はじめに
太陽光発電システムの設計に欠かせないPVsystは、世界中で利用されている発電量シミュレーションソフトです。しかし、初めて使う初心者にとっては、専門用語が英語で表示されることも多く、設定方法が分かりにくいと感じるかもしれません。本記事では、PVsystを日本語インターフェースで利用する際の基本的な用語と設定項目について、丁寧に解説します。「PVSyst 日本語訳」をお探しの方に向けて、プロジェクト作成から気象データ入力、モジュール・インバータ選択、設置角度や影の設定、損失パラメータの調整まで、初心者が押さえておくべき初期設定のポイントをまとめました。この記事を読めば、日本語表示に基づいてPVsystの基本操作を理解し、シミュレーション精度の高い設計が行えるようになるでしょう。
PVsystとは何か
PVsyst(ピー ブイ シスト)はスイスで開発された太陽光発電シミュレーションソフトウェアです。日射量などの気象データ、太陽光パネル(モジュール)やパワーコンディショナ(インバータ)の仕様、設置条件を入力すると、年間の発電量や損失、性能比(PR値)などを詳細に計算できます。世界標準とされるほど信頼性が高く、大規模なメガソーラー案件から小規模な住宅向けシステムまで幅広く活用されています。また、周囲の地形や建物・樹木による影の影響を3Dで解析できる点も特徴で、現地の状況を忠実に反映したシミュレーションが可能です。PVsystは多言語に対応しており、日本語表示に切り替えることもできます(メニューの設定から言語をJapaneseに変更)。ただし 翻訳が不完全な部分もあるため、英語表記と照らし合わせつつ理解することが大切です。次章から、日本語インターフェース上での基本設定項目の意味と使い方を順に見ていきましょう。
PVsystの基本画面と日本語用語
PVsystを起動すると、プロジェクトの種類を選ぶメニューや各種データベースへのアクセスボタンが表示されます。日本語インターフェースを選択している場合、主なメニューやボタンは日本語で表示されます。初心者がまず目にする基本用語を、日本語訳とともに以下に紹介します。
• Project Design(プロジェクト設計): 新規プロジェクトの作成や既存プロジェクトの管理を行うモードです。通常は「グリッド接続」(系統連系)システムを選択します。
• Site and Meteo(サイト情報と気象データ): 設計地点の緯度・経度やタイムゾーン、気象データの選択を行う画面です。
• Orientation(方位・傾斜設定): パネルの設置方角(方位角)と傾き角度(傾斜角)を入力する設定画面です。
• System(システム): 太陽光パネルやインバータの機種選択、ストリング数や配線方法などシステム構成を設定する画面です。
• Simulation(シミュレーション): 入力した条件で発電量シミュレーションを実行する画面です。結果レポートの出力もここから行います。
• Near Shadings(近接影): パネルに影を落とす近接する物体(建物や樹木、他のパネル列など)を3Dモデルで設定する機能です。
• Horizon(地平線): 遠方の地形による日射遮蔽を考慮するための地平線プロファイルを設定する機能です。
以上が主要なメニュー項目とその日本語訳です。では、具体 的な初期設定の流れに沿って各項目を詳しく見ていきましょう。
プロジェクト作成と気象データの設定
まずはプロジェクトを作成し、設計地点と気象データを設定します。PVsystのメインメニューで「プロジェクト設計 (Project Design)」を選び、「新規プロジェクト」を開始します。次にシステム種別として一般的な系統連系(Grid Connected)を選択しましょう。
プロジェクト名や備考を入力したら、サイト情報と気象データ (Site and Meteo) の画面に進みます。ここでは以下の設定を行います。
• 地理情報の入力: 設置場所の緯度・経度・タイムゾーンを設定します。日本国内の地点であれば、都道府県名や都市名から近い既存データを選択することもできます。日本語UIでは「国 (Country)」で「日本」を選び、続いて都道府県や地域名を指定します。もしリストに該当エリアがない場合は、新たに地点を登録することも可能です。
• 気象データの選択: 当該地点の気象データ(年間の日射量や気温データ)を選びます。PVsystには世界各地の典型的な気象年データが含まれていますが、日本の地点についてはユーザー自身でデータをインポートするケースもあります。例えば、国内の公式観測データをCSVやExcelから取り込み、PVsystに読み込ませることができます。日本語表示では「気象データをインポート」といったボタンが用意されているので、手持ちのデータがある場合はそちらから読み込めます。適切な気象データを設定することは、発電量予測の精度に直結する重要なステップです。
• 高度や地表面アルベド: 必要に応じて設置地点の標高(海抜高度)や地面の反射率(アルベド値)も設定します。標高は空気密度に影響し、アルベドは雪や地表からの反射による追加日射の計算に使われます。一般的な草地であればアルベド0.2(20%)程度が目安です。
以上でサイトと気象条件の設定は完了です。次に、システムを構成する機器の情報を入力していきましょう。
モジュール(パネル)の選択
PVsystでは膨大なメーカー・機種の太陽光パネル(PVモジュール)データベースが用意されており、日本語インターフェースでもこれを利用できます。システム (System) の設定画面で、まず使用するモジュールを選択しましょう。画面内の「太陽電池モジュール」欄でメーカー名と型式を選びます。日本語表示の場合、メーカーリストや型番一覧もアルファベット順ですが、日本で流通している主要メーカーは概ね登録されています。
• モジュールのスペック確認: 選択したモジュールの定格出力(W)、変換効率(%)、公称動作温度(NOCT)、温度係数などのスペックが画面に表示されます。必要であればこれらも確認しましょう。
• 登録されていない場合: もし使いたいモジュールがデータベースに見当たらない場合は、自分でパネル仕様を入力して追加登録することも可能です。日本語UIでは「データベース編集」や「新規モジュール作成」といったボタンから、新しいモジュールのパラメータ(開放電圧Voc、短絡電流Isc、最大出力Pmなど)を入力できます。ただし初心者の場合、まずは近いスペックの既存モデルを選んでシミュレーションを試すと良いでしょう。
モジュール選択が完了したら、次はパワーコンディショナ(インバータ)の設定に移ります。
インバータ(パワコン)の選択
続いて、発電システムのインバータ(パワーコンディショナ)を選びます。これもPVsystのデータベースから選択可能です。システム設定画面内の「インバータ」欄でメーカーとモデルを指定しましょう。日本語表示でもリストはアルファベット順ですが、「型式でフィルタ」機能を使えば目的の機種を探しやすくなります。
• インバータの定格容量: 選択したインバータの定格出力や 入力電圧範囲、最大入力電流などが画面に表示されます。システム全体のパネル容量に対してインバータ容量が適切か(過積載率の確認)もここで行います。例えば、パネルの合計出力がインバータ定格の1.2倍程度までなら一般的な範囲と言われます。
• 台数とストリング接続: 使用するインバータ台数を入力し、それぞれに接続するストリング(直列パネル群)の本数を設定します。PVsystでは「ストリング数」や「直列パネル数」といった項目が表示されます。日本語UIでも同様の項目名で、それぞれストリング本数と直列枚数を意味します。直列枚数はパネルを何枚直列につないで1ストリングにするか、ストリング数は並列接続するストリングの数です。
• 機種が登録されていない場合: モジュール同様、インバータについてもリストに無い機種は手動でデータを追加できます。日本語画面で「新規インバータ作成」等のボタンから定格容量や効率曲線などを入力しますが、初心者で詳細が不明な場合は近いスペックの既存モデルで代用して構いません。
モジュールとインバータの選択・接続設定が終わると、システムのおおよその容量と構成が決まります。画面には現在の合計容量や予想される動作電圧範囲などが表示されるので、エラーが出ていないことを確認しましょう。
パネル設置角度(傾斜)と方位角の設定
次に、パネルの設置角度を設定します。これは発電量に大きく影響する要素で、太陽光パネルがどの向きに、何度の傾斜で設置されるかを指定します。PVsystでは「方位・傾斜設定 (Orientation)」画面で以下を入力します。
• 傾斜角(Tilt 傾斜角度): パネル面の傾き角度を水平面に対して何度にするか指定します。日本の多くの地域では南向きに約30度程度の傾斜が年間発電量の最大化に近いとされていますが、設置場所の緯度や目的によって最適傾斜は異なります。日本語UIでは「傾斜角 (Tilt)」欄に角度を入力します。
• 方位角(Azimuth 方位 角度): パネルが向く方角を角度で指定します。PVsystでは北半球のプロジェクトにおいて真南を0°として方位角を定義します。そこから西寄りに振る場合はプラス角度(例:西=+90°)、東寄りに振る場合はマイナス角度(例:東=-90°)で入力します。したがって日本で南向きに設置する場合は方位角0°、南西に30°振るなら+30°、南東に30°振るなら-30°となります。
• 配置オプション: PVsystには複数の列(シェッド)を持つ配置の計算オプションがあり、「無限シェッド (Unlimited sheds)」等のモードを選択できます。初心者向けには、平坦な土地に同じ傾斜角のパネル列が並ぶ想定ならUnlimited shedsが便利です。このモードでは列間距離を設定すると自動的に前後列の影の計算を行い、シェーディングロス限界角 (Shading limit angle) も表示されます。列間隔が狭すぎて冬場に隣接列の影がパネルにかぶる場合、その限界角度が警告として示されるため、適切に調整しましょう。
傾斜角と方位角を決めたら、設定を保存します。南向きかつ適切な傾斜であれば年間発電量は最大化しやすいですが、土地条件によっては妥協が必要な場合もあります。なお、屋根設置などの場合は屋根の勾配や向きに合わせるため、実際の傾斜・方位を測定して入力してください。
影の考慮(地平線プロファイルと近接オブジェクト)
太陽光発電システムの正確なシミュレーションには、影の影響を適切に考慮することが不可欠です。PVsystでは遠方の山や高層建築物による日射の遮り(地平線)と、敷地周辺の樹木や建物など近接する物体による影(近接影)をそれぞれ設定できます。
• 地平線プロファイルの設定: 設置地点を取り囲む地平線上の遮蔽物(山並みや丘陵など)がある場合、その仰角を角度で入力します。日本語UIでは「地平線の定義」として、方位角ごとの遮蔽高度をプロットする画面があります。例えば真東から真西まで360°を見渡し、特定の方向に5°の高度の山があれば、その方向に5°と設定します。一般的に、市販の簡易アプリや現地測量で地平線データを取得し、それをテキストデータとしてインポートすることも可能です。地平線プロファイルを正しく設定すれば、冬場の朝夕に山影で日射が遮られる影響などをシミュレーションに反映できます。
• 近接物体による影の設定: 敷地内外にある建物、樹木、電柱、その他パネル列など、近距離でパネルに影を落とす可能性のある物体は、PVsystの3Dシェーディング機能でモデル化できます。日本語インターフェースでは「近接影」設定で、オブジェクトを追加し高さや位置を指定することが可能です。たとえば、敷地南側に樹高10mの木があれば、その木をオブジェクトとして高さ10m・距離をスケール上で入力し配置します。複数の物体を登録すれば、年間を通した時刻別の日影シミュレーションが可能です。ただし3Dで詳細に描画しすぎると計算が重くなる場合もあるため、初心者は主要な影だけを簡易的に入れるか、後述するような別途解析ツールの活用も検討すると良いでしょう。
影の設定を行うことで、単に日射量から計算した場合に比べて現実に近い発電量予測が得られます。特に朝夕や冬季にどの程度発電量が落ちるかを把握でき、システム設計上のリスク評価にも役立ちます。
システム損失パラメータの設定
最後に、太陽光発電システム特有の損失項目を設定します。PVsystではデフォルトでもいくつかの損失要因が組み込まれていますが、プロジェクトごとにカスタマイズ可能です。日本語インターフェースでも「損失」や「ロス」といった用語で表示される各パラメータについて、確認してみましょう。
• 汚れによるロス: パネル表面の汚れや埃によって発電量が低下する損失です。日本語UIでは「汚れによるロス (%)」のように表示され、年間平均で数%程度を見込むのが一般的です。鳥の糞害や砂埃が多い地域では大きめに設定します。
• 配線ロス(ケーブル損失): 直流側および交流側のケーブルで生じる抵抗損失です。それぞれ「DC配線損失」「AC配線損失」として%で設定します。標準的な配線であれば各1~3%程度が目安ですが、ケーブルを太く短くすれば損失は減ります。PVsystではインバータと変圧器間の損失なども別途設定できます。
• 温度損失(温度による出力低下): 太陽光パネルは温度上昇で出力が下がります。PVsystではモジュールの温度係数や通風条件から発電ロスが自動計算されますが、「温度の影響」等の項目でその概要を確認できます。設置環境が風通しの悪い屋根上なのか、地上設置で風が抜ける環境なのかによってパネル温度は変わるため、必要に応じてNOCT値などを調整します。
• ミスマッチ損失: パネルごとの性能ばらつき(定格出力の個体差)や経年劣化の差による損失です。PVsystでは「ミスマッチ損失」として数%を設定します。通常1~2%程度がデフォルトです。
• その他の損失: 変換ロス(インバータ効率で自動計算)、変圧器ロス(大型システムの場合に設定)、夜間自己消費やメンテナンス停止によるダウンタイムなど、その他の要因も考慮できます。PVsystの詳細設定画面で「変圧器損失」「システム停止期間」などの項目が用意されています。初心者の場合、これら詳細はひとまずデフォルト値で問題ありませんが、可能な範囲で実態に合わせて調整すると精度が上がります。
以上の損失設定により、理想的な発電量からどの程度差し引かれるかがシミュレーション内部で計算されます。結果レポートでは損失の内訳も表示されるため、どの項目が発電ロスに寄与しているか確認できるでしょう。
LRTKによる地形・遮蔽物データの活用で設計精度向上
ここまで、PVsystの基本的な初期設定項目を日本語表示に沿って解説してきました。最後に、さらにシミュレーション精度を高める工夫として、現地の詳細な地形や遮蔽物情報を取り込む方法について触れておきます。特に最近では、簡易な測量ツールを用いて初心者でも敷地の3Dデータを取得し、PVsystに反映させるケースが増えています。その代表例がLRTKというソリューションの活用です。
LRTKを使えば、スマートフォンを用いた手軽な計測で、敷地の境界や地形の高低差、周囲の構造物や樹木の位置・高さを高精度(センチメートル級)で取得できます。取得した座標情報や点群データを元に、以下のような形でPVsystの設定に活かすことが可能です。
• 地平線プロファイルへの適用: LRTKで測定した敷地周辺の地形データから、遠方の山や高台の高さ角度を算出し、そのまま「地平線の定義」に入力できます。これにより、現地の地形による日射遮蔽を漏れなく反映できます。
• 近接物体の3Dモデル化: LRTKの点群データには、周囲の樹木や電柱、建物なども詳細に含まれています。それらから各オブジェクトの高さや位置を把握し、PVsystの近接影設定で同等の高さ・距離でオブジェクトを配置します。あるいは点群データを元に作成した3DモデルをPVsystにインポートすることで、パネルごとの細かな影のかかり具合まで解析することも可能です。
• 地形起伏の反映: 広大な土地で高低差がある場合、LRTKの測量データから地表面の起伏モデルを生成し、PVsyst上でパネル配置に反映できます。例えば傾斜地に沿って架台の高さを調整したり、造成前後の地形を比較して発電量への影響を検討するといった高度な解析も、実測データがあればこそ実現できます。
このように、LRTKによる簡易測量データを活用することで、PVsystシミュレーションの入 力精度を飛躍的に高められます。従来は専門の測量機器や複雑な手法が必要だった地形・影の情報も、LRTKなら初心者でも手軽に取得可能です。その結果、シミュレーションと現実とのギャップを最小化し、より信頼性の高い発電量予測と設計最適化が実現します。太陽光発電の設計を始めたばかりの方でも、PVsystの基本設定に加えてLRTKのような技術を取り入れることで、プロ並みの精度でプランニングを行えるでしょう。以上、PVsyst日本語インターフェースに基づく基本設定ガイドを参考に、ぜひ高精度なシミュレーションにチャレンジしてみてください。
LRTKで現場の測量精度・作業効率を飛躍的に向上
LRTKシリーズは、建設・土木・測量分野における高精度なGNSS測位を実現し、作業時間短縮や生産性の大幅な向上を可能にします。国土交通省が推進するi-Constructionにも対応しており、建設業界のデジタル化促進に最適なソリューションです。
LRTKの詳細については、下記のリンクよりご覧ください。
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