太陽光パネルを屋根ではなく庭に設置することは可能か?

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一戸建てで庭が広い場合は、庭に太陽光パネルを設置することも考えるべきである。

家庭用の太陽光発電は発電量が10KW以下であり、固定価格での買取期間は10年である。

しかしもし10KW以上の産業用にすれば 固定価格買取期間が20年となり非常に有利になる。

太陽光発電は一般的に屋根に設置するのであるが、屋根の方画や面積が不十分で10KWに満たない場合や、もう少し容量を増やすと10KW以上の産業用になる場合など、庭にパネルを設置することができれば、応用範囲が一段と広くなる。

 

 

◆太陽光パネルを庭に設置するメリット

1)最適な方画と傾斜角度を選択できる

太陽光パネルの設置角度や方向が調節できることである。
屋根に設置する場合、設置角度は屋根の勾配に、方向は家屋の建設方向によって決まり、最適の角度や方向を選択できない。
庭に設置するならばある程度自由に角度や方画が設定できる。

2)発電量を増やすことが出来る

屋根が狭くて思っている発電量が得られない場合は、庭を利用して発電量を増やすことが出来る。
たとえば屋根に10KW以上のパネルを載せられなかったなら、家庭用太陽光発電となり、固定価格買取期間は10年になる。
しかし庭を利用して発電量を増やせば「産業用」となり、買取期間は一気に20年にまで長くなる。
地域によっては太陽光発電の受け入れ量がオーバーして、産業用太陽光発電としては受け入れてもらえないかもしれない。
九州地区や東北、他移動地区は特に要注意だ。

3)お金を生まない「庭」がお金を生むようになる

物置として利用していた庭が、太陽光パネルを設置することで発電所となり「お金」になる。
そして物置として汚かった庭が太陽光パネルを置くことで整理されて「見栄え」が良くなる。
効率的に庭を利用していなかった人には、まさに一石二鳥である。
しかしながら多少のメンテナンスは必要になる。
庭の草むしりとか、パネルに付着した鳥の糞や落ち葉などは綺麗にする必要はある。

 

 

◆太陽光パネルを庭に設置するデメリット

1)設置コストが割高になる可能性がある

屋根のほかに庭にも設置すれば、「分割設置」となり施工費や部品代が高くなることも考えられる。
これは見積もりの段階で何とかなりそうであるが、庭の太陽光パネルを「後で設置する」場合は、やはり施工費が別途かかり高くなる。

2)景観が悪くなる場合もある

これはケース・バイ・ケースで景観が悪くなりもし、良くなりもするでしょう。
例えば物置として庭を使っていたならば、太陽光パネルを置くことで整然となり、見栄えは良くなる。
しかし元々、植木などを植えていたならば、太陽光おアネルで「見栄えが悪く」なることもある。
それは仕方のない事でしょう。

3)庭の多目的な活用が出来なくなる

これは当然と言えば当然で、太陽光パネルが庭を占領するから、他の使い方は出来なくなる。
太陽光パネルを置くことが最も効率的であると判断したのだから、仕方がない。
もしも庭を太陽光パネル設置後でも何かに(バーベキューパーテイなど)使いたいならば、最初から設計を工夫して、架台を高くして(例えば2m以上)設置すべきであろう。
しかし太陽光パネルの下を使う場合には、建築基準法の縛りを受けることになるから要注意である。

 

 

◆まとめ

「太陽光パネルは屋根に設置するものである」という固定観念は捨てた方が良さそうである。
太陽光パネルは「太陽の光」があれば何処に設置しても発電してくれる。
遊んでいる空間が有れば、そこに太陽光ぽアネルを置きさえすれば「お金」を生んでくれる。
身の回りで、空いている空間を想像して、屋根以外にも太陽光パネルを置けないか考えてみては如何でしょうか?

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。

 

 

太陽光発電は風力発電のように音がするのか?騒音があった場合の対処方法

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水力発電、火力発電、風力発電など、一般的な発電はタービンや風車、水車を回して発電します。

だから必ず「音」がでます。
しかし太陽光発電は光エネルギーを電気エネルギーに変えるユニークな物理現象であるから、「音」はしません。
太陽光パネルで電気をつくる時には音はしませんが、直流を交流に変える時には「音」がするのです。
しかし風力発電と比べると騒音のリスクは極めて低く、「音」には最も安心できる発電システムです。

 

ちなみに風力発電の騒音はマスコミでも問題として取り上げられました。

 

 

◆太陽光発電システム全体を見れば音はする

太陽光発電で音のする機器は「パワーコンディショナー」です。
その他の機器は音のしないものです。

この機器は太陽光で発電した電気(直流)を家庭で使える交流に変換するインバーターの機能を持った機器です。
電気を交流に変えないで直流のまま使えば良いのですが、そのような訳にはいきません。
家庭の電気機器は全てが交流で100Vに設定しています。

したがって太陽光発電には、どうしても必要な機器と言えます。
音がするという前提で、人間に迷惑をかけない方法(防音対策)を探りましょう。

 

 

◆パワーコンディショナーの音はどのような音か?

家庭用の5KW程度のパワーコンディショナーの音は40~45デシベルで、エアコンの室外機のレベルです。
そして発電している時にのみ稼働しますから、夜間は休止、パネルに積雪が有る時も休止しています。
昼間に働き、夜間は休むと覚えましょう。

音質は「ジー」というような音で、高周波領域の音(モスキート音)も含んでいます。
大人よりも子供がうるさく感じる音かもしれません。

しかし音に対する感じ方は千差万別であり、何も気にならない人から、神経質な人なら「うるさい」と感じると言う厄介なものです。

 

 

◆設置場所を屋外にするのが最善の解決策?

エアコンの室外機のようなレベルという事は「屋外設置」すればほとんど問題になりません。
屋内設置の場合は人が常時いる部屋からなるべく離れた場所に設置することを考えましょう。

もしも高齢者中心の家なら、多分音は感じないでしょうから、場所を選ぶ必要なないでしょう。
どうしても屋内に設置しなければならない場合は、パワーコンディショナーに「囲い」をして音の強さを低減することも可能です。

しかし「囲い」は簡単に取り外しが出来る構造でないといけません。
パワーコンディショナーの点検をする機会が有りますから、取り外せない構造にすると点検やメンテナンスが面倒になります。

 

 

◆住宅密集地ならお隣への騒音被害を考える

住宅密集地なら自宅は勿論、近隣への騒音被害を考えておかないといけません。
自己中心の考えでは近隣住民とトラブルになる可能性が有ります。

近隣トラブルで一番多いのは「騒音」です。
「音」の感じ方は人それぞれで、ピアノ音や話し声は、音を出している人には必要な音なのですが他人には「騒音」となります。

パワーコンディショナーの音も「騒音」になりえます。
隣近所に赤ちゃんや子供がいる場合は特に注意しましょう。
住宅密集地ならば、思い切って室内にパワーコンディショナーを設置するのもいいかもしれません。

少なくとも「御近所トラブル」は回避できるからです。
室内にパワーコンディショナーを設置して「囲い」をつければ、一件落着です。

 

 

◆パワーコンディショナー騒音事例

家庭用太陽光発電(5KW程度)のパワーコンディショナーの騒音苦情は見当たりませんが、産業用太陽光発電で規模が大きくなればパワーコンディショナーの出力も増加する為、そして室外に設置している為に騒音の苦情が寄せられています。

パワーコンディショナー自体は何ともいたし方ないから、騒音対策としてはパワーコンディショナーを「囲う」ことで問題を解決しているようです。

 

 

太陽光発電の長所と短所を価格や環境から詳しく比較

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人間には誰でも「長所と短所」があるように、物事は全て「長所と短所」があります。
太陽光発電も同じです。

長所と短所が共存しています。
しかし長所が圧倒的に多く、短所が少ない発電方式と言えるでしょう。

 

 

◆太陽光発電の長所

長所から順に簡単に説明します。長所は下記の5つである。
太陽光発電は太陽と共にあるから太陽が無くなれば成り立たない発電方式だ。

空は逆に言えば太陽が有る場所なら場所を問わず発電所がつくれるということ。
砂漠の中でも、海の上でも、宇宙空間でも成り立つのだ。

 

 

■資源が無尽蔵で無料である

まず言えることは資源が無尽蔵(45億年使えること)であり、無料であるところでしょう。

燃料がタダで永久に使える事はもの凄い魅力であり長所です。
化石燃料はお金がかかります。無尽蔵で無料の資源は太陽光以外には見当たりません。

発電コストは設備投資と土地代だけである。
ランニングコストはほとんどかからない。
メンテナンス費用くらいだ。

 

 

■CO2が発生しない

地球温暖化の元凶であるCO2は発生しません。
排ガスはなし、騒音もほとんどしない、クリーンなエネルギーです。

化石燃料で大幅に増えたCO2の発生。この当たりで化石燃料を使う事は終わりにしたいものである。
光のエネルギーを物理現象を活用して電気に変える仕組みであり、燃料を燃やさなくてもいいからCO2は発生しません。

 

 

■発電規模の調節が簡単でメガ発電からミニ発電まで可能である

それこそ50~100W規模の小規模ミニ発電から、メガソーラー発電までパネルの大きさや枚数を増減させるだけで発電所の大きさを変えることが出来る。

従って個人用から家庭用や、巨大発電所まで、同じ仕組みで発電できることが特徴である。
他の発電システムなら部品の大きさを変えないと対応が出来ません。
(風車の大きさや、燃焼炉の規模、水車の大きさなど)

 

 

■設置場所を選ばない、世界中で太陽が出ているところは全て設置できる

世界中、太陽光さえあれば発電所が設置できる。砂漠、離島、山中、都会、池の上、海上、河川の土手、屋上、畑の中、いたるところで発電が可能である。
人の立ち入らない山深い場所にも設置できる

 

 

■システムが単純で故障しない、メンテナンスが容易である

太陽光発電システムには、回転体が無い、燃料が不要である、複雑な機器が不要、大きな力がかからない、など単純な機器をつなげば発電が出来る。

具体的には、太陽光パネル、接続箱、パワーコンディショナー、であり太陽光パネルは精密機器であるが、その他の機器はすべて単純である。
シンプル=故障しないシステムである。
メンテナンスが他の発電システムに比べて非常に簡単である。

 

 

◆太陽光発電の短所

太陽光発電の短所は下記に示す2つである。
太陽光発電は100%太陽に依存しているから、夜間や曇天時は性能が「0」になったり、極端に効率が落ちる(曇天は晴天の10%程度まで落ちる)のである。

現在は発電コストが高いが長期的に見れば短所は改善できる可能性が有る。
その他には欠点が見当たらない。

 

 

■夜間は発電しなくて、曇天時に効率が落ちる

太陽が有る所、発電可能という事は、逆を言えば太陽が無ければ発電が出来ないと言う弱点を持っている。
この弱点は「特徴」とも言え、この短所はいくら努力しても天地がひっくりかえっても長所にはならない。

 

 

■今のところ発電コストが水力やLNG火力に比べて高い

太陽光パネルのコストに直結して発電コストが決まる。
技術開発は今なお盛んであり、今後の研究の進展と設置件数の増加が相まって、発電コストは\10円/KWhに下がると予測されている。

アメリカでは既に¥7円/KWhになっていると言われているので時間の経過とともに、欠点は長所に変わる可能性さえある。

農地をソーラーシェアリングとして活用する

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農家は後継者不足で農作物を作らずに遊休地となっている農地がある。
その農地を活用する方法の1つが「ソーラーシェアリング」である。

未来永劫、農地として活用することが無ければ「農地法」に定められた手続きで、農地転用をして太陽光発電設備を作ればいいが、暫定的に太陽光発電設備を農地に建てて活用することも可能である。
それを「ソーラーシェアリング」と呼んでいる。
シェアリングと言う意味は「作物を作りながら、太陽光発電設備を建てて電力を得る」ことと定義できる。
太陽光を農作物と太陽光パネルで「シェアー」するという意味に解してもいい。

 

 

◆ソーラーシェアリングのメリット

農地でありながら太陽光発電も出来るところはメリットであろう。
先ほど述べたとおり、農地を農地法にもとずき、転用して太陽光発電の専用土地にはできるが、その場合は農作物を作ることはできない。
大地を全て太陽光パネルで覆うから、農作物を栽培しようとしても、作物は太陽光エネルギーを吸収することはできずに、生長することが出来ないからである。

農地は農地のままにしておき、転用許可申請はしなくて済むし、時が来れば、また元の農地として活用できるのである。

 

 

◆ソーラーシェアリングのデメリット

太陽光発電をしながら農作物も作るということで、太陽光パネルの配置や農作物の種類に制限があることだ。
最も効率よい太陽光パネルの設置が出来なくなり、また農作物も好きな物を植えられなくなる。ソーラーシェアリングの収入>太陽光発電収入になれば良いのであるが、作物の種類は何が最も最適なのかは試行錯誤が必要かもしれない。

そして毎年農作物の収穫状況を報告する必要があり、3年毎に転用許可申請を出し直さなければならない。

 

 

◆太陽光パネルの設置方法

農地に支柱を建てて、その上に太陽光パネルを設置する。
支柱は簡単に撤去可能な構造とする必要がある。
全面を太陽光パネルで覆う事は出来ない。
太陽光を太陽光パネルと、栽培植物に分け与えるような設計をする。
太陽光パネルは地上から2m以上は最低限高くしなければなりません。
それは太陽光パネルを設置した下で農作業が出来る空間を確保する為である。

 

 

◆農作物の種類は何を選ぶか?

太陽光発電を主とするか、栽培作物の収穫を主とするかによって作物の種類が決まります。
多量の太陽光を必要とする作物(例えばトウモロコシ)などは適当な栽培食物にはなりえない。

イモ類や稲(米)などが推奨されている。大根やニンジンなどの根菜類も有効な作物です。
葉物野菜は太陽光パネルの「影」の影響があり推奨できない作物です。

いずれにせよ栽培作物は理論より実践で「やってみないと分からない、試行錯誤しながら最適な栽培方法を見つける」ことでしょう。

 

 

◆どのような農家に最適か?

農業だけの収入では将来が心配な方や、後継者がいない農家等には最適であろう。
ソーラーシェアリングは「産業用」太陽光発電に該当するので、設置以後20年間は安定した価格で売電が可能である。

販売価格や収穫量が不安定な農作物だけでは心配だと感じている方は一度検討してみると良いでしょう。

 

 

◆設置費用は?設備回収は?

ソーラーシェアリング用の架台などの費用がかかる為に、通常の太陽光発電設備よりも約5万円/KW程度は高くなりそうである。

具体的に言うと出力が20KWの設備であれば、20×5万円=100万円ほど高くなります。
設備総額は20×35=700万円であるから、100÷600=17%割高となる。
売電収入が31円×1100KWh/KW年間×20KW×20年=1364万円。
設備回収年月=700万円÷68.2万円=10.26年。

約10年で投資は回収でき、残り10年は利益が出る計算だ。
農作物収入が「0」としても利益が出る計算だ。