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太陽光パネルの変換効率とは?効率を上げる3つの方法

公開日:
2023.11.29

太陽光パネルを設置する際には、変換効率が大切になります。

変換効率、また効率を上げる方法について解説していきます。

太陽光パネルの変換効率とは?

「太陽光パネルの変換効率」とは、太陽から届く光エネルギーをどれだけ電気として変換できるかを示したものになります。

同じ枚数の太陽光パネルを設置したとしても、変換効率が高ければ高いほどより多くの電気を生み出せることになります

太陽光パネルの変換効率は、以下の計算式で求めることができます。

モジュール変換効率=(モジュール公称最大出力(W)×100)÷(モジュール面積(m2)×1000(W/m2))

太陽光パネルの変換効率は、素材や製造方法によって異なりますが、一般的には約20%程度と言われています。

しかし、太陽光パネルは気温や積雪、天災、経年劣化などの要因によって変換効率が低下する可能性があります。

そのため、太陽光パネルを選ぶ際には、自分の家の屋根に合ったサイズや塩害対策などの条件も考慮する必要があります。

太陽光パネルの変換効率は、太陽光発電の発電量やコストに大きく影響する重要な指標です。

太陽光パネルの効率と種類の関係性とは?

太陽光パネルは、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換することで発電するシステムです。

また、太陽光パネルの効率とは、太陽の光エネルギーのうちどれだけを電気エネルギーに変換できるかという割合のことです。

実は、太陽光パネルの効率は、太陽光パネルの種類にも影響します。ここでは、太陽光パネルの効率と種類の関係性について解説していきます。

太陽光パネルには、主に結晶系シリコンパネルと薄膜パネルの2種類があります。

結晶系シリコンパネル

結晶系シリコンパネルは、シリコン原料を高温で溶かして結晶化させたものを切り出して作られます。

結晶系シリコンパネルの効率は、一般的に15〜20%程度です。また、結晶系シリコンパネルには、「単結晶シリコンパネル」と「多結晶シリコンパネル」の2種類があります。

単結晶シリコンパネルは、一つの結晶から作られるため、結晶構造が均一であり太陽電池の効率が高いです。

多結晶シリコンパネルは、複数の結晶から作られるため、結晶構造が不均一であり太陽電池の効率が低いです。

しかし、多結晶シリコンパネルは単結晶シリコンパネルよりも製造コストが安いです。

薄膜パネル

薄膜パネルは、ガラスや金属などの基板に非常に薄い層として半導体材料を蒸着させて作られたもので、アモルファスシリコンパネルやカドミウムテルライドパネル、銅インジウムガリウムセレンパネルなどがあります。

薄膜パネルは、結晶系シリコンパネルよりも薄くて柔らかいため、曲面や屋根などに設置しやすいです。

また、曇りや日陰などの弱い光や散乱光に対しても高い発電性能を発揮します。

しかし、薄膜パネルは、結晶系シリコンパネルよりも太陽電池の効率が低く、劣化しやすいです。

薄膜パネルの効率は、一般的に10%以下であり、製造過程で有害物質が発生する可能性があります。

太陽光パネルの効率を高める3つの方法

太陽光パネルの効率は、太陽の光の強さや角度、パネルの種類や品質、設置場所や方向などによって変わります。効率を高めるためには、以下の点に注意して設置すると良いでしょう。

①設置場所を選ぶ

②太陽光パネルの清掃を定期的に行う

③定期的に検査をする

順番に見ていきましょう。

設置場所を選ぶ

太陽光パネルは、できるだけ多くの太陽の光を受けることが重要です。

そのためには、設置場所を選ぶ際に以下のことに気をつけましょう。

・南向き

・日陰にならない場所

太陽光パネルは太陽光によって発電されるので、できるだけ太陽が当たりやすい場所を選ぶ必要があります。

そのため、南向きに設置することや日陰にならない箇所に設置することが大切です。

南向き

日本では、太陽は東から昇り西に沈みます。

そのため、南向きに設置することで、一日中太陽の光を最大限に受けることができます。南向きに設置する場合は、パネルの傾斜角度も考慮する必要があります。

傾斜角度は、地域や季節によって変わりますが、一般的には30度から40度程度が適切です。

傾斜角度を調整することで、太陽の高さに合わせてパネルの面積を最大化することができます。

日本では、南向きに設置すると一年を通して太陽の光が最も多く当たります。

そのため、北向きや東西向きに設置すると、効率がやや低下する可能性があります。南向きに設置できない場合は、南東や南西に設置すると次善の策です。

日陰にならない場所

太陽光パネルを設置する際は、建物や木などの影にならないように、周囲の環境を確認しましょう。

日陰になると、パネルの一部が電気を生成できなくなり、全体の効率が低下します。

特にシリーズ接続されたパネルでは、一つでも日陰になるとその影響が他のパネルにも及びます。

また、影が一部だけかかる状態になっていると、パネル内で電流が逆流し発電量が減少することもあります。

影がかかりやすい場所は避けるか、影を遮る工夫をしましょう。

日陰にならない場所を選ぶためには、設置前に日照時間や方位角を測定することが有効です。また、定期的に周囲の状況を確認し、必要ならば樹木の剪定やパネルの移動などを行うことも大切です。

太陽光パネルの清掃を定期的に行う

太陽光パネルは、日々の気象条件や周囲の環境によってほこりや汚れが付着することがあります。

これらの汚れは、太陽光パネルの表面に影を作り光の吸収を妨げることで、発電効率を低下させます。

そのため、太陽光パネルの清掃は効率を高めるための重要な作業です。必ず定期的に行うようにしましょう。

清掃の頻度や方法は、パネルの種類や設置場所によって異なりますが、一般的には、年に2回から4回程度、水や柔らかい布などで優しく拭くことが推奨されます。

また、清掃時には、パネルの温度が高くない時間帯を選び、安全に注意しながら行うことが必要です。

定期的に検査をする

太陽光パネルは、長期間にわたって使用されるため、経年劣化や故障が発生する可能性があります。

発電量の低下や火災などの危険を引き起こすこともあるので、発電効率を高めるのはもちろん、安全性を確保するためにも必要です。

検査では、太陽光パネルの性能や劣化状況を測定し、故障や異常がないか確認します。

検査には、電圧や電流を測る電力計や、赤外線カメラで温度分布を見るサーモグラフィーなどの機器が使われます。

パネルの表面や枠の状態や汚れ具合、配線や接続部分の劣化や破損などもチェックし、必要に応じて修理や交換を行います。

検査の頻度は、清掃と同様に設置場所や気象条件によって異なりますが、年に1回から2回程度、専門業者に依頼することが推奨されます。

太陽光パネルの変換効率を上げるには業者に相談しよう

太陽光パネルの変換効率を上げるための最も良い方法は、業者に相談することです。

業者は、専門的な知識や技術を持っており、お客様の状況に合わせて最適なパネルの種類や設置場所や設置角度を提案してくれます。また、業者は、パネルの取り付けやメンテナンスも行ってくれます。太陽光パネルは長期的な投資ですから、業者と良好な関係を築くことが大切です。

太陽光パネルの導入を考えている方や発電効率が落ちてきたと感じる方は、お早めにご相談ください。

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