システム概要

    太陽光発電の基本
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産業用太陽光発電システムには、大きく分けて系統連系型と独立型のふたつのシステムがあります。

系統連系型太陽光発電システム
商用電力系統と連系して電気を売買するシステムです。発電量が不足するときには電力会社から電気を購入し、発電量が余るときには電力会社に買い取ってもらうことができます。住宅用太陽光発電システムや公共・産業用大型システムは、この方式です。
買電・売電
【太陽電池】複数の太陽電池モジュールから構成される太陽電池で、太陽電池アレイと呼ばれるシステムです。【分電盤】太陽電池からの配線をまとめるためのものです。【パワーコンディショナー(インバーター・保護装置)】太陽電池の発電は直流のため、交流に変換する装置です。保護装置は、システムの安定と安全のために働きます。【電力量計】太陽電池の発電電力が家庭で消費され、なおかつ余った電力を電力会社に売電した量を計測するものです。
独立型太陽光発電システム
商用電力系統と完全に分離したシステムで、太陽光で発電した電気だけで運転します。太陽光が少ない曇りの日や夜間に運転する場合には、蓄電池に電気を貯めて使用することになります。
蓄電
【太陽電池】複数の太陽電池モジュールから構成される太陽電池で、太陽電池アレイと呼ばれるシステムです。【パワーコンディショナー(インバーター・保護装置)】太陽電池の発電は直流のため、交流に変換する装置です。保護装置は、システムの安定と安全のために働きます。
システム計算
セル温度

太陽電池モジュールは温度が上昇すると発電電圧が下がり、また、冷えると発電電圧が上がるという特性を持っています。そのため一定の温度で測定しないと比較になりません。そこで25℃の温度を基準状態とし、その時の出力特性を表しています。

分光分布

光にもいろいろあります。たとえば朝日や夕日は赤い光が多く、日中は青い光が多いと感じられると思います。
太陽電池は光に反応して発電しますが、その光の色(波長)により感度が違ってきます。そのためにどのような波長分布の光を当てるかを規定しています。
ここで表すAM(Air Mass:エアマス)とは大気通過量のことでAM1.0とは光の入射角が90度(真上)から入射した光を意味し、AM1.5はその通過量が1.5倍(入射角41.8度)での到達光の光を表しています。

放射照度

1㎡当たりに到達した太陽エネルギーの強さを表わし、単位は(W/㎡)を用いています。大気圏外ではおおよそ1400W/㎡ある太陽光エネルギーも大気を通して地表に到達すると1000W/㎡程度になります。

太陽光発電システムの大まかな設計と計算方法について
太陽電池の必要発電電流量の計算
太陽電池の一日当たりの
必要発電電流量(Ah/D)
平均的な1日の消費電力量(Ah/D)
出力補正係数 × バッテリー充放電損失補正係数 × その他の補正係数

太陽電池の必要電流(A) 太陽電池の一日の必要発電電流(Ah/D)
年平均の一日当たりの平均日射時間(※)
(※)日射量1,000W/㎡に換算した場合
係数の説明

・出力補正係数とは気象の変化、太陽電池表面の汚れや経年劣化などによる太陽電池出力の補正のことで通常0.85という値を使います。

・バッテリー充放電損失補正係数とは、バッテリーの充放電効率(Ah効率)にともなう係数のことで、通常0.95という値を使います。

・その他の補正係数とは他にシステムとして動作させる上でのロス(損失)となるもので、例えばインバーターの変換効率は通常0.75~0.85です。

太陽電池の電圧
太陽電池の最大出力動作電圧 = バッテリー公称電圧 × 満充電係数 + 電圧ドロップ
解説
・バッテリー公称電圧:バッテリーに記載されている電圧
・満充電係数:鉛蓄電池の場合1.24
・ダイオード電圧ドロップ:通常シリコン整流ダイオードで0.7V
太陽電池の選定
製品LineUpより最適な太陽電池を選んでください。
バッテリー容量の計算
バッテリー容量(Ah) 1日の平均的な消費電流量(Ah/D)× 連続無日照保証日数(日:D)
鉛バッテリーの保守率