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太陽光発電システムの損失と性能比(PR)

· 読了時間:約5分 ·

発電量を減らす損失を、温度・汚れ・ケーブル・影・インバーターの面から解説。性能比を確認し、損失を調整できます。

実際の発電量が定格より小さい理由

5 kWpのシステムでピークサンアワーが5時間なら、「本来は」1日25 kWh発電するはずです。実際にはそれより少なくなります。太陽からコンセントまでの各段階で、少しずつ失われるからです。この損失は正常で、予測できます。

25 kWh1日の理論発電量(5 kWp × 5 h)
約20.6 kWh1日に届く電力量(典型的な損失を含む)
約82%性能比(PR)

エネルギーはどこへ行くのか

温度

約5〜12%

高温のパネルは効率が下がります。一般に、25 °Cを超える1 °Cごとに出力が0.3〜0.4%低下します。

汚れ

約1〜5%

ほこり、落ち葉、すすは光をさえぎります。雨の多い場所では雨が洗い流しますが、乾燥した場所では掃除がより重要です。

ケーブルと接続部

約1〜3%

細いケーブルや不良な接続は発熱し、エネルギーを熱として無駄にします。

影とミスマッチ

約1〜10%

1列にかかる影はストリング全体の電流を下げ、性能の違うモジュールは互いを制限します。

インバーター

約2〜4%

DCからACへの変換は完全ではありません。現在のインバーターの効率は、データシートで約96〜98.5%です。

性能比(PR)

性能比(PR、performance ratio)は、すべての損失をひとつの数字にまとめたものです。理論上の電力量のうち、実際にシステムの出力まで届く割合を表します。この基準には、パネル面の日射量を、出力した電力量と同じ期間で測って使います。

20.6 kWh1日に届く電力量÷25 kWhkWp × ピークサンアワー=82%性能比

損失を調整する

それぞれの損失を動かして、理論値がインバーターの出力まで減っていく様子を見ましょう。損失は掛け算で効きます。各段階の損失は、前の段階で残った量にかかります。

操作して学ぶ

システム損失を調整

5 kWp・日照 5 時間の例です。各損失を動かして、理論値がどれだけ残るかを確認します。

  1. 25 kWh
    理論値5 kWp × 5 時間、損失なし
  2. 23 kWh
    温度損失後
  3. 22.3 kWh
    汚れ損失後
  4. 21.9 kWh
    ケーブル・接続部損失後
  5. 21.2 kWh
    影・ミスマッチ損失後
  6. 20.6 kWh
    インバーター出力
82%性能比(PR)
20.6 kWh1日
617 kWh1か月(30日)

減らせるもの

典型的な損失減らせるか
温度5〜12%一部可能:モジュールの裏側の通気で
汚れ1〜5%可能:清掃で
ケーブルと接続部1〜3%可能:適切な太さのケーブルと確実な接続で
影とミスマッチ1〜10%可能:パネルの配置、オプティマイザー、マイクロインバーターで
インバーター2〜4%少しだけ:効率のよい機種を選ぶ
✓ 減らせる · ◐ ケースによる · ✗ 注意点

容量決めでの使い方

パネルが何枚必要かを計算するとき、総合的な性能係数80%(「システム効率」)は、ピークサンアワーがパネル面のものであれば、PRに相当します。屋根に影がある、または非常に暑い地域では小さめの値を、清潔で通気のよいシステムならやや大きめの値を使います。

  • 簡単な見積もりは80%から始める
  • 影、猛暑、通気のない設置では70〜75%に下げる
  • 85%まで上げるのは、通気のよい設計と、それを裏づけるシミュレーションがある場合だけ
  • 設置後は実際の発電量と比べて、今後の計画に使う値を調整する

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この記事の図を読み込んだEditor Solarです。機器を移動し、ラベルを変更し、部品を接続して、PNG・SVG・PDFで書き出せます。無料で、すべてブラウザー上で動作します。

典型的な損失を書き込んだ5 kWpのシステムです。理論値25 kWh/日のうち、約20.6 kWhが残ります。

試してみましょう: ご自宅の屋根に当てはまる損失(影、暑さ、長いケーブルなど)を図のテキストに書き込み、性能比の計算をやり直しましょう。

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