太陽光パネルの表面温度は?暑さ対策と、太陽光発電のおすすめの設置地域

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太陽光発電は「暑さ」に弱い。
太陽光発電と聞くと、日照時間が長ければ発電量が最大になると思うのだが、実際はそうではない。

日照時間の点では南の地域(日本では九州や沖縄)が有利なのだが、暑さに弱い為に必ずしも沖縄や九州が有利とは言えない。

東北や北海道も予想以上に発電量が稼げるのだ。
太陽光パネルにはある基準状態で計った発電量をもって「最大出力=発電量」と定義している。

1)太陽光パネルの表面温度が25度

2)エアマス1.5(エアマスとは太陽光がパネルに入射するまでに通過した大気の量を表し、パネルに垂直に入射した場合をエアマス1.0としている)

3)光の強さ、1000W/m2(1m2当たり1000Wの強さの光)

 

 

◆太陽光パネルの表面温度が、25度で発電量を測定しカタログに記載

日本では春や秋に相当する温度が25度である。夏場なら70度以上になるだろう。
夏場のま昼で太陽がギラギラしていると、知識がなければ最大効率で発電しているように感じるが、実際はそうではないのだ。

発電効率が「暑さ=温度」の影響で落ちている。低下率は結晶シリコンの場合は1度当たり、0.4~0.5%低下する。
70度ならば(70-25)×0.4=18%も低下してしまう。

しかい太陽光パネルの材質によっても温度依存性は変わってくる。
今述べたのはシリコン系の太陽電池で、化合物系や有機系の太陽電池なら、比較的温度の影響は受けにくい。
温度が高くなる地域ではシリコン系より化合物系(CIS太陽電池)やハイブリッド型をおすすめしたい。

 

 

◆発電量は複雑な連立方程式(温度、日照時間、光の強さなど)で決まる

実際の発電量のデーターを見ると、中部から甲信越地域が良いデーターを持っている。
山梨県や群馬県、静岡県、長野県当たりが良い。

日照時間が長くて、しかも年間平均温度が低い地域では最も良い成績を上げている。

しかし何といっても一番影響を受けるのは「日照時間」であることは間違いない。
一方、暑さ(温度)も無視できないのである。
ちなみに一番発電効率が良いのは「5月」なのだ。
5月は日照時間もあり、また気温もさほど高くならない為であろう。

 

 

◆何か良い暑さ対策はないのか?

夏場に太陽光パネルを冷やすと言うアイデアもあるが、コスト的には見合わない。
散水装置や冷却水、電気代がかかって割に合わない。

一番の対策は温度変化に強い太陽光パネルを選ぶことである。
先ほど述べたようにシリコン系は暑さに弱い。ハイブリッド型やCIS太陽電池は暑さに強く高温時の出力低下をシリコン型の1/2程度に抑えることが出来る。

理論的に考えられる暑さ対策は、太陽光パネルの設置場所を「高地」にすることである。
要は涼しい所に設置すれば良い。
実用化は困難であるが、例えば富士山の頂上は最適かもしれない。

富士山の平均気温は夏が6度、冬がマイナス18度位であるから、平地よりも格段に発電効率は良い。
日照時間も年間で1900時間ほどある。そして一般的には冬場の日照時間は夏場に比べると短いのであるが、富士山は冬場の日照時間が長い。

だからもし富士山に太陽光発電を設置すれば冬に最も多くの電力を生み出してくれる。

長野県の年間発電量が多い理由は、おそらく夏場の気温が高くない為であろう。
(年間平均気温は長野県で12度位。北海道が9度で日本一低い)

 

 

◆まとめ

一般の人は太陽光発電が「暑さに弱い」ことは知らないであろう。
これは太陽電池の持って生まれた特性であるから致し方ない。

しかしハイブリッド型やCIS型の太陽電池を用いることで弱点を解消することはできる。

夏場に高温になる地域(九州や沖縄)ではこの様な改良型の太陽電池をおすすめしたい。
また設置場所を選ぶことで多少は温度対策が出来るであろう。