太陽光発電の向きと角度を変えると、どのくらい発電量がかわるのかシミュレーションしてみた。

2022-03-04 2022-04-25

toyo

2022年4月1日から、京都で建築物を建てる場合、300m2以上の新築・増築建築物は、再エネ設備の導入が義務化されます。一般的な住宅規模だと規制されることはなさそうですが、設置が求められた場合どういう設置方法（角度や向き）だと発電効率が良いのか気になるところ。

ほぼ、建物の計画をした瞬間に発電効率が決まってしまうので、角度と向きを変えてどの設置が一番効率が良いのかシミュレーションしてみました。

　

諸設定

まずは、諸設定です。
「6地域、A3区分、容量4Kw、設置面1面、パワコン効率入力しない」
という条件で、角度と向きを変えてシミュレーションしてみました。

シミュレーションをする勾配と角度

知りたい情報を一覧表にしてみました。白マス部分を埋めていくだけです。西面は、東面と発電量がほぼ変わらないので省略しました。

参考に、一番右に、6地域の基準エネルギーを記載しておきました。一般的な省エネ住宅は、一次エネルギー消費量が約8万MJ（80GJ）ですので、80GJの発電が期待できると完全にゼロにになります。ゼロエネルギーハウス（ZEH）にするためには、家電と調理を省いた残りの約60GJを実質ゼロにすればクリアできます。例えば、家本体の性能で30GJを減らして、残り30GJの再エネ（太陽光発電）を載せれば、ＺＥＨ基準クリアです。

ということで、若干減ってもクリアできるように、今回は4.0KW（約40GJ）載せてシミュレーションしています。

南面設置の場合の発電効率

まず、南面の載せた場合で、角度を10度程度ずつ変えて発電量を比較しました。
結果は、赤字にした角度20度が一番発電効率がよく、39065MJ。角度が10度変わると、2～3％ぐらい発電効率が落ちます。
水平設置は、10％程度の減少ですが、それなりに発電量があります。ただ、壁設置（90度）はかなり落ちるので、壁設置よりは水平設置がよいですね。

南東面設置の場合の発電効率

次は、建物を45度振り、南東面に太陽光発電を設置し、角度を10度程度ずつ変えて発電量を比較しました。
結果は、赤字にした角度10度が一番発電効率がよく、37385MJ。勾配20度は、37366MJなので、ほぼ同等。角度が30度になると、2％ぐらい発電効率が変わります。
水平設置は、当然ながら南面と同じです。
設置方位が変わると、角度が緩い方が効率がよくなることがこれでわかります。