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太陽光発電システムの効率向上の方法
及び、高効率運転の可能性について

 

浅川太陽光発電所では、季節や月ごとに大きく変化する発電量に対応策を求めていました。ことの起こりは、月別の最大発電量と最低発電量の差が非常に大きく驚いていました。3kWシステムでさえ、なんとその差は最低と最大で160kWhあまり。これでは、安定した発電を大規模に行おうとした場合には大きな障害となり太陽光発電の大きな問題と成ります。私の考えだした結論は、太陽電池の設置角度を変化させ対応するものです。3年間に渡る発電データーの結果は、発電規模を倍の6kWにして実験した結果、最大発電と最低発電の差は倍には成らず80%の範囲内で納めることができました。しかし、根本的なな解決策ではなく更なる研究が必要で有ることが分かり、太陽光発電システムの向上を目指し、システムの中心のインバータの開発の必要性が判明し、インバータの開発に着手いたしました。今までに数回のインバータの改良や開発を行いました。それらの結果をもとに東京電力の助成研究にも参加しさらなる開発を進め現在は、6kWシステムと12kWシステムを稼働させております。私共は、研究成果を社会に対して、インターネットを通じて発表し皆様に、役立つ情報として提供して参ります。

 

*太陽電池の設置角度により、太陽光発電の出力調祭や最大電力追尾方法などの実験についてこれより発表して参ります。

太陽電池の設置角度
通常は、太陽電池を屋根の南側で日照時間の長い場所に配置し設置いたします。あえて、配置といたしましたが同一機種では問題は有りませんが、異機種の物が有る場合は、工夫が必要です。また、設置場所の違いや設置角度の違い等々、多くの問題が有るように見えますが、基本的には殆ど変化の無いことが分かって参りました。日本列島では、太陽電池の設置角度による変化は、南向きに設置し、水平から設置場所の緯度角度より5度ほど角度を付ければ、ほぼ最大の発電を示します。例えば、北緯35度であれば、設置角度は約40度となります。次ぎに、発電ピークはどこに有るかですが、これは、地球と太陽との距離の問題と成り、地球上では午前9時30分から午後3時30分までで最大時は午前11時ごろから午後1時ごろまでと成ります。これらの時間で太陽電池に太陽光を当てれば良いわけです。もし、太陽を自動追尾するのであれば、縦軸と横軸の制御行う必要が有りかなりの設備投資を必要とします。実験や研究では追尾方式は良いと思いますが、発電設備としてでは、あまりおすすめはできません。しかし、約2割くらいの変化は望めます。取付け、設置方法ですが、通常は住宅や工場の屋根に設置するわけですが、これらの場所では、自動追尾は、かなりのリスクを必要とします。取付け時の重量が直接取付けより増し、建物の強度を確保することが難しくなり、経済的にも見合って参りません.

実際は、屋根に直接取付けとなりますが、できれば、20度以上の勾配が太陽光発電では望ましくなります。(増設後の3kWは約25度で設置)私の場合は、最初から太陽電池を取り付ける予定で住宅を設計してありますから、下地のベースの屋根の勾配は、30度南向き、片屋根で太陽電池取付け用架台付きで、最初の3kWの太陽電池は40度に取り付けております。屋根には、ほぼ最適と思われる勾配を取りながら、どうして、直接取付けを行わないのか疑問に思われるかも知れませんが、これには、太陽電池の特徴を知っておかなければなりません。太陽電池に光が当たると、電気と熱に変わるのです。私は、熱を逃がすために、あえて、架台に太陽電池を取り付けました。これらの、成果は、私の太陽光発電の記録に大きく関係しております。
現在では、各、太陽光発電システム販売会社は、屋根と一体型の太陽電池施工には、この点に注意し施工しているようです。

 

次ぎに、年間を通じて一定以上の発電を目指す場合は、どのようにしたら良いか ? 又、なぜ、一定発電が必要なのか ?

一定発電の必要性
安定した発電が可能であるならば、発電システムの安全性、耐久性、経済性全ての面でプラスになり、太陽光発電は大幅に普及するでしょう。太陽光発電は、季節変動、時間変動、気象変動、等を受けやすく変動幅は非常に大きなものがあります。これらの変動により時には、発電システム自体が止まってしまうなど、一部が破壊されることにも成りかねません。特に、気象変化の急変により、雲が急にかかったり、曇の切れ間から太陽が顔をだした場合などは、太陽電池では非常に大きな電流が発生して制御機器に大きな負担と成ります。これを克服するには、かなりの研究が必要です。現状では、各社とも、かなりの成果を上げてきています。これについては、私共の、長年の研究課題と成っていて現在も研究中です。私は、季節変動、時間変動については、太陽電池の設置角度を変えて対応し予測とほぼ同じ結果を得ることができました。このことにより、太陽電池は1個所に集中するより、設置角度を変え、同等電量の太陽電池を2個所にわけて配置して、発電した場令は、1個所にまとめて、配置した場合より変動幅を2割ほど改善できます。このことにより、太陽光発電住宅を設計する場合、屋根の形に変化をもたせることもでき、外観が各社とも似てしまう太陽光発電住宅には、、住宅自体の外観に変化を持たせることができ、間取りも調節できる。また、屋根材一体型の太陽電池では発熱作用をうまく利用できればかなりの、熱交換システムとして利用が可能である。

 

この太陽電池の設置角度に変化を付ける設置方法により発電量が大幅に減ったわけではなく、設置角度を付けることにより、6kWを同じ勾配で設置ずる場合よりも、 全体的な発電量を安定させることがで来ました。このことは、太陽電池から作り出される電気を制御しやすくなることに成ります。言い替えれば、インバータに与える負荷が少なくなり安定した運転が出来ることに成ります。

【インバータ】
直交変換システムの心臓部で、直流電力から交流電力を得るものである。私共の、太陽光発電の最重要研究課題である良い電気を作るには、このインバータの研究を避けて通ることは出来ません。太陽の光を電気に変えるのは、太障電池で、その太陽電池から得ることの出来る電気には、太陽電池の種類や設麿の仕方により、それぞれに応じて出て来る電気に変化があり、変化のある電気に対応するには、それぞれに応じたインバータで対応することに成ります。私共の考えは、10kW、15kW、20kW、このくらいのシステムではインバータは、一台で対応すれば十分で、その場合は発電効率が高くなる。の考え方から成立ち、良い電気を作り出すを目的としています。良い電気については、関連のインターネットに発表していまず。
http://www.asahi-net.or.jp/~ap8n-tn/sun/index/jindex.html

太陽電池は、日々新しいものが開発されています。それに従いシステムも増えることに成りインバータも増えて行くとに成ります。販売各社は種類を増やせば、それだけ、販売チャンスが増え、見た限には良いのですが、電力網に系統連系した場合に問題.が生じて参ります。すでに、同一場所で複数連糸をしている太陽光発電所には、この問題が発生しているのが見受けられます。症状としては、増設したのにもかかわらず発電量があまり増えない電力網との連系時に、柱上変圧器の調節をしたのにもかかわらず発電量が増えない。などの症状があります。私共は、これらの問題に対して、すでに対応が済んでおります。

 

この、ページが皆様の参考になること願っています。

1999年12月末日

浅川太陽光発電所

 

比較運転表

この比較表は、浅川太陽光発電所6kWシステムと浅川第2太陽光発電所12kWシステムの比較をしてみました。発電システムの大型化にともなう、いろいろな、問題点がこの表に表れています。6kWシステムでは、経験出来ない調整運転の難しさ、安全対策、等あらゆる場面で、今までの運転経験が活かされています。一度、太陽光発電の良さを経験致しますとさらに善くしたいと思うのは人の常でございます。そんな時\私共が開発したシステムが皆様のお役に立つ、ことになると思います。私共のシステムは、メーカー各社にとらわれることなく、使用出来その仕様も皆様に合ったものに出来ます。皆様が太陽光発電の大型化に、つまづいたり、立ち止まったときには、このデーターと比較し、いろいろな面で比較対称にして役立て、いただき参考にして頂ければと思っております。

浅川太陽光発電所6kw
浅川太陽光発電所12kw発電実績
1999年度比較運転表

浅川第2太陽光発電所発電実績


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1999年度発電実績

ここに、紹介しておりますグラフは、1999年、1年間の一般住宅に設置された6kwシステムによる太陽光発電の発電実績です。
私どもは、発電状態を常に開示し、皆様にお知らせいたします。
私どもは、太陽光発電を生涯の趣味として、その先にある物を探し求めて参ります。   人、それぞれ、求めるものは違っても、太陽光発電を行っている人に共通していることは、地球環境の悪化を少しではあるが遅らせることになっています。言い替えれば、地球に優しい本当の地球人で技術を作り、活用している人となります。

 

晴天率とは何か?晴天率とは1ヶ月の最大発電日で1月の発電量を割ったものです。たとえば12月の発電量は617kwh最大発電は25kwh 617÷25≒24日となります。

太陽光発電では、その地域の日照状態や、この様に晴天率を求めることも出来ます。

ここ山梨では、1995、1996、1997年と3年間の平均晴天率が240日あまり。ところが1998年は216日と急変致しました。本年度は235日となり、かなりの晴天率になりました。自然環境の中の10%の変化は当たり前ですが、農作業については、この10%が賭けになります。

発電実績表
 

浅川太陽光発電所発電実績表 1994(12-16)〜1997 12月まで

浅川太陽光発電所発電実績表 1998ー1999 12月まで

1995年度〜1999年度比較合計表

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浅川太陽光発電所 - 八ヶ岳・北杜市大泉 -
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