太陽光パネル表面コーティング効果検証

太陽光パネル表面コーティング効果検証
Effective verification of coting the photovoltaic panel’s surface
山田和希，竹本泰敏（福井工業高等専門学校）
清水晃（株式会社イングス）
Fukui National College of Technology
１,研究背景
要因：温室効果ガスの増加
温室効果ガスの増加
・二酸化炭素
・窒素酸化物
・硫黄酸化物
地球温暖化の深刻化
・異常気象
・自然生態系の崩壊
電力系統内の低炭素化
系統内電源の再生可能エネルギー
再生可能エネルギーへの転換
再生可能エネルギー
水力発電
太陽光発電
風力発電
→ 地球温暖化防止、化石燃料の枯渇防止
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100万戸突破
・総戸建住宅の約4%
・普及率は低い
図1 太陽光発電の普及率
太陽光発電システムのメリット・デメリット
メリット
・クリーンで枯渇しない
・設置場所を選ばない
・メンテナンスが簡単
デメリット
・キロワット毎の単価が高い
・天候に左右されやすい
・設備稼働率が低い
・太陽光パネルが高価
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2,目的
太陽光発電システム導入時の障壁
太陽光パネルが高価
太陽光パネルの対応年数の延長
→ 中古太陽光パネルの普及拡大
運用上屋外に設置
→ 表面の汚れや傷、湿気などによる劣化により、発電効率が低下
ガラスコーティングを塗布
・発電効率の低下を抑える
・太陽光発電システム導入の際のコストを抑える
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3,表面コーティング効果測定
発電効率低下の原因
・太陽光パネル本体の劣化
・太陽光パネル表面ガラスの劣化
汚れや傷が蓄積されると
・入射効率の悪化
・発電効率の低下
表面の汚れや傷
平均5%
表面にガラスコーティングを塗布することで
発電効率が回復するのか？
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ガラスコーティングの効果および利点
・光沢が良くなる
・傷がつきにくい
・汚れが落ちやすい
・低屈折になる（入射効率の上昇）
新品の太陽光パネルに塗布すると発電量が2～3%上昇
劣化した太陽光パネルにガラスコーティングを塗布（株式会社イングス製）
劣化太陽光パネルの再生
・対応年数の延長
・導入コスト削減
太陽光発電の導入促進
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4,測定方法
真南
図3 測定方法
図4 架台
表1 太陽光パネルの仕様
・中古の太陽光パネル2枚
・片方だけにガラスコーティング
・影ができない場所に並べて設置
・真南、30度
定格出力[W]
開放電圧[V]
短絡電流[A]
最適動作電圧[V]
最適動作電流{A}
加工済
31.0
19.8
2.31
15.3
2.03
未加工
29.6
19.8
2.27
14.6
2.03
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5,測定機器構成
図5 測定機器構成図
最大電力点追従制御装置（MPPT：Maximum Power Point Tracer）
→太陽光発電の最適動作点を，自動で求めることができる制御装置
図6 MPPT回路（東京デバイゼス社製）
図7 日射量測定器
図8 バッテリ
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6,測定結果1
35.0
1000
934
931
904
30.0
900
833
800
777
746
25.0
発電電力
発電電力[W]
646
600
20.0
500
15.0
400
日射量
日射量[W/m^2]
700
300
10.0
200
5.0
100
0.0
0
13:00
13:20
13:40
未加工
14:00
14:20
加工済
14:40
15:00
日射量
図9 9月13日（晴れ）の発電電力と日射量
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7,測定結果2
1000
40.0
900
893
828
30.0
発電電力
発電電力[W]
800
777
740
723
700
25.0
600
20.0
500
400
15.0
日射量
日射量[W/m^2]
908
35.0
300
10.0
203 200
5.0
100
0.0
0
13:00
13:20
13:40
未加工
14:00
14:20
加工済
14:40
15:00
日射量
図10 9月27日（晴れ）の発電電力と日射量
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8,日射量ごとの発電電力
35
30
発電電力
発電電力[W]
25
20
15
加工済
10
未加工
5
0
646
746
777
777
893
908
931
934
日射量[W/m^2]
日射量
図11 日射量ごとの発電電力
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9,表面コーティング効果測定まとめ
ガラスコーティングを塗布することにより
発電効率が改善
最大で約10%
劣化太陽光パネルの発電効率の回復
・太陽光パネルの対応年数の延長
・中古太陽光パネルの販売
太陽光発電システムの導入コスト削減効果
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10,今後の展望
・測定データが少ない
定位置で年間通しての測定
雨や雪、ほこりなどの影響
・日射量と発電量の関係にばらつきがある
表面温度の測定
表面コーティングのメリット・デメリットを明らかにする
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ご清聴ありがとうございました
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