2015年9月の太陽光発電の結果と日射量から分る発電量

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閑古鳥です。我が家では引渡しから2か月近く経った9月14日から太陽光発電が始まりました。今回初めての検針で9月の売電金額が確定しましたので結果を見て頂きたいと思います。

太陽光発電設備に関するデータ

オリジナル太陽光パネル 20.09kW

  • 屋根15.17kW(@205W×74枚、Ver 22横タイプ1326×1018mm)
  • ソーラーカーポート4.92kW(@205W×24枚)

屋根勾配…1.5寸(約8.5度)

パネルの方位角…ほぼ南向き

パネル設置場所…群馬県前橋市

この期間の天気は?

毎日の天気を記録するって小学校の夏休みの宿題以来です^^仕事がありますので毎日空を見続けることは勿論できませんから、気象庁のtenki.jpのサイトから調べてきたデータです。

全国約150地点の気象観測所の観測結果です。最高・最低気温のほか、今の天気が分かります。

我が家は前橋地方気象台からそれほど離れていませんので、我が家の天気もこのデータとほぼ同じかと思います。

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9月は前半こそ雨が多かったものの、シルバーウィーク頃からは晴天に恵まれたため、まあまあの天気だったのではないでしょうか。

日照時間も一緒に表に入れてみました。この日照時間には定義があって、直達日射量が120W/㎡以上であった時間のことを表しているそうです。120W/㎡といわれてもピンときませんが、直射光によって物体の影が分かるくらいの明るさのことだそうです。

2015年9月分の売電額

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期間 2015年9月14日~10月6日(23日間

発電量 1,559kWh

売電単価 34.56円(税込)

売電額 53,879円(1,559×@34.56円)

一条工務店のシミュレーションによれば9月の発電量は1,451kWhとなっていますから、23日間でそれを上回っており、出足としてはまずまずの滑り出しでしょうか。

データの無い9月上旬の発電量の予想をしてみる

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今回調べてみたのは売電開始前、9月1日~9月13日の期間の発電量です。この期間の発電量がどのくらいあったのか予想して一条の発電量シミュレーションと対比してみたいと思います。

太陽光の発電量の計算式

発電量=日射量×パネルの容量×損失係数

発電量はこの数式で求められます。

このうち日射量については気象庁のHPから全天日射量データをダウンロードすることができます。

ただし全天日射量が測定されているのは気象台が設置されている地点のみとなっているため、気象台から離れれば離れるほど自分の居住地のデータを正確に知ることができません。

全天日射量・傾斜面日射量

全天日射量は「直達日射量」「散乱日射量」の合計です。

  • 直達日射量:太陽の光球の範囲のみからの日射量(直射日光)
  • 散乱日射量:太陽の光球以外の範囲からの日射量(大気分子や雲粒で散乱された光)

この全天日射量は地面に対して水平に設置された日射計で測定されたものです。実際の太陽光パネルは傾斜のある屋根に設置されておりますし、その設置されている方角もまちまちです。

そのため実際の太陽光パネルの発電を予測する上では、屋根勾配とパネルの方位角を考慮し、傾斜面が受ける日射量である傾斜面日射量を知る必要があります。

傾斜日射量に対する実際の発電量の関係についてグラフにしてみると

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ちょっとデータの数が少ないですが、おおむね直線状になっています。相関係数は0.98682です。

この傾斜面日射量ですが、計算の過程については複雑なので割愛させて頂きますが、結果の数値は下の表のようになります。全天日射量と微妙に数値が違ってくることが分ります。

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2列目:気象庁の発表している全天日射量(単位はMJ/㎡、メガジュール)

3列目:単位をMJ/㎡から kWh/㎡に変換、(1kWh = 3.6MJ

3列目:全天日射量をもとに我が家の屋根勾配と方位角を加味して計算した傾斜面日射量

4列目:実際の発電量

5列目:発電量に基づく売電額(税込)

損失係数

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損失係数については

  1. パワーコンディショナーによる損失
  2. パネル温度の上昇による損失
  3. パネルの汚れなどによる損失

があります。

パワーコンディショナーによる損失

一条工務店で使われている田淵電気のパワコンはカタログによればと変換効率は5.5kWで94.5%、9.9kWで94%となっています。

我が家では5.5kWが二台、9.9kWが一台となっていますのでおおよそ94~94.5%程度の変換効率かと思われます。すなわち発電量の5%程度はパワコンによる変換の際に損失が生じていることが分ります。

パネル温度の上昇による損失

一方温度損失については一条工務店のパネルのデータがないのでよく分かりません。各メーカーが発表している数値を見てみると、季節によって変わってきますが-10%~-20%の温度上昇ロスがあるようです。

当然のことながらパネル温度が上昇する夏ほど上昇ロスが発生します。

実際の損失係数

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1列目:実際のモニターで確認した発電量

2列目:傾斜面日射量×20.09kWh(我が家のパネル容量)

3列目:1列目÷2列目

黄色で塗った部分は明らかに異常値です。おそらく気象台と我が家の日射量が違っていたことが原因かと思います。この数値を除外すると損失係数は0.808となります。

パワコンによる損失が6%とすれば、この時期のパネルの温度上昇と汚れ等による損失は14%程度だったのではないかと思われます。

9月1日~13日の発電量を予想して一条シミュレーションと比較

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発電開始前の9月1日から13日までの発電量を予想してみたのが、上の表になります。

方法としては先ほど見てきたとおり、全天日射量から傾斜面日射量を求め、さらに損失係数をかけて予想発電量を算出しています。

この数字を合わせると9月1日から30日までの発電量は1690.2kWh、売電額で約58,400円程度だったと予想できます。

これは一条のシミュレーション数値と比べると116%となります。私の夢発電の借入返済額は月額57,821円ですから、この位の発電量が無いと持ち出しとなってしまいます。

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こうして見ていくと9/17と9/25は共に一日雨で、日照時間が0なのですが、日射量の差から発電量が倍以上も違います。これからデータが増えてくると色々と遊べそうで楽しみですね。