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影が太陽光パネルに影響する仕組み

1.太陽光パネルに影はどう影響するか

太陽光パネルに建物や電柱、木によって影がかかると、当然のことながら電気は発電されません。太陽光発電は光を照射すると電流を発生し、その大きさは光の強さによって比例します。(1年間・1日で見る太陽光発電量とその計算式

しかし発電量が低下する度合いは、影の面積に比例するものではありません。たとえばパネルの半分に影がかかった場合、出力50%低下することではないのです。

太陽光発電システムのパネルは、複数の系統が直列によって接続されています。それによって、パネル一枚に影がかかると電流全体の流れを妨げることになり、それがたとえ一部の影であっても、太陽光発電システムの全体に影響を及ぼすことになります。

実は、太陽パネルは電流源とダイオードが並列して構成されており、そのダイオードが影の部分をバイパスすることで影による発電量低下の影響を低減する仕組みがあるのです。しかし影の面積が大きい場合は、接続されている系統全体が発電されなくなります。

どうしても周辺環境の影響により影が生じる場合は、パネル系列の構成をバランスよく考慮することで、パネルの配置は発電効率を考える事が重要となります。

2.太陽光パネルへの影の作用の仕組み

太陽光発電システムは、太陽光がパネルに当たる事によって電気エネルギーに発電する仕組みであるため、天候や障害物などにより影等で光の量が得られない場合、もちろんのことながら発電量は低下することになります。

つまり影の部分が電気抵抗となることで、発電量が低下する仕組みとなっています。しかしながら前述のとおり、太陽光パネルが影に覆われた部分だけ発電量が低下するのではなく、システム全体の発電量に影響するのです。

太陽光パネルで最も普及しているタイプは、結晶シリコン型となっています。光を受けるセルがそれぞれ直列で接続されていることにより、必要な電流電圧を得られるようになっています。

太陽光パネルは通常およそ72枚のセルから構成されており、3つのサブストリングから構成されています。つまり1つのサブストリングはセル24枚となっており、それぞれに影による発電を保護するバイパスダイオードが設置されています。

仮に一枚のセルが完全に影になると、理論上その部分が完全な電気抵抗となり発電量はゼロとなります。 太陽光発電システムの構成上これは仕方がないことであるため、施工段階で影が障害となる部分を極力なくすということがとても重要となります。

バイパスダイオードがあることで、影にパネルの一部が覆われた場合、電気抵抗を受けているサブストリングから正常なサブストリングへバイパス(避ける)ことができ、システム全体の発電量が低下するという事態を免れているのです。

3.影のさす環境なら、CIS太陽電池がおすすめ

現在主流となっている結晶シリコン型パネルの問題点は、前述のとおり一部の影でも系列全体の発電に影響が出てしまうことです。太陽光発電システムを設置する環境が、時間帯によってどうしても影に覆われてしまう場合には、「CIS太陽電池」がオススメとなっています。(ソーラーパネルの種類と多様なメリット

ソーラーフロンティアに代表されるCIS太陽電池の特徴は、曇りや一部の影であっても発電される仕組みとなっておりメガソーラー発電所でも数多く採用されています。その理由はセルひとつひとつが独立しているため、影となった面積の部分だけ発電されないのです。少しの影でも発電されないシリコン型パネルを比べますと、非常に効率の高い発電性を保持している太陽光パネルといえます。

太陽光の波長は、朝と夕方に長くなる傾向があります。従来の結晶シリコン型パネルではその長い波長を発電する事が充分にできません。しかし、CIS太陽電池では朝と夕方の光も非常に効率よく発電することができますので、一日一日の発電量が上がることで年間を通じての発電量が多くなります。

また、CIS太陽電池のパネルは結晶シリコン系と構造が異なり、多結晶シリコンの場合はやや青色でマーブル状の模様であり、単結晶の場合は深い紺色で正方形のようなセルがいっぱい並んでいるという形状です。一方、CISは模様的なものがほとんどないため、黒色に非常に近くシンプルですっきりとしたデザインとなっています。2007年にはグッドデザイン賞において、エコロジーデザイン賞も受賞したこともあることから、発電効率と見た目の良さからCIS太陽電池を選択する人も多くなっています。

影や曇りの日に強い太陽光発電はなに?/

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