出ています。 全天日射量が1.0[kWh/㎡]以下の挙動は不明ですが、1.0[kWh/㎡]以上ではほぼ比例の関係にあることが分かります。 日照量が少ない条件で、特に発電量が多くなるような傾向は見られず、以前に「ツツピー」さんからご提供頂いたHITの結果、さらにシャープの多結晶や、旧昭和シェルのCISパネルの傾向と同様です。 「グラフ－７」は「グラフ－６」の結果と「りょく」さんの6･7月（2009年）の結果を重ね合わせたものです。 日射量が多い条件でHITの方が発電量が多いのは、温度上昇による効率低下がHITの方が少ないこと、多結晶の7月のデータに後半の気温の高い期間が含まれていることの２点が原因と考えられます。 一方、日射量の少ない条件（赤い楕円の部分≒曇りや雨）ではほぼ同様の傾向を示しています。 |
グラフ－６ |
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グラフ－７ |
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以上により、 ・「シャープだと曇っていたらほとんど発電しない」は間違い！ ・各社のシステムともに、日射量が少ない条件下でも、日射量に見合った発電量である ことが再確認されました。 （2010.07.19） |
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掲示板への書き込みによると、某大手家電量販店の営業マンが、 「シャープさんは曇りの日はほとんど発電しないですけどね・・・」 「晴れの日が１０発電量があるとして、曇りの日は シャープが２～３ サンテックが５～６ の割合の発電量です。」 と宣った（のたまった）そうです。 えーっ、ウッソー！（笑） というわけで、掲示板で「サンテック・パワーのデータを提供してください！」とお願いしたところ、早速（なんと掲載から12時間以内に）、常連のKIKUさんが貴重なデータを送付してくださいました。本当にありがとうございます。 |
グラフ－８ |
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全天日射量とkW当りの発電量の関係は「グラフ－８」の通りです。（期間は2010.03.27～2010.09.24） サンテック・パワー 2.7kW 、 南東１面設置 のシステムです。 全天日射量の観測点から約4kmという好立地のためか、比較的バラツキが少なく、kW当りの発電量と全天日射量は、ほぼ比例の関係であることが分かります。（月別に解析すれば、もっと直線性は良くなります。） 日射量の少ない条件で、特に発電量が多いという挙動は見られません。 次に、ここから6/18～7/18のデータを抜き出し、上述の「グラフ－７」に重ねてみました。（「グラフ－９」） ハイブリッド（三洋）、多結晶（シャープ）、単結晶（サンテック･パワー）の揃い踏みです。 |
グラフ－９ |
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多結晶も単結晶もハイブリッドも、全天日照量に対する単位容量（kW）当りの発電量は、ほぼ同様の挙動を示していることが分かります。 赤い楕円で囲んだ日射量の少ない条件において、いずれのパネルも日射量に応じた発電量であり、雨や曇りの日の発電量に大きな違いはありません。 しつこいようですが、もう一度言います。 「各社のシステムともに、日射量が少ない雨や曇りでも、日射量にほぼ比例した発電量である！」 （2010.09.26） |
