ソーラーパネルに最適な角度を見つける方法 (2023 年 6 月)

ソーラー パネルの角度や配置は、システムのエネルギー出力を決定する重要な要素です。 空における太陽の位置は、時刻や季節に応じて常に変化するため、ピーク生産量を維持するにはパネルを正しく配置することが重要です。

この記事では、Guides Home チームがソーラー パネルの角度の重要性について説明し、パネルを配置する際に考慮すべき主な要素を詳しく説明します。

太陽光発電 (PV) モジュールは、その向きと傾斜角度がパネルの表面に到達する直射日光を最大化すると、より多くの電力を生成します。 高効率定格の単結晶ソーラー パネルは、平方フィートあたり最高の電力出力を実現します。

ただし、配置が不適切だと、パネルが最高のパフォーマンスで動作しなくなります。 効率が中程度のソーラーパネルは、多くの場合、間違った方向を向いた最上位のソーラーパネルよりも、最適な傾斜角でより多くの電力を生成できます。 住宅用太陽光発電システムの最適な傾斜角は、いくつかの要因によって決まります。

世界銀行の Global Solar Atlas のおかげで、どんな場所でもソーラー パネルの最適な傾きを見つけるのは簡単です。 以下の手順に従ってください。

開始するには、世界銀行 Global Solar Atlas Web サイトにアクセスしてください。

Global Solar Atlas の世界地図を使用して、検索バーを見つけて都市名、住所、または座標を入力します。 地図をドラッグして、正確な位置を拡大することもできます。 あなたの場所をクリックすると、Global Solar Atlas に地域の太陽資源に関する詳細情報を含む表が表示されます。

場所を選択すると、Global Solar Atlas に地図データに基づいた表が表示されます。 探したいのは「」太陽電池モジュールの最適な傾斜角」価値。 この行には 2 つの角度が表示されていることがわかります。

たとえば、アトラスであなたの場所の値が 35° / 180° と表示されている場合、生産性を最大化するには、ソーラー パネルを南 (180°) に向けて 35° の垂直方向の傾斜が必要であることを意味します。

上で述べたように、最適な傾斜角は北または南に移動するにつれて増加します。これはアトラスで視覚化できます。 フロリダの場所をクリックすると、最適な傾斜範囲が 24° ～ 28° であることがわかります。 一方、ニューヨークの場所をクリックすると、最適な傾きの範囲は約 33° ～ 37° になります。 フロリダとニューヨークは北半球にあるため、どちらの場合も最適な向きは南です (方位角 180°)。

Global Solar Atlas は、最適なソーラー パネルの角度以外にも役立つ情報を多数提供します。 をチェックすることもできます特定の太陽光発電出力、これは、太陽光パネルのピーク容量 (kWp) あたりの年間生産性をキロワット時 (kWh) で示しています。

たとえば、あなたの場所の特定の太陽光発電出力が 1,500 kWh/kWp である場合、これは、各太陽光発電システム 1 キロワットが年間 1,500 kWh を発電することを示します。 この場合、平均 8 kW の住宅用システムは年間 12,000 kWh (8 kW x 1,500 kWh/kWp) を発電します。 この値に地域の電気料金を掛けると、年間のエネルギー節約量を簡単に見積もることができ、太陽光発電システムのコストを相殺するのに役立ちます。

ソーラーパネルが同じ位置に保たれていると仮定すると、最適な傾斜角度により年間の発電量が最大化されます。 ただし、季節を通じてソーラーパネルの傾きを調整することで、さらに高い出力を達成できます。 次の表は、一年のさまざまな時期に生産性を向上させるためにソーラー パネルの傾斜角を調整する方法をまとめたものです。

Global Solar Atlas には、月や季節ごとの最適な傾斜角ではなく、年間エネルギー生産を最大化する一般的な傾斜角のみが表示されます。 ただし、優良な太陽光発電設置会社は、より詳細な情報を生成できるシミュレーション ソフトウェアを使用しています。

通常、地面に設置する場合は、傾斜角を調整できるソーラー パネル アレイが推奨されます。 この機能は、アクセスが簡単な平らな屋根に設置された太陽光発電システムにも有効です。 傾斜屋根では、主に次の 2 つの理由から、ソーラー パネルの角度を調整することはお勧めできません。

また、太陽を追跡してシステムの生産性を最大化する自動太陽追尾メカニズムを利用することもできます。 ただし、これらのメカニズムには欠点もあります。 太陽エネルギー産業協会（SEIA）によると、追跡機能を備えた実用規模の太陽光発電システムは、固定角度システムよりも約 14% 高価です。 太陽光発電システムには機械的磨耗が起こりやすい可動部品があるため、メンテナンスコストも高くなります。

自動ソーラートラッカーは、ソーラーパネルを設置する屋根スペースが非常に限られている住宅所有者にとっては実用的かもしれません。 それ以外の場合、生産量を増やす最も効果的な方法は、単にシステムにパネルを追加することです。

地域の太陽の状況に基づいて傾斜角と向きを最適化すると、ソーラー パネルの生産性が向上します。 Global Solar Atlas のおかげで、どの場所でもソーラー パネルの最適な傾斜角を簡単に決定できます。 ただし、日陰や屋根スペースの利用可能性など、サイト固有の条件も考慮する必要があります。

季節に応じてソーラーパネルの傾きを変えることで、ソーラーパネルの生産性を高めることができます。 たとえば、太陽が空の高いところにある夏の間は傾斜角を小さくし、太陽が地平線に近づく冬の間は傾斜を大きくすることができます。 傾斜した屋根で DIY でソーラー パネルを調整するのは危険な可能性があるため、これは一般的に地上設置または平屋根の設置に推奨されます。

ソーラーパネルの理想的な向きと傾きは、地理的な場所によって異なります。 経験則として:

地球の極に近づくにつれて、最適な角度は増加します。 Global Solar Atlas を使用して、自分の場所の理想的な傾斜角を決定できます。

ソーラーパネルが動作しなくなる特定の傾斜角はありません。 むしろ、別の物体 (木や建物など) が太陽光線の表面に到達するのを妨げる位置では、パネルは発電を停止します。

これはあなたの所在地によって異なります。 フラットソーラーパネルは、太陽の位置が空の高い赤道付近で最もよく機能します。 角度を付けたソーラー パネルは、太陽の高度が低い北または南の遠い場所でより生産的です。

ソーラーパネルは、太陽光がパネルの表面に届く角度であればどの角度でもバッテリーを充電します。 ただし、地理的位置に基づいて理想的な角度と向きを使用すると、より多くの充電を得ることができます。

ソーラーパネルを設置している住宅所有者を対象とした2023年3月の調査によると、ソーラーシステムの平均的な費用は15,001ドルから20,000ドルの間です。 ただし、総コストは、所在地、設備、太陽光発電設置会社によって高くなる場合も低くなる場合もあります。 エネルギーの節約に加えて、連邦太陽光発電税額控除などのインセンティブを利用して、システムの総コストを削減することができます。

レオナルド・デヴィッド電気機械エンジニア、MBA、エネルギー コンサルタント、テクニカル ライターです。 エネルギー効率と太陽光発電に関するコンサルティングの経験は、銀行、繊維製造、プラスチック加工、製薬、教育、食品加工、不動産、小売などの分野をカバーしています。 2015 年からはエネルギーとエンジニアリングのトピックに関する記事も執筆しています。

トリ・アディソンは、デジタル マーケティング業界で 5 年以上働いている編集者です。 彼女の経験には、非営利、政府、学術部門におけるコミュニケーションとマーケティングの仕事が含まれます。 本業はジャーナリストで、ニューヨークのハドソンバレーで政治やニュースをカバーするキャリアをスタートさせました。 彼女の仕事には、地方および州の予算、連邦財政規制、医療法に関する報道が含まれていました。