屋上太陽光発電所

屋上の太陽光発電所または屋上のPVシステムは、住宅または商業用の建物または構造物の屋上に発電用のソーラーパネルを搭載した太陽光発電システムです。 このようなシステムの様々なコンポーネントには、太陽光発電モジュール、取り付けシステム、ケーブル、ソーラーインバータおよび他の電気付属品が含まれる。

屋上に設置されたシステムは、メガワットの容量を持つ地上の太陽光発電ステーションに比べて小さい。 屋上の太陽光発電システムは、通常、約5〜20キロワット（kW）の容量を有し、商業ビルに設置される太陽光発電システムは、100キロワット以上に達することが多い。

インストール
都市環境は大量の空の屋上空間を提供し、潜在的な土地利用と環境問題を本質的に回避することができます。 屋上の日射量の推定は多面的なプロセスです。屋上の日射量には次のような影響があります。

今年の時
緯度
気象条件
屋根の斜面
屋根面
隣接する建物や植生からの陰影
ライダー（Lidar）とオルソフォト（orthophotos）の使用を含む潜在的な太陽光発電屋根システムを計算するための様々な方法がある。 洗練されたモデルは、地方自治体レベルでのPV展開の広範囲にわたるシェーディング損失を決定することさえできます。

引き込み引き込み機構
グリッドに接続された屋上の太陽光発電所では、発電された電力をグリッド内の他の場所で使用するためにサービス電気設備に販売することがある。 この構成は、インストーラの投資に対する回収をもたらす。 世界中の多くの消費者が、収入のためにこの仕組みに切り換えています。 公益事業委員会は、通常、ユーティリティーがこの電力に対して支払う料金を設定します。これは、小売レートまたはより低い卸売価格であり、太陽光発電の回収および設置需要に大きく影響します。

一般に知られているFITは、世界の太陽光発電産業の拡大をもたらしました。 この形の補助金によって何千もの雇用が創出されています。 しかし、それはFITが除去されるときに破裂するバブル効果を生み出すことができる。 また、電力線を通じた伝送損失を減少させる、局部的な生産と埋め込み発電の能力も向上しました。

ハイブリッドシステム
屋上の太陽光発電所（グリッドまたはオフグリッドのいずれか）は、ディーゼル発電機、風力タービン、バッテリなどの他の電力構成要素と組み合わせて使用​​することができる。これらの太陽光ハイブリッド電力システムは、連続的な電力供給源を提供することができる。

利点
設置者は、太陽光発電を公共のグリッドに供給する権利があり、太陽光発電の現在の余分な費用を補うために太陽光発電の利点を反映して、生成されたkWh当たりの合理的なプレミアム料金を受け取る権利があります。

短所
PVステーションから10％の寄与分を含む電力システムには、従来のシステム（用語）よりも負荷周波数制御（LFC）容量が2.5％増加する必要がありますが、DC / AC回路の同期装置太陽光発電システムの PV発電の損益分岐点費用は、1996年に10％未満の寄与度で比較的高いと判明した。 PV発電の比率が高いほど損益分岐点は低くなりますが、経済的およびLFCの考慮事項は、電力システム全体へのPV寄与に約10％の上限が課されます。

技術的課題
大量の屋上PVシステムを電力網に統合するには、多くの技術課題があります。 例えば：

逆電力フロー
送電網は、配電レベルでの双方向電力フロー用に設計されていませんでした。 ディストリビューションフィーダは通常、大型集中発電機からディストリビューションフィーダの終わりに顧客負荷に長距離送信される一方向潮流のためのラジアルシステムとして設計されています。 現地で太陽光発電が局所的に分散されているため、逆流により電力が変電所および変圧器に流れ込み、重大な問題が発生します。 これは、保護協調および電圧レギュレータに悪影響を及ぼします。

傾斜率
断続的な雲によるPVシステムからの発電の急激な変動は、ディストリビューションフィーダで望ましくないレベルの電圧変動を引き起こします。 屋上PVの浸透度が高い場合、この電圧変動は、負荷および発電の過渡的な不均衡によるグリッドの安定性を低下させ、電力制御によって対抗できない場合、電圧および周波数を設定限界を超えさせます。 つまり、集中型発電機は、近くのシステムで周波数の不一致を引き起こすPVシステムのばらつきに合わせて十分に速く立ち上げることができません。 これは停電につながる可能性があります。 これは、単純なローカライズされた屋上PVシステムがより大きな電力グリッドにどのように影響するかの例です。 この問題は、広い範囲にソーラーパネルを配備し、ストレージを追加することで部分的に緩和されています。

コスト
住宅用太陽光発電システム価格（2013年）

商用PVシステム価格（2013年）

2000年代半ば、ソーラー企業は、リースや電力購入契約など、さまざまな資金調達計画を顧客に提供しました。 顧客は、長年にわたってソーラーパネルの料金を支払うことができ、正味のメータリングプログラムからのクレジットの支払いを手伝うことができます。 2017年5月現在、屋上ソーラーシステムの設置には平均20,000ドルの費用がかかります。 過去には、より高価でした。

Utility Diveは、「ほとんどの人にとって、他の法案と優先事項の上に太陽光システムを追加することは贅沢であり、屋根の太陽企業はアメリカ人の豊かな部分にぴったりです」と書いています。

ソーラーアレイを手に入れたほとんどの世帯は「中高所得層」です。 ソーラー顧客の平均家計給与は約100,000ドルです。

しかし、所得と太陽光システムの購入に関する調査では、「驚くほど低所得層の顧客」の顧客が現れました。 GTMの研究者らは、調査の結果に基づいて、4つの太陽市場には低所得層に10万台以上の設備が含まれていると推定しています。

米国の太陽光発電インセンティブを分析したConsumer Energy Alliance（CEA）が2018年6月に発表した報告によると、連邦、州、地方のインセンティブとPVシステムの設置コストの減少が相乗効果をもたらし、全国に広がっている。 Daily Energy Insiderによれば、「2016年の住宅用太陽光発電容量は前年比で20％増加した」と報告している。住宅用太陽光発電の平均設置費は、前年同期の21％減の2.84ドルだった。 2015年第1四半期対2017 実際に、グループが調査した8州では、屋上の太陽光発電システムを設置するための政府のインセンティブの総額が実際にそうした費用を上回った。

今後の展望
インド政府のJawaharlal Nehruナショナルソーラーミッションは、2022年までに100ギガワットまでの能力を有する屋上の太陽光発電システムを含む実用規模のグリッド接続ソーラー太陽光発電システムの導入を計画している。