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両面受光型太陽電池システム

TB60M 両面受光型太陽光パネル

両面受光型モジュールは文字通り、モジュールの表面から太陽光を受けるだけでなく、裏面からも、地上、屋上、雲、及び大気中のあらゆる反射・散乱光を受光し、通常表面の発電量プラスアルファの発電量を得る事が可能です。

モジュールの両面を活用することによってTSBMの「TB60M」シリーズは設置面積及びkWpあたりの発電量を飛躍的に上昇させることができます。

 

通常の傾斜設置方法で発電量(kWh)が一般片面パネル比10~20%アップ

60直モジュールで枚当たり換算出力348Wを実現*1   

 *1 = TB60M-290/348 H型 実際の設置状況、環境に依ります。

 
高出力両面受光型太陽光発電パネル
TB60M-290/348 H 

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​表

​裏

両面受光型太陽電池とは?

両面受光型太陽電池とはその名の通り、表面・裏面の両方が受光面となったソーラーパネルです。

パネルの表面はもとより裏面からも光を受けることにより発電に寄与することができます。

一般的な傾斜設置の場合、地面からの反射光や設置環境下の散乱光を裏面で受光することによりパネル1枚当たりの発電量を増大させる事が出来ます。

 

両面受光型太陽電池セルの構造

両面受光型太陽電池セルは1枚の単結晶型シリコンウェハーから製造されます。

従来の一般的な片面受光型セルは表面を受光面とし、裏面は主にアルミペーストなどに覆われ受光することはできません。

両面受光型太陽電池セルの裏面は表面に形成されている拡散層と同様の構造を裏面にも構成することで、裏面からも受光を可能にしたセル構造から形成されています。裏面からの更なる受光により発電量がアップするだけでなく、アルミペースト材がもたらすセルの反りを軽減することができるためウェハー材料の薄型化が可能であり、材料コストの削減にも寄与することができます。

 一般的な片面受光セル 

​表面

​裏面

アルミペースト(不透過)

 両面受光型太陽電池セル 

表面

裏面

受光面(アルミペースト無し)

拡散層

​CZ シリコンウェハ

Al - 裏面電解

Al - 電極

Ag-Al pad

Ag 電極

SINx ARC

Ag 電極

​CZ シリコンウェハ

拡散層

拡散層

Ag 電極

SINx ARC

SINx ARC

両面受光型太陽電池パネルの構造

両面受光型セルの構造を活かし裏面からの採光を可能にするため、両面受光型太陽電池パネルは表面を強化ガラス、裏面をさらに強化ガラスで封止する構造を採用しております。(一部モデルの裏面は透明バックシートを採用)
強化ガラス合わせ構造の太陽電池パネルは一般的なパネル構造に比べ長期的な屋外使用による裏面樹脂バックシートからの水分の侵入が少なく、また紫外線への暴露による劣化へも影響が少ないためより高い耐久性を得ることができます。

 

 一般的な片面受光パネル 

​強化ガラス

封止材

封止材

セルストリング

樹脂バックシート(不透過)

​強化ガラス

封止材

封止材

セルストリング

強化ガラス

​(または透明バックシート)

 両面受光型パネル 

両面受光型太陽電池の発電量
「裏面効果」

両面受光型太陽電池の裏面が発電量にもたらす効果はドイツフランホーファー研究所監修の下、一般的な陸屋根構造をもつ建物の屋上にて長期間実験観測されました。
「裏面効果」=とは、発電量を太陽電池パネル表面の定格値にて割り返した値(kWh/kWp)の一般的な片面受光型パネルの発電量と両面受光型パネルの発電量との差を現したものです。
下記ドイツ、ガイレンキルヘンにて計測した両面受光型パネルの裏面効果は年間平均にて+23%を記録しました。

 
  • 計測サイト : 独 ガイレンキルヘン(Geilenkirchen, Germany)

  • ドイツ、フランホーファーISEによる監修、計測

  • 産業用建物屋上(陸屋根/平屋根)にて計測

  • 一般的片面受光型パネルと両面受光型パネルを同条件にて設置

  • 試験期間 : 2011-2012

  • パネル傾斜角度 : 15°

  • 方位 : 145°(南東)

  • アルベド値 (地面反射率) : 78% 

  • パネル設置高さ : FL~30cm(モジュール傾斜最低辺まで)

  • パワーコンディショナ― : SMA Sunny boy 1.5kW x 2/ストリング

積雪地に最適

積雪時、従来の太陽光パネルは表面が積雪で覆われてしまうため発電を停止してしまうという弱点がありました。一方、両面受光型パネルはオープンな裏面から積雪に関係なく光を取り入れることができます。朝日が昇り始めると、雪面からの強い反射を裏面で受け、すぐに発電を開始します。裏面からの受光で発電し始めたパネルは結晶型太陽電池の特性から熱を発生するため表面に積もった雪が溶け始め、滑り落ちやすくします。よって両面受光型パネルは一般の太陽電池よりも早くに表面での受光発電を開始することができ、冬場でも安定した発電量を維持することができます。

 一般的な片面受光パネル 

 両面受光型パネル 

① 雪面の強い反射を裏面でキャッチ

② 発電によりパネルが

 熱を持つ

​表面に積もった雪で発電は停止

③ 熱により表面に積もった雪が溶け、滑り落ちやすくなります

積雪地にどのような太陽電池が適しているかを実証する屋外実験をおこないました。

下記青森県弘前市での実験データでは、積雪が多くなる12月の中旬から、両面受光型と一般片面型パネルの発電量が大きくなり、最終的にはおよそ+20%の発電量アップを記録しました。

Wh/Wp

積雪期間中の発電量比較

2012年11月~2013年2月 青森県弘前市

TB60M

従来型片面

約20%UP

​積雪多

平成24年度弘前市スマートシティ共同研究業務

研究実施 株式会社青工様 (青森県青森市)

​両面受光型太陽電池の垂直設置
​両面構造は垂直設置にも効果を発揮します
両面受光型太陽光パネルは、日中の太陽光を表裏双方から受けることで垂直設置を可能にします。東西設置の場合、午前中には表面にて受光し、午後には裏面を利用して受光を継続することができます。通常、発電量の大きな損失のとなる垂直設置の発電量を飛躍的に改善します。両面受光型太陽光パネルを垂直設置することで、一般片面型太陽光パネルを垂直設置した場合より発電量はおよそ50%増加、また一般片面型太陽光パネルを南向き最適傾斜させた場合とほぼ同等の発電量が得られます。

 一般片面型パネル 

南向き最適傾斜角

 両面受光型パネル 

垂直東西向き

 

Wh/m2 日

時間

発電量同等※

 一般片面型パネル 

南向き30° x 40枚 

​屋上はパネルでいっぱい

発電量同等※

10,600kWh /年

Wh/m2 日

時間

 両面受光型パネル 

垂直設置 x 40枚 

屋上スペースはその他の目的に有効利用が可能

10,200kWh /年 

※垂直に設置された両面受光型太陽光パネルは、一般片面型パネルの南向き傾斜設置と比較しておよそ90~100%の年間発電量を得ることができます。(ただし、パネル型式と設置緯度により異なります。詳しく弊社まではお問合せください。)

​設置方向を問いません

両面受光型太陽光パネルを垂直設置した際のもう一つの利点は、設置方向に依存しないという特徴です。

一般片面型太陽光パネルは通常南向き以外の設置方向の場合、発電量が大きく減少します。両面受光型太陽光パネルの垂直設置は表裏の受光面を活用することによって東西南北あらゆる方角に設置しても年間を通じてほぼ同量の発電量を得ることが可能です。

必ずしも南向きが得られない設置環境などでもお使いいただけます。

​西

​南

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