家の中で過ごしていると、外の変化に気づくことがあります。「あれ、急に外が暗くなったな」と感じる瞬間です。雲が太陽を隠しただけなのですが、それまで2kWくらい出ていた発電量が、あっという間に1kWくらいまで落ちたりします。そして雲が抜けると、また一気に元に戻る。ポータブル電源のソーラーパネルを使っていたときの経験や、なんとなく知識としては知っていた「パネルが少しでも隠れると発電量が落ちる」という話を、実際に自宅の設備で体感した瞬間でした。
体感的にはこれくらいの差がある
自分の感覚を数字にすると、晴れの日の発電量を100%とすると、明るい曇りは約40%、暗い曇りは約20%、明るい雨でも10〜20%くらいという印象です。つまり、晴れと曇りの間には大きな「崖」があり、曇りから雨にかけての差は、それに比べると意外と小さい、というのが実感です。
調べてみると、この体感はそれほど的外れではないようです。晴天時を100%とした場合、曇りの日は天候の明るさによって10〜60%程度、雨の日は5〜20%程度まで下がると紹介しているサイトがありました(ソーラーメイトブログ)。自分の体感(晴れを100%とした場合、曇りが20〜40%、雨が10〜20%)は、この範囲の中に収まっていました。
勘違いだった部分
ただ、ここで正直に言うと、自分は少し勘違いをしていました。「見た目の明るさが、発電量にも段階的に比例して効いてくる」と思い込んでいたのです。実際には、晴れているかどうか(パネルに直射日光が当たっているかどうか)が一番の分かれ目で、曇りの中でどれだけ明るいか・暗いかという違いは、晴れと曇りの差に比べると小さいものでした。
理由①:人の目の感度と、パネルが使う光は別物
そもそも、人間が「明るい」と感じる感覚(照度、ルクス)と、太陽光パネルが発電に使っている光の量(日射量)は、同じものではありません。ルクスは人の目の感度に合わせて重み付けされた単位で、緑色に近い波長の光に一番敏感に反応します。一方、太陽光パネルは紫外線に近い波長から近赤外線まで、もっと広い範囲の光をエネルギーに変換しています。つまり、人の目で感じられる明るさは、パネルが実際に使っている光の一部でしかないということです。
理由②:晴れと曇りで「崖」ができる
もう一つ、体感の「崖」を説明できそうな理屈がありました。晴れの日にパネルへ当たる光は、太陽から直接届く「直射日光」が中心です。ところが雲が太陽を隠すと、この直射日光はほぼゼロになってしまいます。残るのは、空全体に散らばった光(散乱光)だけです。晴れから曇りに変わった瞬間に発電量が大きく落ちるのは、この直射日光が失われるからだと考えられます。
一方で、曇りが薄いか濃いか、あるいは雨が降っているかどうかの違いは、どちらも「直射日光がほぼない状態」での散乱光の量の違いでしかありません。そのため、晴れ⇔曇りほどの落差にはならず、体感としても差が小さく感じられるのだと思います(このあたりは自分の推測も含みます)。
