直接太陽光発電: オフ

Kris De Decker著、初出：Low-Tech Magazine

2023 年 10 月 16 日

従来の太陽光発電設備は、化石燃料への依存と、その結果生じるエネルギーを浪費するライフスタイルに疑問を抱いていません。 屋上のソーラーパネルと大規模太陽光発電所は、太陽が当たっていなくても、必要な電力をすべて供給してくれます。 それは、これらのシステムが、主に化石燃料で稼働する中央送電網を、電力不足に対処するための一種のバッテリーとして使用しているためです。

グリッドに接続されたソーラーパネルは火力発電所の化石燃料消費を削減できますが、これらの節約は、本質的に二重エネルギーインフラであるものの構築と維持に必要な追加の化石燃料によって少なくとも部分的に相殺されます。 太陽光発電と風力発電を組み合わせることで、送電網における再生可能エネルギーの割合をさらに増やすことができますが、これにはさらなるインフラ開発が必要です。 エネルギーとは別に、これには多くのお金と時間が必要です。

化石燃料火力発電所をエネルギー貯蔵装置に置き換えて、晴れた日に生成された余剰電力を太陽光がないか、太陽が不足しているときに備えて蓄えることも、同じ問題に直面します。 エネルギー貯蔵は、送電網に統合されているか、各家庭に設置されているか（オフグリッド システム）にかかわらず、構築と維持に非常に高価であり、二酸化炭素を大量に消費します。

ソーラーパネルの製造には明らかにお金とエネルギーがかかります。 ただし、関連するバックアップ インフラストラクチャの財務コストとエネルギー コストは何倍も高くなります。 系統接続された太陽光発電設備の場合、これらのコストを正確に計算することは非常に困難ですが、自律型太陽光発電設備（系統接続がなく、独自のエネルギー貯蔵装置を備えたもの）の場合は、はるかに簡単です。 したがって、例として、バルセロナの私のリビングルームに電力を供給する小型の自律型太陽光発電設備を取り上げます。

このシステムは、バルコニーにある 2 つの 50W ソーラー パネル、100 Ah 鉛蓄電池、10A 充電コントローラーで構成されています。 生成されたエネルギーは、照明、音楽システム、ラップトップやその他の電子機器の充電などに使用されます。 初期投資は 340 ユーロで、内訳はソーラー パネルに 120 ユーロ、バッテリーに 170 ユーロ、充電コントローラーに 50 ユーロでした。

しかし、ソーラーパネルの寿命は 30 年、チャージコントローラーの寿命は約 10 年ですが、鉛バッテリーは平均して 3 ～ 5 年ごとに交換する必要があります。1 30 年の寿命で、ソーラーパネルのコストは 120 ユーロになります。パネル、充電コントローラーは 150 ユーロ、バッテリーは最良の場合 1,020 ユーロです。 したがって、バッテリー (および関連する充電コントローラー) は、総寿命コストの約 90% を占めます。

エネルギー貯蔵は、工場の「内蔵」エネルギー (およびその結果としての炭素排出) の大半を占めます。 鉛酸バッテリーの製造には 1,200 メガジュール (MJ) のエネルギーが必要でした。2 30 年の寿命 (最大でバッテリー 6 個) では、これは 7,200 MJ に相当します。 3 つの充電コントローラーにより、30 年間の寿命でさらに 360 MJ が追加され、バッテリー システムの総エネルギー消費量は 7,560 MJ になります。3 対照的に、ソーラー パネルの製造コストは、合計 9,835 MJ のうち 2,275 MJ のみです。 4 結論: 化石エネルギー総消費量の 75% 以上がエネルギー貯蔵によるものです。

画像: バルコニーの右側には、私のアパートのリビングルームに電力を供給する 2 つの 50 W ソーラー パネルがあります。 その隣には、このウェブサイトを機能させる 30W のソーラー パネルがあります。 写真：マリー・ベルデイル。

画像：廃木材を利用して作られた太陽光パネルの構造体。 写真：クリス・デデッカー。

画像: 日没後にリビングルームに電力を供給する 100 Ah 鉛蓄電池。 写真：クリス・デデッカー。

他の種類のバッテリーでもこの結論は大きく変わりません。 リチウムイオン電池を使用した同等のオフグリッド システムの場合、エネルギー貯蔵が総耐用年コストの約 95% を占めることになります (鉛蓄電池を使用したシステムのほぼ 2 倍です)。 楽観的な寿命 (10 年) を仮定し、充電コントローラーを含めると、リチウムエネルギー貯蔵はソーラーグリッドシステムに投資されるエネルギーの約 70% を占めます。5 6 ニッケル鉄電池の場合、エネルギー貯蔵は総寿命の 85% を占めることになります。コスト (エネルギーコストのデータはありません)。7