PVSystの結果が低すぎる時の読み方4つ｜原因の見方

目次

• PVSystの結果が低すぎるとは何を意味するのか

• まず見るべきは年間発電量ではなく前提条件

• 読み方1 日射量と気象データを確認する

• 読み方2 アレイ損失と温度損失を確認する

• 読み方3 配線損失と機器損失を確認する

• 読み方4 遮蔽・汚れ・積雪など現地条件を確認する

• PVSystの結果が低く見える代表的な原因

• 結果が低い時にやってはいけない読み方

• 比較レポートで確認すべきポイント

• 低い結果を説明する時の考え方

• まとめ

PVSystの結果が低すぎるとは何を意味するのか

PVSystで太陽光発電所のシミュレーションを行った時、想定より年間発電量が低い、PRが低い、特定の損失が大きい、他社レポートと比べて結果が悪い、という場面があります。

この時に重要なのは、PVSystの結果を単に「低い」「高い」と判断しないことです。PVSystの結果は、入力条件、気象データ、モジュール、PCS、配線、遮蔽、汚れ、温度、出力制限、系統側条件など、多くの前提が積み上がって出てきます。そのため、結果が低く見える場合でも、実際には入力条件が保守的なだけの場合もあれば、設定ミスによって不要な損失が入っている場合もあります。

PVSystの結果が低すぎると感じた時は、まず年間発電量だけを見るのではなく、どの段階で発電量が減っているのかを順番に確認する必要があります。特に重要なのは、日射量が低いのか、アレイで大きく減っているのか、PCS以降で減っているのか、遮蔽や汚れなどの現地条件が強く効いているのかを分けて読むことです。

PVSystのレポートでは、最終的な年間発電量だけでなく、Specific production、Performance Ratio、Normalized productions、Loss diagram、Monthly valuesなどを見ることで、結果が低い理由をかなり細かく追うことができます。PVSystを読む時は、最終数値を見て終わりではなく、発電量がどこで落ちたのかを分解していく姿勢が大切です。

まず見るべきは年間発電量ではなく前提条件

PVSystの結果が低すぎると感じた時、多くの場合、最初に年間発電量やPRを見てしまいます。もちろん年間発電量は最終的な成果物として重要ですが、原因を探る時には最初に見るべき場所ではありません。

最初に確認すべきなのは、プロジェクトの前提条件です。発電所容量、モジュール容量、PCS容量、アレイ構成、傾斜角、方位角、設置場所、気象データ、地表反射率、系統接続点、出力制限の有無などが正しく設定されているかを確認します。

例えば、DC容量が想定より小さく入力されていれば、年間発電量は当然低くなります。PCS容量が小さく、クリッピングが多く発生する設定になっていれば、発電量は抑えられます。方位角や傾斜角が実際と異なっていれば、日射の受け方が変わり、結果に大きく影響します。気象データの地点がずれていたり、標高や気温条件が異なっていたりする場合も、結果が低く出る原因になります。

PVSystの読み方で大切なのは、結果画面だけを見るのではなく、入力条件と結果をセットで読むことです。結果が低い時に「PVSystが低く出した」と考えるのではなく、「どの条件が低い結果を作っているのか」と考える必要があります。

特に他社レポートと比較する場合は、年間発電量だけを比較しても意味がありません。気象データ、損失条件、DC/AC比、PCS定格、出力制限、配線損失、変圧器損失、補機損失、遮蔽条件が一致していなければ、結果が違って当然です。PVSystの比較では、同じ土俵で比較できているかを先に確認することが重要です。

読み方1 日射量と気象データを確認する

PVSystの結果が低すぎる時、最初に確認したいのが日射量です。太陽光発電のシミュレーションでは、発電量の土台になるのは気象データです。どれだけ高性能なモジュールやPCSを使っていても、入力された日射量が低ければ、発電量も低くなります。

PVSystでは、Global horizontal irradiation、Global incident in collector plane、Effective global after lossesなどの値を確認します。水平面日射量が低いのか、傾斜面に変換した後の日射量が低いのか、さらに遮蔽やIAMなどを通過した後に低くなっているのかを見ることで、原因の場所が変わります。

例えば、水平面日射量そのものが低い場合は、気象データの選定が原因である可能性があります。Meteonorm、SolarGIS、衛星データ、近傍観測所データなど、使用する気象データによって年間日射量は変わります。山間部、沿岸部、積雪地域、霧が出やすい地域では、データソースの違いが結果に大きく出ることがあります。

一方で、水平面日射量は妥当なのに傾斜面日射量が低い場合は、傾斜角や方位角、トランスポジションモデルの影響を確認します。傾斜角が実際より不利な設定になっている、方位角がずれている、東西設置や低傾斜設置の条件が正しく反映されていない、といったケースでは、傾斜面に入る日射量が想定より低くなります。

さらに、傾斜面日射量は十分でも、Effective global after lossesが低い場合は、近接遮蔽、遠方遮蔽、IAM、汚れ、積雪などの影響を疑います。日射量の段階を分けて読むことで、「そもそも空から来る日射が低い」のか、「パネル面に届く前に減っている」のか、「パネル面には届いているが有効利用できていない」のかを切り分けられます。

月別の値を見ることも重要です。年間値だけでは、どの季節に低くなっているのかが分かりません。冬だけ極端に低い場合は積雪や低太陽高度の影響が考えられます。夏に低い場合は温度損失や出力制限、PCSクリッピングが効いている可能性があります。梅雨時期や冬季の低日射が強く出ている場合は、気象データの地域性も確認すべきです。

PVSystの結果が低い時は、発電量の前に日射量を見ることが第一歩です。発電量は日射量から生まれるため、日射の前提を確認せずに損失だけを見ても、原因を正しく判断できません。

読み方2 アレイ損失と温度損失を確認する

日射量が妥当であるにもかかわらずPVSystの発電量が低い場合は、次にアレイ側の損失を確認します。アレイ損失とは、モジュールで直流電力を作る過程で発生する損失のことです。PVSystのLoss diagramでは、モジュール品質損失、LID、ミスマッチ、IAM、温度損失、低照度損失、汚れ、遮蔽などが関係します。

特に大きく効きやすいのが温度損失です。太陽電池モジュールは、セル温度が上がると出力が低下します。気温が高い地域、風通しが悪い設置条件、屋根置き、低架台、背面通風が弱い設置では、温度損失が大きくなりやすくなります。PVSystではThermal loss factorの設定が結果に影響します。UcやUvの値が保守的になっていると、セル温度が高く計算され、結果として発電量が低く出ます。

ここで注意したいのは、温度損失が大きいからといって必ず設定ミスとは限らないことです。現地が高温で、モジュールの設置環境も放熱しにくい場合は、温度損失が大きいこと自体は自然です。一方で、地上設置で通風が十分あるにもかかわらず、屋根置きに近い厳しい熱条件を入れている場合は、過度に保守的な設定になっている可能性があります。

ミスマッチ損失も確認が必要です。ストリング間のばらつき、モジュール特性の差、影のかかり方、方位や傾斜の違いが大きい場合、ミスマッチ損失が増えます。PVSystで複数方位や複数傾斜を一つのサブアレイにまとめてしまっている場合、実態と異なる損失が出る可能性があります。アレイ構成が複雑な発電所では、サブアレイの分け方そのものが結果に影響します。

IAM損失も低い結果の原因になりやすい項目です。IAMは入射角が大きい時に、モジュール表面で反射が増えることによる損失です。低傾斜や東西設置、冬季の低太陽高度、朝夕の発電比率が高い設計では、IAM損失が目立つことがあります。ガラス仕様やモジュール特性の設定によっても値が変わるため、モジュールデータの選定を確認する必要があります。

低照度損失も見落としやすい項目です。曇天が多い地域や低日射時間の比率が高い地域では、低照度時のモジュール効率が発電量に効いてきます。モジュールのPANファイルが正しいか、古いデータや近似データを使っていないかを確認します。

アレイ損失の読み方では、単に損失率の大小を見るのではなく、その損失が現地条件と合っているかを見ることが重要です。温度が高い地域なら温度損失が大きいのは自然です。複雑な影があるならミスマッチや遮蔽損失が大きいのは自然です。しかし、現地条件に対して不自然に大きい損失があれば、設定の見直し候補になります。

読み方3 配線損失と機器損失を確認する

PVSystの結果が低い時には、DC側とAC側の配線損失、PCS損失、変圧器損失、補機損失も確認します。これらは一つひとつは数パーセント以下に見えることが多いですが、積み重なると年間発電量に大きく影響します。

DC配線損失は、モジュールから接続箱、接続箱からPCSまでの直流側で発生する損失です。ケーブル長、ケーブルサイズ、電流、電圧、ストリング構成によって変わります。広い発電所でPCSまでの距離が長い場合や、ケーブルサイズが細い場合は損失が増えます。逆に、PCSが架台近くに分散配置されている場合は、DC配線損失を過度に大きく見積もると結果が低く出ることがあります。

AC配線損失も同様です。PCSから受変電設備、連系点までの距離が長い場合、AC側の損失が増えます。特に低圧や長距離の配線では影響が大きくなります。PVSystでは、DC側、AC側、MV側の損失がどこに入っているかを確認し、同じ損失を二重に見ていないか注意します。

変圧器損失も重要です。変圧器には負荷損と無負荷損があり、発電している時だけでなく、待機時にも損失が発生する場合があります。PVSystで変圧器損失を保守的に入れている場合、年間発電量やPRに影響します。複数の変圧器がある発電所では、実際の構成とPVSyst上のモデルが一致しているかを確認する必要があります。

PCS損失については、PCSの効率曲線が正しく設定されているかを見ます。PCSは常に最高効率で動くわけではありません。低負荷時、高負荷時、温度条件、入力電圧範囲によって効率が変わります。PCSの機種データが適切でない場合や、近似モデルで設定している場合、結果に差が出ることがあります。

また、PCS容量とDC容量の比率も結果に大きく影響します。DC容量に対してPCS容量が小さい場合、日射が強い時間帯に出力が頭打ちになり、クリッピング損失が発生します。これは設計上の意図であることも多く、必ずしも悪いことではありません。しかし、想定よりクリッピングが大きい場合は、DC/AC比、PCS定格、力率設定、出力制限の設定を確認する必要があります。

力率設定も見落としやすいポイントです。PVSyst上で力率をどのように扱っているかによって、有効電力の上限や皮相電力の解釈が変わることがあります。系統要件として力率を指定する場合でも、それが実際に有効電力の制限として働くのか、PCSの皮相電力容量に対する制約として働くのかを整理する必要があります。ここを誤解すると、PVSystの結果が低く見える原因になります。

補機損失も確認します。監視装置、空調、トラッカー、PCS待機電力、受変電設備の補助電源などを含める場合、年間の発電量から差し引かれます。補機損失は設定の考え方によって差が出やすく、他社レポートとの比較でも不一致が起きやすい項目です。

配線損失や機器損失を見る時は、数値が大きいか小さいかだけでなく、どの設備区間に対応しているかを確認します。DC配線、AC配線、MV配線、変圧器、PCS、補機のどこに損失を入れているのかを整理しないと、二重計上や抜け漏れを見つけにくくなります。

読み方4 遮蔽・汚れ・積雪など現地条件を確認する

PVSystの結果が低すぎる時、現地条件に関する損失も必ず確認します。代表的なのは、遮蔽、汚れ、積雪、地形、周辺構造物、植生、架台間隔です。これらは発電所ごとの個別性が強く、標準値だけでは判断しにくい項目です。

遮蔽損失には、遠方遮蔽と近接遮蔽があります。遠方遮蔽は山、丘、建物、森林などによって太陽が隠れる影響です。近接遮蔽は、前列の架台、周辺設備、電柱、フェンス、パワコン設備、樹木などによる影です。PVSystでは、遮蔽シーンの作り方、地形の反映、架台間隔、モジュール配置、電気的遮蔽の扱いによって結果が変わります。

遮蔽損失が大きい場合は、まず月別・時間帯別に影響を見ます。冬の朝夕だけ大きいのか、年間を通じて大きいのかで原因が変わります。冬だけ大きい場合は、低太陽高度や架台間遮蔽の影響が考えられます。朝だけ、または夕方だけ大きい場合は、東西方向の障害物や地形の影響が考えられます。

汚れ損失もPVSystの結果を低くする要因です。砂ぼこり、花粉、黄砂、鳥糞、農地からの土埃、工場や道路からの粉じん、降雨頻度の少なさなどが関係します。汚れ損失は地域や運用によって差が大きく、清掃計画があるかどうかでも変わります。保守的に高めの汚れ損失を入れると、年間発電量は低くなります。

積雪地域では、積雪損失が非常に重要です。北海道、東北、日本海側、山間部などでは、冬季の積雪によって発電量が大きく下がることがあります。PVSystで積雪をどのように扱うかは、解析条件によって差が出やすい部分です。単純な月別損失として入れる方法もあれば、気象条件や傾斜角から推定する考え方もあります。積雪を十分に考慮した結果は、積雪を考慮しない結果より低くなって当然です。

ただし、積雪損失を入れた結果が低い場合でも、それが現地実態を反映しているなら問題ではありません。むしろ、積雪地域で積雪損失を入れない方が、実態より高い結果になる可能性があります。PVSystの結果が低いかどうかは、数字そのものではなく、前提が現実に合っているかで判断する必要があります。

地表反射率、つまりアルベドも確認します。一般的な地表ではアルベドは限定的な影響にとどまることが多いですが、積雪時には反射率が高くなり、傾斜面日射量を押し上げることがあります。積雪損失を入れる一方で、積雪時のアルベドをどう扱うかによって、冬季発電量の見え方が変わります。

現地条件に関する損失は、根拠の説明が特に重要です。汚れ損失を何パーセントにしたのか、積雪損失をどの月にどれだけ入れたのか、遮蔽モデルはどの範囲まで反映したのか、これらを説明できなければ、結果が低い理由を顧客や社内に納得してもらうことは難しくなります。

PVSystの結果が低く見える代表的な原因

PVSystの結果が低く見える原因は、大きく分けると、入力ミス、保守的な条件、現地特性、比較条件の違いの四つに整理できます。

入力ミスとして多いのは、容量、方位角、傾斜角、PCS台数、ストリング構成、ケーブル長、損失率、気象データ地点の誤りです。例えば、方位角の基準を誤って入力すると、本来南向きに近いはずのアレイが東西にずれたように扱われ、発電量が低くなることがあります。傾斜角を誤って入力した場合も、傾斜面日射量が変わります。

保守的な条件としては、汚れ損失、配線損失、温度条件、補機損失、変圧器損失、積雪損失などを大きめに設定しているケースがあります。金融機関向けや長期収支向けの解析では、保守的な前提を置くこと自体は自然です。しかし、比較対象が楽観的な条件で作られている場合、自社の結果だけが低く見えることがあります。

現地特性としては、日射量が少ない地域、高温地域、積雪地域、山影がある地域、地形が複雑な場所、架台間隔が狭い設計、周辺に障害物が多い設計などがあります。この場合、結果が低いのはPVSystの問題ではなく、現地条件を反映した結果です。

比較条件の違いも非常に多い原因です。他社レポートでは汚れ損失が入っていない、自社レポートでは入っている。他社は積雪を考慮していない、自社は考慮している。他社はDC配線損失だけを見ている、自社はAC側や変圧器まで含めている。このような違いがあれば、結果は当然変わります。

PVSystの結果が低い時は、まず「本当に低いのか」を確認する必要があります。比較対象と同じ条件にそろえた時にも低いのか、条件差を補正すると妥当な範囲に入るのかを確認します。

結果が低い時にやってはいけない読み方

PVSystの結果が低い時にやってはいけないのは、最終発電量だけを見て設定を感覚的に変えることです。例えば、年間発電量を上げるために汚れ損失を下げる、配線損失を下げる、温度条件を軽くする、積雪損失を小さくする、といった調整を根拠なく行うと、シミュレーションの信頼性が失われます。

PVSystは、希望する発電量を作るためのツールではなく、入力条件に基づいて発電量を推定するツールです。結果が低い場合は、発電量を上げる方向に設定を動かすのではなく、低くなっている原因を特定し、その設定が妥当かどうかを確認する必要があります。

また、PRだけで良し悪しを判断するのも危険です。PRは発電所の性能を比較するうえで便利な指標ですが、日射条件、温度条件、出力制限、積雪、汚れ、アルベド、PCS容量などの影響を受けます。PRが低いから設計が悪いとは限りません。積雪や出力制限を現実的に入れていれば、PRは低く見えることがあります。

他社レポートとの比較でも、PRだけを横並びにするのは危険です。同じ発電所でも、損失条件が異なればPRは変わります。特に、補機損失や変圧器損失をPRに含めているか、連系点での発電量を基準にしているか、PCS出力端を基準にしているかによって差が出ます。

月別の傾向を見ないことも問題です。年間発電量が低い原因は、特定の季節に集中していることがあります。冬の積雪、夏の温度損失、春の黄砂や花粉、梅雨時期の日射不足など、月別に見れば原因が見えることがあります。年間値だけで判断すると、原因を見落としやすくなります。

比較レポートで確認すべきポイント

PVSystの結果が低いと感じる場面では、多くの場合、何かとの比較があります。社内の過去解析、他社レポート、実績値、簡易計算、売電収支の想定値などです。この時は、比較条件をそろえることが最も重要です。

まず確認するのは、DC容量とAC容量です。同じ発電所でも、DC容量の定義がモジュール公称容量なのか、PCS入力単位なのか、区画ごとの合計なのかによって表記が変わることがあります。AC容量もPCS定格、連系容量、契約容量、力率考慮後の有効電力など、複数の見方があります。

次に、発電量の評価点を確認します。モジュール出力、PCS入力、PCS出力、変圧器後、連系点、売電メーターのどこを年間発電量としているかで値が変わります。PVSystレポートのE_Gridがどの点を表しているかを確認し、比較対象と同じかを見ます。

気象データも重要です。同じ場所でも、使う気象データによって年間日射量が数パーセント変わることがあります。発電量の差が数パーセントであれば、気象データの違いだけで説明できる場合もあります。比較時には、水平面日射量、傾斜面日射量、気温の月別値を並べて確認すると原因が見えやすくなります。

損失条件も一つずつ比較します。汚れ、積雪、IAM、温度、ミスマッチ、DC配線、AC配線、PCS、変圧器、補機、遮蔽、出力制限を同じ項目で比較します。この時、PVSyst上の名称が同じでも、含んでいる範囲が異なる場合があるため注意が必要です。

例えば、配線損失といっても、モジュールから接続箱までなのか、接続箱からPCSまでを含むのか、PCSから変圧器までを含むのかで意味が変わります。変圧器損失も、負荷損だけなのか、無負荷損も含むのかで年間値が変わります。

比較レポートでは、最終的な発電量差をいきなり議論するのではなく、日射量差、アレイ損失差、システム損失差、その他損失差に分けて説明すると分かりやすくなります。PVSystの結果が低い理由を説明する時は、差分を分解することが重要です。

低い結果を説明する時の考え方

PVSystの結果が低い場合、社内や顧客に説明する時には、単に「保守的に見ています」と言うだけでは不十分です。どの条件を、なぜ、その値にしたのかを説明する必要があります。

例えば、積雪損失が大きいため発電量が低い場合は、冬季の気象条件、現地の積雪実態、傾斜角、除雪の有無、過去実績などと結びつけて説明します。汚れ損失が大きい場合は、周辺環境、清掃頻度、降雨条件、粉じんの発生源などを説明します。配線損失が大きい場合は、ケーブル長、電圧、電流、導体サイズ、設備配置を根拠にします。

説明の順番としては、まず結論として結果が低く見える主因を示し、その後に日射量、アレイ損失、システム損失、現地条件の順で補足すると分かりやすくなります。最初から細かい損失項目をすべて説明すると、読み手はどこが重要なのか分からなくなります。

また、低い結果が必ず悪いわけではありません。事業計画や金融機関向けの検討では、過度に楽観的な発電量より、現地条件を反映した現実的な発電量の方が価値があります。PVSystの低い結果は、リスクを見込んだ慎重な評価である場合もあります。

ただし、保守的であることと、過大な損失を入れることは違います。根拠のない保守性は、事業性を不当に悪く見せる原因になります。PVSystの読み方では、保守的な条件が必要な理由と、その値が妥当な範囲にあるかを分けて考える必要があります。

PVSystの結果を説明する時は、最終発電量だけでなく、どの損失が大きく、どの損失は一般的な範囲に収まっているのかを整理すると説得力が増します。特に他社解析と差がある場合は、差が出た項目を明確にすることが重要です。

まとめ

PVSystの結果が低すぎると感じた時は、年間発電量だけを見て判断しないことが大切です。PVSystの結果は、気象データ、設計条件、損失条件、現地条件が積み上がって出てくるため、どこで発電量が下がっているのかを順番に読む必要があります。

最初に見るべきは、日射量と気象データです。入力された日射量が低ければ、発電量も低くなります。水平面日射量、傾斜面日射量、有効日射量を分けて確認し、月別の傾向も見ます。

次に、アレイ損失と温度損失を確認します。温度条件、IAM、低照度損失、ミスマッチ、モジュールデータの選定が妥当かを確認します。特に温度損失は地域や設置条件によって大きく変わるため、現地条件との整合が重要です。

その次に、配線損失と機器損失を確認します。DC配線、AC配線、PCS、変圧器、補機、出力制限、力率設定などが低い結果の原因になっていないかを見ます。損失の二重計上や、評価点の違いにも注意が必要です。

最後に、遮蔽、汚れ、積雪などの現地条件を確認します。これらは発電所ごとの個別性が強く、PVSystの結果に大きく影響します。特に積雪地域や山影のある場所では、結果が低くなる理由を現地条件から説明できるかが重要です。

PVSystの結果が低いこと自体は問題ではありません。問題なのは、なぜ低いのかを説明できないことです。低い結果が現地実態を正しく反映しているなら、それは事業判断に役立つ重要な情報です。一方で、設定ミスや二重計上によって低くなっているなら、早めに見直す必要があります。

PVSystを読む時は、結果を良く見せるために調整するのではなく、発電量が減る理由を正しく分解することが大切です。日射量、アレイ損失、システム損失、現地条件の四つに分けて確認すれば、結果が低すぎる時でも、原因をかなり具体的に整理できます。