プリウスPHVは色々と注目されている装備がありますが、中でも特に話題になっているのが世界初のルーフソーラーパネルによる充電、走行です。運転中に燃費を向上させるだけでなく、駐車中も太陽光発電により充電できるという驚くべきシステム。
ただ、実際には使い物にならないとの話も聞きましたので、この記事で検討してみたいと思います。記事の本文では途中の計算も含めて詳細を書いています。結論だけ知りたい方はプリウスPHVのソーラーパネルの能力まとめをご参照ください。
※EVでの走行距離が当初60km以上との情報から68.2kmと変更されたため、記事を修正しています。
目次
ソーラーパネル一般の話
プリウスPHVのソーラーパネルについて
ソーラーパネルの能力の表し方
まずはじめに、ソーラーパネルの能力をどのように表すかを確認しておきましょう。
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出力
ソーラーパネルの出力は○○ kW という単位で表します。
kW とは電気の大きさを表す単位で、瞬間的にどれだけの力を発揮することが出来るかを表しています。
ソーラーパネルの出力はパネルの特性によって決まります。
電気量
ソーラーパネルで発電できる電気の量はkWhという単位で表します。
kWh とは ○○ kWを○○ 時間 発揮し続けることが出来るという、電気の量（エネルギーの量）を表しています。
ソーラーパネルの電気量はパネルにどれくらい日光が当たるか（角度、日照時間、気温など）によって決まります。
出力と電気量のイメージ
イメージとしては下記のような図を想像してください。
3 kWという出力を5 時間続けた場合に必要となる電気の量が15 kWhです。
電力会社の人は出力[kW]のことを高さ、電気の量[kWh]のことを面積、とよんだりします。
ソーラーパネルの実際の発電能力
実際にソーラーパネルってどれくらい発電できるのでしょうか。
1kWのパネルで発電できる電気の量は日本の場合2 ～ 4 kWhと言われています。
太陽が出ている時間って夏場だと7:00 ～ 19:00 の12時間ほどもあるのに、どうして？って思いますよね？
日光の量
ソーラーパネルは太陽光の量が多いとたくさん発電することが出来ます。
説明するまでもありませんが太陽光の量は時間帯によって変化し、正午頃が一番太陽光の量が多いです。朝や夕方はほかの条件をどんなによくしても、そもそも太陽光の量が少ないので、１００％の能力で発電することは出来ません。
パネルの向き、角度
ソーラーパネルはきちんと太陽の正面を向いていないと100％の力が発揮できません。
屋根に固定しているソーラーパネルが太陽の正面を向いている時間が短いので、100%の力で発電できる時間が短いのです。
地域によって異なりますが(太陽の高度が異なるため)一番発電電力量が多くなる角度は約30度です。
パネルの温度
ソーラーパネルはパネルの温度が高いと発電効率が低下してしまいます。
全く同じ1kWのソーラーパネルを日本全国に設置した時に、たくさん発電出来る地域は静岡や愛知なんです。
九州や沖縄といった太陽光の多い地域がたくさん発電出来ない理由は気温が高いからです。
上記の理由から発電能力が最大となるように計算してソーラーパネルを設置したとしても日照時間12時間のうち、実際に発電出来ているのは ２～４時間分に過ぎないというのが現実です。
プリウスPHVのソーラーパネルの発電能力は？
公式HPによると、プリウスのソーラーパネルの発電能力は 180 W です。
ソーラーパネルの発電能力の平均を取ると1日約 3 時間分の発電能力があるとしましょう。
ソーラーパネルで1日に充電できる量は
180 W × 3 h = 540 Wh = 0.54 kWh
電気料金に換算してみましょう。
中部電力 300kWh超の電気料金単価から 27.97 円/kWh であるため、
1日当たり 約 15 円分の電気を発電出来ることになります。
ソーラーパネルに期待した人にとっては衝撃的な数字ですね。
10年間で何円分の電気を発電出来るの？
車の平均寿命は10年と言われています。
10年間365日全てが晴れだったとします。
その場合の電気料金効果金額は 15円/日 × 365 日 × 10 年 = 約 55,000 円
ソーラーパネルは税込みで￥280,800とのこと。投資に見合った効果があるのか疑問です。
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もっと詳細に試算してみよう
「そんなバカな！この計算は何か間違ってる！」って思う人もたくさんいるかもしれません。
もちろんこの計算は色々と仮定しているため、正しくはありません。
実際には下記の理由により、この計算よりもはるかに低いでしょう。
①10年間365日晴れとしている
②PHVソーラーパネルは平面なのに屋根置きソーラーパネルと同じ発電量としている
③プリウスPHVは昼間は常に屋外に居る
④パネルなどが汚れない、経年劣化しない
①～④の要因を組み合わせると60％程度効果が下がってしまいます。
①10年間365日晴れとしている
実際の晴天率は高くても50％程度でしょう。
昼間の長さを12時間×365日とすると4380 時間。
日本で一番日照時間が長いのは佐久市の2000 時間程度。
太陽が出ている割合は約45％ですね。
②屋根置きソーラーパネルと同じ発電量
太陽光パネルが平置のため、屋根置きと同じ発電量とするべきではありません。
詳細な計算は割愛させて頂きますが、平置きにすることによって 日光の量がsin30°低下してしまいます。
1 - sin30° = cos30° ≒ 0.87 = 87 %
③プリウスPHVは昼間は常に南向きで屋外に居る
計算では求まりません。頑張って南向きで屋外放置してください。
塗装が傷みそうですね＾＾；
④パネルなどが汚れない、経年劣化しない
パネルの汚れやコンバータの劣化により発電効率は著しく低下します。
でも定量的なことがいえないので劣化しないものとしましょう。
ソーラーパネルによって電気料金で得をすることはなさそうですね。
ソーラーパネルのメリットは電気がなくても充電できるから、災害時に強い！
なんて宣伝文句がありそうですね。
災害時にソーラーパネルはどれくらい役立つのか？
災害時にもソーラーパネルで充電できるとしたら1日で何キロくらい走れるでしょうか。
1日の充電で何キロ走行可能か
電池の容量を7.5 kWh と仮定します。(充電量より算出)
1日に充電できる量を0.54 kWh
満充電での走行距離を68.2 kmとすると
0.54 kWh / 7.5 kWh × 68.2 km = 4.9 km
充電して、車で走行する意味があるでしょうか。
満充電するのに何日必要か
7.5 kWh / 0.54 kWh = 約 14 日
たとえ災害があっても2週間あるといろいろと復旧してそうですね。
Sパッケージにしかソーラーパネルオプションがない理由
ソーラーパネルですが、PHVのSパッケージ、Sナビパッケージでしか取り付けすることが出来ません。単純にパネルを屋根に乗せるだけでなく、ソーラーパネルの発電電力をバッテリーを適切に充電できる電圧へ変換するためのDC-DCコンバータが必要となります。
AパッケージやAプレミアムで取り付けが出来ないのは、おそらくクリアランスソナーなどの安全装置を設置するスペースがDC-DCコンバータを設置するスペースと競合してしまっているためと思います。
ソーラーパネルを選ぶのか、安全装置を選ぶのか、選択が必要です。
プリウスPHVのソーラーパネルの能力まとめ
電気料金に換算すると 1日約 15 円、10年で約 55,000 円
1日の充電で走行出来る距離は 約 4 km
満充電するのに必要な日数は 約 14 日
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プリウスPHVについては下記も併せてご参考ください！
新型プリウスとプリウスPHVはどちらがお得？コンセントで充電できるのは本当に得なのか？
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