太陽電池モジュールは、太陽光パネル1枚に対する呼び方です。太陽光モジュールと呼ばれることがあります。
太陽光発電システムを構築する場合、太陽電池モジュールが欠かせません。しかし、そもそも太陽電池モジュールが何かわからない方もいるのではないでしょうか。
この記事では、太陽電池モジュールとは、主な種類と特性、関連する用語、よくある質問をわかりやすく解説します。
太陽電池モジュールについて知りたい方は、ぜひ本記事を最後までご覧ください。
太陽電池モジュールとは？
太陽電池モジュールは太陽光パネルのことです。しかし、太陽電池モジュールが何かわからない方もいるかもしれません。ここでは、太陽電池モジュールとは何か詳しく解説します。
太陽光パネル1枚に対する呼び方
太陽電池モジュールとは、太陽光パネル1枚に対する呼び方です。太陽光モジュールと呼ばれることもありますが、同じものを指します。
太陽光発電システムを導入する場合、太陽光を受け止める太陽電池モジュールは必要不可欠です。太陽電池モジュールを複数枚組み合わせることで、太陽光発電システムとなります。
つまり、太陽電池モジュールは太陽光パネルを単体で指す言葉といえるでしょう。
太陽電池セルをつなげた集合体
太陽電池モジュールは、太陽電池セルをつなげた集合体です。
太陽電池セルは、太陽から光エネルギーを電気に変換する設備を指します。p型とn型と呼ばれる2種類の半導体を重ね合わせて構成されるのが基本です。
光が当たると半導体内の電子が接合部を通じて移動することで電気が発生する仕組みで、一連の仕組みは光起電力効果と呼ばれます。
太陽光発電システムは太陽電池モジュールを組み合わせたもの、太陽電池モジュールは太陽電池セルを組み合わせたものと覚えておくとわかりやすいかもしれません。
なお、太陽電池とは何か、仕組みや原理、構成要素や必要機器、メリット・デメリットについては他の記事でも解説しているため、あわせてご覧ください。
→太陽電池とは？仕組みや発電の原理、構成要素、メリット・デメリットを解説
→太陽光発電の仕組みをわかりやすく解説！必要となる機器やメリット・デメリットを紹介
太陽電池モジュールの主な種類と特性
太陽電池モジュールに使用される半導体は、シリコン系が主流です。しかし、シリコン系にもいくつか種類があるため、正しく理解しておかなければなりません。
ここからは、太陽電池モジュールの主な種類と特性を詳しく解説します。
結晶系（単結晶）パネル
結晶系（単結晶）は、規則正しくシリコン原子が並ぶ太陽電池モジュールです。
木材に例えると「一枚板」のようになっています。電子の流れがスムーズで、現在ある太陽電池のなかで最も変換効率が高いパネルとされています。
耐久性や汎用性に優れているため、利便性も十分です。
なお、市販品のモジュール変換効率は約15〜20％程度となっており、一般的な再生可能エネルギーと比べても平均的です。
太陽光発電の平均的な変換効率は20％前後とされるため、スタンダードな太陽電池モジュールといえるでしょう。
結晶系（多結晶）パネル
結晶系（多結晶）は、複数のシリコン原子を配合して作られた太陽電池モジュールです。
木材に例えると「合板」のようになっています。効率はやや落ちるものの、製造過程での無駄がなく安価で製造自体が容易とされています。
再生可能エネルギーの普及を目指す日本で、積極的に取り入れられている製品です。
なお、市販品のモジュール変換効率は約14〜16％程度となっており、一般的な再生可能エネルギーと比べるとやや非効率とされます。
非結晶系（アモルファス）パネル
非結晶系（アモルファス）は、シリコン原子の使用量を削減するために開発された比較的新しい太陽電池モジュールです。
結晶系と比較すると変換効率は落ちるというデメリットがあるものの、高温でも変換効率があまり落ちないというメリットがあります。
薄膜独自の形状を活かしたフレキシブルな太陽電池モジュール開発に欠かせないものとして注目されており、今後さらに幅広い現場で導入されるでしょう。
化合物系パネル
化合物系パネルは、他元素化合物半導体を使用した太陽電池の総称です。
インジウム・セレン・銅の3元素を使用しており、CIS太陽電池と呼ばれます。他にも3元素にガリウムを加えたCIGS太陽電池もよく使用されます。
大量の太陽光パネルを設置する産業用に適した製品で、日本では商業地区や工業地区で導入されるのが一般的です。
太陽光発電を主軸とする企業で、採用されやすい太陽光パネルといえるでしょう。
なお、ソーラーパネルについては他の記事でも詳しく解説しているため、気になる方はぜひご覧ください。
→ソーラーパネルによって電力が発電される仕組み｜発電量の目安や構成要素を解説
→ソーラー発電機とは？活躍するシーン・メリット・デメリット・選び方を解説
太陽電池モジュールに関連する用語
太陽電池モジュールを始めて取り扱う際、専門用語がいくつか出てきて混乱しやすいです。専門用語を理解しないまま太陽光発電システムを導入すると、途中で躓くかもしれません。
ここからは、太陽電池モジュールに関連する用語について詳しく解説します。
モジュール公称最大出力
モジュール公称最大出力は、太陽電池モジュールの性能を示す数値の1つです。
出力とは、太陽の光がモジュールに当たった瞬間に発生する電力量を指します。
JIS規格に基づいた一定の条件下におけるモジュール1枚当たりの発電能力を示した数値を公称最大出力と表現し、単位は「W（ワット）」が使用されます。
モジュール公称最大出力を理解しておくと、太陽光発電システムの性能そのものを理解することにつながるため、意味を理解しておいて損はありません。
モジュール最大動作電流
モジュール最大動作電流は、公称最大出力の動作電流を示す数値の1つです。
動作電流とは、特定の動作によって発生する電力を指します。
最近は、モジュールの変換効率の向上やセルサイズの大型化に伴い、動作電流の大きなモジュールを見かけることも珍しくありません。
ただし、動作電流の増加は出力の上昇が可能となる一方、大電流を変換できるパワーコンディショナーが必要となるため注意が必要となるでしょう。
なお、単位は「Ａ（アンペア）」が使用されます。太陽光発電システムを導入する際は、モジュール最大動作電流にも注目しておくことが重要です。
モジュール変換効率
モジュール変換効率は、太陽電池モジュールの性能を表す数値の1つです。
変換効率とは、光エネルギーを電気に変える割合を指します。
モジュール変換効率が高いほど発電量は大きくなるため、限られた設置スペースで効果的な太陽光発電システムを組み込みたい場合はモジュール変換効率に注目しましょう。
一般家庭の場合、太陽光発電システムは屋根に設置するのが一般的です。しかし、屋根は設置面積が限られるため、限られたスペースで効率的な発電が求められます。
モジュール変換効率は、太陽光発電システムの運用に欠かせないものであるため、導入の際にはどれくらいの変換効率なのかを確認しましょう。
なお、発電効率については他の記事でも解説しています。太陽光発電システムを設置するまでの流れも解説しているため、合わせてご覧いただけますと幸いです。
→発電効率とは？発電効率を向上させて電気を多く蓄える方法を解説
→太陽光発電システムを設置するまでの流れ｜必要な設備と初期費用の目安を解説
太陽電池モジュールでよくある質問
太陽電池モジュールを設置するに当たり、いくつか疑問点が浮かぶこともあるでしょう。ここからは、太陽電池モジュールでよくある質問を紹介するため、あわせてご確認ください。
太陽電池モジュールを設置する理想的な角度や方角はある？
太陽電池モジュールを設置する場合、効率的に日射量を得られる角度は約30度、方角は南向きが適しています。位置関係的に設置できない場合は、東向き・西向きでも十分です。
ただし、周辺に建物がある場合や天候が優れない場合は発電量が影響を受けるため、注意が必要となるでしょう。
太陽電池モジュールは季節や地域で発電量に差がある？
太陽電池モジュールは、季節や地域で発電量に差があります。
例えば、結晶系パネルの場合、発電効率は外気温が1℃上がると約0.5％低下し、外気温が1℃下がると約0.5％上昇します。
単純に日照時間が長い地域と短い地域で発電量が変わるため、注意が必要です。
太陽電池モジュールは後から設置できる？
太陽電池モジュールは、後から設置できます。
既存の物件に設置する場合は屋根に載せる素材の数倍の対強度が必要ですが、太陽電池モジュールの重量は1枚当たり約10kg前後と比較的軽めです。
何枚も何十枚も設置する場合は重さに耐えられませんが、一般的な太陽光発電システムを導入する場合は既存の物件でも後付け可能です。
太陽電池モジュールは住宅用に太陽光発電システムに必須
太陽電池モジュールは、住宅用の太陽光発電システムに欠かせません。
日本の住宅用太陽光発電システムは屋根に設置されるのが主流で、10〜15枚ほどの太陽電池モジュールを設置するのが基本となっています。
容量は公称最大出力の合計で表記され、3〜5kW規模のものが主流です。
自宅に太陽光発電システムを導入する場合は、どれくらいの太陽電池モジュールが必要なのかを一度検討しましょう。
なお、より太陽光発電システムを効率的に活用するならポータブル電源があると便利です。
ポータブル電源は太陽光発電によって生み出した電力を充電して持ち出せる設備で、電源の取れない場所でも電気を使用できるようにする設備となっています。
本来、太陽光発電システムはソーラーパネルやパワーコンディショナーによって発電のみを行うのが主流で、微量の蓄電しかできません。
しかし、ポータブル電源があれば発電と蓄電の両方が可能となります。高出力・大容量のものなら、いつでもどこでも持ち出して使用可能です。
キャンプや車中泊をする方は、持ち運び可能な電源としても利用できるでしょう。
日本では災害が頻発するため、大規模災害に備えて置いておくのも良いかもしれません。高出力・大容量のポータブル電源があれば、数日の停電も問題ありません。
EcoFlowでは、高性能なポータブル電源をいくつか取り扱っています。据え置き型〜持ち運び型まで幅広くラインナップしているため、用途に合わせた製品を選択可能です。
例えば、EcoFlow DELTA Pro 3は手軽に節電できるポータブル電源で、太陽電池モジュールとの相性に優れています。
電気工事なしで手軽に節電生活をスタートできるため、施工費用を削減可能です。
太陽電池モジュールを設置するならポータブル電源があるとさらに便利なため、レジャーや災害に備えたい方、節電したい方は導入を検討してみてはいかがでしょうか。
まとめ
太陽電池モジュールとは、主な種類と特性、関連する用語、よくある質問を解説しました。
太陽電池モジュールは、太陽光パネル1枚に対する呼び方で、太陽電池モジュールを複数枚設置することで太陽光発電システムが構築できます。
種類は結晶系と非結晶系に分かれており、一般家庭で採用される住宅用は単結晶や多結晶が採用されやすいです。
一方で、産業用には化合物系が適しているといえるでしょう。
なお、太陽光システムを構築する場合は、ソーラーパネルやパワーコンディショナーに加えてポータブル電源があると便利です。
ポータブル電源があれば、電源の取れない場所でも快適に電気が使用できます。
スマホ・タブレット・パソコンの充電はもちろん、他の家電も使用可能です。アウトドアやリモートワークをする方は、持っていて損はないと思います。
EcoFlowで取り扱っているEcoFlow DELTA Pro 3などのポータブル電源は高性能かつ高出力・大容量であるため、使用できる家電に左右されません。
市販されている家電のほとんどを使用できるため、レジャー用や災害用として備えておくだけでも心強いのではないでしょうか。
もちろん、節電を目的にしている人にも最適なため、エネルギーコストを削減したい人はぜひ導入をご検討ください。
もし太陽光発電システムの導入をお考えの方は、ぜひ一度EcoFlowにお問合せください。