屋根に太陽光パネルを設置することで、太陽光発電による収入が得られるだけでなく、断熱・断熱効果もあり、暑い夏でも室内温度を下げることができます。しかし、屋根のソーラーパネルの冷却・断熱効果はどの程度で、室内温度の冷却効果は本当にあるのでしょうか?基本原理と実測データを分析し、事実が何であるかを確認します。
1. 遮熱・断熱の基本原理
太陽光発電は、半導体界面の光起電力効果を利用して太陽エネルギーを直接電気に変換する技術です。太陽電池パネルに太陽光が当たると、パネルは太陽エネルギーの大部分を吸収して電気エネルギーに変換しますが、光の反射はほとんどありません。太陽光発電パネルの構造は、表面が強化ガラス、裏面が不透明なポリマーバックシートになっているので、しっかりカバーできます。この2点から、屋根に当たる太陽光のほとんどを吸収して熱エネルギーではなく電気エネルギーを発生させ、太陽電池パネルの遮光性により太陽光を遮り、室内温度を保つことができます。これが、太陽光発電が、一般的な断熱材の純粋な物理的な断熱効果や断熱効果をはるかに超える優れた断熱性能を発揮する基本原理です。
2. 太陽光発電システム部品の実測温度
2020 年夏、中国の上海のある暑い日に、赤外線温度ガンを使用していくつかのデータ記録が取得されました。結果は次のとおりです。
図 1: インバーター表面の温度
インバーターは北側の軒先に設置されており、表面温度は44.4度で、気温より約5度高い。全体的な放熱性能は良好です。
図 2: 電気スイッチの温度
系統連系盤の主開閉器の接点温度は36.8度と外気温度より低く、良好な表面外観を示しています。
図 3: 太陽光発電面の温度
図 4: 屋根表面の温度
気温40度、晴天、正午12時の条件では、屋根の温度は68.5度に達し、卵が焼けるほどの高温になっていることがわかります。太陽電池パネルの表面温度を測定したところ、57.5度と、手で触れたときの屋根の温度に近い温度でした。太陽電池パネルは、太陽光エネルギーが電気エネルギーに変換されるため、発電時にある程度の熱を発生しますが、これは正常な現象です。直射日光の当たらない太陽光パネル下の屋根面温度は約48度でした。屋根表面の最大温度差は、直射日光の当たるか否かで異なることがわかります。
これは、太陽電池パネルが優れた断熱性と断熱性を備えていることを十分に示しており、屋根表面の熱吸収を減らし、間接的に最上階の部屋の温度を下げることができ、二重の省エネ効果を実現します。実際の測定データと所有者からのフィードバックによると、屋根の太陽光発電を設置した後、高温時の最上階の温度は 5 ~ 8 度低下する可能性があります。
3. 太陽光発電冷却と断熱の複数の利点
屋上太陽光発電所を設置することで室内温度を下げる新機能は、太陽光発電ユーザーに多くのメリットをもたらします。一般家庭の場合、高温期の室内温度を下げることで、冷房の電気代を大幅に節約できます。大規模工場にとって、屋根の太陽光発電パネルの断熱・冷房機能は巨大な「日傘」です。
1.工場建屋の物理的冷却
夏場は工場にいることが難しく、停電も多発し、生産スケジュールに深刻な影響を及ぼします。太陽光発電を設置することで、生産に必要な電力を供給するだけでなく、工場建物の物理的な冷却を実現するための遮光および冷却効果も得られます。
2. 企業のエネルギー消費を削減する
ソーラー パネルで覆われた屋根は、覆われていない屋根よりも夏の平均気温が 5 ~ 8 ℃ 低くなり、空調エネルギー消費量を 30 ~ 40% 削減できます。
3.従業員の労働環境の改善
工場の温度が下がった後、従業員の作業環境を大幅に改善し、熱射病を回避し、生産効率を向上させ、生産コストを削減できます。
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