今回は平成25年度 電力科目 A問題5を解説します。太陽電池の変換効率のおよその値、導入時に予想すべき量、設置条件、系統連系に必要な装置を埋める空欄補充問題です。
数字の相場観は変換効率およそ7〜20%（結晶シリコンで15〜20%、薄膜系で10%前後）。設置の方位や傾斜で変わるのは発電電力量、系統連系には保護装置を内蔵したパワーコンディショナ——sn10の知識とひと続きです。
出題のポイント
平成25年度 電力科目 A問題5：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 電力科目 【新エネルギー】 平成25年度 A問題5
次の文章は、太陽光発電に関する記述である。現在広く用いられている太陽電池の変換効率は太陽電池の種類により異なるが、およそ(ア)[%]である。太陽光発電を導入する際には、その地域の年間(イ)を予想することが必要である。また、太陽電池を設置する(ウ)や傾斜によって(イ)が変わるので、これらを確認する必要がある。さらに、太陽電池で発電した直流電力を交流電力に変換するためには、電気事業者の配電線に連系して悪影響を及ぼさないための保護装置などを内蔵した(エ)が必要である。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、最も適切なものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(ア) (イ) (ウ) (エ) (1) 7〜20 平均気温 影 コンバータ (2) 7〜20 発電電力量 方位 パワーコンディショナ (3) 20〜30 発電電力量 強度 インバータ (4) 15〜40 平均気温 面積 インバータ (5) 30〜40 日照時間 方位 パワーコンディショナ
ポイント解説：効率7〜20%・方位と傾斜で発電電力量が変わる・パワコン
(ア)：市販太陽電池の変換効率は種類（結晶シリコン・薄膜系など）により異なるが、およそ7〜20%。20〜30%や30〜40%は研究レベル・多接合セルの世界で、「現在広く用いられている」ものの相場ではない。
(イ)(ウ)(エ)：導入時に予想すべきは年間の発電電力量で、設置する方位（南向きが最良）や傾斜角によって変わる。系統連系には、直流→交流の変換に加えて連系保護装置などを内蔵したパワーコンディショナが必要——単なる「インバータ」「コンバータ」ではなく、保護装置を内蔵している点まで含めた呼び名がパワーコンディショナである（sn10と同じ結論）。よって(ア)7〜20・(イ)発電電力量・(ウ)方位・(エ)パワーコンディショナで答えは(2)。
問題の解説
STEP1 (ア)
広く使われる太陽電池の変換効率＝およそ7〜20%。
STEP2 (イ)(ウ)
予想するのは年間発電電力量。方位・傾斜で変わる。
STEP3 (エ)
保護装置内蔵で直流→交流＝パワーコンディショナ→(2)。
答え：(2)
💡 覚え方
太陽光の数字と装置：**変換効率およそ7〜20%**（結晶Si15〜20%・薄膜系10%前後）／設置の**方位・傾斜**→**年間発電電力量**が変わる（南向き・適切な傾斜角が最良）／**パワーコンディショナ**＝インバータ＋連系保護装置（R02問5・sn10と共通）。「保護装置などを内蔵した」という修飾が付いたらパワーコンディショナ一択。
⚠️ よくある間違い
効率20〜30%・30〜40%は高すぎ（広く用いられているのは7〜20%）。(エ)は「保護装置を内蔵した」とあるのでインバータ単体ではなくパワーコンディショナ。(ウ)は方位（影・強度・面積ではなく、傾斜と並ぶ設置条件）。
まとめ
| (ア) | 変換効率はおよそ7〜20% |
| (イ) | 予想するのは年間発電電力量 |
| (ウ) | 設置する方位や傾斜で変わる |
| (エ) | 保護装置内蔵のパワーコンディショナ |
| 答え | (2) |
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