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太陽光発電の発電量と季節や気候の関係は?

太陽光と季節
太陽光発電を始めた人へ

ソーラーパネルに太陽光を集めることで発電をしている太陽光発電、当然、冬よりも日がさんさんと照る夏のほうが多くの電気が起こせると考えていませんか? 実はそれは誤解なんです。 季節と太陽光の発電量や季節によっての発電効率について、ご説明します。

太陽光発電は季節による影響を受けるのでしょうか。
ソーラーパネルに太陽光を集めることで発電をしている太陽光発電は、当然、日照時間が長ければ長いほど発電量も増加するはずです。
それでは、夏の発電量が多く、冬の発電量が少ないのでしょうか?
今回は太陽光発電と季節や気候の関係について紹介します。

発電量や発電効率はソーラーパネルの温度に影響される

それでは、ソーラーパネルの特性から太陽光発電と季節の関係を考えていきましょう。

ソーラーパネルは高温に弱い

一般的に住宅用太陽光発電のソーラーパネルは、表面はガラスで覆われていますが、内部の発電部分はシリコン(半導体)でできています。
そして、シリコンは温度が上がると機能が低下していく特性を持っています。
この特性のため、ソーラーパネル表面の温度が高くなっていくと、太陽光発電の発電効率が低下して発電量は少なくなってしまいます。

太陽光発電は日照時間が長い夏の方が発電量が多いようにイメージする方も多いと思いますが、実はこの「高温に弱い」特性のため、そうではないのです。

ソーラーパネルのカタログ性能は25度時のデータ

ソーラーパネルの性能をカタログ等に記載する場合、ソーラーパネルの温度が25度であることを条件に計測された発電量で表示されています。これは業界統一のルールで決まっています。

しかし、日本には四季があり季節で気温や日照時間が変動しますので、一年中カタログに表示されている性能どおりに発電量を保つことは難しいのです。

ソーラーパネルの温度変化と性能

ソーラーパネルの性能は、基準の25度から1度上がると発電効率が約0.4〜0.5%下がると言われています。
言い変えると、ソーラーパネルが25度から10度上がると発電効率が4%程度下がるということです。

夏の気温でソーラーパネルは高温になる

近年は地球温暖化問題と言われるように、夏の気温が40度を超える地域が多くなってきています。
真夏の炎天下のもとで気温が上昇すると、ソーラーパネルの温度は気温よりも30〜40度高くなると言われています。
ですから、真夏のソーラーパネルは70度前後といった高温になることも考えられ、このとき、10〜20%も発電効率が低下するのです。

発電量トップクラス※ | 住宅用太陽光発電システム | 太陽光発電・蓄電システム | Panasonic

つまり、夏は日照時間が長いのですが、ソーラーパネルは高温により低下してしまうので発電量は少なくなってしまいます。

高温にも強いソーラーパネル

シリコンの高温化による発電力低下を改善したソーラーパネルに、HIT(ヘテロ接合型ソーラーパネル)というタイプの製品があります。
単結晶シリコンの両面にアモルファスシリコンという物質を接合したもので、従来のソーラーパネルに比べて高温になっても発電効率を高く維持できることが特徴となっています。

春から初夏の発電量が安定して高い

太陽光発電においてソーラーパネルの素材であるシリコンの特性・機能をふまえて考えると、日照時間が長く、かつ気温が低い季節がソーラーパネルの発電効率の面で最も有利と言えます。

一年の気候・季節から見ますと、6月〜7月中旬くらいまでの梅雨や12月〜2月の冬の間は日照時間が短くなりますから発電量は少なくなってしまいます。
また、7月下旬から9月末くらいまでは、気温が高いことでソーラーパネルが高温になることから発電量が低下してしまいます。

出典:産総研:太陽光発電研究センター 「実環境における発電量」

こうしたことから、ソーラーパネルが高温になり過ぎず日照時間が安定している3〜5月の期間が、一年で最も安定して発電量が高くなるのです。

まとめ

太陽光発電は、日照時間によって発電量が変動します。ですから、日照時間が少ない梅雨や冬の時期は発電量も少なくなります。一方、夏は日照時間は長いのですが、ソーラーパネルが高温になることから発電効率が下がり、発電量が少なくなります。
従って、最も発電効率が高く、発電量が多くなるのは、3〜5月の春から初夏にかけてということになります。

この時期は日本の多くの地域が過ごしやすくなり、電気の使用量も少なくなるので、売電収入も3〜5月が最も高くなる可能性が高いと言えるでしょう。

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