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.11 回答者： yucco_chan 回答日時： 2018/10/13 19:53

No2です。

よくある誤解ですね。
太陽電池の「電池」と言う言葉に惑わされています。

太陽光パネルは、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものです。
一般に言われる電池では無いです。
そして、適切な負荷を繋がないと、変換効率が落ちてしまうのです。

極端な例では、負荷を遮断（質問に有った白熱灯のスイッチオフ）すると、
全く変換しない（発電しないと言っても良い）のです。
効率２０％のパネルを設置していても、効率０％で使用（運用）している。
つまり、パネルを設置していない時と同じ。
変換されなかった光エネルギーは、殆ど熱エネルギーに変わるので、
光が当っているパネルの温度が上昇する。

No.10 回答者： angkor_h 回答日時： 2018/10/13 18:21

No.8です。

> 200Wで100W消費と言うことは、その差100W分はパネル上で発熱していると言うことではないでしょうか？
⇒　200Wというのは能力であって、それを発電しているわけではありません。
負荷が100Wであれば発電も100Wしかありません。
負荷を超える余分な発電はしていないという事です。

> また、電池の場合1mAの消費を1000h続けると1000mAhの発熱になるのではないでしょうか？
⇒　負荷が別の仕事をしなければ、その発熱は負荷が負うものです。
電池の発熱ではありません。

> 仮に、一切使わず自己放電をした場合でも電池自身の発熱（酸化還元反応による発熱）で1000mAhの熱が生じるような気がするのです。
⇒　自己放電があれば、その消費に相当する発熱が電池内部で起こります。
しかし、それは自己放電という消費による発熱です。
保有能力が全て自己放電すれば、両者エネルギーが一致するのは当然です。

例を変えてみます。
ポータブル発電機1kW容量に500W負荷を接続した場合、出力は500Wです。
発電機が熱くなるのはその差分ではなく、発電機自身が消費する電力によるもので、
いわゆる効率でとして示され、その基準は供給燃料です。
太陽電池の場合、供給燃料は太陽光日射強度になります。

この回答へのお礼

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。
また同様に、いつでも200Wないし、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？
そうしないと、エネルギー保存則の観点から合わないことになりませんか？

お礼日時：2018/10/13 19:27

No.9 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/10/13 18:18

発電素子の発電する原理まで踏み込まないと解決しません。

ただ、言えることは出力は取り出して、なんぼ、取り出しもしないで出力云々はあり得ません、最大出力○の能力がある、はいえますが。
太陽の光＝１００％が直接熱変換可能、と思い込むのも間違いでは？。
一定光量を同じ面積で受ければ、受けるエネルギーは同じはず、一部を電気エネルギーに変換する場合、と全く変換しない場合、受けたエネルギーはどうなる、どちらの場合もまず大半は反射されるがあり得ます、一部は吸収されて熱にも、紫外線も太陽光の一部ですね、紫外線を吸収して発熱？、はあまり聞いたことありません。
受けたエネルギーは、光として反射、可視光以外で輻射、吸収して熱に、吸収して何か別のエネルギーに変換、電気等他のエネルギーに変換して取り出し利用、以外は通常では想定できないのでは（少なくとも私には）。
可能性で考えやすいのは、反射？、可視光を紫外線、赤外線に変換して輻射？・・・・。
蒸気タービン発電機では負荷が小さくなれば、回転が上がるので、蒸気を圧力下げれば平衡します、太陽光でいえばパネルに覆いをかぶせる。
負荷に応じて発電、は蒸気圧を自動調節する、に等しい動きですね、覆いはかぶせないが・・・・・、ついそのメカニズムが知りたくなりますね。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます｡
すこし質問を変えます。
例えば、200W出力のソーラーパネルに常にしっかりと太陽光が注いでいると仮定します。
この場合、
200Wの消費電力の機器を繋いだ場合と
100Wのの消費電力の機器を繋いだ場合では
パネルの温度はどちらが高いのでしょうか？
また、その温度差や反射エネルギーを総合した場合、片方と比べパネルで発生や反射されるエネルギーを集めるとどの程度のW数になりますかね？

お礼日時：2018/10/13 19:33

No.8 回答者： angkor_h 回答日時： 2018/10/13 16:52

No.3です。

> 本来であればパネルで発電して逃げるエネルギー分がどこに行ってしまったのか気になっています。
⇒ 負荷がパネルの能力以下であれば、負荷に応じて発電するだけです。
例えば、200Wパネルに最大日射があって200W発電が可能となっても、
負荷が100Wであれば、発電は100Wであり、発電出力も100Wです。
その差分が熱に変わってどこかで消費している、という事ではありません。

例えば、電池能力が1000mAhの場合、負荷が1mAであっても、
余った能力が熱で無駄になるという事が無いの、と同じと考えてよいです。
ただし、太陽電池では、余った電力が後で使えるという事ではないです。

この回答へのお礼

No6さんの回答とも重複する尾ですが、200Wで100W消費と言うことは、その差100W分はパネル上で発熱していると言うことではないでしょうか？

また、電池の場合1mAの消費を1000h続けると1000mAhの発熱になるのではないでしょうか？仮に、一切使わず自己放電をした場合でも電池自身の発熱（酸化還元反応による発熱）で1000mAhの熱が生じるような気がするのです。

お礼日時：2018/10/13 17:32

No.7 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/10/13 16:26

＞パネルが発熱

その分は発電しなければ元々熱になるはずのものですから、設備が老朽化するだけで何事も起きません。実際はカバーを掛けてソーラーセルを保護するのが良いのですが、発電時にカバーをしまったりするのは無駄の山ですのでそのままです。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます｡
つまり、電力を消費しなければソーラーパネルは余分に熱を持つと考えて良いと言うことでしょうか？
仮に、発電効率20%であれば20%分の消費電力相当分は熱を持つという解釈です。

お礼日時：2018/10/13 17:33

No.6 回答者： konjii 回答日時： 2018/10/13 16:17

これが仮に熱になるなら、変換効率が20%であれば、20%分は余分にパネルが発熱しますか？

ソーラーパネルは太陽光エネルギーの２０％を電気に変えています。それを消費すれば、その分パネルの温度は下がりますが、使わなければ瓦と同じくらいの温度になるだけです。シリコンの板は太陽光でそれほど傷みませんが、速く痛むのはパネルの枠や配線です。これらは約10年で錆びるそうです。

No.5 回答者： konjii 回答日時： 2018/10/13 08:49

確実に言えることは、損します。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます｡
九電ではソーラーの発電量が多すぎるため家庭ではなく産業用の電力をカットしたそうです。
そうすると、無負荷状態になったと思います。そうすると、本来であればパネルで発電して逃げるエネルギー分がどこに行ってしまったのか気になっています。これが仮に熱になるなら、変換効率が20%であれば、20%分は余分にパネルが発熱しますか？

お礼日時：2018/10/13 13:42

No.4 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/10/12 22:04

＞負担ですか？

負担です。乾電池の自己放電と同じ事が起き、半導体に負荷がかかります。ですから使わないとき電力は二次電池に蓄電するか抵抗を通して熱に変える必要があります。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます｡
九電ではソーラーの発電量が多すぎるため家庭ではなく産業用の電力をカットしたそうです。
そうすると、無負荷状態になったと思います。そうすると、本来であればパネルで発電して逃げるエネルギー分がどこに行ってしまったのか気になっています。これが仮に熱になるなら、変換効率が20%であれば、20%分は余分にパネルが発熱しますか？

お礼日時：2018/10/13 13:42

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2018/10/12 21:48

ソーラーパネルは太陽光が当たれば発電しますが、その出力電力には限界があります。

電力負荷がその出力可能電力より小さければ、単に出力が減るだけです。
同じように、負荷のスイッチを切れば、ソーラーパネルの出力が減るだけで、
そのために発熱するという事はありません。
炎天下でのソーラーパネルは手で触れないほどの熱さになりますが、
それは単に太陽熱で温められただけで、使わないから発熱したものではありません。
屋外に置かれたソーラーパネルは太陽光で温められたり夜の気温で冷やされたりの、
温度ストレスにさらされるので、
発電しようがしまいが、おおよそ1%/年の能力低下があるとされています。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます｡
九電ではソーラーの発電量が多すぎるため家庭ではなく産業用の電力をカットしたそうです。
そうすると、無負荷状態になったと思います。そうすると、本来であればパネルで発電して逃げるエネルギー分がどこに行ってしまったのか気になっています。これが仮に熱になるなら、変換効率が20%であれば、20%分は余分にパネルが発熱しますか？

お礼日時：2018/10/13 13:41

No.2 回答者： yucco_chan 回答日時： 2018/10/12 21:06

本来、ほぼ熱に変わる光エネルギーを電力に変換するのが

太陽光パネル。
で、負荷（この場合は白熱灯）を繋がなければ、変換しない（出来ない）ので、
熱に変わって、ソーラーパネルを暖める。

パネルに殆ど負担は無いです。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます｡
最近のパネルは20%の変換効率がある物もあるようです。
そうすると、その20%分は電気で消費されることなく、そのパネル上で熱に変換されたと言うことでしょうか？

お礼日時：2018/10/12 23:27