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低い発電効率の原因(2)、地球の日周運動 Reason for Low Power Generation Efficiency (2), Earth's diurnal motion

太陽光発電パネルはその発電能力の20 – 30%が実際の発電に使われています。これは資源と費用の無駄使いと考えられますので改善が必要です。

太陽光発電では太陽光の入射角がゼロ度(直角)の時、発電効率はベストです。

日本では屋根固定設置型の太陽光パネルの角度は南向きで、その角度34度を理想としています。

地球の自転により太陽は東から上り、西に沈みます。

その結果、東から上る太陽の太陽光線がパネルに対してほぼ直角に照射される時間は12時前後の2時間ほどです。これが発電量のマイナス要因の一つです。(他のマイナス要因は南中角度変化への非対応と汚れなどです。)

「ひまわり発電所」(SFPS、自動太陽追尾式の小型高効率太陽光発電・蓄電システム(写真、ベランダ・狭地用、見学・コピー自由)では、毎日の太陽光パネルの向きは東から西に太陽を追尾して自動的に変更し、太陽光線がパネルに対してほぼ直角になります。

私の実験データでは、この毎日の自動太陽追尾で発電効率は屋根上固定設置型(南向き、34度)に比較して約20%アップします。

発電パネルの太陽光の電気への変換率を技術的に10%改善することは至難の業ですが、パネルの受光方向を最適方向に変えるだけで発電効率を大きく改善できます。

Solar panels actually use only 20–30% of their power generation capacity for actual power generation. This is considered a waste of resources and money, and needs to be improved.

In solar power generation, optimal power generation efficiency occurs when the angle of incidence of sunlight is zero degrees (perpendicular).

The ideal angle for south-facing, roof-mounted solar panels in Japan is 34 degrees.

Due to the Earth's rotation, the sun rises in the east and sets in the west.

Consequently, sunlight from the rising sun is almost perpendicular to the panels for about two hours around noon. This is one factor that reduces power generation. Other factors include non-compliance with changes in the sun's zenith angle and dirt.

At the "Sunflower Power Plant" (SFPS), an automatic, sun-tracking, small-scale, high-efficiency solar power generation and storage system, the orientation of the solar panels changes daily to track the sun from east to west. This ensures that sunlight strikes the panels at nearly a right angle.

According to my experimental data, this daily automatic sun tracking improves power generation efficiency by approximately 20% compared to a fixed, south-facing rooftop installation at 34 degrees.

 

Technically improving the conversion rate of sunlight into electricity by 10% is extremely challenging. However, simply adjusting the panel's orientation to the optimal direction can significantly improve power generation efficiency.