太陽光発電:ハイブリッド型パネルの徹底分析
−その1−

我が家ではオール電化(エコキュートとIHクッキングヒーター)&太陽光発電をリフォームで導入しました。
導入過程の重要ポイント、経験して初めて知った事など、体験談をご紹介します。

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はじめに

 今まで掲示板の中で、三洋のHIT(ハイブリッド型)太陽電池の発電効率や耐久性が話題になりました。なかなか情報が少なくて、実際どうなのかが良く分かりません。

 私としても大変興味があるのですが、メーカーに問い合わせても、論文を紹介されるだけでたらい回しにされるし、NEDOに質問のメールを送っても無しのつぶて・・・。

 こうなったら自分で考察するしかありません。
 もしかしたら間違ったことを書くかもしれません。でも、やらないよりは良いでしょう。

 異論、反論、大歓迎です。掲示板なりメールなりで、どしどしお寄せ下さい。

 
今回の検討内容

 HIT(ハイブリッド型)太陽電池の大きな特徴は、温度上昇による発電効率の低下が少ないことだと言われています。

 実際のところ、どうなんでしょうか?

 同じ場所にHITと多結晶のパネルが設置されていれば、簡単に比較できるのですが、そういうわけにもいきません。
 場所が違えば日照条件が違うので、その違いをどうキャンセルするのかが問題です。

 そこで、SOLAR CLINICの「発電指数」を使って比較することにしました。

 SOLAR CLINICは太陽光発電システムの自己診断を支援するサイトです。

 「発電指数」とは、パネルの設置条件(方位、傾斜角)と地域ごとの日照条件を考慮して算出した予想発電量に対する実際の発電量のパーセンテージです。
 数字が100ならば、予想発電量通りということになります。

 ここで、注意が必要なのは、垂直光入射でのシステム効率を季節によらずに70%として算出していることです。従って、メーカーシミュレーションに比べると、夏が多め、冬が少なめの予想発電量になっています。
 また、パネルの品種が登録項目にありませんので、パネルが多結晶でもハイブリッドでも、多結晶型の効率を前提に予想発電量を算出しています。

 そういう注意点はありますが、日照条件の違いをキャンセルできるという点で、非常に有益な情報を提供してくれるサイトだと思います。

 今回は、掲示板(No.916)でデータの使用をご承諾頂いた「あひる発電所」様と我が家の「まぁちゃん発電所」のデータを比較しました。

 下記の表とグラフをご覧下さい。
データ
考 察

 05/03〜06/02の発電指数の月別推移を比較すると、HITと多結晶の温度依存性の違いが明らかに出ています。

 3月〜10月はHITの方が指数が高く、11月〜2月では逆に多結晶の方が高くなっています。
 「HITは真夏の発電効率低下が小さい」ことは、実測でも確認できました。

 ただ、冬場は多結晶の方が良いという結果はちょっと意外でした。とんとんくらいかと思っていましたので・・・。 多分、今年の冬が寒かったのも一因ではないかと考えています。

 太陽光パネルの定格出力は、パネル温度25℃での値です。各メーカーのシミュレーションを見ると、冬場でも温度上昇による発電効率の低下を見込んでいます。
 シャープ、京セラ、三菱では10%、三洋のHITでは6%を見込んでいます。

 論文等によると、結晶系の発電効率の温度依存性は-0.5%/℃、HITの発電効率の温度依存性は-0.33%/℃なんだそうです。
 これから逆算すると、多結晶では、冬場でも20℃の温度上昇、すなわちパネル温度45℃を、HITでは18℃の温度上昇、すなわちパネル温度43℃を想定しています。

 確かに、冬でも日が当たっているパネルを触ると温かいですが、真冬で気温が低く、しかも風が強いときには、日が当たっていても25℃以下になることがあるのだと考えます。

 パネル温度が25℃以下になると、逆に発電効率は高くなります。その場合、多結晶の方が温度依存性が大きいので、発電効率の向上幅は多結晶の方が大きくなるはずです。
 仮にパネル温度が15℃だとすると、多結晶では+5%、HITでは+3.3%の向上です。

 関東の空っ風と言われるように、我が家の場合、冬場は北西の風が吹いていることが多いです。方位が南東向きなので、冬場は午前9時半くらいに太陽が真正面に来ます。八王子で真冬の午前9時半の気温はたぶん5℃以下ですし、風が吹いていたら、パネルの熱はかなり奪われることでしょう。
 これが、11月〜2月の指数が高い理由と考えています。
 きっと、北海道で雪の少ない地域では発電効率がとても良いのでしょうね。


 以上の結果からすると、気温の高い地域(九州南部や四国など)では、それだけでHITが有利と言えるでしょう。逆に気温の低い期間が長い北海道や東北の北部などは、もしかすると年間平均では、あまりメリットが出ないかもしれません。


 そして、どのサイトのシミュレーションでも考慮に入れていない「気温の影響」、「風の影響」も結構バカにならないような気がしてきた、今日この頃です。
(これらをシミュレーションに盛り込むのは至難の業だと思いますが・・・)





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