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解決済みの質問

ソーラーパネルが必要とする面積についての質問です

以前、テレビの番組の中で東洋大学経済学部の松原聡教授が興味深い説明をしていました。

それは 「ソーラーパネルを主張する人が多いですが、例えば福島原発のたった1基分の発電量をソーラーで賄おうとすると、山手線内側という広大な面積に全てパネルを敷き詰める必要がある」 というものでした。

山手線の内側の面積を調べてみると、63平方キロというものでした。 wikipedia の真ん中辺りに表示されています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9D%A2%E7%A9%8D%E3%81%AE%E6%AF%94%E8%BC%83

とても広いというイメージがある皇居ですら僅か1.42平方キロですから、63平方キロなんて途轍もなく広い面積と言えるでしょう。 日本の原子炉の総数は55基という話ですから、この分をソーラーで賄うとすれば単純計算で3,400平方キロ以上の面積が必要となるようです。

質問

1.この教授の説明は事実でしょうか?

2.山手線内側の面積が必要というのは、晴れた昼間だけを前提としているのでしょうか? あるいは、雨や夜など発電しない日数・時間を考慮しての面積でしょうか?

この辺を分かりやすく解説したものに出合った事が無いので、勉強のために宜しくお願いします。

投稿日時 - 2011-05-12 13:42:42

QNo.6732185

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

#1です。
ミスがあるので訂正と追加です。

必要な面積は、
100×10^9[W]/1367[W/m^2]=7.32×10^5[m^2]=0.732[km^2]

1.00×10^9W]/1367[W/m^2]=7.32×10^5[m^2]=0.732[km^2]

これで同様に計算すれば、
100×10^10[W]/340[W/m^2]=2.94×10^6[m^2]=2.94[km^2]

1.00×10^9[W]/340[W/m^2]=2.94×10^6[m^2]=2.94[km^2]

必要面積=2.94[km^2]×0.143=20.6[km^2]

必要面積=2.94[km^2]/0.143=20.6[km^2]


この差は、平均太陽放射をいくらに見積もるかにあるようだ。前記は地球平均の話のようです。

この差は、ソーラーパネルの変換効率と平均太陽放射をいくらに見積もるかにあるようだ。変換効率を10%、太陽放射平均を半分程度に見積もれば、ほぼ山手線内になる。
なお、変換効率は40%を超えるものができたとか開発中という。

よろしく。

投稿日時 - 2011-05-12 18:15:16

お礼

有難うございました。 先のご回答と合わせてお礼申し上げます。
すみません、計算式についてはまるでチンプンカンプンなのですが、結論としては松原教授が説明した「山手線内側の面積が必要」というのは正解なようですね。

今後は返還効率がもっと高いパネルが開発されると思いますので、もっと狭い面積でも可能となると思います。
この辺は日本のお家芸のはずですから、頑張ってほしいものです。

投稿日時 - 2011-05-13 09:34:23

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回答(5)

ANo.5

ソーラーでも家庭用の電力をほとんどまかなうことは可能です。
皆さん夜間や雨の日は足りないなんて言いますが、今そのような前提で設備を考えられていないだけです。
普通に使われているバッテリーフォークリフト用のバッテリーは家庭用の電力数日分を蓄えることができます。
現在、太陽電池用に内蔵するバッテリーはリチウムイオンのようで、とんでもなく高価な物で企業利益を考えているだけです。
家庭に設置するバッテリーなんか重くても問題ないのですからメンテナンスフリーの鉛蓄電池で充分です。
夜間の電力使用量が少ない時に、不足分を補給してもらえば良いだけです。

今の大騒ぎは、現在の電力会社が作り上げた独占体制設備の上で考えていますから何の解決にもなりません。
電力も企業間で競争できる分野にしなければ消費者は電力会社と省庁に良いように利用されることになります。

投稿日時 - 2011-05-14 14:46:22

お礼

有難うございました。
へー、フォークリフト用のバッテリーで家庭の電力数日分を蓄える事が出来るのですか ・・・
初めて知りました。
おっしゃるように、家庭で使うのだったら、大型でも重たくても何ら問題無いはずです。
要は、安くてメンテナンスフリーが一番重要だと思います。

でもそれを知っている国民は何人くらいいるのでしょうね?
電気は(安価では)在庫できないと信じ切っている人がほとんどのはずです。
メディアも電力会社に騙されているように思いました。

投稿日時 - 2011-05-16 15:57:18

ANo.4

1.事実です。

2.年間の平均発電量からです。

なので、晴れの日の昼間ならもっと少ない面積で足りますし、
雨の日や夜だとその面積でも全然足りません。



広さだけの話なら、太陽光パネルは同一箇所である必要が無く場所をほとんど選ばないので、
一般家屋に取り付けまくれば山手線内側の面積ぐらいは十分可能です。

しかしそれで足りるのは平均発電量の話なので、
雨の日にも同じ供給量を作るためにはその5倍以上の設備量が必要になります。

そして、それでも夜の電力はどうにもなりません。


だから太陽光は広さとか以前の問題で現実的な対策案にはなり得ません。

投稿日時 - 2011-05-13 13:11:15

お礼

有難うございました。
松原教授の説明は本当だったのですね。
そして面積以外にも雨が長く続いたり、日照時間が短い季節などはソーラーだけではどうしようもないでしょうね。
自然にやさしいと言われる数ある発電方法の中でもソーラーが一番現実味があると思っていましたが、どうも難しそうです。
風力も場所が限定されるでしょうし。

脱原発の流れが一気に加速していますが、原発に変わる発電方法が何になるのか興味深いです。

投稿日時 - 2011-05-13 16:03:01

先日新聞を読んでましたら、原子炉1基分で、100万キロワットの発電量があるそうです。
太陽光発電で、7万平方に、パネルを引きつめても、
4300キロワットにしかならないと書いてありました。
原子炉1基分ってすごいんだなあと思いました。

投稿日時 - 2011-05-13 10:52:05

お礼

有難うございました。
私も松原教授の話を聞いて、原発の発電力って凄いんだなあと感じました。
それを考えると、当時の日本が原発の道を選んだのも無理はないように思いました。
というか、政府に他に選択肢が無かったのでしょうね。

投稿日時 - 2011-05-13 15:52:02

ANo.1

太陽から地球まで邪魔がなく、吸収や散乱ない状態、ほぼ赤道直下の快晴、正午のとき、

太陽放射最大 1367[W/m^2]

これで、太陽光パネルの変換効率が100%なら、100万[kW]発電するのに必要な面積は、
100×10^9[W]/1367[W/m^2]=7.32×10^5[m^2]=0.732[km^2]
ですむ。

ところが、いつも「赤道直下の快晴、正午」なんてないから、曇っていたり雨だったり、夕方だったり、夜で太陽がなかったりするので、それらを全部考えて、

平均太陽放射=340 [W/m^2]

だという。
これで同様に計算すれば、
100×10^10[W]/340[W/m^2]=2.94×10^6[m^2]=2.94[km^2]
になるはず。
ところが、
太陽光パネルの変換効率は、たとえば、SHARP SUNVISTAのモジュールは、

変換効率=14.3%

というので、これを考慮すれば、

必要面積=2.94[km^2]×0.143=20.6[km^2]

になる。

質問にある教授の説の1/3ほどになったが大面積であることには変わりないね。
この差は、平均太陽放射をいくらに見積もるかにあるようだ。前記は地球平均の話のようです。

ところで、SHARP SUNVISTA ND165AAで、東京ののデータから計算すると、

必要面積=51.9[km^2]

で原発100万[kW]級になるようだ。教授の説とほぼ合う。雨も夜も入っている。


http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83%E3%81%AE%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E5%8F%8E%E6%94%AF
http://www.sharp.co.jp/sunvista/inquire/product/module/
http://www.sharp.co.jp/sunvista/consult/request_information/sunvista_catalog_2011Apr.pdf
http://www.sharp.co.jp/sunvista/inquire/simulation/compare/

投稿日時 - 2011-05-12 16:18:20

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