太陽光発電のしくみ基本用語について

なぜ発電するの?

太陽電池は半導体の一種であり、太陽の光エネルギーを直接電気エネルギーに変換するもので、半導体に光を照射すると、内部に電気を帯びた粒子(正孔と電子)が発生する性質を利用したものです。 結晶系シリコンなどの一般的な太陽電池は、それぞれ電気的性質の異なるN型とP型の半導体を隣り合わせに接触させた構造になっています。 太陽電池に光が当たると、その光エネルギーは太陽電池内に吸収され、これにプラスとマイナスを持った粒子(正孔と電子)が生まれ、マイナスの電気はN型シリコン側へ、プラスの電気はP型シリコン側へ多く集まります。これらを太陽電池の表面と裏面につけた電極により取り出して、電球やモ-タをつなぐと電流が流れます。これが太陽電池の原理です。

変換効率って?

変換効率とは、太陽電池が受けた光エネルギーを電気エネルギーに変換する割合を示すものです。 セル単体で計測したセル変換効率と、モジュールにパッケージした時の最大寸法での面積から算出したモジュール変換効率の両表現方法が使用Rされています。 太陽光は晴天時において地上で最大1kW/m2のエネルギーがあり、日射強度の標準としています。例えば変換効率が10%とは、このエネルギーを1m2の太陽電池に照射したとき、太陽電池の発電電力が100Wとなることを意味します。

太陽光発電システム(住宅用系統連系型)とはどのようなもの?

太陽光発電システムは太陽電池モジュールアレイ、パワーコンデショナー、接続箱、屋内分電盤、これらを接続する配線、アレイを設置する架台、及び交流側に設置する電力量計などで構成されます。 “太陽の光エネルギー”を太陽電池アレイで直接電力(直流電力)に変換し、パワーコンディショナーで直流を交流に変換し、建物内又は構内設備に電力供給します。 また、使用量より発電量が多く余った電力は電力会社に売電されます。また、一般に電力会社の配電線網の事を系統と言います。その系統に太陽光発電設備などを繋いで電気のやり取りを行うことを系統連系といいます。

※電力会社と系統連系するためには、別途契約が必要です。電力会社との系統連系システムでは、昼間は太陽光発電と一部買電で電力を賄い、余った場合は電力を電力会社に売ることができます。夜間や発電量の少ない時には、従来通り電力会社から電力を買います。

太陽光発電の長所は?

クリーンな発電方式です。太陽光発電は、光エネルギーを電気エネルギーに直接変換するもので、物理的あるいは化学的変化を伴いません。発電時に一切の排出物の発生がなく、可動部分も無いため騒音の発生もありません。 発電のためのエネルギー源は太陽光であり、非枯渇エネルギーであり且つ無料です。可動部がないので保守が容易なため無人化が可能であり、かつ長寿命です。 必要に応じて小規模なものから大規模なものまで、自由な設置が容易にできます。システムの大小に関わらず発電効率はほぼ同じ。

太陽電池の寿命は?

一般に、平均して20年以上の期待寿命がありますが、設置場所や設置条件によって異なります。

発電について

曇の日や雨の日も発電するの?

晴れの日よりは少ないながらも発電します。曇りでは晴天の1/3~1/10、雨天では1/5~1/20になります。

どのくらいの容量(kW)があれば、一般家庭(4人家族)の電気がまかなえるの?

生活形態により大きく異なるため一概にいえませんが、一般家庭が使用する平均年間消費電力量は約5,500kWh※とされていますので5kW相当の太陽電池を設置すれば、ほぼまかなうことが可能です。

 

※:(財)省エネルギーセンターHPデータ 総合エネルギー統計 平成15年度版(平成12年国勢調査ベース)

設置について

雷が落ちやすくないの?

太陽電池だから雷が落ちやすいということはありません。

屋根や屋上に設置する他の設備と同様です。

影は影響あるの?

薄い影(山、ビル、樹木、電柱等の影)が太陽電池に掛かった場合、発電量が低下しますがゼロにはならず影の部分でも周囲からの散乱光により1/10~1/3程度発電します。なるべく太陽電池に影が掛からないような工夫をすることが重要です。

住宅用太陽光発電システムを設置の際、届け出の必要はあるの?

受電方式と出力規模により、区分されています。住宅用など小容量(20kW未満)の場合には基本的に届け出は不要です。但し、電力会社との事前協議は必要となります。

屋根以外への設置はできるの?

可能です。

ただし、設置場所に基礎工事や架台を組むなど、構造材設置の工事が必要となります。

太陽電池は、後から容量を増やすことはできるの?

パワコン、接続箱の容量・回路数までは増設可能です。

接続箱って?

太陽電池モジュール(アレイ)の出力を集電して、パワーコンディショナに供給します。

直流開閉器、逆流防止機能及び誘導雷保護装置等を収納します。

太陽電池モジュールの上に人が乗っても壊れないの?

強度的には問題ありませんが、ガラスは滑りやすく非常に危険です。

モジュールの上へは載らないでください。

パワーコンディショナはどんなもの?

太陽電池で発電した直流の電気を、電力会社から送電される電気と同じ交流に変換する機能と系統との連系に関する保護を目的として設置します。 太陽電池の発電電力を最大限に効率良く取り出すことと、配電系統と安全に連系することが重要な機能となります。

パワーコンディショナの運転音はうるさくないの?

運転開始時には「カチッ」というスイッチ音がします。定格運転時の作動音レベルは35dB以下です。 パワーコンディショナの運転は日中のみの運転となりますので、日中の騒音レベルを考えると、それほど大きな音ではないと考えられます。但し、人によっては気になる場合があるため、設置場所を考慮する必要はあります。

パワーコンディショナは運転中、熱が発生するの?

運転中は、長時間定格運転した場合は、温度が高くなりますが(~60℃)、通常の運転状態では問題ありません。万が一、安全な温度を超えた場合は、パワーコンティショナ本体の保護機能が働いて運転を停止します。なお、危険表示のある部分は手を触れないで下さい(取扱説明書参照)。

運転時の消耗品はどのようなものがあるの?

太陽光発電システムは、風力発電機やエンジン発電機等と異なり、回転部や駆動部がなく、燃料を補給する必要もないため、日常的に補充または、交換する消耗品はありません。

パワーコンディショナの耐用年数および取り替えの費用はどれぐらいなの?

10年以上の耐用年数はあると考えます。尚、設計寿命は15年で、特に、定期交換が必要な消耗部品はありません。取り替え費用は機器代+工事費が必要となります。また、手続きとしては、NEFや電力会社に対する設備変更の届けが必要な場合があります。

なぜ、PVの電気を優先して使うの?売電・買電をどうやって制御しているの?

パワーコンディショナにおいて自動的に制御しています

使用にあたって

雨漏りは大丈夫なの?

メーカー規定施工であれば、雨漏りは心配ありません。

耐風圧性能はどれぐらいなの?

太陽電池モジュールと架台は風に対して、建築基準法準拠の設計をしております。 太陽電池モジュールはJISC8990の耐風圧荷重2400Paに耐えうる設計となっております。

システム導入後、毎日の操作は必要なの?

太陽光発電システムは日の出とともに自動的に運転を開始し、日の入りとともに自動的に停止しますので面倒な操作は不要です。

日常の点検はどのようにするの?

日常点検としては、発電量を確認するだけで十分です。また、長期にわたりご使用いただくために4年に1度の点検をお勧めいたします。

売った電力代金の受け取り方法はどのようになるの?

売電の入金は銀行振込です。買電と売電は相殺されず、個別に扱われます。

地球環境への貢献は、どの程度なの?

4.0kWのHIT太陽光発電システムを設置した場合、全国平均では年間約4,500kWhの発電量が期待できます。これを火力発電所の代替と仮定すると、地球温暖化の原周であるCO2の年間発電量を炭素(C)量に換算すると年間約1,415kg-CO2の二酸化炭素排出削減となります。また、灯油に換算すると、約1,022Lの削減になります。

★設置された太陽光発電システムは全くCO2を発生しませんが、システム生産時は商用電力を使用しております。システムを20年間運用した場合の総発電量に、石油火力で発電された商用使用電力が排出したCO2の量を換算し、ここから差引きし年間削減量を算出しています。

地震など災害時には使えるの?

停電になってもパワーコンディショナの自立運転機能により、太陽光が当たっていれば系統と完全に切り離した上で、電力が使用できます。

停電の時はどうなるの?

系統連系システムの場合、太陽光発電システムは系統から切り離れます。系統が復旧した場合、太陽光発電システムは、5分間待機の後、自動的に系統に連系されます。手動又は自動により自立運転に切り替えるシステムの場合、太陽光発電システムが発電状態であれば日射強度に応じた発電電力が使用できます。

太陽光発電に関する疑問などありましたらお気軽にお問い合わせください