中国製の太陽光パネルは本当に安全か!?

 日本市場における海外製品のシェア

 太陽光パネルは様々な国で作られていますが、日本で流通しているのは「中国」「日本」「台湾」「アメリカ」製の物がほとんどです。この中で最も多いのが圧倒的に中国製で、特に野立て太陽光発電所ではほとんどと言って良いくらい中国製が使われております。以前はドイツ製もたくさん使われていましたが、高性能・高耐久性を誇っていたドイツ最後の砦「ソーラーワールド社」も中国製との競争に敗れ、倒産に追い込まれました。

 他の製品を見てみると、家電製品は日本製や韓国製の品質が重視され、ヨーロッパ製のデザインに人気が集まっています。自動車でも日本車の品質や使いやすさ、ヨーロッパの根強いブランド力やデザインが重視されており、なかなか中国製の出番はありませんが、太陽光パネルに関しては全く逆の現象が起きており、品質やデザインより価格が最も重視されているのです。


     中国地図


 中国製パネルが人気になる訳

 価格が最も重視される要因の一つとして太陽光パネルは精密機械ではないということが挙げられます。パネルには駆動する部分がありませんので、そもそも壊れにくいのです。しかも手に取って使うものでもなければ、家の中に置いて見る物でもありません。要するに他の製品に比べて品質やデザイン、使い易さという点を重視する割合が少ないのです。

 よって、安い人件費で大量生産するのが得意な中国メーカーが一気に台頭してきたという訳です。更に、安い人件費で大量生産していても製品保証や出力保証は他国の製品とほとんど同じですし、実際に使ってもほとんど壊れず、発電量も見劣りしません。よって品質などで他国製品と差別化されませんので、価格が安い中国製がこれだけ採用されているのです。

 上記の通り、これからパネルメーカーを選ばれる際は、先入観にとらわれることなく安心して中国メーカーを中心にご検討されるのが良いと思います。もちろん中国メーカーでもピンからキリまでありますので、できるだけ実績豊富なメーカーを選んでいただければ間違いはありません。



 → 太陽光パネルの種類を選ぶ基準
 → 太陽光発電の見積りサイトの紹介


 

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太陽光パネルの傾斜角を決める基準

 太陽光パネルの傾斜角とはパネルを地面に対して何度傾けて設置するかという事ですが、まず大前提として方位角は真南が最も日射量が多く発電量も多くなりますので、できるだけ真南向けに設置しましょう。

 傾斜角は、理論上太陽の高さと一致していれば最も多くの日射を得ることができますが、当然ながら地域や季節、時間帯によって太陽の高さは変化しますので、地域ごとの年間の平均値でもって決めなければなりません。その最も効率の良い角度は、「NEDO 日射量データベース」によると、ほとんどの地域で30°です。

 確かに最もたくさん日射量を得ることができる角度は30°ですが、売電量の観点で考えると、どんな発電所でも30°が最適かと言うとそうではありません。何故かと言いますと、「太陽光パネルの種類を選ぶ基準」にも記載しておりますが、それはパネル合計出力(枚数)が多ければ多いほど、売電量が多くなるからに他なりません。


    グラフ分析


 ここでパネルの傾斜角と枚数にどういう関係があるのかという疑問が湧いてくると思いますが、傾斜角が大きくなればなるほどパネルの設置位置が高くなります。位置が高くなればそれだけ影が長く伸びます。影が長くなると後ろのパネルに影が掛かってしまいますので、それを避けるために間隔を広くとらなければなりません。

 そうするとパネル設置スペースが狭くなり、設置枚数が少なくなってしまうのです。無論この話は設置スペースに余裕がある場合は考える必要がありません。

 設置スペースに余裕がない場合は、パネル傾斜角を犠牲にしてでも枚数を増やした方が投資効率が高くなりますので、傾斜角を20°や10°にしてパネル間隔をできるだけ詰めて、パネルをたくさん設置するようにしましょう。ただし雪の多い地域は傾斜角を20°以下にすると雪が落ちにくくなりますので、注意が必要です。


    朝日


 それともう一つ考慮したいケースは、日射量の多い地域で「太陽光パネルの過積載」をしている場合です。日射量についてもう少し掘り下げて話しますと、夏は太陽の位置が高くなりますので、パネル傾斜角が小さい方が受ける日射量は多くなります。

 逆に冬は太陽の位置が低くなりますので、パネル傾斜角が大きい方が受ける日射量は多くなります。パネルの過積載による「ピークカット」は比較的太陽の位置が高い時期に起きますので、この時期に受ける日射量を少なくし、秋冬の太陽の位置が低い時期に受ける日射量を多くするために、多少無理をしてパネル間隔を詰めてでも傾斜角を30°にするのが有効な場合もあります。ただし、これはパネルに掛かる影の量との兼ね合いですので、よくよく業者と相談して決めた方が良いと思います。



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パワコンの種類(容量)を選ぶ基準

 まず初めにパワーコンディショナー(略してパワコン、PCS)の機能を簡単に列挙すると下記のようになります。
1.パネルから流れてくる直流の電気を交流に変換して電力会社の系統に流す
2.1台のパワコンの中に複数の回路が存在し、その回路ごとにパネルを接続する
3.最も効率よく売電できるように電流と電圧を調整する(MPPT制御)

 これらを踏まえてパワコンの種類(容量)を選ぶと、重視するポイントは下記の通りとなります。
A.上記1について、変換効率が高い
B.上記2について、発電所全体の合計回路数が多い(パワコン台数×1台当たりの回路数)
C.上記3について、MPPT制御機能付きの回路数が多い
D.耐用年数や保証期間が長い(=壊れにくい)

 Aは分かりやすいと思いますが、変換効率が高いという事はロスが少ないという事ですので、単純に売電量が多くなります。

 Bは売電量監視装置で異常のあるパネルを発見しやすくなります。回路ごとに売電量を計測(ストリングス監視)する事ができる監視装置を選ぶと、どの回路のパネルに異常があるかが分かりますので、その回路数が多いほどパネルを特定しやすくなります。

 Cは、逆にMPPT制御機能が付いていないと、1つの回路のパネルが故障して発電しなくなった場合、他の回路の発電量も引っ張り下げてしまいます。よって、この機能がたくさん付いている方が1枚のパネル故障による発電量の低下を少なくすることができます。

 最後に1台当たりのパワコン容量と台数についてですが、低圧発電所用のパワコンの容量には「9.9kW」「5.8kW」「4.5kW」など様々な種類があります。容量の大きい物を使って台数を少なくするも、逆に容量の小さい物を使って台数を多くするも、売電量に大きな違いはありません。違いがあるとすると設置手間リスク量です。

 単純に台数が増えると設置や設定に時間が掛かります。その代り1台の重量は軽いですので、作業員の負担や危険は少なくなります。逆に容量の大きいパワコンを使うと、台数は少なくて済みますが、故障した時の売電損失が大きくなります。台数が少ないとそれだけ1台のパワコンにつながっているパネル枚数が多くなるからです。
 上記を考慮して施工店とも相談して決めていけば良いと思います。

 → 太陽光パネルの種類を選ぶ基準
 → 太陽光発電の見積りサイトの紹介
 

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太陽光パネルの種類を選ぶ基準

 ご自身で土地をご用意できる場合は、設備だけを購入すればよいので、見積もりを依頼する段階である程度パネルの種類を選ぶことができます。太陽光パネルの種類は一般的なものだけで言えば「多結晶」「単結晶」「CIS」の3種類があり、それぞれ一長一短があります。

「多結晶」の長所 → W(ワット)当たりの価格が安い
「多結晶」の短所 → 面積当たりの発電量が少ない
「単結晶」の長所 → 面積当たりの発電量が多い
「単結晶」の短所 → W(ワット)当たりの価格が高い
「CIS」の長所 → 影や曇りに強い、発電量の劣化が少ない
「CIS」の短所 → 面積当たりの発電量が少ない、価格が高い

 上記の通り、パネルの特徴だけでは判断することができません。土地の面積や影の状態、日射量や予算などを総合的に勘案して選ぶ必要があります。選ぶ際の大前提ですが、パネル合計出力は多ければ多いほどお得になります。ただし「太陽光パネルの過積載とは」に記載した通り、パワコンに接続できるパネル枚数には許容範囲があります。ではパワコンの容量を増やせば良いのではという疑問が出てくると思いますが、パワコン容量が50kW以上になると高圧発電所扱いになりますので、費用面や手続き面で大きく異なってきます。(パワコン容量が50kW未満は低圧発電所として扱われる)

 それを踏まえると、面積に余裕のある土地であれば、多結晶パネルを接続可能上限枚数設置することが最もお得であると言えます。それが叶わない土地であれば、予算に余裕があれば単結晶、余裕がなければ多結晶を選ぶと良いです。

 最後にCISですが、これは上記の結晶系のパネルとは全く異なる物質で作られているもので、影や曇りに強くて発電量の劣化が少ないなどの特長があります。さらに温度ロスも少ないので結晶系パネルと同じ出力のパネルを設置しても、CISパネルの方が発電量が多いという実験結果もございます。その分面積当たりの発電量が少なく価格も高いので、

・常にパネルに影が掛かる
・日射量が少ない地域
・夏の気温が高い地域

などの特殊な環境下で威力を発揮するパネルであると思います。
 いずれにしましても、販売店に見積もりを依頼する段階でそれぞれのパネルを利用した詳細なシミュレーションを作成してもらい、比較検討する事をお勧めします。

 → パワコンの種類(容量)を選ぶ基準
 → 発電・収支シミュレーションの分析(発電量)
 → 太陽光発電の見積りサイトの紹介
 

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太陽光パネルの過積載によるピークカット

 ピークカットについてですが、まず前提といたしまして、太陽光パネルの過積載によってたくさん発電したとしても、パワコンの容量を超えて売電することはできないというものがあります。詳しくは「太陽光パネルの過積載とは」に記載しております。

 そうすると発電したけど売電できなかった電気はどうなるのかと言いますと、単純に消えてなくなります。この様に、主に発電のピーク時に電気がカットされるのでピークカットと呼ばれています。
 
 本文の横に画像を掲載しておりますが、これは一日の売電量と日射量を時間ごとにグラフ化したものです。棒グラフが売電量で折れ線グラフが日射量です。一日中晴天であれば日射量は画像の様に山なりのグラフになります。

 もしピークカットがなければ売電量も同じように山なりになるのですが、実際には8時から13時にかけて物の見事にすべて50kW/hに揃えられております。これはパワコン容量が50kW/hであるが故にこの様になるのです。要するに棒グラフのこれ以上の部分はすべてカットされているということです。


    上田市発電量(20170617)

    ※画像のグラフは、非常に日射量の多い山梨県某所で、1年で最も売電量が多かった日ものです(パネル合計出力78kW)。


 一見すると非常にもったいないじゃないかと思われると思いますが、確かにカットされる部分はもったいないですが、カットされるくらい日射量が多い時期と時間帯は3月頃から9月頃の晴天時の日中だけです。1年間で考えると、かなり多い場合でも発電量全体の3%程度です。それ以上に、カットされる時期や時間帯以外の売電量のアップが期待できるということなのです。

 パネルの過積載が実際にどれくらいお得なのかは、地域や設備の仕様によって異なりますので、ご検討時に販売店に何種類かのシミュレーションを作成してもらって比較していただければと思います。



 → 太陽光パネルの過積載のメリットとデメリット



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天意(てんい)

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 太陽光発電初心者が投資に失敗しないための知識や業界の動向を現場目線でお伝えしていきます。
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