ソーラーパネルのワッ​​ト数と出力の説明

ソーラーパネルの定格ワット数は、理想的な実験室条件下でテストされたときの電力出力を示します。 実際の設置では、実際のソーラー パネルのワッ​​ト数は、太陽光や周囲温度などの外部要因によって異なります。

パネルメーカーが指定する定格ワット数から、どのくらいの電力を生成できるかがわかります。 この記事では、Guides Home Team がソーラー パネルのワッ​​ト数、家の電力供給に必要なソーラー パネルの数を計算する方法、および支払う可能性のある金額について説明します。

特定の場所の太陽光条件により、定格ワット数の高いソーラー パネルは、定格ワット数の低いパネルよりも年間により多くのキロワット時 (kWh) の電力を生成します。 お住まいの地域でソーラーパネルがどのくらいのエネルギーを生成できるかを知るには、世界銀行の Global Solar Atlas を使用できます。

地図帳でわかるように、カリフォルニアやアリゾナなどの西部の州は、ニューヨークやマサチューセッツのような北東部の州よりも年間日照時間がはるかに長くなります。 ただし、ソーラーパネルにとって有利な条件は米国全土に存在します。

日当たりが良く、日陰がない場所があると仮定すると、1 キロワットの太陽光発電容量で年間 1,400 kWh 以上を発電できます。 次の表は、さまざまなシステム容量でどの程度の生成が期待できるかをまとめたものです。

PVOUT 値が高くなると、それに応じて上の表の数値も増加します。 たとえば、Global Solar Atlas で 1,700 kWh/kWp と表示される日当たりの良い場所に住んでいる場合、6 kW システムの発電量は 10,200 kWh/年になります。

太陽光発電モジュールの電気出力は、モジュールの表面に到達する直射日光に依存します。 そのため、太陽電池パネルの生産性は、晴れた場所では高く、曇りの気象条件や周囲の建物による過度の日陰がある場所では低くなります。 同一の太陽光と温度条件下では、ソーラーパネルのエネルギー出力はその効率に依存します。

ソーラーパネルの発電量を決定する主な要因について説明します。

ソーラーパネルの効率は、10% 未満から 20% を超えるまでの範囲があります。 効率評価は、実験室の理想的な条件下でパネルをテストしたときに電気に変換される太陽光の量にすぎません。 2023 年の時点で、市場で入手可能な最も効率的なソーラー パネルは 20.60% から 22.80% の範囲にあり、サンパワー パネルが効率ランキングのトップにあります。

実際の設置では、ソーラーパネルの効率は塵の蓄積や高温などの要因に影響されます。 年に 1 ～ 2 回ソーラーパネルを掃除することで、ほこりの蓄積を防ぐことができます。 高温に対しては何もできることがなく、摂氏温度が上昇するたびにパネルの生産性が 0.30% ～ 0.40% 失われます。 幸いなことに、これは一時的な影響であり、失われた効率はパネルが冷えると回復します。

ソーラーパネルには、単結晶、多結晶、薄膜の 3 つの主なタイプがあります。 それらについて知っておくべきことは次のとおりです。

単結晶パネルは効率が高いため、カバー平方フィート当たりの最大のキロワット時出力を誇ります。 業界の専門家は、特に屋根のスペースが限られている場合、住宅に最適なソーラーパネルであると考えています。

太陽電池パネルは、太陽電池セルの数に基づいて分類できます。 ほとんどのパネルは、6×10 配置の 60 セル設計、または 6×12 レイアウトの 72 セル設計のいずれかです。

一部の太陽光発電メーカーは、66 セルを備えた中間のサイズと設計を提供しています。 一部のソーラーブランドは、より効率の高いハーフセルを使用していますが、ソーラーパネル全体のサイズは変わりません。 同じスペースに (フルサイズの 60、66、または 72 個のセルではなく) 120、132、または 144 個のハーフセルがあります。

ソーラーパネルによって生成されるエネルギーを増やすには、年間を通してできるだけ長い時間太陽に面するようにしてください。 空における太陽の位置は常に変化するため、ソーラー パネルの理想的な傾斜角は地理的な位置によって異なります。 北に住むほど太陽は空の低い位置にあります。これは、直射日光の当たる時間を増やすためにソーラーパネルをより傾ける必要があることを意味します。

最適な傾斜角度以外に、ソーラー パネルの向きも考慮する必要があります。 米国のような北半球の国では、空の半分からより多くの太陽光が射し込むため、パネルを南に向けるのが理にかなっています。 ただし、一部の用途では西向きおよび東向きのパネルが役立ちます。

Global Solar Atlas でわかるように、年間の日照量は地理的な位置によって異なります。 2 つの 6 kW 太陽光発電システムが異なる州に設置され、そのうちの 1 つが年間を通じて 30% 多くの日照量を得た場合、エネルギー生産も約 30% 増加します。

家庭に必要なソーラー パネルの数は、日照量、家庭の電力消費量、使用するパネルのワッ​​ト数の 3 つの要素によって決まります。 正確な計算と専門的な設計については、一流の太陽光発電設置会社に問い合わせる必要があります。

次の情報を使用して、必要なソーラー パネルの数を見積もることができます。

エネルギー情報局によると、米国の家庭は年間平均 10,632 kWh を消費します。 Global Solar Atlas で現在地を検索し、クリックして PVOUT 値を表示できます。 たとえば、1,400 kWh/kWp が得られた場合、両方の値を除算して、推定容量 7.6 kW (または 7,600 W) を得ることができます。

2023 年の時点で、米国のソーラー パネルの平均コストは2.85ドル/ワット 。 おおよその支払いが期待できます21,945ドル 7.7 kW システムの場合。 ただし、インフレ抑制法のおかげで、30% の連邦太陽光税控除が受けられます。 この場合の税額控除は、$6,583.50となり、システムの純コストは次のように下がります。15,361.50ドル。

ソーラーパネルは一日中均等に電気を生成するわけではありません。 その生産量は午前中に徐々に増加し、正午頃にピークに達し、午後に減少します。 多くの家は日中は誰もいないため、ソーラーパネルはすぐに消費されない過剰なエネルギーを生成することがよくあります。 住宅所有者にはこの余剰電力に対処する 2 つの選択肢があり、それぞれに長所と短所があります。

バッテリーシステムを使用すると、パネルが稼働しなくなった夜間でも、いつでも使用できるように太陽光発電を蓄えることができます。 太陽電池も 30% の連邦税額控除の対象となり、地方自治体や電力会社から追加の奨励金が得られる場合があります。 オフグリッド動作が可能な太陽電池を購入すれば、停電時のバックアップ電源として利用できます。 しかし、家庭用蓄電池システムは高価であり、10,000ドル以上追加できる太陽光発電の設置費用に。

余剰太陽光電力を送電網に輸出すると、未使用の電力を電気料金クレジットと交換できるため、便利なオプションです。 ただし、電力を販売する kWh 価格は通常、支払う小売価格よりも低いため、各 kWh の価値を全額節約することはできません。 州によって買い戻し率が異なるため、所在地は重要です。 また、多くの州には純メーターや太陽光発電の買い取り政策さえなく、余剰エネルギーを送電網に送っても信用を得られないことを意味します。 この場合、バッテリーストレージが唯一の選択肢になります。

良好な太陽光条件を仮定すると、500 ワットのパネルは 1 日あたり約 2 kWh、年間では 700 kWh 以上を発電します。

これは、選択したソーラーパネルの個々のワット数によって異なります。 必要な総容量をパネルのワッ​​ト数で割るだけです。

住宅用ソーラーパネルの一般的な定格電力は約 350 ～ 400 W です。良好な太陽光条件下では、このワット数のパネルは 1 日あたり 1.5 kWh を超える電力を生成できます。

Energy Information Administration によると、米国の家庭は平均して年間 10,632 kWh を消費します。 十分な日照があれば、2,000 ワットの太陽エネルギー システムは年間 2,800 kWh 以上を生成し、一般的な家庭の電力使用量の 26% をカバーします。 2,800 kWh/年は、3 トンのセントラル エアコンの年間消費量にほぼ相当します。

レオナルド・デヴィッド電気機械エンジニア、MBA、エネルギー コンサルタント、テクニカル ライターです。 エネルギー効率と太陽光発電に関するコンサルティングの経験は、銀行、繊維製造、プラスチック加工、製薬、教育、食品加工、不動産、小売などの分野をカバーしています。 2015 年からはエネルギーとエンジニアリングのトピックに関する記事も執筆しています。