ソーラーパネル、電気を使わない場合どのようになりますか？

ソーラーパネルに電力があたり、例えば家の白熱灯を点灯させる事が出来るとします。
しかし、白熱灯のスイッチをOFFにした場合、ソーラーパネルはこの白熱灯で消費されるエネルギーがパネル面に当たるだけになりその分の温度は上昇しますか？それとも、逆に下がりますか？
また、何も使っていない状態はパネルにとって負担ですか？
ふと気になったので教えて下さい。
宜しくお願い致します。

No.21 回答者： solarland 回答日時： 2018/11/06 10:12

>IVカーブを見るとVが最大になるとAは0になります。

内部構造がPN接合というダイオードになっています。電圧が上がると、ダイオードがオンになって、内部で電流が流れてしまうので、外に電流が取り出せなくなります。

スイッチOFF時の開放電圧というのは、発電しているけど、内部消費されている状態なのです。外からみたら、電流0Aは電気を取り出せないので発電してないように見えますが、内部ではせっせと発電しています。パネルの等価回路というのが調べれば出てくるので参考にしてください。

半導体は熱は苦手（性能が低下する）ですが、熱には強い（壊れる訳ではない）です。
内部消費での温度上昇は数度です。炎天下にパネル温度は70度くらいになりますが、平気ですよ。

だから、余裕で20年以上は持ちますので気にしないでください。

No.20 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/11/04 11:24

＞基礎が分かっていないと言うよりも、できれば文章から読み取って頂けると幸いです。

そんな状況ででは下手な知識を振り回さないことのほうが先決です。
会話なら、すぐその場で再確認出来ますが、文章でのやり取りは言葉がすべてです
＞できれば文章から読み取って頂けると幸いです。
F=mamを無視しろって！、都合のよいところだけ無視しろ？、質問内容すべて無視されること考えてみた？。

No.19 回答者： solarland 回答日時： 2018/10/30 11:20

なんか、滅茶苦茶な回答が多いですね。

ソーラーパネルはちょっと変わった特性があって、その特性グラフはIVカーブとして知られています。つまり、IVカーブを理解する必要があります。

ソーラーパネルに光を当てて、負荷を付けない場合（質問の白熱灯のスイッチを切った状態）は開放状態となり、この時の電流は0Aで、電圧は開放電圧と言って高い電圧になります（パネルのセル数によって21Vくらいから40Vくらいまで）。

この時、パネルは発電状態にある（光が当たれば発電するのがソーラーパネル）ので、電圧は出ていますが、開放電圧では、ソーラーセルのダイオード構造により、セル内で電流が流れて内部消費されます。

つまり、スイッチオフの時は、
・光が当たっている時は常に発電している
・発電された電力はパネル内で消費される
・そのため、パネルの温度は数度上昇する
・この温度上昇はパネルにとって何も負担ではない
ということです。

光が当たると負荷があろうがなかろうがソーラーパネルは発電するので、災害で壊れたソーラーシステムには触らないようにしましょう。感電します。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます｡

発電された電力は内部で消費されるのでしょうか？
IVカーブを見るとVが最大になるとAは0になります。
発電することなく単純に太陽光で暖められているだけのような気もしています。

半導体は熱が苦手とききます。そうしますと、少しでも電気としてエネルギーをが部に出してあげることでパネルの温度が下がるので結果的に半導体であるパネルは長持ちする。こんな事はないでしょうか？誤差の範囲内ですかね。

お礼日時：2018/11/03 20:00

No.18 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/10/26 18:47

後回しになりましたが。

F=ma という式があります。力、質量、加速度の関係
これの、どこが綺麗に熱になってしまう、公式なのか？？？。
エネルギーで最も理解しやすいのが熱、いずれのエネルギーも力学的エネルギーに直接変換可能なものを除き、一旦熱エネルギに変換、改めて力学エネルギーに変換して利用・・が大半。
と言うわけで、熱エネルギー、と力学的エネルギーにより速得られる力、または力によって行われる仕事。
これらの区別が全くできていません、熱エネルギーと力は同じではありません、等価と言うことで等式での表現は可能ですが。
これだけの力がほしい＝これだけの熱エネルギーがあれば可能→これが等価です。
まさに基礎が一つも入っていない知識です。

この回答へのお礼

F=maは間違いです。失礼しました。位置エネルギーですので高さが抜けていました。E=mghが言いたかった内容になります。基礎が分かっていないと言うよりも、できれば文章から読み取って頂けると幸いです。

お礼日時：2018/11/03 19:53

No.17 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/10/24 09:44

追記

余りにもバカらしすぎて、ついスルーしましたが、「一時的に溜めて・・」これは具体的に説明が必要です、物理現象の説明に「一時的」なんて言葉は説明できないから誤魔化す為に使用します。
一時的？、時間のこと？、時間なら百万分の一秒であっても、時間で表現できます。
日本語で一時的・・は時間ではなく、便宜的に・・と言った意味、つまり制度上、本来あってはならない状況を敢えて容認する時、等に使われます、物理現象の説明で本来あってはならない状況（言い換えれば自然の法則に反する内容）を許せば、何でもあり、になります、都合のよいように理屈展開ができます。
他の質問で、矛盾を追及したところ「などのエネルギーが・・・」なんて言い訳もありました（多分小学生あたり？）。
などのエネルギー、なんてものが、まかり通れば、永久機関が設計図なしで即実現可能ですね。
エネルギー保存の法則
例えば熱エネルギーが、熱エネルギーとして保存される、そんな法則はありません、損失の大半が熱エネルギーで発散するように、熱エネルギーが自然のままで別のエネルギーに変換は少ないですが、位置エネルギーは、位置を保つ支えがなくなれば、即重力加速度の影響で運動エネルギーに変換されます、もちろん極一部は熱エネルギーにも・・。
化学反応で、どんな反応を繰り返して、外見がどのように変化しても、気体になって発散しても、すべて集めれば、元の原子の数が変わる事はありませんね、それと同じ事です。
力学の実験すれば、必ず、損失がでます、大半は熱エネルギーとなって発散された分です。
それを見逃してはいけない、と言うのがエネルギー保存の法則です。

No.16 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/10/23 18:25

＞その場合水は位置エネルギーとして一時的に蓄積されますので

位置エネルギーはその位置にあって生じるエネルギーです、そのままで蓄えることはできません。
＞その場合水は位置エネルギーとして一時的に蓄積されますのでエネルギー保存則は成り立つかと思います
それ、エネルギー保存の法則とは言いません、エネルギーの形は変わっても。エネルギーの総量は変わらない、が保存です・
滝の水は落下し始めると位置エネルギーが運動エネルギーに即変換されます、重力で加速されるにつれて運動エネルギーが増加、当然位置も低くなるので位置エネルギーも低下します。
水タンク、けり倒せば、重力にひかれて運動エネルギーに変換、倒れたときは地面に衝撃力とい言う力学エネルギーに、一部は熱になって大気中に発散します。
＞F=ma
ただの公式のコピペ丸投げです、内容理解できていないのでは？。
落下する水は運動エネルギーをもっています、発電はこれを利用します、途中で仕事しなければ。運動エネルギーが最大？になります。
滝つぼはなぜ深くえぐられている、すべて熱になるなら、えぐれません、水がある状態で岩石が溶融する温度に達するとは思えませんが。
運動エネルギーの一部が力学エネルギーに変換されるからです、もちろん一部は熱エネルギーにもなります、落ちた水はどうなる、いずれかに流れますね、流れる＝運動エネルギを持っています。
そもそも、
＞F=maとなり物理の公式通り綺麗に熱になってしまうかと思います
これがきれいに熱になる、公式とは思えませんが、熱＝エネルギー、公式の類ではEが使用されます、Fは総じて力につかっわれるのでは？。

No.15 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/10/17 18:24

あくまでも、例えば・・・ですが。

こんなモデル
小さな水路、板を差し込んで流れを完全に止めると、ダム？になります。
そうではなく、水路の幅の半分の幅の板を流れに、直角ではなく斜めに差し込みます、水は斜めの板に沿って流れの方向変えて流れます、このとき摩擦熱で温度が云々考える人たぶんいないと思います。
次に、板の真ん中に直径数センチ程度の穴をあけてホースを接続、より低い位置に導いて小さな水車、回りますね（これをパネルからの電流に置き換えると？）。

この回答へのお礼

その場合水は位置エネルギーとして一時的に蓄積されますのでエネルギー保存則は成り立つかと思います。実際、揚水発電ではそんな仕組みかと思います。仮に、発電することなく全ての水を下に落としてしまえばF=maとなり物理の公式通り綺麗に熱になってしまうかと思います。

お礼日時：2018/10/22 11:50

No.14 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/10/14 10:35

＞パネルの温度はどちらが高いのでしょうか？

明確な根拠があるとは思えません。
出力は接続した負荷によって変わるだけです。
熱線ともいわれる赤外線、以外の光エネルギーも、パネル（物体）に即吸収されて熱エネルギーに変換される、という前提の質問です。
その前提に同意しかねます。
乾電池もショートしても外見上は何も起こりません、ショートによる電流で発熱する前に内部抵抗で電圧降下が起こり、それ以上電流が流れません、パネルはたぶんん半導体？、金属に比べはるかに抵抗は大きいはず。
物体が見えるのは、光を反射しているからです、紫外線から赤外線までの光のすべてを反射すれば白く見え、特定の光（複数の）を吸収すればそれに対応した色に見えます。
反射すべき光を、負荷が接続されていれば、吸収して、電力に変換するのかな？。

No.13 回答者： m-jiro 回答日時： 2018/10/14 09:31

太陽光のエネルギーは1平方メートルあたりほぼ1KWです。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD …
　　↑の「地球到達」の項を参照。
ソーラーパネルの変換効率は15～20%ですからこの内の150W～200Wが電気に変わっていることになります。
太陽光は通常は屋根や地面を温めています。ソーラーで電力に変えると屋根を暖める太陽光は2割ほど減ることになります。エネルギー保存の法則から考えて発電しているソーラーの温度はいくらか下がるはずです。屋根にソーラーを設置した家は涼しいはずなのですがnetを探しても調べた人の記事はないですね。たぶん簡単に止められないためでしょう。

またソーラーパネルを無負荷にしても問題ありません。もし問題があるなら輸送中や工事中は無負荷になることを考慮しておかねばなりませんが、そんなことしなくて大丈夫です。一般的なソーラーパネルは停電時には停止しますね。このときバッテリーに充電したり疑似負荷に流すようなことはしていません。
https://taiyoseikatsu.com/faq/faq073.html
　　↑停電時の動作です。

余計な話ですが理論的には太陽電池は出力をショートしても問題ありません。（ソーラーパネルは色々な機器がつながっているのでショートしないで）
携帯電話のバッテリーなどはショートすると大電流のため電線が燃えたり破裂することがあります。しかし太陽電池は強大な電流は流れません。太陽電池が発生する電圧は明るさ(光の強さ)にかかわらずほぼ一定ですが、電流は明るさで決まります。つまりショートした時に流れる電流は明るさで決まっている(制限される)ので大電流にはなりません。
ショートすると太陽電池自体が発熱しますが異常な温度にはなりません。自身で発電した電力で暖まるわけですが発電量と発熱量は等しいので温度は上昇しません。

No.12 回答者： angkor_h 回答日時： 2018/10/13 22:12

No.10です。

> 電池の話ですが系全体で考えると1000mAhあるのであればその系の中ではそれだけの発熱があると思うわけです。
⇒　容量があるだけでその容量保存物体が発熱するわけではありません。
それを外部に取り出してそれを消費する外部負荷が発熱するのです。
自己放電の場合は、その消費負荷が内在するという事です。

> また同様に、…、発電機であれば1kW出力できるようにしている場合、発電に使われなかったエネルギー（光やガソリン）がかりに電力として消費されなくても常に一定量が消費されているわけですのでそこで消費されたエネルギーはどこかで熱に変わるのではないでしょうか？
⇒　「常に一定量が消費されている」という部分は、負荷ゼロにおける消費量です。
このほかに負荷に応じた消費量があり、負荷が小さければ燃料消費も減ります。

太陽電池パネルについて考え直してみましょう。
太陽光にはエネルギーがあり、例えば屋根瓦を温めて熱くなりますが、
その温度上昇は瓦の比熱次第です。当然、周りの空気に対する放熱もあります。
これは、屋根設置の負荷接続の無い太陽電池パネルが熱くなるのと同じです。
この太陽電池が電気出力をすれば、その分発熱は減ることになりますが、
この場合は、出力できなかった分が内部消費されて熱になった、
とも言えなくもありませんが、
実際には、出力不足により電気に変換できなかった太陽光エネルギーを、
自身が熱エネルギーとして請け負った、という事になるでしょう。