我が家のオール電化&太陽光発電
 
太陽光発電の『省熱』効果 

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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 地球の温暖化はどうして起こるのでしょうか?

 簡単に言ってしまえば、『熱』が『逃げない』からです。

 『逃げない』原因が、二酸化炭素などによって地球が覆われ、いわゆる温室
効果で地球の熱が宇宙に放出されないということです。

 温室効果を防ぐために、二酸化炭素の排出削減が叫ばれており、太陽光発電
は、発電することによって火力発電量を減少させ、火力発電による二酸化炭素
の排出削減に寄与していると考えられています。

 では、『熱』はどうなんでしょうか?
 そもそも『熱』が発生しなければ、温暖化なんか起こらないわけです。

 人間は生きているだけで一人
1kW(訂正:0.1kW)の熱を発生するそうです。
また、様々な産業活動によって、多くの熱を排出しています。

 しかし、地球における最大の熱源は『太陽光』です。『太陽光』が吸収され、
それが大量の熱に変わります。

 太陽光発電は、この『太陽光』の一部を熱ではなく電気に変えています。
電気に変わった分だけ、熱の発生を抑制していることになります。

 そうです。太陽光発電て、一石二鳥なんですね。


 それでは、どのくらいの熱の発生を防いでいるのでしょうか?
 我が家の場合を例にとって考察してみます。


 太陽電池モジュールの変換効率(%)は、以下の式で表されます。

 太陽電池モジュールの変換効率(%)=
(モジュール公称最大出力[kW])/(モジュール面積[平米]×照射量[1kW/平米])
 ×100

 この式に我が家のケースを当てはめると、

  変換効率(%)=1.8kW/(13.8402[平米]×照射量1[kW/平米])=13.0%

 です。

 つまり、公称通りの変換効率ならば、太陽光エネルギーの13%を熱ではなく
電気に変えていることになります。

 実際には温度上昇による効率低下がありますので、平均的な変換効率を公称
値の75%と仮定すると、

 13.0%×75%=9.75%

となり、太陽光エネルギーの9.75%を熱ではなく電気に変えています。

 我が家のパネルは型が古いので、変換効率がメーカーサイトに掲載されてま
せんが、最新機種ならば太陽電池モジュールの変換効率(%)は載っています。

 さて、それでは、どの位の熱量の発生を防げるのでしょうか?

 年間発電量を定格の1000倍と仮定しましょう。我が家では1800kWhです。
 便利な単位変換サイトがありました。

 http://www.page.sannet.ne.jp/kmiya/Sonota/convert.html

 1[kWh]=3,600,000[J]=3.6[MJ]と言われてもピンときませんかね。
 1[kWh]=859.845[kcal]です。つまり、1800[kWh]=1,547,721[kcal]です。

 [kcal]の定義は「1kg(≒1L)の水の温度を1℃上げるのに必要な熱量」です。

 さて、何に例えましょうか??? そうだ、お風呂がいい。

 我が家では、風呂の湯張りを200Lにしています。10℃の水を40℃のお湯にす
るための熱量は、

 200kg(≒200L)×(40℃−10℃)=6,000[kcal]

 1,547,721[kcal]/6,000[kcal]=257.9535≒258

 年間で258回分、風呂を沸かせるだけの熱量を放出しないで済んでいます。

 これって凄いと思いませんか???


 我が家の『省熱』量を見てみましょう。単位は[kcal]です。
 結果をグラフにすると、Fig.1のようになります。

 07/11/18現在、累積で6,590,712[kcal](風呂1098回分)の『省熱』です。
 

Fig.1


 さて、上記は太陽電池が太陽光を電気に変えることよって、太陽からやって
きた光エネルギーによって発生する熱を減らしているというお話でした。

 次に、太陽光発電によって節約できた火力発電の熱量を考えてみます。

 火力発電は物を燃やすことによる熱でタービンを回して電気を発生させます。
そのとき、発生させた熱を全て電気に変えることはできません。残った熱は、
地球上に放熱されます。この熱量はどのくらいなのでしょうか?

 火力発電といっても燃料によって効率が違いますし、発電所の新旧でも効率
が違いますが、大雑把に平均すると効率は約40%だそうです。

 効率[%] = 発電した電力量[kWh]/燃やした熱量[kJ]
(燃やした熱量[kJ] = 発電した電力量[kWh]/効率[%] )

従って、

 放出熱量[kJ] =(100[%]−効率[%])×燃やした熱量[kJ]
        =(100[%]−効率[%])/効率[%]×発電した電力量[kWh]

となります。
 つまり、効率が40%の場合、発電量1[kWh]当たりの放出熱量は、

 (100−40)/40×3.6[MJ]=1.5×859.845[kcal]=1,289.7675[kcal]

 (ここで、1[kWh]=859.845[kcal]です。)


 年間1800[kWh]発電すると2,321,581.5[kcal]の放熱を防いだことになります。

 上記と同じく風呂に例えると、年間で258回分×1.5=387回分の風呂を沸か
せるだけの熱を放出しないで済むことになります。

 両方の効果を合わせると、なんと、645回分もの『省熱』になるんです。

 太陽エネルギーを電気に変えることによって発生させなかった熱量は、
1[kWh]あたり、859.845[kcal]。

 火力発電の発電量を抑制することによって削減できた発熱量は
1[kWh]あたり、1,289.7675[kcal]。

 合計で1[kWh]あたり、約2150[kcal] = 9[MJ]

 新エネルギー財団のデータによると、補助金を貰って設置した太陽光発電の
設置容量は累計で、918,263[kW]。発電容量1[kh]当たり、年間で1000[kWh]を
発電すると仮定すると年間発電量は、918,263,000[kWh]。
これによって、1,974,265,450,000[kcal]=8,264,367,000[MJ]の『省熱』です。

 うーん、どのくらいの熱量なのか、見当がつきませんね。

 東京ドームの容積は、

 1,240,000[m^3]=1,240,000,000[L]=水1,240,000,000[kg]

 1,974,265,450,000[kcal]/(水1,240,000,000[kg]×50杯)=31.82[℃]

 東京ドーム50杯分の10℃の水をちょうど良い湯加減のお湯にできます。
 あくまでも、新エネルギー財団の補助金を貰った太陽電池だけの話です。

 これだけの熱の発生を抑制できるって、やっぱり凄いと思いませんか?





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