自作してみた！太陽光発電 ４．ソーラーパネルの規格と使い方
はじめに
この記事では、ソーラーパネルの基本的な部分である、ソーラーパネルの種類、規格の見方、パネル設置の仕方などについて書きます。
下は、「自作してみた！太陽光発電」の記事一覧です。
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- 自作してみた！太陽光発電 ２．ベランダ太陽光発電システムを作る
- 自作してみた！太陽光発電 ３．独立型と系統連系型
- 自作してみた！太陽光発電 ４．ソーラーパネルの規格と使い方
- 自作してみた！太陽光発電 ５．バッテリーの規格と使い方
- 自作してみた！太陽光発電 ６．チャージコントローラーの規格と使い方
- 自作してみた！太陽光発電 ７．DC－ACインバーターとDC-DCコンバーターの規格と使い方
- 自作してみた！太陽光発電 ８．鉛蓄電池からリチウムイオン電池に交換した
ソーラーパネルとは
太陽電池あるいは太陽光発電モジュール等ともいわれます。半導体素子を用いて太陽光エネルギーを電力に変換しています。現在使われている材料は、シリコン系と化合物半導体系が主で、特にシリコン系が大半となっています。
シリコン系ではモジュールの変換効率は２０％以下ですが、化合物半導体、特に、ガリウムヒ素系だと２５％程度に達するものがあるようです。現在、家庭で使うソーラーパネルはほとんどシリコン系かと思われます。
発電量はパネルのサイズに比例しますので、家庭で使う太陽光発電では、１枚当たり数十W～200W程度のパネルを必要枚数、例えば１枚だったり、数十枚を並べたりして必要な電力を作っています。
パネルの電圧は、１２Vあるいは２４Vとなっています。
ソーラーパネルの性能
基本的な性質や性能を表す電気的仕様として以下のようなものがあります。
・開放電圧（Voc）Open Circuit Voltage ： ソーラーパネルの正と負の端子になにも繋がない状態での電圧です。単位はVです。
・短絡電流（Isc）Short Circuit Current ： ソーラーパネルの正と負の端子を短絡させたときの電流です。単位はAです。
・（最大）動作電圧（Vop）： ソーラーパネルの出力電力が最大になるときの動作電圧です。
・（最大）動作電流（Iop） ： ソーラーパネルの出力電力が最大になるときの動作電流です。
・最大出力（Pmax） ： 上に書いた、Vop（V）×Iop（A）＝Pmax（W）となり、ソーラーパネルの最大出力表示に当たります。
ちなみに、私が購入したカウスメディアの１００Wソーラーパネル（１２Vバッテリ対応）の仕様は以下のようになっていました。
最大出力 100W
最大出力動作電圧 17.8V
最大出力動作電流 5.62A
開放電圧 21.3A
短絡電流 6.07A
上のデータから、１２Vと称していても、ソーラーパネルの出力電圧は最高２１V程度になっていることがわかります。
１２Vのソーラーパネルは、対応しているチャージコントローラーが多く、バッテリーも12Vバッテリーが使えますので、使いやすいパネルです。ソーラーパネルを直列につないで、２４V、３６V系にして使うことも多いようです。なお、バッテリーも同様です。
ソーラーパネルの設置
ソーラーパネルを固定して設置する場合、発生電力を最も大きくできるのは、東京辺りでは、真南に向けて傾斜は３０度程度の角度、ということのようです。ただし、１日の間、太陽は方向がどんどん変わるわけで、その平均に対する最適値を表しているだけですので、あまりシビアな値ではないようです。なお、雨や汚れが落ちやすくなるようにするには角度をある程度つけるほうがよさそうです。
季節により角度を調整することも考えられ、夏至の頃は１０度程度、冬至の頃は６０度程、にするのがよいと言われています。が、ご利益は期待したほどではないかもしれません。
ただし、時々刻々太陽を追跡するのなら話は別です。もっとも、そういう設備を導入するのはなかなか難しいことと思います。なお、追跡する場合の精度は１０度程度でよさそうです。１０度ずれても１～２％発電効率が落ちるだけです。結局、パネルの向きを変えるための電力及び設備のコストと性能向上との見合いです。
太陽光発電の記事
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