太陽光発電アレイとは？

太陽光発電を設置する際に出てくる名称の中で、「太陽光発電アレイ」と言う言葉があります。これは、太陽光パネルを複数枚、直列や並列に結線し、架台などに設置したものの事をいいます。

太陽光パネルだけでは発電ができませんので、複数のパネルを機械的に架台に取り付けた太陽電池の群れのようなものです。太陽光発電所ではこのアレイをたくさん設置して、更に大きな発電を行います。太陽光発電ではなくてはならない役割を持ったものと言えますね。

ここではそんな、太陽光発電アレイについて解説していきましょう。

セル・モジュール・アレイの違いを解説

太陽光発電で主に太陽光を吸収する箇所に使われるものでセル・モジュール・アレイとなどがあります。それぞれに役割があり、またその全てを使って発電を行なっています。アレイはその中の役割の一部と言うことができます。

「セル」
太陽電池の基本単位として用いられます。結晶系の場合0.2㎜～0.4㎜の厚みの薄いシリコン版ウエハーにPN接合をし、電極を付けたものです。電圧は0.5V～0.6V、電流はその面積によって変わります。125mm角で５A位の電流が発生します。

「モジュール」
地域によっても変わってきますが、野外の環境に耐えれるように、セルを必要枚数接続を行い、強化ガラスや樹脂・フィルムなどで覆い、アルミ枠などで強化したものをモジュールと呼びます。

「アレイ」
モジュールを複数枚使用する際、直列または並列に結線を行い、架台などに設置したものをアレイと呼びます。

「セル」は太陽電池の単位、そのセルを多数組み合わせたものを屋外で利用できるようにして、必要な電流と電圧を確保したものを「モジュール」と呼び、それらのモジュールで必要な電力量を確保するものを「アレイ」と呼びます。

販売される際にはモジュールやパネルで行われますが、屋根に設置されたものはアレイになります。

太陽電池アレイの発電量は？

住宅用太陽光発電システムを設置する場合、屋根の大きさや形状などによってモジュールを組み合わせる事が一般的です。

太陽電池モジュールを１枚設置しただけでは充分な発電量は期待できません。ここで複数枚のモジュールを１つのアレイにすることで、太陽光発電システムの完成します。

ここで気になるのはその発電量です。例えば、１枚で150wの定格出力があるモジュールを20枚設置して大きな太陽電池アレイを作るとします。１つの太陽電池アレイから得られる出力は

150w×20枚＝3000w（3kw）
という計算ができます。

システム変換効率とアレイの関係とは？

システム変換効率とは、インバータの出力電力量を傾斜面の日射量とアレイ面積をかけ合わせから除いた値となります。実際の太陽光発電システムの変換効率を求める為に、アレイの面積は大きく関係しています。

「平均アレイ効率」
実際の日射量から得られる太陽電池アレイ出力直流電力を対象とした発電効率の事

「システム発電効率」
実際の日射量から得られるシステム出力交流電力を対象とした発電効率の事をいいます。平均アレイ効率にインバータ変換効率をかけて求めることが可能です。

まとめ

太陽電池アレイとは、大きくまとめればセル＜モジュール＜アレイと言う形になると思って頂けると分かりやすく、難しいものではない事がお分かり頂けたのではないでしょうか。

また、最終的に効率の計算などに使用されるのは太陽電池アレイの平均的な効率が必要になってきます。太陽光発電に必要な太陽光を集める電池の最終形態になります。

また、セル、モジュールなどの規模によっても太陽電池アレイは大きくその効率が変わります。基本的な知識としてしっかり抑えておきましょう。