あなたの家を太陽光発電に変えるという決定は簡単なものだったかもしれません。 太陽エネルギーは地球に良いだけでなく、化石燃料への依存を減らします。また、電気代を長期的に節約できるので、財布にも良いです。
この記事では、これらのタイプのソーラーパネルについてさらに詳しく説明し、ソーラーパネルの設計に焦点を当てます。 あなたの家に最適なソーラーパネルを選択するのに役立つ材料、およびそれぞれの効率評価 バジェット。
ソーラーパネル材料
ソーラーへの切り替えを約束するのは簡単ですが、インストールプロセスをナビゲートするのは少し圧倒されるかもしれません。 パネルだけを選ぶには、住宅用太陽光発電の背後にある科学についての研究と理解が必要です。
ソーラーパネルは、家の屋上に当たる太陽光を吸収し、そのエネルギーを直流（DC）電気に変換する数十の太陽電池（PVセルとも呼ばれます）で構成されています。 ほとんどの家庭用太陽光発電システムにはインバーターが含まれており、インバーターはDC電力を交流（AC）電力に変換し、家庭に電力を供給します。 バッテリーバックアップは、夜間または停止中に使用するために未使用の太陽エネルギーを保存できます。
ソーラーパネルのブランドとスタイルは数多くありますが、良いニュースは、メインが3つしかないことです。 住宅用ソーラーシステムで現在使用されているソーラーパネルの種類：単結晶、多結晶、および 薄膜。 それぞれを詳しく見ていきましょう。
単結晶ソーラーパネル
単結晶ソーラーパネル（ソーラー会社がよく呼ぶモノパネル）は、単一の純粋なシリコンから作られているため、このように名付けられました。 単結晶パネルは、住宅用ソーラーシステムの屋上に見られる最も一般的なパネルです。 それらは小さなスペースに最適なパネルであり、多結晶や薄膜よりも長持ちします パネル。
単結晶パネルには、不動態化されたエミッタとリアコンタクト（PERC）と両面の2種類があります。 PERCパネルには、エネルギー吸収を高めるためにセルの裏側に導電層が追加されています。 PERCパネルは、屋上ソーラーシステムで最も一般的に使用されています。
同様に、両面パネルは両面で光を吸収できますが、PERCパネルよりも高い速度で吸収されます。 このため、両面パネルは通常、パネルの両側を露出させたままにする地上設置型システム用に予約されています。
単結晶ソーラーパネルの設計
単結晶パネルはほとんどが黒一色ですが、全体に空白があります。 黒のデザインは、屋上でそれらを目立たなくします。 ただし、完全に黒く、屋根の上に平らに置かれている薄膜パネルほど滑らかではありません。
単結晶ソーラーパネル材料
単結晶シリコン太陽電池は、シリコンの種結晶を高温で純粋なシリコンの溶融槽に入れるチョクラルスキー法を使用して製造されます。 これにより、単一のシリコン結晶またはインゴットが作成され、それがより薄いウェーハに分割されます。 それらのウェーハはソーラーパネルを構成します。
多結晶ソーラーパネル
多結晶パネルは初期のソーラーパネル技術を代表しているため、新しい単結晶の種類よりも手頃な価格になります。 ただし、技術が古いため、多結晶パネルは最新のパネルほど効率的ではありません。 また、高温下では十分に持ちこたえられないため、一年中暑い気候での使用はお勧めしません。
多結晶ソーラーパネルの設計
多結晶パネルは、製造プロセスのために青い色合いをしています。 青色は実際には多少大理石模様になっているため、パネルごとに色や一貫性に多少のばらつきがあります。 微妙なソーラーパネルシステムの作成に関心のある住宅所有者は、多結晶品種よりも単結晶パネルを選択する必要があります。
多結晶ソーラーパネル材料
多結晶パネルは、単結晶パネルと同じシリコン太陽電池でできています。 違いは、多結晶パネルの冷却プロセスにあります。これにより、1つだけではなく複数の結晶が作成されます。
家庭用ソーラーシステムで使用される多結晶パネルには、通常60個の太陽電池があり、約240〜300ワットの電力を生成します。 比較すると、平均的な住宅用ソーラーパネルには72個のセルが含まれており、300〜400ワットの電力を生成します。
薄膜ソーラーパネル
薄膜太陽電池は効率が低いため、スペースに制約がない大規模な産業用ソーラー設備でより頻繁に使用されます。 逆に、薄膜パネルは、ボートに電力を供給するなどの小規模なソーラープロジェクトや、薄い金属屋根を備えた倉庫などの小規模な商業ビルに適したオプションです。
薄膜ソーラーパネルの設計
薄膜パネルは、3つのパネルタイプの中で最も滑らかな外観を持っています。 それらは完全に黒く、平らで、形とサイズが柔軟であるため、家の家に簡単に溶け込みます 屋上で、単結晶および多結晶パネルが頻繁に行う足場構造を必要としません 行う。
ただし、薄膜パネルは効率的ではないため、家の電力を生成するには、さらに多くのパネルが必要になります。おそらく、屋上全体を覆うのに十分です。 その結果、全体的なコストが高くなり、パネルの問題、障害、および時間の経過に伴う全体的な劣化のインスタンスが増える可能性があります。
薄膜ソーラーパネル材料
アモルファスシリコンやテルル化カドミウムなどの光起電性物質の薄層を固体表面（多くの場合ガラス）に配置して、薄膜パネルを作成します。 製造工程で使用される光起電性物質の選択により、柔軟性の高いものも含め、さまざまな薄膜パネルが作成されます。
ソーラーパネルの主な種類を比較する
ソーラーパネルのコスト
パネルごとの観点から、単結晶パネルが最も効率的であり、したがって最も高価です。 多結晶パネルは、単結晶パネルの製造で残った結晶片を利用して実際に製造できます。 製造コストが低く、製造プロセスが単純であるため、多結晶パネルは単結晶パネルよりもはるかに安価です。 薄膜パネルは、その超軽量で薄い構造のため、全体的に最も安価なタイプのソーラーパネルになる傾向があります。
ワットあたりの平均コスト：
- 薄膜：$。43–$.70
- 単結晶：$。32–$1.50
- 多結晶：$。70–$1.50
ソーラーパネルの効率
ソーラーパネルが生成できる電力が多いほど、効率の評価は高くなります。 これはまた、最も効率的なパネルが占めるスペースが最小になり、家庭用ソーラーシステムが機能するために必要なスペースが少なくなることを意味します。
曇り空は明らかに太陽エネルギーパネルが吸収できる量を減らすため、効率は1日を通しての日光の変化によって影響を受けます。 高い熱レベルは、エネルギー効率にも悪影響を与える可能性があります。 パネルは1日を通して熱を蓄積し、これにより、その時間帯に出力が最大25％低下する可能性があります。
単結晶パネルと多結晶パネルはどちらも、平均的な量の太陽光を受け取り、季節的な温度変動があるほとんどの場所に適しています。 薄膜パネルは、他の2つのパネルタイプよりも温度係数が低いため、暑い気候や年間の日光が多い地域に住む人々に適したオプションになる可能性があります。
これらのわずかな変動はすべての一般的なタイプのパネルに影響を及ぼしますが、最高効率の品種は変動を考慮し、全体的な出力の観点からそれらを補償します。
以下は、さまざまなタイプのソーラーパネルのそれぞれの効率評価と電力容量の内訳です。
- 単結晶：
- 効率-20％以上
- 電力容量-最大300ワット
- 多結晶：
- 効率— 15〜17％
- 電力容量-240–300ワット
- 薄膜：
- 効率—6–15%
- 電力容量-薄膜パネルはサイズが均一ではないため、標準的な測定値ではありませんが、一般的に結晶パネルよりも出力が低くなります
パネルタイプを選択する際に考慮すべき要素
日光への露出と熱以外にも、ソーラーパネルの性能に影響を与える可能性のあるいくつかの要因があります。
ひょうの評価
太陽電池パネルは、雹をシミュレートするために、特定の高さから小さな鋼球を落とすか、パネルに直接氷球を発射することによって、雹の影響についてテストされます。
単結晶および多結晶パネルはより厚い材料でできているため、時速50マイルまでの速度での雹の衝突に耐えることができます。 一方、薄膜ソーラーパネルは、軽量で柔軟性があるため、雹に耐えることができません。
ハリケーンの評価
The 米国エネルギー省 ハリケーンのような大嵐に耐える能力の観点から、ソーラーパネルの推奨仕様のリストを維持しています。 これらの仕様を満たすパネルは、風に乗ってしまうのを防ぐために、ロックまたは固定のメカニズムで設計されます。 繰り返しますが、単結晶および多結晶パネルは、その構造により、薄膜パネルよりも重く、固定装置で変更することができます。
結論：適切なソーラーパネルの選択
ほとんどの住宅用ソーラーシステムでは、単結晶ソーラーパネルが最良の選択肢です。 それらは多結晶パネルよりも高価ですが、単結晶パネルはより高性能で長持ちします。 これは、コストが高くても、単結晶パネルからの効率と電力出力の向上により、電気代の面で時間の経過とともに実際にコストを節約できる可能性があることを意味します。
ただし、多結晶パネルは、ソーラーに切り替えたいが単結晶パネルのコストを支払う余裕がない人にとっては、依然として実用的なオプションです。 美学があなたにとって重要であるならば、多結晶パネルは3つのタイプの太陽電池パネルの中で最も目立ち、おそらく時代遅れであることを覚えておいてください。
非効率で長期的な耐久性が不足しているため、住宅用ソーラーシステムに薄膜パネルを使用することはお勧めしません。 ただし、小屋、作業場、ボート、またはRV車に電力を供給したい場合は、微妙な設計で薄膜パネルが費用効果の高いオプションになることがあります。
ソーラーパネルの種類の違いを理解することは言うまでもなく、ブランドごとに利用できるオプションは、圧倒される可能性があります。 ほとんどのソーラーパネル設置会社は、あなたの家のニーズと予算に基づいて、パネルのタイプとブランドを推奨します。 住宅用ソーラーシステムの設計とソーラーパネルの選択については、MomentumSolarにお問い合わせください。
住宅用太陽光発電に関するFAQ
ほとんどの家は約30枚のソーラーパネルを必要とします。 この見積もりは、1時間あたり1,000キロワットの平均エネルギー消費量と、320ワットのパネルが設置されている場合に基づいています。 ただし、必要なパネルの正確な数は、家のサイズ、利用可能な屋上スペース、および1か月の平均世帯エネルギー消費量によって異なります。
はい、多くの場合、完全に太陽光発電で家を建てることができます。 ただし、太陽光発電は必ずしもすべての家庭で実行可能なソリューションではありません。
最初に検討する必要があります。
- 現在毎月使用している電気の量
- あなたの家が受ける日光の量
- あなたの屋根がソーラーパネルを収容できるかどうか
過度に高いエネルギー需要がある場合、および/または日陰の多い地域に住んでいる場合、ソーラーパネルはあなたの家を動かすのに十分な電力を生成しない可能性があります。 同様に、エネルギー需要は正常であるが屋上スペースが限られている場合、ソーラーシステムの出力は大幅に低下します。
すべてのタイプのソーラーパネルは、年間約1％の割合で劣化します。 これは、悪天候や気温の変化を含まない通常の摩耗です。 適切に取り付けられた場合、パネルは25年から30年の間どこでも持続するはずです。これは、性能保証の標準範囲です。
ただし、単結晶パネルは、3種類のソーラーパネルの中で最も耐久性があります。 定期的なメンテナンスと極端な気象条件への限られた露出により、単結晶パネルは、出力レベルがますます低くなっているにもかかわらず、最大50年間機能し続けることができます。
太陽光発電の2つの主な欠点は、初期費用と、住宅のサイズとシステムサイズの場所の制限です。 ソーラーパネルは長期的にはお金を節約できますが、かなりのイニシャルが必要です 投資—11,000ドルから50,000ドルのどこでも—そして利益が見られるようになるまでに数年かかる場合があります その投資。
さらに、利用可能な屋根のスペースは、家のソーラーシステムのサイズを大幅に制限する可能性があります。 つまり、ソーラーに切り替えたい住宅所有者は、日常のニーズを満たすのに十分な大きさではないシステムを利用するか、アイデアを完全に放棄する必要があるかもしれません。