太陽電池モジュールの変換効率とは？｜パネルの選び方

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太陽光発電の性能を表現する尺度の一つとして、
太陽電池モジュールの変換効率というものがあります。

変換効率というのは、「照射される太陽光エネルギー」をどれくらいの割合で、
「電気エネルギー」に変換することができるのかを洗わす数値です。

当然、変換効率がよいパネルほど、同じ面積でも多く発電することになります。

設置場所の面積は限られているので、できるだけ多くの発電量を得たいと思うのであれば、
より変換効率の高いパネルを導入することが必要になります。
→太陽光発電のデメリット６：太陽電池を設置する際の面積の問題参照ください。

どのパネルが変換効率が高いのか？

太陽電池モジュールのうち現状もっとも変換効率が高いのが、単結晶モジュールです。

単結晶モジュールは、高純度のシリコンを使っているため、発電量を多く得ることができます。

その中でも2014年7月現在、市場に流通しているパネルでは、
東芝製250W単結晶モジュールが、世界No.1の発電効率で20.1％となっています。
（東芝製パネルは、アメリカサンパワー社製のOEM商品です。）
→発電効率世界No.1｜東芝太陽光発電の実力のヒミツ参照ください。

次に発電効率が高いのが、パナソニック製の単結晶ハイブリッド型HIT250αで、19.5％となっています。

さらに、三番目がシャープの単結晶ブラックソーラーで17.6％です。

以上のとおり、単結晶モジュールは、発電効率が高いですが、価格も比例して高額になります。

※HITは、単結晶モジュールにアルファモスを組み合わせたハイブリッド型になるため、単結晶モジュールと
アルファモスモジュールの二つの特徴をかね合わせた商品となります。
→発電量トップクラスのパナソニック太陽光発電HITシリーズ参照ください。

実際の発電量は、発電効率と一致しない

このように、発電効率がよいものほど、小さい面積でより多くの発電量を期待することができますが、
一方で、実際の発電量は、発電効率に比例しないことが多くあります。

それは、太陽電池モジュールの素材によっては、特徴があることに原因があります。

太陽電池モジュールの変換効率は、世界共通の測定条件下でテストされます。

それは、エアマス1.5、パネル温度25℃、1ｋW平方メートルという条件です。

※エアマスとは、太陽光のスペクトルを表すことばで、照射する太陽光パワーと類似します。

このうち、パネル温度は、素材によって発電力を左右する大きな要因となります。

例えば、単結晶モジュールは、25℃であれば非常に発電効率がよいのですが、
温度が高くなると発電効率が極端に低下していくというデメリットをもっているのです。

真夏の日中になると、太陽光パネルは最高で80℃近くまで温度が上昇します。

そうなると単結晶モジュールは発電力が非常に低下してしまいます。

以上のことから、地域によっては、高発電効率の単結晶モジュールよりも、
他の素材のほうが年間を通した発電量が多くなったりすることもあるのです。

NEDOの委託を受けてCISモジュールを開発しているソーラーフロンティアは、
発電効率13％程度ですが、実際に設置された際の「実発電量」で単結晶をモジュールよりも
多く発電するケースも多く発生しているのです。

どうやってパネルを選ぶのが一番よいか

太陽光発電で重要になる考え方は、「どれだけ多く発電するか」という側面もありますが、
基本的には、費用対効果という点に商店を当てて考える必要があります。

つまり、どれだけ初期投資をして、どれだけ発電するか、というバランスを考えるということです。

いくら発電量が多くても、初期費用が高くなりすぎては、意味がありませんし、
逆に初期費用がいくら安くても、発電量が十分に得られなければそれもまた意味がないでしょう。

初期費用と発電量の「よいバランス」を見極める必要があるということです。
→太陽光発電で費用対効果を最大化する方法を参照ください。

そして、その費用対効果を見極めるのに必要な公式が、上記ページに書いてあるのですが、次のとおりです。


この公式に当てはめてもっとも効率のよい発電量のパネルを選ぶのが吉でしょう。

※ここでは、経済的な観点から考えていますが、地球環境に与える影響を考える上でも、
この費用対効果という考え方は採用しやすいといえます。

なぜなら、基本的には費用≒地球資源、発電量≒地球環境への貢献度数といえるからです。

公式を具体例に当てはめてみる

上記公式の使い方を具体的な事例を見ながら検討してもらいましょう。


以上の例は、発電効率＝投資利回りは、10.7％ということになります。

いろいろなメーカーのいろいろな製品の見積りとシミュレーションをいろいろな販売店から取得して、
この数式に当てはめ、数値の高いもの＝最も費用対効果が高いものを選ぶようにしましょう。

【併せてご確認いただきたい記事】
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