■コラム-変換効率のナゾ

■目次
  • 変換効率のナゾ

■変換効率のナゾ
多くの太陽電池メーカーが謳い文句として「変換効率」という言葉を並べ立てますが、この変換効率とは一体何なのでしょう?
  • 太陽電池セルの効率
    太陽の光がすべて電気になるわけではありません。セルにたどり付いた光エネルギーの10パーセントから20パーセントしか電気にはならないのです。

  • 太陽電池モジュールの効率
    セルの効率が幾ら高くても、モジュールとして組んだ場合には表面のガラスで反射してしまいモジュール内部にまで到達しない光があります。
    また、セル同士がつながって状態での電気的抵抗によっての損失もあります。

  • 電線路の損失(効率)
    電線にも効率があります。細い水道管に大量の水を流してもうまく流れないように、電線も細ければ細いほど損失が増えます。この損失は主に熱となって立ち現れます。

  • 接続箱の損失
    接続箱には、太陽電池から発電した電気が逆流しないように逆流防止ダイオードというものを設けています。これもまた、発電した電気の一部を熱に変えてしまいます。

  • インバータの発電効率
    他の機器と同様に直流の電力すべてが交流100vに変換できるわけではありません。
    パワーコンディショナの多くは90パーセント台の効率にとどまります。

  • おまけ---お金の効率(住宅系統連系に限ったお話です)
    余談ですが、いくら工夫をこらして太陽電池からの出力を無駄なく得ることができても、その工夫に用いるお金が高すぎては本末転倒です。
    たとえば、南向き35度の傾斜でもっとも発電量が多くなる地域があるとします。
    一方、屋根の勾配は20度だとします。
    そうするとさらに15度の勾配をつけた架台を組んだ上に太陽電池を設置すれば良いと誰もが考えるでしょう?
    しかし、ちょっと待ってみてください。
    アレイの勾配を屋根勾配よりも強くするということは屋根の上にさらに屋根を組むようなことです。そのための数十万という費用を考えたら、太陽電池を増やすか、何もしないかの方が設備投資の回収年数が短くなるはずだと言う事に気づきます。(ほとんどの場合)また、直射光成分よりも散乱光成分の多い日本の日射では太陽光追尾装置はまるでナンセンスです。
    研究事業でもない限り、このような工夫をすることは多くの場合、資金の無駄となることを覚えておいても良いでしょう。

余談が過ぎましたが、つまり変換効率とは
「太陽電池が本来出力するべき能力」から「もろもろの損失」差し引いたものをパーセンテージで示したものということがわかります。
システムの一部分の能力-損失=変換効率
メーカー各社のカタログは、まるで上記が変換効率であるがごとく謳っていますね。
説明をうまく省略しています。
よくカタログを見直していただきたいのですが、トータルの変換効率を謳っているメーカーはありますか???
これが営業上のミソなのです。
太陽電池があって、電線路があって、接続箱があって、インバータがあって、それらの効率を掛け算したものが本当の実質の効率なのに、部分の効率を謳い文句にしているメーカーさんがいかに多いことでしょうか。
具体的に計算してみましょう。
太陽電池の変換効率10パーセント(例です)
インバータの変換効率90パーセント(例です)
とします。ここで他の要素を組み込まないのは設計と工事による部分が大きいからです。
ここではあくまで太陽電池という商品の力を考えることとしましょう。
単純に0.1*0.9ですね。0.09です。
つまり太陽の光が100降り注いでいるうち、電気になるのはわずか9パーセントです。
もうひとつ例をあげましょう。
太陽電池の変換効率が15パーセント(例です)
インバータの変換効率が85パーセント(例です)
0.1275です。
つまり太陽の光が100降り注いでいるうち、電気になるのは12.75パーセントです。
いかがでしょうか?
部分の変換効率だけ取り上げても意味がないということがおわかりになったでしょうか?
どのメーカーのシステムも一長一短があることをお忘れなく。

そして案外見落とされがちなのが、設計の方法と発電量、または効率との関わりです。
  • 日陰を巧みに避ける
  • 設備投資回収年数(ペイバック)に見合った勾配を得る
という至極あたりまえのことに気を配っていただきたいものです。
多くの利潤を得るために一日のうち長く日陰になってしまう屋根にまで設置をすすめる業者さんもいます。

日本では太陽光発電システムの価格が下がり過ぎました。
金もうけをたくらむ輩によって、ひどい過当競争になっています。
今ではエンドユーザー価格(施主様が購入する価格)が世界一安いそうです。
ということは。。。
そうですね。手抜き設計、手抜き工事業者が増えるわけです。
誰もが楽をして儲けたい。そうでしょうね。
たくさんのお客さんを探すよりも一件に多くの太陽電池を載せた方が儲かります。
たとえば、ある業者さんでは屋根から大幅にオーバーハングさせて設置したために太陽電池が落下したことがあります。
また、使う材料は安い方がいいですよね?
私の知っている業者では細い電線を使って火事が出たこともあります。
(もちろん、これらはすべて私ではありません。)
施主様もご自身で見て、考えてから業者さんと契約してくださいね。


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