太陽光発電って、南向きじゃないとダメなの?!(東西2面構成を検証)

2017年の9月から、自宅の屋根で太陽光発電を始めました。
業者の見積だと、9年くらいで費用が回収できるということだったので、「10年以内だったら」ということで導入することになりました。

業者の選定などは、またの機会に書くとして、今回はうちの太陽光発電システムの発電効率を検証?してみたいと思います。
というのも、冬はほとんど発電してくれないんですよ!
ある程度は予想していましたが、予想をはるかに上回って!!

概要
うちのシステムはスペック上は約5kwのパナソニック製です。
屋根が南に向いてないので東西に2面のせています。
西が約3kw、東が約2kwです。
この東西2面構成というのがかなりの悪影響を与えているのではないかと、最近、悪夢のように私の脳裏から離れないので自分なりに検証していきたいと思います。

これまでの実績は、
9月のマックスが約4kwで、
1月のマックスが約2kwです。
半分しかないじゃん!
(導入してまだ半年も経っていないので、他の季節のことはわかりません。)

発見!
太陽光パネルの角度が発電効率に絶大な影響を与えるのは、素人でもわかります。
極端な話、太陽の反対側を向いていたら発電しない訳ですから。
はじめは、角度によってどのくらい太陽光を受ける効率が落ちるのかをExcelなんかで計算しようと思ったのですが、世の中には便利のものがあります!!

NEDO日射量データベース閲覧システム

(2018年はWeb上で使えたと思ったのですが、2021年2月時点ではPCにインストールして使用するようになっていました。)

素晴らしいのひと言です!
このシステムが素晴らしいのは、全国の各地点で平均年の何月何日にどれくらいの日射量があるのかがわかるだけでなく、傾斜角と方位角を指定すると日射量を計算してグラフ化してくれるところです。
この傾斜角と方位角を指定できるところがミソです。
これでどんな家の屋根でも日射量を計算できることになります!

さっそく試してみます。
画面左の「年間時別日射量データベース」を選びます。
WS000000

つぎに、日本地図から調べたい地点を選びます。
私は、自宅付近の横浜を選びました。
WS000001

すると次のような画面になるので、画面左側で条件を指定します。
うちの場合は、6寸屋根?なので傾斜角は30度になります。
方位角も画面左で指定できますが、グラフ下のチェックでも指定できるのでそうしました。
下の画像の場合は、
0度(真南) 水色
90度(西)  青
270度(東)  オリーブ
水平面    黒
だけチェックして表示しています。
平均年、多照年、寡照年が選べますが、以下は平均年で調べています。
因みに、この画面は平均年の1月1日ですが、どういうわけか12~14時は曇っていたのか、雨が降っていたのか日射量が低くなっているのがわかります。
元日は発電に向かないようです。
WS000002

準備ができたところで検証開始です。
まず、私が知りたかったのは下の4点です。

① 夏至と冬至では、どれくらい効率が違うのか。
② 南向きと東西向きでは、どれくらい効率が違うのか。
③ 参考に春分の日と秋分の日も。
④ 年間を通した適正な傾斜角はどれくらいか。


次に調べ方です。

太陽光発電は、天気頼みの発電方法なので単純に夏至、冬至、春分の日、秋分の日といっても晴れているとは限らないので、それぞれの日がある月(6月、12月、3月、9月)の中で「日積算日射量ランキング」と「日照時間ランキング」を参考に最も発電しそうな日を選んでグラフにしました。

結果です。
6月(夏至)
WS000000

12月(冬至)
WS000002

3月(春分の日)
WS000001

9月(秋分の日)
WS000001

考察です。
上の4画面から検証事項の①②③は、わかると思います。
まず、夏至、春分の日、秋分の日では、①も②もそれほど変わらないことがわかりました。

ただ、問題は冬至です。
夏至の日射量がどの方位角でも3.3MJ/m^2くらいあるのに対し、
冬至の東西方向は、1.8MJ/m^2くらいしかありません。
夏至の55%ほどしかありません!!
半分じゃん!
「え、半分!?」
あ、うちの実績と全く同じじゃん!

検証事項④ですが、トップ画面から真ん中の「年間月別日射量データベース」に行くとあるじゃないですか!!
これは、まさに答えじゃないですか!!
最適傾斜角32.5度
以上!
うちは結構いいせん行ってたんだな!
よかった!
(補足:最適傾斜角は緯度や高度によって変わります。)
WS000003


結論
やっぱり太陽光発電は、南向きが一番!
東西向きでも、冬以外はほとんど変わらない!
でも、冬は発電効率が半分になる!
家の屋根が東西向きのみなさん、冬さえ目をつぶれば十分発電できますよ!!
(励ましになってない?!)

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