前回のブログで「れんけい」にどの漢字を使うかをお聞きしましたが、やはり連系とするしかなさそうですね。しかし「系統連系」は「馬から落馬」と言っているようで、あまり気持ち良くありませんけれど・・・。

このブログのコメントの中で「kWを使う」というものがありました。これはkwでもKWでもなく、kWを使うのが正しいと思います。言葉は大事ですよ。

ということで、言葉関係で少し明確にした方が良いかなという話を続けます。

「日照」「日射」を混同して使っていませんか。国語的には大して変わりのない言葉だと思いますが、技術用語としては区別した方が良いと思います。もっとも、「日照」「日射」と単独で使うなら、あまり気にしなくて良いと思いますが、「日照時間」「日射強度」「日射量」と言う場合はきちんと使い分けなければいけませんね。

まず、「日照時間」。これは光の強さ（日射強度）が0.12kW/m2以上の時間を言います。なんで0.12kW/m2のような中途半端な値なのかは知りません。多分、昔から使っていた光強度がkW/m2で表すとこのような中途半端な値になったのでしょう。ちなみに0.12kW/m2というのは感覚的には「明るい曇り」ぐらいの明るさですね。

一方、日射強度は上で言っているように光の強さを表し、太陽光発電ではたいていkW/m2を単位に使っています。

日射量はある時間内に降り注いだ光エネルギーの総量で、太陽光発電では単位にkWh/m2使うことが普通です。1kW/m2の光が1時間続けば1kWh/m2に、2時間続けば2kWh/m2になります。

日照時間と日射量が混同されがちですが、例えば0.12kW/m2の光が5時間続けば「日照時間5時間」となりますが、日射量は0.6kWh/m2しかありません。日照時間は光強度が0.12kW/m2以上であれば全て「日照あり」としてカウントするからこうなります。日照時間と日射量はかなり違うのが分かると思います。

日照時間と日射量は相互変換できませんが、「日照時間が多ければ日射量も多い」というようならラフな推定は可能でしょう。「「日照量」とか「日射時間」と言う言葉は技術的には存在しませんから気を付けてください。

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パネル1kWあたりの一日平均発電量は1.792kWh、設備利用率に換算（24時間で割る）して7.5%と哀れな値です。まだ天気が回復するという話はありません。いつまでこのような状態が続くのでしょうか。

この前、TVの天気予報を見ていると、平年の9月の平均日照時間は11時間だけれど、ここ数日の平均日照時間は1時間ほどしかないと言っていました。日照時間というのは一日で太陽光の日射強度が120W/m²以上の時間を言います。120W/m²の日射強度と言うのは「少し明るい曇り」ぐらいの明るさです。平年だったらそれが一日に11時間もあるのですね。しかし今年は半分以下になりそう。

もうすぐ月末ですが、まとめる気が起こりません。

太陽電池の定格は日射強度1kW/m²の時の出力を表していて、日本では平均的な日射量は3.5kWh/m²、つまり太陽電池が定格で3.5時間発電できるぐらいのエネルギーになります。

1日は24時間ですが、平均的な日射量では太陽電池は3.5時間分の発電しかできません。従って設備利用率は、

3.5時間 ÷　24時間　=　0.146

つまり14.6%となります。

これは1日での話ですが、1年で考えると

3.5時間 ×　365　=　1277.5 時間

となります。これは私がよく使う「パネル1kWあたりの1年間の発電量」が1277.5kWhになることに相当します。

同様に1日の日射量が3.5kWh/m2であることは、私がよく使う「パネル1kWあたりの1日発電量」が3.5kWhになることに相当します。

太陽電池屋さんはこの「パネル1kWあたりの1日発電量」をよく使う傾向にあり、太陽光発電を評価する時はいつも3.5という値がベース指標として頭にあります。しかしベースは上記の0.146でも1277でも別にかまいません。

「設備稼働率」はFITの買い取り価格を決める際に使われたので、急に脚光を浴びるようになったと思います。初めFITの買い取り価格を決める時は確か設備稼働率を控えめの11%にしていたのではないかと思います（12%だったかもしれない）。太陽光発電システムはいろいろなロスの影響で理論的な出力から2-3割落ちると考えられていたからです。しかし、もともと3.5という日射量は水平面に対しての値で、太陽電池のように傾斜面に対する日射量は3.5より大きくなります。また、いろいろなロスも想定していたよりは小さかったようです。従って設備利用率は思ったほど下がらず、当初のFIT買い取り価格に使った値はかなり控えめに見た数値だったようです。

今、私はネットを使ってあちこちの太陽光発電所の稼働データを集めていますが、それらを解析するのにはまずこの3.5という値をベースに考えようと思っています。

さて、この日射強度についてもう少し具体的なイメージを持っておいた方が良いと思います。

日本では都合の良いことに、直射日光で得られる最大の日射強度が1 kW/m²ぐらいになります。もちろん山の上などの空気の澄んだところではもう少し強くなり、1.1kW/m²ぐらいになります。

1 kW/m² という日射強度は1 平方メートルの面積にあたる光の強さが 1 kW になるということです。1 kW と電気でよく使われる単位を使うのも妙ですが（ジュールでいうと 3.6 MJ）、太陽光発電をする場合には換算なしに使えるのでかえって便利です。

太陽電池の出力は 1 kW/m² の光強度に対する出力で定格が決められていますので、最大の日射がパネルにあたった時に、パネルは定格の出力となるわけです（もちろん温度など他の要素も影響します）。パネルの最大出力が定格という感じになります。

さて・・・、

1 kW/m²　の光が1時間照り続けると 1kWh/m²の日射量になります。

日本では1日の平均日射量が大体3.5kWh/m²だと言われてきました。1kW/m²の光が3.5時間照った時のエネルギー量に相当します。

従って、日本で太陽電池パネルは1日にパネル定格の3.5時間分ぐらいの発電をすると見られています。但し、これはパネルを水平に置いた時の話で、普通は少しパネルを傾けますので、発電量はもう少し大きくなるでしょう。パネルと日射強度／日射量との大体の関係はこのようになっています。

ところで、日照時間の判断となる 0.12 kW/m² の日射強度はどれぐらいの明るさになるでしょうか。

0.12 kW/m²は最大日射強度の12% ですが、これぐらいの日射強度であれば少々曇っていても得られます。どんより曇っていると難しいでしょう。多少、陽の明るさを感じられるぐらいの強さで、0.12と中途半端な値ですが、たしかにこれぐらいの日射強度があれば日照があると言えるかもしれません。

日照時間、日射量、日射強度について、イメージが掴めたでしょうか。

次回は日射強度／日射量と設備利用率について触れたいと思います。

まず日射量とは、一定時間に太陽から降り注いでくる光のエネルギー総量を示すもので、kWh/m²やMJ/m²などの単位で表されます。日射強度という言葉もあり、これはある一瞬の光の強さを示したもので、kW/m²やMJ/m² が単位となります。日射量は一定時間内の日射強度を総加算したものと言って良いでしょう。

一方、日照時間は太陽の光が0.12kW/m²以上であった時間を示し、単位には時間が使われます。ちなみに0.12kW/m2という光の強さは、少々曇っていても得られる値です。

これでも紛らわしいですが、1日の光強度の図を使って示すと下のようになります。

以上を比べると判ると思いますが、日照時間は光の強さが0.12kW/m²以上かどうかだけで決まるのに対し、日射量は光の強さも反映した量になっています。

具体的に言うと、例えば0.13kW/m²の強さの光が3時間続いても、0.5kW/m²の強さの光が3時間続いても、日照時間は同じ3時間ですが、前者の日射量は　0.13 ×　3時間 = 0.39 kWh/m²に対し、後者の日射量は 0.5 × 3 = 1.5 kWh/m² となります。

太陽電池の出力は光の強さに比例しますから、日射強度に比例するはずです。従って、日射量と太陽光発電量を比べれば、太陽電池が正常に動作しているかどうかわかります。日照時間でも両者の相関はとれるでしょうが、正確な比較はできません。

このように太陽電池を評価するには日射量を使うのが望ましいですが、問題は各地の日射量を知ることが難しいという点にあります。手っ取り早いのは日射センサーで日射強度を測ることですが、これにはコストがかかります。

リアルタイムで日射強度を知るのは困難ですが、過去の全国各地の日射量を示したデータベースをNEDOや気象庁が公開しています。

(http://www.nedo.go.jp/library/nissharyou.html )

これを使えば、リアルタイムでの太陽電池評価は難しくても、発電量シミュレーションぐらいはできます。ほとんどの太陽電池メーカーもこれを使って発電量シミュレーションをしていると思います。

次回は、日射強度／日射量についてもう少し説明する予定です。