東日本大震災による混乱とその後の原子力発電所の事故で、今、自然エネルギーの利用が見直されています。


電気が必要不可欠な現代の生活で、太陽光発電に代表される再生可能エネルギーは、原子力に代わる新たな電源として機能するのでしょうか。結論からいえば、将来的には十分可能と認識されています。
これは、今すぐに原子力に変わる物になるという意味ではありません。

再生可能エネルギーには幾つか種類があります。代表的なのが、風力発電、太陽光発電、地熱発電でしょう。

他に波力発電や潮力発電などがあります。


現在の電力は、海岸部や、内陸に建設されたダムによって発電された電気が、長い送電線を伝って電力消費地へ送られています。
遠隔地で発電された電力の輸送は、多くの電気が熱となって消費地の届く前に大気中に逃げていきます。海岸部の工業地帯などは、火力発電所から消費地である工場地帯への距離が近い為に、比較的効率よくエネルギー資源が使われていますが、住宅地などは発電施設から遠い為、結果として非効率的になっています。
風力発電や地熱発電もそれに適した土地が限られている為、現在の電力会社による発電と同じような非効率性が考えられます。

再生可能エネルギーの中で最も消費地に近い場所で行われる発電が、太陽光発電になります。


太陽光発電は、家庭など昼間の電力使用の少ない地域で作られた電気を電力会社が買い取り、大口の消費者である工場やビルに売却します。
逆に家庭が多くの電気を使う時間である夕方以降は、旧来からある発電所で作られた電力を各家庭が購入する事になります。

こうすることで、輸入に依存した電力供給から脱却し、エネルギー自給率の向上を目指せる事になります。

太陽光発電の為の装置も、技術革新により日々その発電効率を向上させています。立地場所に限定が無い太陽光発電は、再生可能エネルギーによる発電で最も発電量が多くなる可能性がありますし、また消費地に近いという点は電力輸送の効率性を考えても、最も将来性のある発電と言う事になります。太陽光発電では、ソーラーパネルの傾斜角度が約30度くらいで最も受光量が多くなるとされています。この頃では、塩田跡地や鉄道の操車場跡地、工場などの未利用土地などにメガソーラー太陽光発電システムが設置されているのを良く見かけますが、確かにソーラーパネルの傾斜角度はおよそ30度くらいで設置されています。

それでは何故、太陽光発電におけるソーラーパネルの傾斜角度は約30度が良いのでしょうか。

そのあたりを少し検討してみたいと思います。
太陽光発電のソーラーパネルの傾斜角度は、理論的には南中時の太陽光入射角度に対してほぼ直角となるように設定するのが最適であり、さらに東や西方向からも太陽光を効率的に受光できるような角度にすることによって太陽光発電システムの発電量が最大になります。

夏至の太陽南中高度は、90-(その場所の緯度)+23.4度で計算できます。

また、冬至の太陽南中高度は、90-(その場所の緯度)-23.4度の計算で得られます。

日本緯度原点の緯度は、およそ35度でありますので夏至の南中高度は約78度、冬至の南中高度は約32度となります。


従って、太陽光発電システムにおけるソーラーパネルの傾斜角度は、夏至では90-78=12度、冬至では90-32=58度が最適な傾斜角度となりますが、12度では雨などの圧力を受けやすくなり、設備の耐用年数が短くなります。


58度では太陽光エネルギーが一番大きくなる夏場において最大限の受光ができなくなります。

それと東向き及び西向きからの太陽光を効率的に受光するために、夏至と冬至の最適傾斜角度の平均値である35度より少し低めに傾斜させるのが最も発電量が多くなる設置条件となったものと考えます。

天候など自然条件に左右される太陽光発電システムの設置条件は、このように天文学的な側面からも考慮がなされており、ソーラーパネルの傾斜角度においては科学的な根拠に基づいた設置条件があることが特徴と言えます。

http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n118141
http://www.cdn.m3q.jp/?page=354
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14102166234

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