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太陽光パネルの影の影響

響とPID

ホットスポットバイパスダイオード
太陽光パネルは、「太陽電池セル」という小さな半導体の集合体です。セルは直列につながっていて、発電した電気はセルの中にある電線を通って流れていきます。
セルを流れている電気が何らかの原因で流れにくくなると、抵抗が次第に大きくなって、電気が滞ってしまいます。
その際に太陽電池セルに直列で接続されている他の太陽電池セルの全電圧が印加され、発熱します。これを「ホットスポット」といいます。
太陽光パネルのガラスに鳥のフンや落ち葉がついたり、雑草が伸びてしまってになるなどした場合に起こる他、太陽電池セルに欠陥または特性劣化が生じた場合にも起こります。
これを防ぐために、太陽光パネルには通常、太陽電池セル数個単位で太陽電池セルの電流と逆方向になるよう、並列に「バイパスダイオード」がついています。
太陽光パネルは太陽電池セルを直列に接続した「ストリング」で構成されています。バイパスダイオードは、このストリングを保護します。セル表面に当たる光量に大きな差ができたとき、バイパスダイオードが働き電流を通します。
道路でいう「一般道路」と「バイパス」のような関係ですね。
太陽光パネルができる時、ストリングに沿ってができる場合は太陽光パネルの日陰面積に応じてI-V特性の電流が減ります。
一方で、すべてのストリングにまたがって、一部がになる場合は、太陽電池アレイの電圧がへっていく為、接続するパワーコンディショナが動作しなくなってしまいます。

PID現象について
PID(Potential Induced Degradation)現象とは、高圧の太陽光発電所などで太陽光パネルを多数、直列に接続し高電圧下で運用した場合に発生が懸念される劣化現象で、発電量が大幅に低下するのが特徴です。
太陽電池セルと大地との間の設置電圧は太陽光発電システムの設計によって異なりますが、1000Vの電圧を抑制しながら温度50℃、相対湿度50%の環境下で太陽光パネルを48時間維持すると出力特性が40%以下に低下するものがあることが、ドイツのフランフォーファー研究所から2012年6月に報告されました。
このPID現象は、太陽光パネルに高電圧が印加されることにより、ガラス中のナトリウムイオンが太陽光パネルの電気特性を低下させる現象として知られています。
システムを設計する上での対策も検討されていますが、どのような太陽光発電システムでも安心して利用できるように、太陽光パネルそのもののPID耐性を確認する公的な試験法の規格化が求められています。

・太陽光パネルの強度について
太陽光パネルは長時間にわたって屋外で風雨に晒されるため、その強度に対する信頼性が非常に重要です。
このため、太陽光パネルの仕様には耐風圧などの記載がされるようになっています。
試験方法はJISで定められており、結晶系太陽光パネルの環境試験法、耐久性試験方法(JIS C 8917)、アモルファス太陽光パネルの環境試験法、耐久性試験方法(JIS C 8938)で規定されています。
風による加重に耐えるための耐風圧試験については、送風機と圧力箱を用いた装置で行いますが、簡易的に乾燥砂を太陽光パネルの上から載せていく静荷重試験でも良いとされています。
雹による衝撃に耐えるための降雹試験は、アイスボールを用いて試験を行いますが、簡易的に鋼球を1mの高さから落下させて強度を確認する方法も許可されています。
太陽光パネルを取り付ける際の機械的強度に耐えるための耐久性試験は、ねじり試験として太陽光パネルを剛体枠に固定し、一隅を一定量変化させて問題がないことを確認しています。
また、太陽光パネルの認証を取得するための規格としては、「太陽光モジュールの安全性適合認定-第2部:試験に関する要求」(JIS C 8992-2)においては、破壊した際の壊れ方などを規定することにより、太陽光パネルの安全性を確保しています。

太陽光発電の将来の導入目標と投資運用リスク


太陽光発電市場はこれからまだ成長するのだろうか?

運転開始後、管理を続けることができるだろうか?



 太陽光発電に投資しようか迷っている人は、このような不安が付きまとっていると思います。


こんにちは、天意です。

今回は将来の太陽光発電の導入目標と設備の運用のしやすさについて解説していきます。




更に高まる再生可能エネルギーの割合


 経済産業省が2015年7月に公表した「長期エネルギー需給見通し」というものがあります。この長期エネルギー需給見通しとは、政府のエネルギー政策に基づき、実際に政策を施行した場合に実現されると予想されるエネルギーの需給構造の見通しです。


 経済産業省が見通す「将来」とは、15年後の2030年のことです。原発事故後、すべての原発が停止し、徹底した省エネが完全に浸透しきった2013年の電力量のうち、20%前後を再生可能エネルギーで占めるという想定になっております。20%の再生可能エネルギーの発電量の内訳は、9%を水力が占め、次いで太陽光が7%を占めると予想しています。


 2013年の電源構成は再生可能エネルギーはわずか2%に過ぎず、この10倍を2030年までに増やすという計画です。これに伴い、経済産業省は再生可能エネルギーの導入見込みも試算しました。その試算は現状の対策のままの状態、そして合理的な制度変更や義務付けなどの誘導策を適宜追加した状態、そして導入可能な最大限の対策をとった状態の3つのケースに分けて試算をしました。


 すると、現状の対策のままでは、2030年の発電量の割合はおよそ24%、合理的な制度変更などをとった場合は31%、最大限の施策をした場合は35%と算出しています。


 経済産業省は、至上命題ともいえる再生可能エネルギーの普及を推進している立場であることも影響しているのか、どのように舵を切ったとしても、20%前後という見通しを大きく上回る数値を見込んでいるのです。


 そして、その再生可能エネルギーの中でも特に比率が高いのが太陽光発電です。合理的な制度変更などをした場合でおよそ11%も占めると予想しています。これは何も、経済産業省が太陽光発電投資の生殺与奪を握っているというわけではなく、そもそも発電コストの削減余地も大きくあるということでもあります。





太陽光発電設備の高い整備率


 毎年、全国の住宅に関して新築や建て替えを実施した数千に上る世帯を対象に、家に関するアンケートを実施しています。そのアンケートの設問において、太陽光発電設備に関するものがあります。


 2010年度の調査では、太陽光発電設備の整備率が24.6%だったのが、11年度で29.8%と徐々に上昇し、14年度に42.7%と年々上昇し、三大都市圏ではなんと5割の家庭で何らかの太陽光発電設備の整備をしています。


 これは電力の自家消費と同時に、太陽光によって得た電気を売電できるという投資としての面もあります。その利回りは、不動産投資の倍近くにまで登っています。




投資においての太陽光発電


 太陽光発電設備のリターンの高さは、一つは固定価格買取制度という20年にわたって1キロワットあたりの価格を固定で買い取るという制度と、もう一つが、技術革新によって初期投資額が年々下がっているというものです。


 中でも特筆すべき点が、初期投資にかかるコストの低下です。投資に必要な最低限の設備は、普及に伴って非常に安価になってきました。これはつまり、 高い利回りを確保できるということに直結します。


 これまでは、参入しやすい投資といえば不動産投資が主でした。アパートやマンションなどを買い、家賃収入を得るというものですが、これは需給の関係が常に付きまとうものです。


 例えば東京の城南地区は単身者に人気の高い、ワンルームマンションが軒を連ねる激戦区ですが、その取引利回りは2005年の時点で5.3%でしたが、10年後の2015年4月の調査ではなんと4.6%と1%近く下がったのです。


 さらにランニングコストも太陽光発電に軍配が上がります。不動産投資のランニングコストといえば建物の維持管理や、居住者の対応などがあります。修繕などで突然大きなコストがかかることがありますが、太陽光発電で必要なのは電力系統の遠隔監視システムとパネル周辺の清掃程度と少ないです。





 そもそも、パネル周辺の掃除は発電量の確保に直結する問題ですので、まったく無駄にならず、リスクになりません。メンテナンスの簡単さは、太陽光発電システムの大きなメリットです。


 例えば火力や水力といった既存のシステムはもちろん、風力の様な他の再生可能エネルギーでも機械的な仕組みが必要です。機械的な仕組みとは、太陽光発電以外のものだと、タービンや風車のようなものを可動させて発電しますが、継続して動かすためには何らかのメンテナンスが必要になります。


 一方、太陽光パネルの太陽電池の仕組みは、太陽の光エネルギーを受けたパネル内で起きる電子レベルでの反応により電気を生み出します。これが上手くいかないということはパネルそのものの故障であり、メンテナンスの余地はありません。


 もちろん、経年劣化や電子制御部分などはある程度メンテナンスが必要ですが、それを除けば大掛かりなメンテナンスなどは不要です。低コストで維持し続けられるのも、太陽光発電の大きな魅力になります。


 日本の太陽光発電は1958年に日本電気が最初に太陽電池の開発研究に取り組んで、およそ60年近くの年月が経っています。その後、シャープなどの大手のメーカーが続々と参入し、今日に至ります。


 様々なことがありましたが、現在では優れた投資物件の一つとして、太陽光発電があります。もちろん、不動産投資もハイリスクハイリターンの投資として現在も存在しています。あらゆる選択肢を考えて、最適な投資をしていく事が必要になります。




太陽光発電の国による買取保証と賦課金の仕組み

 再生可能エネルギーの固定価格買取制度が始まってから現在まで、太陽光発電は住宅用よりも産業用の方が圧倒的にたくさん作られました。それはなぜでしょう?


 こんにちは、天意です。

今回は産業用太陽光発電の導入が爆発的に伸びた背景をお話ししていきたいと思います。




投資としての側面が強い産業用太陽光発電


 住宅用太陽光発電は、自分で使い切れなかった電力、いわゆる「余剰電力」しか売ることができません。そしてその売電期間は10年です。しかし、産業用の設備なら、発電したすべての電力を売ることができるのです。しかもその売電期間は20年です。言い換えれば、売電による利益だけを考えて発電することが前提で、制度が作られているということになります。


 産業用の太陽光発電は、ただ制度上そうなっているだけではなく、他にも様々な面で投資を考えられた作りになっています。例えば買取期間は住宅用は10年でしたが、産業用は20年間保証されており、買取価格こそ住宅用よりも若干安価ですが、住宅用よりも10年長く売電することができます。


 不動産では、建物そのもののトラブルだけではなく、空室や家賃の滞納など、想定していた利益が入らないということが往々にしてあります。しかし太陽光発電ではそういったことは一切なく、固定価格で買い取られる=想定通りの利益が出る、という制度になっています。


 さらに、太陽光発電は非常にシンプルな構造の投資でもあります。発電した電気を買い取るのは、日本全国に存在する電力会社です。選定が面倒な第三者などはなく、すぐに買い取ってくれるシステムが完全に構築されているのです。


 一方不動産では「信用」が非常に重要な要素となり、どういった人に部屋を貸すのかというところから考える必要があります。他にも賃借料など考えるべきことがたくさんありますが、太陽光発電ではそうしたことは一切ありません。


 固定価格買取制度により、他の投資では切っても切り離せない「リスク」という部分が大幅に軽減されているということなのです。


    ビジネスミーティング



電力買取りの原資は「再エネ発電賦課金」


 住宅用や産業用太陽光発電の買取に使われるお金は、その地域の電力会社に支払った電気料金から捻出されています。お使いの電力会社から送られてくる明細書を見ると、おそらく「再エネ発電賦課金」という項目でも料金が発生しているはずです。これが太陽光発電の買取りに充てられています。


 賦課金の額は、その月に使用した電力量によって算出されます。例えば2015年にはキロワット/時当たり1.58円で、月300キロワットの使用だった場合474円の賦課金が発生しました。


 また2017年現在、日本のほとんどの原子力発電所が停止しています。2011年の原発事故まで原子力発電で賄っていた電力は相当な量に上り、この分を再生可能エネルギーなどの原子力以外で賄う必要があるのです。




背景には、再生可能エネルギーの早急な整備が


 この再生可能エネルギーの整備の背景には、国の強力な推進力があります。これまでメインの電源であった水力、原子力、火力は、昼夜を問わず低コストで発電できる「ベースロード電源」として残し、火力の中でも資源の必要な天然ガス火力やコストがかかる石油火力発電は、ミドル電源やピーク電源としてバックアップ的な存在にし、多層のエネルギー構造を構築しています。


 しかし、水力こそ安全ですが、火力の中でも石炭火力は温室効果ガスを排出し、原子力は核廃棄物が出るため、それらは環境への影響が懸念されています。石油は中東危機などが価格に跳ね返り、安定した供給は難しいとされています。


 太陽光や風力は設備コストこそ高いですが、環境への悪影響や資源価格変動のリスクがゼロなうえ、日本全国どこでも得ることができるエネルギーなため、有効活用が期待されています。


 そこで固定価格買取制度で電力を買い取る方式なら、投資目的の企業や投資家がこぞって参入することによって、市場原理が働くことによるコスト競争や技術革新が期待できます。コストが下がれば当然、システムの設置はますます広がっていきます。


 この目論見は的中し、あらゆる土地で太陽光パネルが設置され、数々の大手企業が発電事業の参入に踏み切りました。これからもこの勢いは衰えることなく、参入する企業や投資家は増えていくと考えられています。


    太陽光発電投資家




プロフィール

天意(てんい)

運営者:天意(てんい)
 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。
 メディアでは報道されない業界の現状や本当の姿を紹介していければと思います。
 → 詳しいプロフィール
 

 
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