太陽エネルギーはどれくらい？

太陽定数を1.37kW/m2としたとき、そのエネルギーを電力量に換算して、1.37×3600秒＝4.9kWhとなる。
例えば、私の1ヶ月の電力量が98kWhとすると、
太陽が1m2の面積を20時間放射すれば、私の1ヶ月の電力量をまかなえる。
この計算、あってますでしょうか。
合ってるとすると、大気の影響がないとすれば、
二日太陽が照ってくれると私は暮らせるということなのですが、そんなにすごくていいのでしょうか。

No.2 ベストアンサー 回答者： ctrpiv 回答日時： 2004/10/27 00:56

えっと、前の方が言われているように、3600を掛けるところが間違っています。

それ以外はkuuyaさんの仮定の下では、それと太陽電池が太陽の方向を追尾していれば、答えはそのまま#1の方の言うとおりになります。太陽電池が固定ならば、太陽電池平面から垂直な直線と太陽光線の為す角のコサインで補正する必要があります。

なぜ1.37kW/m2に3600をかけてはいけないかと言うと、1.37kW/m2というのは太陽エネルギーの総量ではなくて、エネルギー密度（別な言い方をすれば太陽エネルギーの強さ）を表しているからです。
1秒間だろうが、1時間だろうが、1年間だろうが、エネルギーの強さは1.37kW/m2になるんです。

エネルギーの総量を表す単位としてはWh もそうですが、J（ジュール）というのもあります。1J=1W/m2/sなので、太陽が「1秒間に」放出するエネルギーは1.37kJということになります。この場合、1時間に放出するエネルギーは1.37*60*60 kJ になります。

ということで、質問にある仮定の下では71.5時間で98kWhとなりますね。ちなみに太陽電池のエネルギー変換効率については知りませんが、大気の影響については、標高や大気の状態によるけれど晴れた日の昼では20-30％の大気外日射が地面に届きません。

No.4 回答者： ctrpiv 回答日時： 2004/10/27 19:45

#3さんのアルベドをかけるというのはこの場合おかしいと思います。

その計算だと地表面で受ける太陽エネルギーを計算することになり、確かにビル設備の空調負荷計算や地球温暖化予測にはいいかもしれませんが（といってもその場合、より正確には地表面は太陽を追尾しないのと日光の透過率が不可欠なのでＥ＝Ｆ・（１－Ａ）*cos(theta)*tau；thetaは太陽の天頂角でtauは日光の透過率、となるでしょうが）、太陽電池は地表面に到達前の太陽光をソーラーパネルで受けているので地表面アルベドを掛けるのはおかしいですよ。

しいて言えば太陽電池表面の反射率をアルベドとみなして計算してもいいのかもしれませんが、多分0.3は大きすぎるだろうし（太陽電池表面は黒っぽいし日光が垂直またはそれに近い角度で当たるから）、太陽電池表面の反射率はアルベドとして計算するよりむしろ電池の変換効率の一部としてカウントされるんじゃないかな？

No.3 回答者： ruehas 回答日時： 2004/10/27 09:56

こんにちは。

３６００秒に就いては他の回答者さんの通りで宜しいですよね。
太陽定数［Ｆ：太陽光フラックス１．３７ｋｗｈ］は太陽表面温度と距離から割り値を１m2当りで表したものです。一般的には、更にそれに［太陽光反射率］を掛けなければなりません。
地球の太陽光反射率［Ａ：アルベド］は平均で約０．３ということになっています。平均というのは、陸地や海洋、砂漠や緑地などで、それぞれ太陽光の反射率が異なるからです。
ですから、１m2当りで得られる［太陽光フラックス：Ｆ］をエネルギーに換算する場合は、

Ｅ＝Ｆ・（１－Ａ）

ということで、どうしても平均値としての「０．７」を掛けなければなりません。
ビル設備の空調負荷計算も、地球温暖化予測も、ほとんどがこの値（０．２８～０．３）を使っています。
そこから先は、「太陽電池の変換効率」、それから、季節の日照時間や晴天率などを「稼動率」として掛け合わせることになると思います。

No.1 回答者： LCR707 回答日時： 2004/10/26 22:08

　こんにちわ。

　3600秒を掛けるのは間違っています。1.37kWの電力を１時間使えば、1.37kWhです。従って、大気の影響が無く、太陽電池の効率が100%で、さらに太陽電池がひまわりのように常に太陽の方向を向いていれば、71.5時間で98kWhになります。
　

この回答への補足

お返事ありがとうございました。
太陽定数は、一秒間に１m2あたり1.37kWなので、
１時間使えば3,600倍かと思ったのですが・・・。
ちなみに、私の数式は、10の３乗が抜けていますね。
4932kWhの電力量が期待できるというのは、やはり間違いですか？

補足日時：2004/10/26 23:35