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太陽光発電について調べたことがある人は、「パワー」や「エネルギー」といった言葉を目にしたことがあるのではないでしょうか。この2つの違いは何だろう?同じものなのだろうか?もしそうなら、それはあなただけではありません。
多くの人は、「電力」と「エネルギー」の定義を混同しています。この記事では、この2つの違いと、用語がどのように太陽光発電と関係しているかを理解するのに役立ちます。
エネルギーとは、何かを働かせる能力の測定値であり、さまざまな形で貯蔵・測定することができます。電気に関して言えば、エネルギーはワット時(Wh)、キロワット時(kWh)、メガワット時(MWh)などで測定されます。例えば、一般家庭で、電気やエネルギーをよく使うのは照明です。60Wの照明を5時間使用する場合、60W×5hours=300Whのエネルギーが必要です。
電力とは、エネルギーが伝達される速度のことで、通常、ワット(W)、キロワット(kW)、メガワット(MW)などで測定されます。上記の照明の例では、60Wの定格が電球の定格電力です。電気から光へのエネルギー移動の速さを表しています。逆に考えると、電力=エネルギー/時間ということになります。
この2つの用語の理解を深めるために、いくつかの類語を見てみましょう。
自動車を運転する場合、パワーは走行速度(時速何キロメートル)、エネルギーは総走行距離(マイルまたはキロメートル)である。
ホースで水を流してバケツに入れる場合、パワーは水の流量(リットル/秒またはガロン/秒)、エネルギーはバケツに入る水の量(リットルまたはガロン)である。
退屈すぎる?ある物理学の教授が、ライトセーバーの動作には28kWの電力が必要だと試算 しました(かなりの仮定を含んでいます)。つまり、ルークが15分の戦いにそれを必要とするなら、28kW×(15分/1時間あたり60分)=7kWhのエネルギーを消費することになる。ルークが3時間戦った場合、ライトセーバーは28kW×3時間=84kWhの電力を消費することになる。
では、学んだことを太陽光発電に応用してみましょう。 電力(kW)は太陽光発電システムの発電速度で、電力量(kWh)は発電した電気を時間経過とともに合計したものです。
Tigo EI Monitoring Portalからのビジュアルな例を使ってみましょう。このグラフは、Y軸に電力(kW)、X軸に時間を示しています。午後2時頃に太陽光発電設備の発電量が3.0kW強のピークを迎えていることが分かります。その後、雲から一気に下がり、その後も変動がありました。
曲線下の面積は、ある時間帯の総発電電力量です。このグラフは、エネルギー(kWh)=平均電力(kW)×1時間で、1日の各時間の発電量を示しています。1時台は、3kWh強の総発電量を示しています。5月のこの日、このソーラーシステムは合計で21kWhの電力を生産しました。
また、以下の例のように、一日を通してのエネルギー生産量を表示することも可能です。簡単な計算方法は、1日の発電量(kWh)×光熱費($/kWh)で、$の節約になります。たとえば、1日に20kWhを発電し、光熱費が0.18ドル/kWhだった場合、その日の節約額は3.60ドルになります。
エネルギー生産量をさまざまな時間フォーマットで見ることができます。例えば、以下では2021年の各月のエネルギー生産量を見ることができます。
バッテリーのデータシートには、多くの場合、エネルギーと電力の定格が記載されています。例えば、Tigo EI Batteryの場合、エネルギー容量が10kWh、連続出力が5kWという定格があります。計算すると、最大連続出力5kWを2時間、家庭に供給できることがすぐにわかる(10kWh÷5kW=2h)。これはよく2時間用電池と呼ばれるものです。
バッテリーサイジングの話は長くなるので別の機会に譲るとして、この2つの数値は以下の点で非常に重要である。
要約すると、エネルギーは生産または生成された総量であり、電力は時間と共にエネルギーが伝達される速度、またはその量である。
エネルギーと電力の概念を理解することで、節約額を計算し、家庭の電力に必要なエネルギー量を割り出すことができます。
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