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太陽光発電システムに関して,よく次のようなことが言われていますが,それらの意見は正しいのでしょうか?

・太陽光発電は製造～設置,運転～廃棄までのライフサイクル中に投入する以上のエネルギーを発電できない。

ライフ・サイクル・アセスメントのところでも取り上げましたが,通常は原料採鉱から廃棄までのライフサイクル中に必要とする全エネルギーの10～30倍程度のエネルギーを供給できます。

・太陽光発電は温室効果ガス排出量削減に貢献できない。

太陽光発電は日本の現在の電力あたりの平均排出量よりも遙かに少ない温室効果ガス排出量で電力を供給することができます。

・太陽光発電は温室効果ガスの排出量やエネルギー収支で既存のどの発電方式にも劣る。

確かに,そのような報告もありますが,多くの場合現状と大きく異なる条件のもとで算出されています。

例えば,量産規模が小さいシステムや性能の低い製品で計算したもの,蓄電設備を多量に付加して計算したものなどがあります。

現在の技術水準のままでもエネルギーペイバックタイムは１年程度,エネルギー収支は30程度なので,多くの電源の性能を越えられると見込まれています。

今後も高性能化やリサイクルの本格化などでさらに大幅な向上が見込まれます。

太陽光発電システムに関して,しばしば言われているこれらの事柄について考えてみましたが,いずれも誤解や現状と異なる計算に基づいていたんですね。

お客様から尋ねられる質問の中で「デメリットはないの?」というのがあります。これは質問として大変面白いので長所と短所を比べながら考えてみましょう。

太陽光発電の長所

・太陽光を利用する再生可能エネルギーであるため、資源をとり尽くす心配が無い。

・温室効果ガス排出量の削減効果がある。

・出力のピークが昼間の需要ピークに対応する。

・エネルギーの自給率を向上させる。

・可動部分が無いため、基本的にメンテナンスフリーである。

・小規模でも効率が低下しないため、任意の規模で利用できる。

・運転に燃料を必要としないため、燃料費変動などのリスクを回避できる。

・運転時に排気ガスなどの有害物質の排出がない。

・需要地に近接して設置でき、送電のコストや損失を低減できる。

・建築物の屋根や壁面に設置でき、専用の土地を必要としない。

・移設,転売,廃棄,リサイクルなどが容易である。

・可搬式または移動体用の電源としても利用できる。

・冷却水が不要である。

・工期が短く、需要量の予測のずれによるリスクを低減できる。

・分散型電源のため、災害などの有事における影響範囲を小さく抑えられる。

・メンテナンス等に要する時間が少なく、稼働可能率が非常に高い。

・非常用電源として利用できる。

・輸出産業として成長が見込める。

太陽光発電の短所

・発電電力量当たりでみるとコストが比較的高い。

・発電電力が天候に左右される(曇天・雨天時は発電量が低下する)。

・夜間は発電できない。

ざっとこんな感じですが,一つ目の短所は三つ目の長所によって相殺されつつあります。

というのは,実際には時間帯別電灯契約と併用することが多く,時間帯別電灯契約はピーク時の電力の単価が割高になっています。

それにより電力料金の高い昼間の電力を賄ったり,売電したりし,なおかつ発電しない夜は単価の低い電力を買えばよいのです。

それらを考慮に入れると太陽光発電のメリットは単純な発電電力量あたりで見たときよりも大きくなり,コスト的にも既に実用域に達しつつあることが解ります。

時々お客様からライフ・サイクル・アセスメントに関して尋ねられることがあります。

ライフ・サイクル・アセスメントとはその製品に関する資源の採取から製造,使用,廃棄,輸送など全ての段階を通して環境負荷を量的に表わすことで,LCAと略されることもあります。

つまり,製造から廃棄までに出す二酸化炭素の量はシステムが動くことによって減らせる量に比べてどうなのか? と疑問を持たれる方が多いのです。

太陽光発電システムのLCAによる二酸化炭素の排出量は,1996年時点の技術に基づいた計算で1KWあたり41～53g-CO2とされています。(電力中央研究所,2000年)

つまり,3KWのシステムなら最大159g-CO2の二酸化炭素を発生させることになります。

その後の量産規模拡大や技術改良で大幅に減ったと推測されていますが,現時点では新しい調査報告がありません。

では,その発生させた二酸化炭素はシステムが動くことによって減らせる量に比べてどうなのでしょうか?

それを考える目安になるのがエネルギー・ペイバック・タイムです。

エネルギー・ペイバック・タイムとはライフサイクル中に投入したエネルギーを発電によって取り戻すまでの時間のことでEPTとも略されます。

日本での1999年頃の調査では,単結晶シリコンで 2.6～4.4 年,多結晶型で 1.4～1.5 年,アモルファス型で 1.0～1.1 年とされています。(NEDOまとめ)

現在最も普及している多結晶のモジュールならたった1年半で取り戻すことができるのです。

今まで扱った10社31品目の性能W単価数ベストテンの続きです。

性能W単価数とは変換効率をW単価で割ったもので，1円のW単価で何％の変換効率を得られるかを示す値です。

この数値が高いほど高性能と低価格の両立に成功していることになります。

最後に1位～10位を見てみましょう。

10位に東芝が入っていますね。性能では僅かに三洋より上でしたが，高性能と低価格の両立ではそれ以上に三洋に差をつけていることが判ります。

また，意外なことに1機種ですがフジプレアムのモジュールが9位に食い込んでいます。

耳に新しい社名ですが，高性能と低価格の両立において健闘しています。

それら以外の上位はシャープとカナディアンソーラーの二社で占められています。

やはり，カナディアンソーラー社は強敵ですね。

今後の努力しだいでは高性能と低価格の両立でも十分トップを取れるポテンシャルを持ったメーカーだと思います。

それにしても，1～5位を独占したシャープはやはりすごいですね。

王者の貫禄といった感じです。

皆さん，ご理解いただけましたか?

1％でも高い発電効率のモジュールを1円でも安く設置したいという方は，このペストテンの中から選べばよいということです。

今まで扱った10社31品目の性能W単価数ベストテンの続きです。

性能W単価数とは変換効率をW単価で割ったもので，1円のW単価で何％の変換効率を得られるかを示す値です。

この数値が高いほど高性能と低価格の両立に成功していることになります。

今度は11位～20位を見てみましょう。

サンヨー製が15と16位，つまり今回調査した31品目中ちょうどど真ん中に位置していることが判りますね。

多くの方が「性能では一番」と考えている製品がコストを考慮に入れた途端，「まったく平凡な製品」になってしまうのです。

ですから，この製品は狭い屋根に1wでも多くの発電量が欲しいという場合に選ぶべきだということが判ります。

そうであれば，メーカーはシャープや京セラに倣って寄せ棟用のモジュールを作って，東京23区内をターゲットにするという売り方もありかもしれません。

今まで扱った10社31品目のまとめの続きです。

最後に，考えたいのは性能W単価数ベストテンです。

性能W単価数とは変換効率をW単価で割ったもので，1円のW単価で何％の変換効率を得られるかを示す値です。

この数値が高いほど高性能と低価格の両立に成功していることになります。

まずは21位～30位を見てみましょう。

因みに，31位はシャープ製のND-061LW/RWで，14.9(％/円Ｗ)という数値を叩き出し，今回調査した製品の中で最低の記録を打ち出しました。

この製品は三角形の中に四角いセルを配置する構造上，必ずセルのない空間ができてしまうので，モジュール単位で見ると結果が悪くなるのは目に見えています。

そう考えると，モジュールの外に三角の部品を着けて寄せ棟の屋根に合わせる京セラのアイデアのほうが賢かったのかなとも思います。

今まで扱った10社31品目のまとめの続きです。

次に，考えたいのはW単価ベストテンです。

発電効率ベストテンでのツートップ(東芝とサンヨー)が姿を消していますね。

逆に，発電効率ではベストテン圏外にいたホンダがW単価ベストテンに入り込んでいます。

これらのことから，高性能と低価格を両立することの難しさ*が理解できます。

ということは，両方のベストテンに入っているシャープとカナディアンソーラーはその難しい高性能と低価格の両立に成功しているということです。
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* 発電効率でもW単価でもベストテン入りすることができなかったフジプレアム，長州産業，京セラ，三菱は今後，その両方で努力することができます。

変換効率がすべてですか(その16)

この一連の記事のまとめのために，今まで扱った10社31品目の中からベストテンを選んでみましょう。

まず，考えたいのは発電効率ベストテンです。

今回調査して意外な事実が明らかになりましたね。

多くの方が発電効率ではサンヨーが一番だと認識していると思いますが，現時点の一番は東芝のモジュールだったんですね。(ものは米国サンパワー社製です。)

また，以外にも健闘しているのがベストテン内に3品目も入っているカナディアンソーラー社です。

もはや，太陽光発電の技術で優位に立つのは日本ではなく米国なのかもしれませんね。

かろうじて，シャープが3品目，サンヨーが2品目，サンテック(中国製)が1品目ベストテン入りすることができました。

●完成

180台のモジュールが積んである様も迫力がありましたが，こうして180台が設置されている様も壮観ですね。

このモジュールたちが音も立てずに，CO2も出さずに燃料も使わずに発電しているかと思うと感動的でさえあります。

この他にも最後の仕事として，発電電力量と使用電力量をリアルタイムで表示する液晶ディスプレーの設置などがありましたが，無事終わりました。

●パワーコンディショナ及び分電盤取り付け

1台で3系統までの処理能力のあるパワーコンディショナ6台に18系統のモジュールを接続します。

6台のパワーコンディショナはそれぞれ3系統づつつなげられる2つの分電盤に接続します。

そうして発電された電力は最終的に2系統に分けられ，オーナー宅とマンションの共用部分にそれぞれ連系されます。