ツール
パフォーマンスレシオ計算ツール
発電量、設備容量、パネル面日射量の三つのデータから、太陽光発電所のパフォーマンスレシオを計算します。
用語
パフォーマンスレシオ（PR）
パフォーマンスレシオ（PR）は、太陽光発電所が実際に供給したエネルギーと、受けた日射量のすべてを定格出力で変換した場合に供給できたはずのエネルギーとの比です。パーセントで表され、温度、汚れ、影、ケーブル、インバーター、故障といった発電所のあらゆる損失を集約します。異なる場所にある発電所を比較するための指標です。
要点
- PR = 比発電量 ÷ ピーク日照時間（規格IEC 61724-1による）。
- 日射の多さには左右されません。そのため、AricaとPuerto Monttの発電所を比較するのに役立ちます。
- Santiagoでは、Fraunhoferの調査で、都市部の汚れがある状態で約75%が測定されました。
- 季節によって変わります。保証には通年の値か気象補正PRを用います。
計算式
規格IEC 61724-1は、PRを二つの収量の比として定義しています。
PR = Yf ÷ Yr
Yf（最終収量）：交流で供給されたエネルギーを、パネルの設備容量で割った値（kWh/kWp）。
Yr（基準収量）：パネル面で受けた日射量を、基準放射照度1 kW/m²で割った値。ピーク日照時間に相当します。
PRが80%とは、受けた日射のもとで理想的な条件なら発電所が発電したはずの100 kWhごとに、80を供給したという意味です。
チリの事例
Fraunhofer ChileとUniversidad Católicaは、2014年と2015年にSantiagoで三つの太陽光アレイを測定しました。公表された数値から、2014年の補正なしのPRを計算できます。
| 技術 | 収量（kWh/kWp） | パネル面日射量（kWh/m²） | PR |
|---|---|---|---|
| 単結晶 | 1.459 | 1.981,3 | 73,6 % |
| 多結晶 | 1.419 | 1.981,3 | 71,6 % |
| 薄膜 | 1.248 | 1.981,3 | 63,0 % |
この調査はさらに、三つの技術について気象補正PRが75%前後だったと報告しています。アレイはSantiagoの汚れにさらされており、清掃しない場合、一日あたり0.13%から0.56%の発電性能が失われていました。
PRを下げる要因
| 損失 | 対処方法 |
|---|---|
| パネルの温度 | ほとんど対処できません：場所と設置方法に固有のものです |
| 汚れ | 適切な時期の清掃 |
| 影 | 設計。場合によっては剪定または移設 |
| ケーブル、変圧器、インバーター | 設計と保守 |
| 接続が外れたストリング、ヒューズ、ダイオード | 監視と点検 |
| モジュールの劣化 | 取り決めた値を超える場合は、メーカー保証 |
| 送電制限 | 発電所の故障ではありません：計算から切り離します |
PR、比発電量、設備利用率
- 比発電量（kWh/kWp）：kWpあたりに供給されるエネルギー量です。その場所の日射に左右され、二つの発電所が同じようによく機能していても、TemucoよりCopiapóのほうが高くなります。
- 設備利用率：発電所が定格出力で運転している時間の割合です。これも場所に左右されます。
- パフォーマンスレシオ：日射の影響を差し引きます。状態の良い二つの発電所は、2,000 km離れていてもPRは近い値になります。
季節によって変わる理由
パネルは熱くなると出力が低下します。発電所に変化がなくても、夏にはPRが下がり、冬には上がります。一月に測定したPRを、七月に測定したPRと比較することはできません。
解決策は二つあります。簡単なのは、通年で計算することです。もう一つは、NRELが2013年に提案した気象補正PRで、セル温度によって計算を補正し、年間を通じてより安定した値が得られます。契約上の保証にはこちらを使うべきです。
契約において
保証PRは、太陽光発電所の建設契約と運転契約で最も一般的な性能条項です。機能させるには、契約に次の事項を明記する必要があります。
- 日射量をどのセンサーで測定し、誰が校正し、誰が清掃するか。
- どの期間を評価するか。
- どの事象を除外するか：系統の停電、送電制限、不可抗力。
- 達成されなかった場合にどうなるか。
よくある質問
よく尋ねられること
太陽光発電所のパフォーマンスレシオとは何ですか？
理論上利用できたエネルギーのうち、発電所が電力に変換した割合です。比発電量（kWpあたりのkWh）を、パネル面で受けたピーク日照時間で割って計算します。
良いパフォーマンスレシオとはどのくらいですか？
気候、技術、測定方法によって異なるため、普遍的な数値はありません。Santiagoでは、Fraunhoferの調査で、都市部の汚れにさらされたアレイで約75%が確認されました。最も有用な比較は、契約で保証されたPRとの比較と、同じ発電所の過去の実績との比較です。
設備利用率とはどう違いますか？
設備利用率は、その場所の日射の多さに左右されます。PRはそれを差し引くため、発電所がどれだけよく機能しているかだけを測ります。
自分の発電所のPRはどのように計算しますか？
同じ期間の発電量、パネルの設備容量、パネル面日射量から計算します。パフォーマンスレシオ計算ツールで計算できます。
出典
データの出所
- IEC 61724-1:2021 規格、Photovoltaic system performance – Part 1: Monitoring。
- Urrejola et al.、Effect of soiling and sunlight exposure on the performance ratio of photovoltaic technologies in Santiago, Chile、Energy Conversion and Management 114（2016）。表の補正なしのPRは、同研究の数値をもとに独自に計算したものです。
- Weather-Corrected Performance Ratio、技術報告書NREL/TP-5200-57991（2013）。
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