発電効率と温度の関係
太陽電池モジュールは、温度が上昇すると変換効率が低下してしまうという特性を持っています。アモルファスシリコン型やCIS（CIGS）型太陽電池モジュールは温度変化に強いのですが、現在の太陽電池モジュールの主流となっている結晶シリコン型では、真夏などの高温時には、出力が低下してしまいます。
夏と言えば日照時間も長いので、太陽光発電に適した季節だとお考えの方も多いと思いますが、実際には必ずしもそうとは限らないのです。
それでは、実際の発電効率は、温度の上昇によってどの程度変化してしまうのでしょうか。 シャープの発電量シミュレーションでは、太陽電池の素子温度が上昇することによって損失してしまう発電量を、下記のように仮定しています。
- 12月～2月：8％～12％
- 3月～5月、9月～11月：12％～17％
- 6月～8月：16％～22％
実際に低下する発電効率は製品やその他の条件によって大きく変わってきますが、温度変化による発電効率の低下は、太陽電池モジュールを設置する方角や傾斜角などよりももっと影響が大きいことがよく分かるのではないかと思います。
温度上昇による発電効率低下が著しい６月～８月の低下割合は16％～22％ですから、１年の中でもっとも気温が高くなる８月はより発電効率が低下していることが分かります。
この温度変化による変換効率低下を防ぐために開発されているのが、結晶シリコン型とアモルファスシリコン型を積層させたハイブリッド型太陽電池モジュールや、シリコンを使用せず化合物で作られたCIS（CIGS）型太陽電池モジュールなのです。
しかし、ハイブリッド型の場合は価格が高いというデメリットがあり、CIS（CIGS）型の場合はそもそもの太陽電池モジュール自体の変換効率が結晶シリコン型よりも低いというデメリットもありますので、どの太陽電池モジュールがもっとも優れていると一概に言うことはとても難しいのです。
１年を通じた温度変化の状況についてはお住まいの地域によっても異なると思いますので、各メーカーが提供している発電量シミュレーションを参考にするか、専門家に相談した上で太陽電池モジュールを選ぶのがよいでしょう。
また、産業用の太陽光発電システムにおいては、太陽電池モジュールの温度上昇による変換効率低下を防ぐために、太陽電池モジュールの表面が一定温度に達すると自動的に散水して冷却する装置なども開発されており、保水セラミックを活用した冷却技術などについても実証研究が進んでいます。
近い将来、太陽電池モジュールの冷却技術が進化し、暑い真夏の発電でも変換効率が落ちないシステムが開発されることでしょう。
