屋上太陽光発電所
屋上太陽光発電所 、または屋上太陽光発電システムは、住宅または商業用の建物または構造物の屋上に取り付けられた発電ソーラーパネルを備えた太陽光発電システムです。このようなシステムのさまざまなコンポーネントには、太陽光発電モジュール、取り付けシステム、ケーブル、ソーラーインバーター、その他の電気アクセサリーが含まれます。
屋上に設置されたシステムは、メガワット範囲の容量を持つ地上設置型太陽光発電所に比べて小さいです。住宅用建物の屋上太陽光発電システムは、通常、約5〜20キロワット（kW）の容量を備えていますが、商業用建物に取り付けられているものは、多くの場合100キロワット以上に達します。
設置
都市環境は空の屋上スペースを大量に提供し、潜在的な土地利用と環境問題を本質的に回避できます。屋上での日射値は以下の影響を受けるため、屋上での日射量の推定は多面的なプロセスです。
- 今年の時間
- 緯度
- 気象条件
- 屋根の斜面
- 屋根面
- 隣接する建物と植生の陰影付け
Lidarと正射写真の使用を含む、潜在的なソーラーPV屋根システムを計算するためのさまざまな方法があります。洗練されたモデルは、地方自治体レベルでのPV展開のために、大面積のシェーディング損失を決定することさえできます。
屋上ソーラーアレイのコンポーネント：
次のセクションには、屋上ソーラーアレイで最も一般的に使用されるコンポーネントが含まれています。設計は屋根の種類（金属と鉄片など）、屋根の角度、およびシェーディングの問題によって異なる場合がありますが、ほとんどのアレイは次のコンポーネントのバリエーションで構成されています。
- 太陽電池パネルは、（太陽）光が照射されると炭素を含まない電気を生成します。多くの場合、シリコンで作られた太陽電池パネルは、通常、パネルあたり6個の小さな太陽電池で作られています。複数のソーラーパネルが張り合わされて、ソーラーアレイを構成しています。ソーラーパネルは通常、強化ガラスで保護され、アルミフレームで固定されています。ソーラーパネルの前面は非常に耐久性がありますが、パネルの背面は一般により脆弱です。
- 取り付けクランプは通常、屋根とレールにソーラーパネルを固定するアルミニウム製ブラケットとステンレスボルトで構成されています。クランプは、さまざまな屋根とレールの構成に対応するために、多くの場合設計が異なります。
- ラックまたはレールは金属製で、多くの場合、パネルを載せるために屋根に平行に配置されます。パネルを均等に取り付けるには、レールが十分な高さであることが重要です。
- マウントは、レールとアレイ全体を屋根の表面に取り付けます。これらのマウントは、多くの場合、点滅して屋根の垂木にボルトで固定されるL型ブラケットです。マウントの設計は、屋根の構成と材料が幅広いために異なります。
- フラッシングは耐久性のある金属板で、マウントとルーフ表面の間に耐水性のシールを提供します。多くの場合、コーキングは屋根へのフラッシングを密封するために使用され、それは金属の屋根板に似ています。
- インバーターのDC / AC配線は、パネル間およびマイクロインバーターまたはストリングインバーターにワイヤを接続します。風化やケーブルの劣化を防ぐために、ケーブルが屋根の表面に触れたり、アレイからぶら下がったりしないようにしてください。
- マイクロインバーターはパネルの下部に取り付けられ、パネルからのDC電力をグリッドに送信できるAC電力に変換します。マイクロインバーターを使用すると、シェーディングが発生したときに各パネルと個々のパネルからの特定のデータを最適化できます。
固定価格買取制度
グリッドに接続された屋上太陽光発電所では、生成された電気は、グリッド内の他の場所で使用するために、サービスを提供する電気事業者に販売されることがあります。この配置により、インストーラーの投資に対する見返りが得られます。世界中の多くの消費者は、収益が得られたため、このメカニズムに切り替えています。公益事業委員会は、通常、公益事業がこの電気に対して支払う料金を設定します。これは小売料金またはより低い卸売料金である可能性があり、太陽光発電の回収および設置需要に大きく影響します。
よく知られているFITは、世界中の太陽光発電産業の拡大をもたらしました。この形式の補助金により、数千の雇用が創出されています。ただし、FITが削除されると破裂する可能性があるバブル効果が発生する可能性があります。また、ローカライズされた生産および組み込み発電の能力を高め、電力線を介した伝送損失を削減しました。
ハイブリッドシステム
屋上太陽光発電所（オングリッドまたはオフグリッド）は、ディーゼル発電機、風力タービン、バッテリーなどの他の電力コンポーネントと組み合わせて使用できます。これらのソーラーハイブリッド電力システムは、継続的な電源を提供できる可能性があります。
長所
設置者は、太陽光を公共グリッドに供給する権利を有しているため、太陽光発電の現在の追加費用を補うための太陽光発電の利点を反映して、生成されたkWhごとに適切なプレミアム料金を受け取ります。
短所
PVステーションからの10％の寄与を含む電力システムでは、従来のシステムよりも負荷周波数制御（LFC）能力を2.5％増加させる必要があります-問題は、PVのDC / AC回路でシンクロバーターを使用することで対処できますシステム。 1996年の太陽光発電の損益分岐点コストは、10％未満の貢献レベルでは比較的高いことが判明しました。 PV発電の割合が高いほど損益分岐点コストは低くなりますが、経済的およびLFCの考慮により、電力システム全体に対するPVの寄与に約10％の上限が課されました。
技術的な課題
大量の屋上太陽光発電システムを送電網に統合するには、多くの技術的な課題があります。例えば：
- 逆潮流
- ランプレート
コスト
| 国 | コスト（$ / W） |
|---|---|
| オーストラリア | 1.8 |
| 中国 | 1.5 |
| フランス | 4.1 |
| ドイツ | 2.4 |
| イタリア | 2.8 |
| 日本 | 4.2 |
| イギリス | 2.8 |
| アメリカ | 4.9 |
| 2013年の住宅用太陽光発電システムの場合：15 | |
| 国 | コスト（$ / W） |
|---|---|
| オーストラリア | 1.7 |
| 中国 | 1.4 |
| フランス | 2.7 |
| ドイツ | 1.8 |
| イタリア | 1.9 |
| 日本 | 3.6 |
| イギリス | 2.4 |
| アメリカ | 4.5 |
| 2013年の商用PVシステムの場合：15 | |
2018年、6 kWの住宅システムの税額控除後の米国の全国平均コストは3.14ドルで、ある商業Webサイトによると、通常の範囲は2.71ドルから3.57ドルでした。
2000年代半ば、ソーラー企業は、リースや電力購入契約などの顧客向けのさまざまな融資計画を使用しました。顧客は何年もかけてソーラーパネルの代金を支払うことができ、ネットメータープログラムからのクレジットからの支払いの助けを得ることができました。 2017年5月の時点で、屋上ソーラーシステムの設置には平均20,000ドルかかります。以前は、より高価でした。
ユーティリティダイブは、「ほとんどの人にとって、他の法案や優先事項の上にソーラーシステムを追加することは贅沢です」および「アメリカの人口の裕福な部分に広く対応するルーフトップソーラー企業」と書きました。
ソーラーアレイを利用するほとんどの世帯は「中所得以上」です。ソーラーの顧客の平均家賃は約100,000ドルです。
しかし、「驚くべき量の低所得」の顧客が収入と太陽光発電システムの購入に関する調査に登場しました。 「調査の結果に基づいて、GTMの研究者は、4つのソーラー市場には低所得施設で100,000を超える設置が含まれていると推定しています。」
米国のソーラーインセンティブを分析した消費者エネルギーアライアンス（CEA）によって2018年6月にリリースされたレポートは、連邦、州、および地方のインセンティブの組み合わせと、PVシステムの設置の純コストの減少が、屋上ソーラーのより多くの使用を引き起こしたことを示しました全国に。 Daily Energy Insiderによれば、「2016年、住宅用太陽光発電の容量は前年より20％増加しました。一方、住宅用太陽光発電の平均設置コストは、第1四半期のDCあたり21％から2.84ドルに低下しました。 2017年と2015年第1四半期。」実際、このグループが調査した8つの州では、屋上太陽光発電システムを設置するための政府のインセンティブの合計が実際にそのコストを上回りました。
今後の展望
インド政府のジャワハルラル・ネール国立ソーラーミッションは、2022年までに最大100ギガワットの容量を持つ屋上太陽光発電システムを含むユーティリティ規模のグリッド接続太陽光発電システムの設置を計画しています。
