ソーラーパネルの出力って一体なに？
簡単に言えば、エネルギー生産量のことだよ！ソーラーパネルの出力は面積や容量で変わるよ！
ソーラーパネルの出力とは？
ソーラーパネル関連の情報を眺めていると、しばしば「出力」という言葉が出てきます。普段は何気なく読み飛ばしているかもしれませんが、この「出力」の意味を説明できるでしょうか。
また、コンピューター用語やオーディオ用語でも同じ言葉が出てきますが、ソーラーパネル関連で使用される場合も同じニュアンスなのでしょうか。
ここでは、その意味についてご紹介します。
出力は発電できる能力
ソーラーパネルの出力は、発電能力を示す重要な指標で、パネル1枚あたりのエネルギー生産量を表します。
通常、太陽光パネル1枚の出力は明るい日中における最大発電量を示します。この値が大きいほど、太陽のエネルギーを電力に変換する効率が高いことを意味するのです。
ソーラーパネルの全体の出力は「1枚当たりの出力×枚数÷1000」と計算することで、「kW」単位で算出可能です。発電所の出力は多くの場合「kW」で表示されますので、太陽光パネルの出力計算時は「W」から「kW」への変換を忘れないでください。例えば、200Wのパネルが50枚あれば、出力は10kWとなります。
こうした理解を深めることで、太陽光パネルの設置や導入を検討する際の参考になり、理想的なシステムを選択するのに役立ちます。
太陽光発電システムの出力との違い
太陽光発電システムの出力と太陽光パネルの出力には、違いが存在します。
発電システムの出力は、パワーコンディショナーか太陽光パネルの出力のどちらか小さい方の数値が採用されます。これは太陽光パネルの出力がシステム全体の出力を最大限に活用するための重要な要素となると同時に、パワーコンディショナーの出力にも気を配る必要性を示しているのです。
また、ここで「過積載」という概念が重要となります。これは、太陽光パネルの出力をパワーコンディショナーの出力よりも大きく設定する戦略を指します。この方法を活用することで、システム出力を最大限に引き出すことが可能となるのです。
したがって、太陽光発電システムの出力は発電の最大能力を示す一方、太陽光パネルの出力はその最大能力を活用するための指標と言えます。両者は異なる役割を果たしながら、発電効率の最適化に寄与する重要な要素となるのです。
太陽光パネルの必要枚数を計算するために知りたいこと
適切に太陽光パネルの枚数を計算するには、ソーラーパネル自体の面積、パネル間のクリアランス、そしてメンテナンス通路となる外周の面積を理解しましょう。
太陽光パネルの面積
ソーラーパネル自体の面積は、1枚あたりおおよそ1.7㎡と言われています。しかし、実際の面積はメーカーや製品、設置角度により異なります。
太陽光パネルの間の面積
パネル間の面積、すなわちクリアランスも重要です。パネル同士の影響を避けるため、南北間には一定の隙間を設ける必要があります。この隙間は設置環境やパネルの配置により異なりますが、メンテナンス通路としても使用されるため、最低でも1mは確保することが望ましいです。
メンテナンス用通路の面積
メンテナンス用通路となる外周の面積も計画に含めるべきです。敷地の境界から最低でも1m、設備に手が届かないようなスペースを設ける必要があります。
1kWの出力を得るために必要な面積
- 太陽光パネルの間の面積
- メンテナンス用通路の面積
- 1kWの出力を得るために必要な面積
ここまでに紹介した上記3つの要素を考慮すると、1kWの出力を得るためにはおおよそ10-15㎡の面積が必要となります。
また、シミュレーションによる検証は、影響を受けやすい環境要素や機器の性能を比較し、コスト対効果を考える上で有効です。理想的なパネルの数量を決定するためには、一定の時間帯での年間発電量を予測し、それを元に適切な価格のパネルを選びましょう。
これらの手順を踏むことで、必要な電気を得るためにどれだけのソーラーパネルが必要か、という問いに対する答えが見つかります。ただし、土地が不規則な形状をしている場合や、大きな凸凹がある場合は、計算が複雑になる可能性があるため注意が必要です。
太陽光パネルの1日あたりの発電量をシミュレーション
太陽光パネルを導入する理由は人それぞれですが、導入しても発電量が見込めなければ結局は損するのみです。そのため、事前に発電量をシミュレーションすることが不可欠です。
ここではその測定方法について解説していますので、ぜひご自身の設置条件と照らし合わせながらご覧ください。
計算の公式
太陽光パネルの1日あたりの発電量を算出するための公式は、「システム容量×日射量×損失係数（0.85）」です。
それぞれの言葉の意味は、次のとおり。
| 名称 | 意味 | 補足 |
|---|---|---|
| システム容量 | 太陽光発電の容量 | 規模はkWで表示される |
| 日射量 | 太陽から届く放射エネルギー量 | 天候や季節によって大きく影響を受ける |
| 損失係数 | 光エネルギーを電力に変換する過程で発生するロス | パワコンの変換効率や気温の影響を受ける |
これらの因子を考慮に入れることで、自宅の環境に適した太陽光発電の発電量を理解することが可能になります。この公式を使い、具体的なシミュレーションを行うことで、日々の発電量の予想ができ、エネルギーの利用計画を立てる際の参考になるでしょう。
東京都で5kWの容量を使う場合の発電量
ここでは、東京都千代田区を例にシステム容量を5kWに設定して発電量を試算します。
１日あたりの発電量の公式は、「システム容量×日射量×損失係数（0.85）」です。東京都千代田区における最大の日射量は「5.18kWh/㎡」ですので、今回はこの数値を利用します。
以上の数値を公式に当てはめると、「5(kW)×5.18(kWh/㎡)×0.85」となり、計算すると「21,326.5(kWh/日)」と算出されました。これが１日あたりの発電量です。ちなみに、1時間あたりの発電量に換算する場合は「21,326.5(kWh/日)÷24」と計算し、小数点以下を四捨五入すると「889(kWh/時)」となります。
ただし、この数値はあくまで目安ですので、実際にこの数値どおりの発電量になるわけではありません。
メーカーのシミュレーションサイト
ソーラーパネルの発電量は、地域や設置方法により変動します。具体的に知りたい方には、メーカーが公開しているシュミレーションツールが有益です。居住エリア、パネル設置方法、向きなどの細かな条件を入力すれば、簡単に発電量を予想できることがメリットです。
一方で、発電量はさまざまな要素によって左右されるため、その予測には注意が必要でしょう。具体的な発電量を正確に知りたい場合は、信頼できる業者に専門的な依頼をすることをおすすめします。これにより、年間の発電量やその変動が具体的に分かり、ソーラーパネルの効果を最大化するための計画を立てることが可能になります。
以下にリクシルとカナディアンソーラーのシミュレーションツールをお示ししますので、ぜひご活用ください。
ソーラーパネルと損失係数
損失係数とは、ソーラーパネルのタイプやパネルに集積した汚れ、温度上昇などによって引き起こされる出力損失を考慮に入れるための数値です。
太陽光の発電量は月、季節、天候、時間、地域により変動します。発電効率は1年で5月が最も高いとされていますが、これは日射量と気温のバランスが適しているからです。特にパネルの表面温度は25℃が最適で、それ以上だと効率が低下します。
また、当たり前かもしれませんが天候については晴天時の発電量が最大で、雨天時は約10%程度になります。地域差も影響しますが日射量は正午に最大となり、日照時間が長い場所ほど発電量は多くなるのです。
太陽光パネル1枚の発電量の変動について詳しく知りたい方は、以下の記事をご参照ください。
ソーラーパネル出力のよくある質問
ソーラーパネルについて調べれば調べるほど、疑問は湧いてくるものです。特に出力に関しては数字や単位が多く出てくるため、混乱してしまう方もいらっしゃるでしょう。
ここでは出力についてのよくある2つの疑問についてお答えしますので、ぜひ参考にしてください。
電圧が高ければより発電できる？
先に結論を言うと、高い電圧は必ずしもより多くの発電につながるわけではありません。なぜなら、連系タイプと独立蓄電型とでシステムの特性が異なるからです。連系タイプでは、ワット数が大きければ大量発電となります。
しかし、独立蓄電型の場合、大きなワット数でも必ずしも有効利用されない場合があるのです。蓄電池への充電時、パネルの電圧は蓄電池の電圧に引っ張られ、12～14Vまで抑えられることで高い電圧は余剰となる場合があるためです。
また、パネルの電圧は温度に左右され、高温下では3～4V低下します。そのため、電圧には余裕を持たせ、気温が高い日でも充電可能な電圧を維持することが大切です。しかし、電圧・電流の組み合わせはパネルの種類により異なり、バッテリー充電に適したパネルを選ぶためにはワット数だけではなく電圧と電流も重視するべきです。
発電量を高めるにはどうしたらいい？
発電量を増やすためには、太陽光パネルの設置角度の調整と、定期的なメンテナンスが必要です。
具体的には、次のような活動を行うと良いでしょう。
| 発電量を高める活動 | 実施内容 | 注意点 |
|---|---|---|
| 設置角度の工夫 | パネルを南側に向けて20度~30度の角度を保つ | 適切な角度は地域や屋根の形状により変動 |
| 定期的なメンテナンス | パネルの汚れや不備を整備する | メンテナンス料金がかかる |
| NEDOのデータを活用 | 長期的な電力量の平均を把握する | 確認が面倒 |
ソーラーパネルの出力は面積や容量で決まる
ソーラーパネルの出力は、太陽光発電システムの導入にあたって欠かせない基本的な指標です。その数値は面積や容量に左右されます。
太陽光発電システム導入の際は、計算方法を含め、出力についての知識は必ず身に付けておきましょう。