そんなに晴れてない? 2023年2月

前回まで
系統からの買電が発生しないよう、
深夜時間帯での充電量を見直しました。

さて、今日は我が家の太陽光発電のポテンシャルについて
調べてみました。

晴天率を見てみると・・・・・
まず、供給される日光側のポテンシャルを見てみます。

図1は我が家の地域での
可照時間(日の出から日没までの時間)と、
晴天率の年間変化です。

図1 年間の可照時間と晴天率の変化

可照時間:太陽が出ている時間(青線)は、
冬には1日10時間程度しかありませんが、
夏になると1日14時間を超えて日が長くなり、
かつ太陽はどんどん真上に上がってくれるので、

「夏はさぞかし太陽光発電が増えてくれることでしょう・・・」

と期待してしまいます。

しかし、一方の晴天率(オレンジ線)を見てみると、
夏に晴れてくれる時間は20~40%しかなく、

「日本での太陽光発電って、思い通りにならないなぁ・・・」

と、毎度の自分勝手な感想となります。

天候でどれぐらい日射量が変化する?
でも、曇天や雨の場合でも、
夜のように真っ暗になってしまうわけではないので、
そこそこパネルは発電をしてくれるはず。

と言うことで、
お次は、天候によってどのくらいの日射量になるのか?について、
我が家の地域での日々の全天日射量の実績を
1年間分プロットしてみました(図2)。

図2 年間の全天日射量の日々変化(左端1/1~右端12/31)

毎度、ビジーな絵ですみません(^^;

この図2の中で、
緑のラインが快晴日の日射量を結んだ回帰線で
「その日にあり得る最高の日射量」を表しています。

また、図2中の黄色のエリアが終日曇り~雨の日、
赤のエリアが終日雨だった日の日射量です。

図2からわかるように、
晴れの日の日射量と比較して、
曇りの日の日射量は60%~20%程度、
終日が雨の日に至っては10%程度の日射量になってしまいます。

また図2から、
「太陽光にうれしい快晴や晴れの日」が
11月から2月まではそこそこ多いものの、
3月から5月にかけて晴れる日が減り始め、
梅雨の6,7月、台風シーズンの8,9月、秋雨の10月は、
緑の快晴ラインに触れる日はおろか、
終日が晴れの日さえも殆ど無いことがわかります。

日光ポテンシャルまとめ
この図2の快晴時の日射量に図1の晴天率に乗じると、
我が家の地域での年間の日射量変化が出てきます(図3)

図3 我が家の地域での年間日射量変化

日本では梅雨があるために、
概ね全国的にこのような「ふたこぶラクダ」状の年間変化となります。

ただし、昨年2022年はご存じの通り空前の空梅雨でしたので、
この6月の凹みが殆ど見られない
太陽光発電には有利な年でした。

また、年の前半、後半で見ると、
1~6月の日射量が全体の54%とやや多めで、
こちらも日本の天候の特徴と言えます。

発電出力はどうなるか?
さて、供給側である我が家上空の日光ポテンシャルwはわかったので、
お次はその日光でパネルがどれだけ発電できるか?
です。

まず、年間の総発電量です。

図3の日射量に我が家の太陽光パネルの
日射量に対する発電量実績を乗じて、
温度によるパネルの発電損失補正をしたのが図4です。

図4 我が家の太陽光パネルの年間発電量予想

温度効率のため、図3の日射量と比較してやや右肩下がりに変化していますが
基本的には「ふたこぶラクダ」状の変化となります。

月次で最高530kWh、年間で約5000kWhの発電量との予想です。
(この数年間の年間発電量とよく一致しています)

太陽光パネルの発電量相場は、
パネル出力1kWあたり、年間1183kWh。

我が家は5kWのパネルを東西切妻配置にしているので、

 1183 × 5 × 0.85 = 5028kWh/年

となり、ほぼ相場通りの発電が出来ていそうです。

一方で、夏至の快晴時の最高瞬間出力はどこまで出せそうか?
も調べてみましょう。

図2に緑で示す快晴ラインに乗った日は、
太陽光パネルの最高瞬間出力を見ることが出来るはずです。

パネルの温度効率と可照時間も考慮して、
図5にその予想最高出力を各月毎にプロットしてみました。

図5 快晴日の太陽光パネル予想最高出力(1時間平均)

交換前の三洋パワコンの時代、
4,5月頃に4.5kWって瞬間値を見た記憶もありますが、
1時間平均で算出すると、完全な瞬間値は出てこず、
最高で3.6kW(1時間平均)との結果です。

さて、今年はどこまで行ってくれますでしょうか?

最高瞬間出力値はHEMSに記録されないため、
出力モニタとずっと睨めっこしていないと把握できませんが、
今年の夏至前後で快晴となった場合の正午ごろに、
太陽光パネルの出力モニタを注視してみたいを思いますw

図5によれば、
2月のお昼の1時間平均の最高出力は2.9kWまでは行けるとのことですが、
本日(2/14)時点では、まだ2.67kWが最高値です。
2月後半に期待ですねw

また、ここで実績値との比較などご紹介していきます。

では、今日はここまで!

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