夕暮菜日記

私的日記、教育、社会、音楽、等々について

太陽光発電に関してチョー大雑把に計算してみた。

2011年04月17日 15時52分42秒 | 社会
2025年の日本の電力需要予測:11625×10^11Wh/年
(総合資源エネルギー調査会電気事業分科会(財)電力中央研究所経済社会研究所による。ココのp22より。)

日本の日照量:1000W/m^2
(AM=1.5、JIS基準 ココより。)
ただしこれは、快晴の正午前後の短時間の値である。(ココを見よ。)計算には、この25%を用いる。

太陽電池の変換効率:12%とする。
ココより。10.1~14.3%のほぼ中央値。)

一日当たりの日照量:快晴で正午の日照量が6時間続く、とする。

日本の面積:366950km^2
(沖縄県、北方領土、島嶼部を除く)


さあ、計算しよう。

現在の太陽電池1km^2の発電量は、
1000W/m^2 × 25% × 12% × 10^6 m^2 =30×10^6 W/km^2

この効率で一日に6時間発電する場合、
30×10^6 W/km^2 × 6h =180×10^6 Wh/km^2/日


一年間の電力需要を365日で割ると、
11625×10^11Wh/年 ÷ 365日 =31.85 × 10^11 Wh/日

この電力をすべて、太陽光発電で賄う場合の必要面積は、
(31.85 × 10^11 Wh/日)÷(180×10^6 Wh/km^2/日)=17694km^2

この面積を、日本の面積で割ると、
17694÷366950=4.8%

夏の瞬間最大電力需要を、平均値の1.2倍とすれば、
4.8%×1.2=5.8%
ココより概算。)


つまり、国土の6%をソーラーパネルで覆えば、すべての電力を太陽光で賄えることになる。
また、北海道北端から本州南端の中央を北緯38度とすると、その緯度では、AM=1.269 となり、変換効率は、上の計算より、やや上がる。
また、太陽電池の変換効率は、年々上がっており、2025年の変換効率の目標は、現在の1.6~2.3倍程度である(ココより概算)。
すると、(AM=1.5のままで、)
6%÷1.6=3.75%
から、
6%÷2.3=2.61%
の範囲ということになる。

さらに、電力すべてを太陽光で賄う必要はないはず。
現在原子力が占める電力の割合を25%とし、その分だけを太陽光に置き換えると、
6%×25%=1.5% となる。

変換効率の上昇を考慮すると、すべての電力を太陽光で賄う場合、
3.75%×25%=0.94%
から、
2.61%×25%=0.65% となる。


国土の何パーセントをソーラーパネルで覆えばよいのか、まとめる。

====================================
置き換える電力      すべて    原発分のみ

現在の効率で、       6%      1.5%

現在の1.6倍で、      3.75%     0.94%

現在の2.3倍で、      2.61%     0.65%
====================================

こんな感じ。
この計算は、昼間に発電した電力を夜間用に貯める電池、LED照明などの省電力技術のことは、一切考慮していない。

以上、覚え書き程度に記しておいた。


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