このツールでできること
ストリングが長すぎると、寒い朝にパワーコンディショナの最大電圧を超えることがあります。短すぎると、暑い午後に MPPT の電圧範囲を下回ります。このツールは、データシートの係数と現地の温度から両方の限界を求め、MPPT 入力ごとの電流を確認したうえで、アレイの年間発電量を見積もります。
- ストリング: 最低気温での開放電圧、最高セル温度と最低温度での最大出力動作電圧、ストリングあたりの許容直列枚数、最大電圧までの余裕、MPPT ごとの動作電流と短絡電流、起動電圧、過積載率(DC/AC 比)。
- 設計温度: 現地の NASA POWER 日別データ 24 年分から、年間の最低・最高の極値と平均値を求め、根拠を報告書に記載します。
- 発電量: 太陽位置、傾斜面の天空散乱日射、反射損失、モジュール温度、温度係数、システム損失、クリッピングを含むパワーコンディショナの効率曲線による時間別シミュレーション。月別表、年間予想発電量、システム出力係数(PR)、設備利用率、日射から交流出力までの損失の内訳を出力します。
- 案の比較: 同じ敷地・同じ機器で最大四案を並べて比較します。
使い方
- 敷地を入力するか、気象ファイルを開きます。ファイルを開くと敷地も設定されます。
- 設計温度を取得し、基準を選びます。基準は、規格や電力会社が求める最低気温の極値または年間最低気温の平均値です。
- モジュールとパワーコンディショナのデータシートの電気的データを貼り付け、「値を読み取る」を押して各項目を確認します。値は手入力もできます。
- 「ストリング」で許容範囲から直列枚数を選び、ストリング数と MPPT 数を設定します。各検査には値、限度、結果が表示されます。
- 気象データを読み込みます。ブラウザで NASA POWER の一年分の時間別データを取得するか、PVGIS の標準気象データまたは EPW ファイルを使います。「発電量」と「案の比較」で結果を確認し、「損失」で敷地に合わせて損失を調整します。
- 設計報告書、ブック、または時間別 CSV を出力します。
どの気象データを使うか
NASA POWER は、どの場所・どの年でも直接読み込めます。PVGIS の標準気象データ(TMY)は、単年よりも長期の気候をよく表します。PVGIS のサイトでダウンロードし、ここでファイルを開いてください。ソウルの同じ屋根でも、水平面日射量は NASA POWER 2023 で約 1,428 kWh/m²、PVGIS の TMY で約 1,525 kWh/m² となり、発電量もほぼ同じ割合で変わります。報告書には使用したデータが明記されるため、二つの見積を公平に比べられます。
検証方法
ストリング電圧は、公表されている手計算の例と一致します。Voc 22.60 V、-0.075 V/°C のモジュール 23 枚は -7 °C で 575 V になります(Mike Holt の NEC の例)。補正後の Voc が 44.6 V の場合、600 V のパワーコンディショナでは 13 枚まで可能です。発電量モデルは、同じ PVGIS 標準年に同じ式を適用した pvlib-python と比較し、年間発電量は 0.01 % 以内で一致しました(ソウル 1,475.05 対 1,475.03 kWh/kWp)。PVGIS 自身の結果とは、標準年と PVGIS の複数年平均日射の差を除くシステム出力係数(PR)で 1.5 ポイント以内に収まっています。
| 地点 | PVGIS のシステム出力係数(PR) | このツール |
|---|---|---|
| ソウル | 80.0 % | 79.9 % |
| 東京 | 79.2 % | 79.4 % |
| ベルリン | 80.1 % | 79.7 % |
| デリー | 75.1 % | 75.3 % |
| デンバー | 79.2 % | 77.9 % |
条件: 結晶シリコン 1 kWp、各地点の PVGIS 最適傾斜角・方位角、システム損失 14 %、地平線なし、PVGIS 5.3、結果の読み取りは 2026-10-19。
制約
水平線や周辺物による影は、損失の割合としてのみ扱い、モデル化していません。両面発電、追尾架台、分光の影響も同様です。ストリングの限度は、入力された係数に基づきます。各国の規格では別の基準や補正表が求められる場合があり、判断するのは所管官庁と電力会社です。本ツールは設計の補助であり、押印済みの図面や電力会社の審査に代わるものではありません。
出典
- モデルは pvlib-python(BSD-3-Clause)から移植しています。パワーコンディショナと DC のモデルは PVWatts Version 5 manual に従います。
- 気象データ: NASA POWER(利用制限なし、出典の明記を依頼)、PVGIS(欧州委員会 JRC)。
- ストリング電圧の例: Mike Holt, NEC 690.7 sample。
最終確認日 2026-10-19