太陽光発電所の発電量に影響を与える10の要因
太陽光発電所の実際の設置容量が一定の場合、太陽光発電システムの発電量は太陽の放射強度によって決まり、日射量は発電量と正の相関がある。 太陽の放射強度や分光特性は、気象条件によって変化します。 では、太陽光発電所の発電量に影響を与える要因にはどのようなものがあるのでしょうか。
1.太陽エネルギー資源
太陽光発電所の実設備容量が確実な場合、太陽光発電システムの発電量は太陽の放射強度によって決まり、日射量と発電量は正の相関がある。 太陽の放射強度や分光特性は、気象条件によって変化する。
2.モジュールの設置方法
同じ地域でも設置角度が異なると傾斜面への放射量が異なるため、パネルの傾斜角度を調整する（ブラケットは固定調整型を採用）か、追尾装置を追加する（ブラケットは追尾型を採用）ことで傾斜面への放射量を増加させることができる。
3.インバーター容量比
インバーター容量比とは、インバーターの定格電力と搭載するPVモジュールの容量との比率のことです。
PVモジュールが発電した電力をインバーターに送る際、その間に多くのリンクがありディスカウントが発生し、インバーターやボックストランスなどの機器が常にフル稼働することはあり得ないため、PVモジュールの容量はインバーターの定格容量より若干大きくする必要がある。 経験上、太陽資源の豊富な地域では、PVモジュール：インバータ＝1.2：1がZ良い設計比率である。
4.モジュールの直列・並列接続のマッチング
モジュールの直列接続はモジュールの電流差による電流損失が発生し、ストリングの並列接続はストリングの電圧差による電圧損失が発生します。
CNCA/CTS00X-2014 "Technical Specification for Performance Testing and Quality Assessment of Grid-connected Photovoltaic Power Plants" (Draft for Comments)では、部品の直列不一致損失は最高でも2％を超えてはならないとしています。
5.部品の遮光性
部品の遮光には、埃の遮光、雪の遮光、雑草、樹木、パネルなどの建物などがあります。遮光により、部品が受ける放射量が減少し、部品の放熱に影響し、部品の出力が低下するほか、ホットスポットにつながる可能性があります。
6.モジュールの温度特性
結晶シリコンセルの温度が上昇すると、開放電圧は低下し、20～100℃の範囲では、1℃上昇するごとに1セルあたり約2mV低下します。一方、電流は温度に応じてわずかに上昇します。 一般的な電力温度係数は-0.35%/℃であり、セル温度が1℃上昇するごとに電力は0.35%減少することになる。
7.モジュールパワーの減衰
モジュールパワーの減衰とは、光時間の伸びとともに、モジュールの出力パワーが徐々に低下する現象を指します。 モジュールの減衰は、モジュール自体の特性に関係しています。 減衰現象は、破壊的要因によるモジュールパワーの急激な減衰、モジュールの初期光源減衰、モジュールの経年減衰の3つに大別される。
CNCA/CTS00X-2014 "Technical specification for performance testing and quality assessment of grid-connected photovoltaic power plants" 多結晶シリコン部品の減衰率は1年以内に2.5%、2年以内に3.2%を超えないこと、単結晶シリコン部品の減衰率は1年以内に3.0%、 2年以内に4.2%を超えないこと。
8.機器動作の安定性
太陽光発電システムにおける機器の故障は、発電所の発電能力に直接影響します。例えば、交流機器の上にあるインバーターが故障すると、ダウンタイムが発生し、その結果、電力の損失は膨大なものになります。 また、機器が稼働しているにもかかわらず、Zベストパフォーマンス状態の動作がない場合も、電力損失が発生します。
9.定期的なメンテナンス
定期的なメンテナンスは発電所にとって必須であり、良いメンテナンススケジュールは電力損失を減らすことができます。 発電所は自らの状況を考慮し、合理的にメンテナンス時間を設定する必要があり、同時にメンテナンスの効率を高め、通常のメンテナンスと修理による発電ロスを減らす必要があります。
10.送電網の消費
系統消費の都合上、系統派遣の地域によっては、太陽光発電所を制限出力で運転する必要がある。
まとめ
太陽光発電所の発電量に影響を与える要因として、太陽エネルギー資源、モジュール設置方法、インバータ容量比、モジュール直並列マッチング、モジュール遮光、モジュール温度特性、モジュール電力減衰、設備運転・保守安定性、日常保守、系統放散などがあり、これらの要因は程度の差はあれ発電所の発電量に影響を与える。
