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ご近所やニュースで数多くの太陽電池や太陽エネルギーシステムの設置を目にしたことがあるでしょう。それを見て、すぐに自宅用のシステムを購入したいと思われたでしょうか？それは理解できますが、ちょっと待ってください！決断する前に、太陽電池システムのメリットとデメリットを徹底的に調べることが重要です。幸いなことに、この記事はそのプロセスをご案内します。
太陽エネルギーは、多くの地域社会にとって持続可能で費用対効果の高いソリューションとして浮上してきた。太陽光発電協会によると EPAの温室効果ガス当量計算機平均的な家庭が1年間太陽光発電を利用するのに相当する：
- 地球の大気中に6.25トンのCO2が放出されるのを防ぐ。
- 約122本の木の苗を植え、10年間成長させる。
- 4トンの石炭の消費を避けることができる。
- 車の走行距離を18,000マイル減らす。
ソーラーパネルは環境面でも経済面でも大きなメリットがある一方で、いくつかの制約もある。これらの欠点は、太陽光発電の設置に理想的でない可能性のある古い建造物に特に関連する。
重要なのは太陽エネルギーの利点は、あなたの特定の状況で潜在的な欠点を上回るのでしょうか？
この記事では、太陽光発電があなたの家にとって正しい選択なのかどうか、十分な情報を得た上で決断する助けとなるよう、太陽電池システムの利点と欠点を詳しく探っていく。
太陽電池の定義は？
太陽電池の選択肢を探る前に、太陽電池とは何かを簡単に説明しよう。太陽電池とも呼ばれるこのセルは、ソーラーパネルの基本的な構成要素であり、あらゆる太陽エネルギー・システムの中核です。各パネルは、多数のセルで構成されています。
太陽光発電パネルは、太陽電池に使用されている材料によって、単結晶、多結晶、薄膜の3種類に大別される。それぞれのタイプには長所と短所がある。
単結晶、多結晶、薄膜太陽電池の比較
- 単結晶：これらのセルはシリコン単結晶から作られており、3種類の中で最も効率が高く、外観も優れている。
- 多結晶：溶融した複数のシリコン片から形成されるこれらのセルは、一般的に単結晶よりも効率は低いが、パネルあたりのコスト効率は高い。
- 薄膜（アモルファス）：これらのセルは最も手頃な選択肢で、通常、他のものより30%ほど安価だが、効率は低い。しかし、日照時間の限られた地域に適している。
太陽電池の利点
グリーン
環境にやさしい
電気をなくす
費用
メンテナンスが容易
税制優遇
お金を稼ぐ
資産価値の向上
遠隔地に最適
雇用の創出
低コスト／高効率
1:再生可能エネルギー源
住宅や街灯のソーラーパネルに使われている太陽電池は、再生可能エネルギーを利用している。
無尽蔵のエネルギー源である太陽に依存し、石油、石炭、天然ガスのような化石燃料を必要としないため、持続可能なソリューションである。
2:クリーンなエネルギー源
太陽光発電システムは、そのクリーンなエネルギー生産により、再生可能エネルギーの選択肢の中でも非常に有利である。
また、水力発電所、原子力発電所、風力発電所と比べて環境への影響も少ない。
3:電気料金の削減
自宅やビルに屋上ソーラーを設置するにしても、ソーラー発電の街灯を使うにしても、電気代を大幅に削減、あるいはゼロにすることができる。
これは、特にオフグリッド太陽光発電システムに当てはまります。適切なメンテナンスを行えば、太陽光発電パネルは20～25年使用でき、長期的な電気料金の節約につながります。
4：手頃な価格でメンテナンスが簡単
ソーラーパネルの流線型のデザインにより、冬季は雪が滑り落ちやすい。ただし、積もった雪やゴミを取り除くための定期的な清掃が必要な場合があります。専門のソーラーパネル清掃サービスもご利用いただけます。
太陽エネルギー・システムは静的で、モーターや発電機のような可動部分がないため、本質的に損傷を受けにくい。
ソーラー・パネルの長期保証期間は通常20～30年で、運転寿命は品質にもよるが最長35年に達する。つまり、主なメンテナンスは、インバーターやバッテリーなどのサポート部品の寿命となる。
インバーターの寿命が5～10年だとすると、パネルの稼働期間中に少なくとも2回は交換が必要になるだろう。バッテリーは、使用するタイプにもよりますが、一般的に10～15年で、パネルの寿命の間に2～3回の交換が必要です。
5:税制優遇措置の恩恵
政府は、ソーラー・パネル・システムを設置する住宅所有者に税制上の優遇措置を提供している。これらの優遇措置は、初期投資を相殺するのに役立つが、個人で太陽光発電を導入する人にとっては足かせになりかねない。
6:副収入を得る
太陽光発電システムの導入にインセンティブを与えるため、政府は送電網にエネルギーを供給しながら収入を得る仕組みを設けている。ネットメータリングやSREC（ソーラー再生可能エネルギー証書）プログラムを通じて、電力会社は供給したエネルギーに対して対価を支払う。
そのため、太陽光発電システムを導入することで、環境の持続可能性に貢献すると同時に、副収入を得ることができます。これはまた、数年にわたって投資収益率（ROI）を加速させます。
7:資産価値を高める
太陽光発電システムが設置されている住宅は、購入希望者にとってより魅力的であり、価格も高くなることに驚かれるかもしれません。米国では、太陽光発電設備と計測器が設置された住宅は、設置されていない同等の住宅よりも4.1%高く販売されている。
8.孤立家庭用効果的電源と地域
キャンプをするにしても、オフグリッドで孤立した場所に住むにしても、PVパネルはモバイル機器の充電や様々な機器への電力供給に理想的なソリューションを提供します。
さらに、インド、フィリピン、ナイジェリアなどの国々では、人里離れた村や農村地域でも、太陽光発電による街灯が標準装備になりつつある。
これは、これらの照明の設置やメンテナンスが簡単で、リモコンだけで済むことが多いためです。MPPTトラッキングにより、太陽光発電システム内の問題の特定も簡素化される。現代のアプリは、典型的なリモートメンテナンスの多くを自動化できるようになりました。
9.就労支援
太陽エネルギー・ソリューションを選択する家庭の増加に伴い、太陽電池の生産、流通、設置の需要は多くの雇用機会を生み出している。ソーラー雇用センサスによると、ソーラー産業は現在、石炭産業よりも多くの雇用を生み出している。
ソーラーパネルの購入をお考えの方は、その購入が以下のような雇用の支援につながることをお忘れなく。
10.より良い未来より手頃な価格でより効率的
今日のソーラーパネル市場は競争が激しく、かつてないほど多くのメーカーが参入している。この競争は、需要の増加と十分な供給と相まって、PVパネル価格の大幅な低下をもたらしている。消費者は、過去6年間で50%のソーラーパネル価格の低下を目の当たりにしている。
メーカー各社が効率化を推進していることは、消費者が今後ソーラーパネルにさらなる性能向上を期待できることを意味する。
太陽電池の欠点
完全に完璧な再生可能エネルギーはあるのだろうか？残念ながら、ソーラーパネルにも欠点はある。これらは比較的些細なものですが、認識しておくことは重要です。ここでは、私たちが調査してまとめたソーラーパネルの欠点をいくつか紹介しよう。
非連続発電
高額な初期投資
平らな屋根には適さない
日陰に対する感受性
DCからACへの反転
太陽光発電製造の有害副産物
1.間欠的エネルギー発電
ソーラー・パネル・システムに関する一般的な懸念は、太陽光への依存である。毎日のエネルギー需要には安定した太陽光が不可欠であるという認識は、一部の潜在的導入者にとって依然として障壁となっている。当然のことながら、安定した電源は基本的な要件である。
しかし、雲に覆われると太陽エネルギーの生産量が減少する可能性がある。日照時間が短い日でも、ソーラーパネルが発電することに留意することが重要だ。
ソーラーパネルは、利用可能な光を取り込み、エネルギー入力を最大化する。
太陽光発電技術の進歩により、太陽電池の変換効率は向上しています。ソーラーパネルを選択する際は、エネルギー変換を最適化し、価値を確保するために、15%から23%の間の効率を持つモデルを優先してください。
さらに、太陽光発電の街灯の中には、太陽光がなくても2～7日間エネルギーを蓄えることができる大容量のリチウムイオン電池を利用したものもある。
悪天候のために十分な日射量が得られない期間が長引く場合、解決策がある。そのひとつが、調整可能で傾斜可能なパネルを備えたソーラーシステムを設置し、特に冬季の日陰を最小限に抑えることができるようにすることである。詳しくは、"ソーラーライトは冬でも機能するか "の性能に関する記事をご覧ください。
2.高いイニシャルコスト
太陽光発電システムの初期投資は、一般的な5kWの住宅設備で$10,000～$20,000（パネルの価格は$2,000～$4,000）であるが、長期的な価値を考慮することが重要である。
太陽光発電は、基本的に約25年分の電力を前払いすることができ、長期的なエネルギー費用を大幅に削減し、メンテナンス費用を最小限に抑えることができます。エネルギー源である太陽光は、無料で無尽蔵です。
パネル、バッテリー、インバーター、LEDなどの太陽電池部品のコストは大幅に低下している。現在の価格は、大規模購入で$0.4/W、個人消費者で$0.9/W程度である。
税額控除、リベート、低金利ローンなどの政府インセンティブは、初期投資をさらに相殺することができる。
電気代が上昇傾向にある今、ローンを避けたい人も、太陽光発電が提供する長期的な節約と毎月の電気代が不要になる可能性を真剣に検討すべきだ
3.屋根の適性
すべての屋根がソーラーパネル設置に適しているわけではない。米国での調査によると、ソーラーパネルを容易に設置できない住宅がかなりの割合を占めている。古い住宅でもPVパネルに対応できるように改造できるものもあるが、より大きな課題を抱えている住宅もある。例えば、平らな屋根は、雪やゴミの排出を妨げ、太陽光発電の設置には不向きである。同様に、日陰の多い屋根では、効果的な発電に十分な太陽光を得られない可能性がある。樹木や煙突などの障害物も、ソーラーパネル設置の妨げになる。このような場合、太陽エネルギーは実行可能な選択肢とはならないかもしれない。
問題を解決するには？
第二の方法：傾斜ブラケットを使う
第3の方法：開放的で広々とした場所にソーラー・パネル・アレイ・システムを設置する。
一方通行 :マイクロインバータとパネル容量の増加 しかし、これらの課題に対処する解決策は存在する。マイクロインバータの活用、ソーラーパネルの枚数を増やしてDC-AC比を最適化する、高効率ソーラーパネルを採用する、などだ。
第二の方法 平らな屋根の場合、太陽光発電システムを設置するもう一つの方法があります。設置の際、ソーラーパネルの端を軒先の端に合わせる。こうすることで、冬は積もった雪が、普段は落ち葉やゴミが自動的に滑り落ちるようになる。
第三の道 開放的で広々とした場所にソーラーパネルアレイシステムを設置する。"
写真のように
4.シェーディングに対する感度
太陽電池は、遮光に対して非常に敏感である。この感受性の高さは、パネルに遮蔽物がある場合、その変換効率の完全な実現と最適化の妨げとなる。
それを解決するには？
系統連系バックアップシステム 解決策のひとつに、系統連系バックアップを備えた太陽光発電システムを導入する方法がある。この構成により、太陽光発電が不十分な場合でも、系統電力へのシームレスな移行が可能になる。
5.DCからACへの変換
あまり考慮されないことが多いが、ソーラーパネルとバッテリーは直流（DC）電気を発生させるのに対し、ほとんどの家庭用電化製品は交流（AC）を利用することに注意する必要がある。そのため、直流を交流に変換するインバーターが必要となる。この変換は非効率になる可能性があり、特にソーラーシステムが使用地点からかなり離れた場所にある場合は、長距離送電が困難になる。
私たちにできることは？
インバータの導入（必要な場合） 独立型のソーラー街灯など、特定のソーラー・エネルギー・システムでは、インバータを必要としない。これらのシステムは通常、照明用のLED、エネルギー貯蔵用のリチウム電池、エネルギー生成用のソーラーパネルを採用しており、そのすべてが直流電力で動作する。インバーターが必要なのは、グリッドに交流電力を供給するグリッド連系型ソーラー街灯の構成のみである。
6.太陽電池の環境への影響
製造 太陽電池の製造には環境上の課題があり、製造業者は副産物の厳しい廃棄物処理プロトコルを実施する必要がある。
製造工程では、最終製品が環境に優しいという性質とは裏腹に、製造中も製造後も有害物質が使用される。
金属シリコンをポリシリコンに変換する際、四塩化シリコンを生成するが、これは非常に毒性の高い化合物で、腐食性のガスを放出し、土地を汚染する。
さらなる精製工程でも四塩化ケイ素が利用される。塩酸と高純度シリコンを反応させてトリクロロシランを生成し、このトリクロロシランと水素を反応させて、さらに液体四塩化ケイ素を生成する。
プロセス全体では、およそ3～4トンの四塩化ケイ素を消費する。さらに、三フッ化窒素や六フッ化硫黄などの温室効果ガスも排出される。ソーラーパネル・メーカーによる不適切な化学物質廃棄の過去の慣行は、河川や土壌の汚染など、重大な環境破壊をもたらした。
解決策 規制の遵守と製造慣行の強化 その結果、中国や米国などの地域では、ソーラーパネル・メーカーに対する環境規制が強化され、副産物のリサイクルや適切な廃棄物処理が義務付けられている。環境への影響を最小限に抑えるためには、メーカーによる継続的な努力が欠かせない。
結論
太陽電池システムの長所と短所に関するこの概要は、有益であり、お客様の特定の要件に対する屋上および屋外ソーラー照明ソリューションの適合性を判断する一助となったものと確信しています。
再生可能エネルギーとして太陽光発電の注目度が高まっていることを踏まえ、住宅および商業施設における効果的な導入戦略の策定を奨励する。
bestsolarlightでは、以下のような製品を提供しています。 オールインワン・ソーラー街灯, ソーラーフラッドライト調整可能 ソーラーライト多様な物件タイプに対応できるよう設計されています。製造業者として、ユニークなプロジェクトのニーズに対応するカスタマイズオプションを提供し、幅広い設計の柔軟性を提供します。
太陽エネルギーシステム、メンテナンス、設置に関する詳しいお問い合わせは、当社の資料をご参照いただくか、bestsolarlightまでご連絡ください。
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ソーラーライトやLEDライトには、さまざまなバリエーションがある。
