影の影響について考える。(2)

「太陽光発電ムラの結成式」には私もいたような、いなかったような、イマイチ影が薄い当ブログ主でありますが・・・と前の記事で書きましたので、影の話、ずいぶん久しぶりの影の影響について考える。の続編です(笑)。

山とか木とか建物とか、いろいろと影を作る原因はあるわけですが、結構いやらしいものが電柱です。影をつくるので迷惑なわけですが、そうはいっても電柱がないと電気を送り出せません。敷地の北側に立てることができればベストですが、どうしても南側に立てざるを得ないなんてこともあります。

影の影響を定量化したり、その影響を厳密に計算をするのはかなり面倒ではありますが、結晶系の太陽電池モジュール(単結晶・多結晶)の場合には「影がかかっている面積の割合よりも、相当大きな影響がある」ことは事実です。いくつかその事例を親切に解説をしてくださっているウェブサイトを集めてみました。

●モジュールの一部が影の影響を受けるだけで発電量に大きな影響が出る例です。

太陽光発電実験室 ~太陽光発電システムに陰がかかったらどうなるの? – 理論上の説明のページですが、据え付けられているシステムでの実測結果のページも「太陽光実験室~陰の影響 クラスタ遮蔽」として公開されています。(以下のページです。)

  1. 太陽光実験室 ~陰の影響(1) クラスタ遮蔽
  2. 太陽光実験室 ~陰の影響(2) クラスタ遮蔽
  3. 太陽光実験室 ~陰の影響(3) モジュール1枚にかかる陰
  4. 太陽光実験室 ~陰の影響(4) モジュール2枚にかかる陰
  5. 太陽光実験室 ~陰の影響(5) ポール陰想定試験

●バイパスダイオードの働きについても理論面をわかりやすく解説していただいています。

テクニカルノート – 影のある状態での、太陽電池パネルのバイパスダイオードの 出力への影響  – 影の影響が大きいことがよくわかるかと思います。

●パイプやツーバイフォー(2×4)材の影でモジュールの発電量が最大43%落ちたとのことです。

Some More PV Shading Tests – 英語のウェブサイトも検索すると、参考になる情報がより多く見つかります。ありがたいことです。細いパイプの影の影響はあまり大きくないようで、電線の影はあまり気にしなくてもよさそうです。縦方向に設置したモジュールの水平方向にツーバイフォー(2×4)材の影がかかると、4割ほどそのモジュールの発電が落ちています。これほど近くに建つわけではないとはいえ、電柱の陰の影響もかなり大きいと想像できます。また、同じ方が雪の影響も実験されています。

●影の濃さと日射量ってどんな感じ?

とある平日の昼下がりに弊社本社ビル近くで実際に「影がない場所の日射量」と「電柱の影(電柱から5メートル離れた場所)の日射量」を測ってみました。

結果は、

  • ・影がない場所: 800 W/平方メートルほど
  • ・電柱の影(電柱から5メートル離れた場所): 200 W/平方メートルほど

でした。セル単位での発電量はおおむね日射量に比例しますから、この結果かから計算すると電柱の陰がかかったセルは、そうでないセルと比較して、極めておおざっぱに言うと1/4しか発電をしてくれない(ざっくりいうと実際のところは電流が1/4しか流れない)状態です。

(バイパスダイオードがなければ)モジュール全体やストリング全体は全て直列つなぎですので、この影響が関係してきます。無視はできない大きな影響といえます。

とはいえ、電柱の影は太いとはいえ、建物ほど大きな影ではありませんから、50kW(未満)の太陽光発電システムの場合、全部のストリングに同時に影響があるわけではありません。適地もますます限られてくる中、多少影の影響はあっても、影による発電量の影響はシビアに評価をしつつも、影響を受けないパワコン台数・ストリング数や、これらによる発電量をある程度は正しく見積もって、期待できる発電量の推定や事業の採算性を見極めたいものです。

【お断り】

影の影響は、モジュールの設置方向、バイパスダイオードの仕様、影の濃さ、時間による影の移動その他様々な条件で変化します。簡単な計算で評価をできるものではありません。本記事は「理論上の話」と「実測した(された)結果」のみで構成しており、これらの値から個々の発電施設における影の影響を計算できるものではありませんので、参考としてお取り扱いください。

実務上は「理論上の話」「実測結果」「一般に言われていること」などを総合的に判断して、影の影響をある程度定量化することが妥当ではと考えます。

 

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One thought on “影の影響について考える。(2)”

  1. 気象庁の日射量予測をグラフ表で確認できるサイトを作りました。もし、よろしければ、ご覧ください。
     URL:https://www.gpvweather.com/tseries.php
    よろしくお願いいたします。

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