時刻毎の発電量シミュレーション

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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 掲示板で、西南西側に山があって15時ころに日が陰ってくる場合に、発電量がどのくらい影響を受けるのかという質問がありました。

 その質問に答えているうちに、設置面の方位、傾斜角によって1日の発電量の変化がどうなっているのか、興味がわいてきました。
 そこで、自分でシミュレーションしてみました。

 このページでは、以下のように定義しています。

  設置面の方位角:真南を0度とし、東側がマイナス、西側がプラス
  屋根の傾斜角:水平面に対する屋根の傾斜角

 なお、日照条件は東京都の場合です。

 下記のURLで市町村(緯度、経度も可)、月日、時刻を入力し、春分、夏至、秋分、冬至の頃の1時間毎の太陽高度と方位を計算しました。(全国どこの太陽高度と方位も計算できて便利です)

 http://www.nao.ac.jp/koyomi/koyomix/koyomix.html (国立天文台 > 暦計算室 >こよみの計算


 八王子市の太陽高度と方位を求めるはずだったのですが、経度を間違って入力し、中野区あたりになってしまいました。まあ、ほとんど誤差範囲でしょう。

 設置面の方位・傾斜角と太陽高度・方位から、パネル面の法線に対する太陽光の投影(入射角の余弦[cosθ])を求める計算式は自分で導出しました。
 説明が面倒なので式についてはここでは述べません。

 システムのロスはシャープのHPでのシミュレーションの条件にならい、

  ・パワーコンディショナ(接続箱機能を含む)による損失:10%
  ・素子温度上昇による損失
     (12〜2月):10%
     (3〜5月、9〜11月):15%
     (6〜8月):20%
  ・その他の損失(配線、受光面の汚れによる損失等):5%

 としました。従って、垂直入射時の効率は以下の値を使いました。

     (12〜2月):75%
     (3〜5月、9〜11月):70%
     (6〜8月):65%

 また、太陽高度が2度以下の場合には、日が出ていても発電量はゼロにしました。水平線から日が昇ってくるのでない限り、2度くらいまでは屋根に日が当たりません。
計算方法の検証(実測値との比較)
全体の考察
傾斜角:15度
方位角:-90度(東)
傾斜角:15度
方位角:-45度(南東)
傾斜角:15度
方位角:0度(南)
傾斜角:15度
方位角:45度(南西)
傾斜角:15度
方位角:90度(西)
傾斜角:30度
方位角:-90度(東)
傾斜角:30度
方位角:-45度(南東)
傾斜角:30度
方位角:0度(南)
傾斜角:30度
方位角:45度(南西)
傾斜角:30度
方位角:90度(西)
傾斜角:45度
方位角:-90度(東)
傾斜角:45度
方位角:-45度(南東)
傾斜角:45度
方位角:0度(南)
傾斜角:45度
方位角:45度(南西)
傾斜角:45度
方位角:90度(西)




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