実際に太陽光発電システムを取り付ける前に知っておきたい予備知識の解説。
太陽光発電システムにはいろいろなものがありますが、ここでは一般家庭で使用される「住宅用太陽光発電システム」(以下、太陽光発電システム)を例にとって紹介します。 太陽光発電システムは、屋根の上などに(屋根以外にも取り付けられます)設置する「太陽電池アレイ(パネル)」、屋内外に取り付ける「パワーコンディショナー」、これらを接続する配線と「接続箱」そして「電力量計」などから構成さ...
太陽光発電システムには、大きく分けて連系形と独立系の2種類があります。さらには連系形は逆潮流ありのタイプと無しのタイプに分かれます。 これらを用途別にまとめると次の図のようになります。 独立系のシステムは、電力会社の配電線と連係しないシステムのことです。電気の届かない(電力会社の配電線が敷設されない)山間部や離島などで設置されます。当然ながら、このシス...
太陽電池パネルは、光のエネルギーを電気のエネルギーに転換する機能を持った、電池の最少単位である「セル」と、そのセルが数十枚集まってパッケージとなった「モジュール」、そしてそのモジュールをまたいくつか組み合わせて、屋根や屋上に設置する状態にまとめた「アレイ」という3つの単位で構成されています。私たちが屋根に設置されている太陽光パネルと呼んでいるものは専門的には「アレイ」と呼ばれるものです。...
太陽電池とは光のエネルギーを電気のエネルギーに変える働きを持っています。電池という言葉からは、乾電池のように電気を溜めておく機能(蓄電)を持っているように考えがちですが、一般住宅用の太陽電池には蓄電の機能はありません。 太陽電池は太陽光発電システムの中でも一番重要な部分です。太陽電池の品質が低いと思うような電気出力は得られません。光のエネルギーを効率的に電気のエネルギーに変...
現在ではさまざまな太陽電池が開発されていますが、太陽電池の原理は、いまから170年も前に(1839年)フランスのエドモンド・ベッケルという物理学者によって太陽光線から電気を起こさせるという実験によって検証されました。 その後、1953年にアメリカのベル研究所のG.L.ピアソンらによって単結晶シリコンを使った現在の太陽電池の原型が開発されました。 当初はとても高...
太陽電池の出力は太陽光の放射照度や温度そして光源の種類などによって影響を受けます。 太陽電池の光源というのは太陽だけとは限りません。室内で使う電卓や時計などは室内の明かりを光源としますが、パネルが受ける光の波長が太陽光線と蛍光灯などでは異なるので、出力にも差が生じることになります。 特に結晶シリコンを使った太陽電池の場合は温度による影響が大きくなります。たとえ...
次世代に期待されている太陽電池としては、「薄膜シリコン電池」の他に、「CI(G)S薄膜太陽電池」や「カドミウムテルル太陽電池」や「色素増感太陽電池」などがあります。 「CI(G)S薄膜太陽電池」は「薄膜シリコン電池」よりもさらに薄い膜の厚みで光を電気に変換できる電池です。結晶シリコン系太陽電池の100分の1ぐらいの厚みにすることができます。変換効率は10から12%程度と高く...
さて自宅の屋根への設置方式には、先に述べた屋根建材(一体型)と屋根置き型とに分類されます。 一体型は屋根材そのものに太陽電池を組み込んでいますので、デザイン面からも見栄えの良いすっきりしたパネルが設置できます。ただし一体型の場合は、家を改築する場合や新式の太陽光パネルに取り換える場合に苦労しますので、このあたりを良く考えておく必要があります。組み込み型のメーカーハウスを購入...
屋根の向き(方位)については、真南を向いていることが理想です。太陽光線を全面に受けますので、電池の出力が最大になります。ただし実際には、真南を向いている屋根は少なく、東西に振れている場合が多くなっています。ちなみにデータによれば、南東または東西方向に45°振れている(方位角45°)場合は、真南を向いている場合よりも、約10%日射量が低下します。もしも真東あるいは真西を向いている場合でも約...
当然ながら自宅の立地条件にも発電量は左右されます。朝から夕方までずっと太陽光があたっているというような家はそう多くはありません。所によっては隣の家の陰に日が隠れたり、朝には樹木や山の陰になったり、夕刻近くになるとビルにさえぎられたりする場合があります。一般的には、「直射日光がさえぎられる場合の発電量は、さえぎるものがない場合に比べて、約10~20%に低下する」と考えられています。 ...
意外と知られていないことですが、太陽光発電システムを取り付けることのメリットのひとつに、屋内の暑さが和らぐということが挙げられます。屋根に取り付けられた太陽光パネルが屋根からの太陽熱の侵入を遮ってくれるからです。従来の屋根材と太陽光パネルとが二重に重ねられることによって、太陽光線による熱を吸収する緩衝材のような役割をはたしてくれるからです。このいわば太陽光パネル自体の断熱効果については、...
参考までに住宅用太陽光発電システムの設計と施工に際しての注意事項(取り付け方法指針)として次のような点が挙げられています。 屋根は、太陽電池を設置した場合に予想される荷重に耐えられる強度を有すること。 太陽電池アレイは、耐風圧・耐震などの強度計算をおこなうと同時に雨もりなどに十分配慮し、建物およびシステムに損傷を与えないようにすること。 架台・支持金...