羽根邦夫Blog

”工学博士、電磁波対策製品WAVESAFE発明者のブログ”

太陽光発電 その4 無駄な出費が大きい太陽電池

 1軒の家が使う電力を太陽電池だけでまかなうのに、必要な太陽電池の大きさを計算してみましょう。使う太陽電池は結晶シリコン太陽電池です。1軒の家の電力使用量は、2010年までは平均で約10kWh/日でしたが、2014年では国をあげての省電力化で8kWh/日に減っています。2021年現在ではもっと減っているでしょうが、ここでは1日の使用量を8kWhとします。
https://www.tepco.co.jp/corporateinfo/illustrated/power-demand/residential-customer-j.html
 太陽電池の発電量は、太陽エネルギーは中緯度地方の光量(AM1.5)の1kW/m2、太陽電池の変換効率を20%とします。年間の平均日照時間を6時間、電池への太陽光の入射角を80%で、表面の汚れによるロスを80%とします。この条件で、太陽電池の1日の年間平均発電量は1平方メートル当たり、1kW×0.2×6時間×0.8×0.8=0.77kWhとなります。この条件であれば、10.4m2、3.5坪の太陽電池パネルと、6kWh分の蓄電池と、家電製品に交流電力を作るインバータが有れば生活できます。
 しかし、自然は不安定で、曇りや雨の日が何日も続くかもしれません。そこで、晴れた時には沢山発電して蓄電池で貯め込んでおき、曇りや雨の日は太陽電池の足りない分を補います。発電も蓄電も大きければ大きいほど安心ですが、無駄が増えます。どれだけ準備しておけば良いのか、計算してみましょう。
 まず太陽電池パネルの面積です。日照データから年間平均は6時間(後注)ですが、太平洋岸の日立市の日照時間は、冬は9.3時間、梅雨時は4時間です。冷房で電力消費が大きい夏の日照は5時間で、6時間用の太陽電池ではパネル面積が足りないので、2割(夏用)~5割(梅雨用)だけ面積を増やす必要が有ります。
 この面積の増加分は、気象的な日照時間の減少への対策で、雨や曇りの日のために晴天時にたっぷりと発電し、パネルを増やした分だけ蓄電池に蓄えて置けるように双方を増量します。しかし、パネルと蓄電器をどれだけ増やすかはお天気次第なので、はっきりしません。もし、雨と曇りが続いて蓄電量が足りなくなったら、個人家庭では電力会社から電力を購入することになるでしょう。自然エネルギーの利用と言うのは、結局は社会のインフラを頼りにした身勝手な行為です。

 もう一つ、太陽光パネルや蓄電池には耐用年数が有ります。電池は化学反応で動作するため寿命は10年程度です。太陽光パネルは内部の結晶欠陥の増加による変換効率の低下と、気象による架台とパネルの劣化で、寿命は20年です。言ってみれば、20年に1回、架台を含めた全交換が必要です。これを知らずに宣伝に騙された個人や事業主は、20年経つと太陽電池を廃棄してしまい、廃棄されたパネルの始末が問題となります。

 この様に、太陽光発電は不安定要素が大きく、発電できないときには火力発電で不足分をバックアップしなければなりません。ダムを使った大型の水力発電でさえも、日照りが続けばストップすることが有ります。この様に自然エネルギーの維持には火力発電が必要であり、この予備電力設備の準備も電力料金となります。
 具体的には、日本では各家庭に「再生可能エネルギー発電促進賦課金」として、太陽電池事業者や風力発電事業者からの買電費用分を、年間平均で3万8千円が電気料金に上乗せされています。火力発電の燃料代金は元々の電気料金に含まれるので、自然エネルギーの買取りが無ければ、その分だけ安上がりになるはずです。
 ところで、自然エネルギー発電の多くは、温暖化の原因が炭酸ガスであると言う間違った情報に基づいています。この結果、不必要な設備投資が行われ、我が国の産業を弱体化させています。ブログ読者の方々には、この温暖化が炭酸ガスによるものだ、と言う嘘に気付き、主原因は海面から供給される水蒸気なのだ、と理解して頂きたいと思います。

後注:年間平均日照時間の6時間は、日立市役所観測所が出している30年以上の天候に関するデータを参考にしました。以下の測候所のトップページのURLから、日照量や晴れ曇り雨の割合もわかります。
https://www.jsdi.or.jp/~hctenso/MetData/Met_Data.htm#statis_prec

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