太陽光発電の発電量は、雨の日にはどれくらい変わるのかを知りたい!

太陽光発電システムの発電量は、太陽電池モジュールの性能や地域、設置場所や角度などで異なってきますが、季節による日照量の変化や日々の天候の影響も大きく受けています。発電量が一番多いのは晴れている日、それに次いで曇りの日、そして雨の日という順番になります。雨の日の発電量は少ないのですが、まったく発電しないというわけではありません。今回は、雨の日に発電量がどれくらい低下するのかについて、見ていきたいと思います。

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雨の日の発電量とは?

太陽光は、以下の2種類から成ると言われています。

・直達光…太陽から直接受ける光
・散乱光…太陽光が雲内部で反射や屈折、散乱した光

晴れの日の「直達日射」による発電量を100%と考えてみましょう。その場合、曇りの日の「散乱日射」の発電量は40~60%程度まで低下します。また、雨の日になると5~25%程度にまで低下してしまいます。しかし、土砂降りの日でも発電自体は行われています。

雨の多い梅雨の時期の発電量はどうなっているの?

北海道を除いて、日本全国どの地域にも梅雨の時期があります。梅雨時は雨量も多く、雨が降らない日も曇りの日が多くなる傾向にあります。一般的に梅雨は6月中旬~7月中旬頃と認識されていますが、年間で見ればおよそ1か月はなかなか太陽の光が届きにくいことになります。

梅雨時には、太陽光発電の発電量もあまり期待できないのではないか? と、心配する方もいると思います。では、年間の発電量はどうなっているのでしょうか?

まず、4~5月は1年で発電量がもっとも多く期待できる時期です。そして、梅雨時である6~7月は、4~5月の8割~9割程度の発電量となります。10~翌2月には、4~5月と比較して6~7割程度まで発電量が落ち込みます。

秋から冬にかけてと比較すると、梅雨時であっても意外に6~7月の発電量は低くないことがわかりますね。それは何故でしょうか? 実は、発電量とは日射量だけに左右されるものではありません。1日当たりの日照時間も、大きく影響しているのです。

夏と冬では日照時間が大きく異なります。たとえば同じ時刻でも、季節が違うだけで空の明るさにかなり差があることがわかるはずです。春から夏にかけての暖かくなる季節には日照時間が長くなるため、日の出の時間帯が早くなって日没は遅くなります。逆に、秋から冬にかけては日の出が遅く、日が落ちる時刻は早くなります。つまり、秋冬は日照時間が短くなるということです。

日照時間が長ければ長くなるほど、太陽光発電では大量のエネルギーを蓄えることができます。6~7月の梅雨時は日照時間が長いので、雨のせいで発電量が少なくなると思われがちですが、実際には日照時間が少ない冬の時期と比較すれば発電量は多くなるのです。

ちなみに、発電量は太陽光発電モジュールの表面温度にも影響されるため、表面温度が高くなりすぎる夏には発電効率が落ちます。そのため、地域によっては冬の方が夏よりも発電量が多くなる場合もあります。単純に日照時間が長いだけで発電量が多くなる、とは言い切れないため注意しましょう。

雨の日の発電量を上げたいなら?

太陽電池は2種類の半導体を組み合わせて作られています。半導体とは、条件によって電気を通したり通さなかったりする物質を指します。半導体にはいくつかの種類がありますが、現在おもに住宅用に使われているのは以下の3種類です。


【種類1】単結晶シリコン太陽電池
1つの太陽光電池(セルという、小さな基盤を大量に接続し、大きな電力を作りだすもの)が1つのシリコン結晶でできています。

メリット…変換効率が高いので小さい屋根に向いています。故障が少なく長持ちするので人気があります。
デメリット…シリコンを多く使用しているため手間がかかります。環境負荷が高く、値段も高めです。

【種類2】多結晶シリコン太陽電池
たくさんの小さなシリコンを寄せ集めて作られたもの。

メリット…単結晶シリコン太陽電池に比べて安価なほか大量生産しやすく人気があります。
デメリット…単結晶シリコン太陽電池に比べ、変換効率で劣ってしまいます。

【種類3】ヘテロ接合太陽電池
結晶系シリコンとアモルファスシリコンを組み合わせたもの。

メリット…アモルファスシリコンが熱に強い性質を持っているため、高温下でも変換効率が落ちにくく日射量が少なくても安定した発電が可能です。
デメリット…単結晶シリコン太陽電池より製造コストが高くなります。

雨の日でも発電量を上げることに重点を置きたい方には、ヘテロ接合太陽電池を選択することが有用と言えそうです。また、まだ発展途上ですが非シリコン系・化合物系でCIS太陽電池という選択肢もこの先は現実的になっていくかもしれません。

【種類4】CIS太陽電池
3種の元素(銅(Cu)・インジウム(I)・セレン(Se))を組み合わせた薄膜の半導体を用いた太陽電池。

メリット…熱や影に強く、製造コストが安く済みます。また経年劣化が少ないことも利点。
デメリット…変換効率が低めです。

シリコン系の太陽電池は曇りや雨の日に発電量が弱くなってしまいますが、CIS太陽電池は一部分が太陽光に当たっていればその部分で効率的に発電を行えます。多くの発電量が期待できるので、雨の日の発電量も心配しなくて済むようになるかもしれません。

まとめ

太陽光発電は太陽の光によって発電を行うものですから、当然天候に左右されがちになり雨の日や梅雨時に発電量が少なくなるのは仕方のないことと言えます。しかし、そこだけを気にするのではなく年間を通しての発電量で考えた方が良いでしょう。これから太陽光発電の導入を考えている方は、発電量が少なくなってしまう時期が必ずあることは理解した上で、ご自分の住宅環境と希望に合った製品を選択するようにしましょう。


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