華氏77度、つまり摂氏25度は、太陽光パネルの仕様書に最も頻繁に登場する数字だ。これはメーカーが1平方メートルあたり1,000ワットの光照射という標準試験条件下でセルモジュールに付けたスコアにすぎないが、しばしば「屋根での発電に最適な外気温」と誤解されている。実際はそうではない。
セルの特性から見ると、低温は確かに効率にとって有利だ。温度が上がると電圧の低下幅が電流の上昇幅を上回るため、同じ光量でも冷えたパネルの方が理論上はより高い効率を絞り出せる。しかし効率は総発電量とイコールではない。寒い日に効率が高いパネルでも、日照時間が長く光がより強い夏の日には、「光」の総量が多いことでかえってより多くの電力を出力する場合がある。
温度係数：RECとQcellsで異なる答え
パネルの実際の温度と天気予報上の気温はまったく別物だ。米エネルギー省傘下のSandia National Laboratoriesは、外気温、光の強さ、風速、設置方法をもとに、モジュール自体の温度を別途算出している。セル温度が試験時の基準温度を超えると、出力は「温度係数」に従って低下し始めるが、この係数はメーカーごとに一律ではない。太陽光パネルメーカーのREC Groupが現行で展開するAlpha Pure-RXシリーズは、最大出力の温度係数が摂氏1度上昇ごとにマイナス0.24%。一方、Qcellsの住宅用Q.TRON BLK M-G2+シリーズは、摂氏1度上昇ごとにマイナス0.29%となっている。高温地域に住むユーザーは、この数字を購入検討の材料に入れる価値がある。
華氏77度は「暑すぎる」とは到底言えない数値でもある。Qcellsが公表する仕様によれば、Q.TRONシリーズの連続動作温度の上限は華氏158度。RECはAlpha Pure-RXのT98モジュールの動作温度上限を華氏176度としている。米エネルギー省は、極端な高温がセルや他のモジュール材料に損傷を与え、寿命を縮める可能性があると指摘しているが、それはまた別次元の問題だ。
本当に複雑なのは、効率にとって最良の天気が、総発電量にとって最良の天気とは限らないという点だ。晴れて冷え込む日は効率面で有利だが、雲量、積雪、屋根の向き、太陽光の入射角、日照時間こそが、実際のシステム発電量を左右する主な変数であることが多い。1日のうちの発電ピークも、機械的に午前10時から午後4時に固定されるわけではなく、東向きと西向きのアレイでは表現が異なる。夏はパネルの動作温度が高くなるものの、より長い日中とより強い日照資源によって、総発電量はむしろ高くなることもある。
だからこそ、一部の住宅所有者は自宅の実際の電力需要よりもやや大きめにシステム容量を設計する——業界で言う「20%の余裕原則」は、条件が不利な場合の出力の落ち込みに対応するためのものだ。「夏」や「正午」よりも精緻な答えが欲しい場合は、米国立研究所が提供するオンライン試算ツールPVWattsを使うとよい。所在地とシステム情報を入力すれば、過去30年分の実際の気象データに基づく月次・年次の発電量推計が得られる。ただし同研究所も、このツールがすべての現地条件の違いを網羅できるわけではなく、異なる太陽光技術間の性能差を区別することもできないと注意を促している。
