ここでは、太陽電池に関するいろいろな実用知識を学びます。 まず、最初に日射量と太陽電池との関係について学びます。
日射量（強度）・日射量データベース・変換効率 1ページ
発電量の計算・補正係数 2ページ
CO2排出と太陽電池 3ページ
日射量（強度）
ほとんど無限と言ってもいい太陽エネルギーが毎日地球に注がれています。地球に到達した太陽の光のエネルギーの量は「日射量（強度）」で表されます。その強度は晴天時の最大で1m四方当たり1kwと言われています。これを基準日射強度といい、太陽電池の発電量を推定する時、欠かせない数値になります。もちろん、太陽が顔を見せない曇りの日でも、たとえ雨の日でも昼間である限り、日射量は観測されます。ちなみに、太陽電池の定格出力（メーカ－が公表している出力）は、基準日射強度で測定することになっています（JIS規格）。
それでは、この日射量をどのようにして求めるのでしょうか。日射量は、日射計という機器で測定されますが、我々にはそんなものはありません。じゃ、どうするか。ちゃんと方法があります。それは、過去の日射量のデータを利用することです。太陽電池の見積もりを取ると、業者から年間の推定発電量のグラフが示されます。これは、建設地の過去の日射量に基づいて計算されたものです。
日射量データベース
全国の日射量のデータは、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下、NEDO）や気象庁から発表されています。NEDOのデータ（http://www.nedo.go.jp/library/nissharyou.html?from=b）は29年間（1981-2009年）の平均、気象庁（http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.php）のは年ごとのデータであるという違いがあります。
ここではとりあえず、NEDOのデータを見てみましょう。
NEDOのデータベースには、全国837箇所の日射量の過去29年間のデータが保存されています。WEB版とダウンロード版がありますが、WEB版で十分です。ここをクリックして、「日射量データベース閲覧システム」を開きましょう。
太陽電池のパネルを背景に、３つのアイコンが表示されます。ここでは、「年間月別日射量データベース（MONSOLA-11）」をクリックします。
「NEDO日射量データベース閲覧システム」というタイトルのページが表示され、その中央に日本の地図が表示されます。地図内にはオレンジ色の点がいくつもあります。これが測定点の位置を示しています。
まずは、地図上でブロックを選択します。以下、管理人の場合を例にしてみていきますので、関東・甲信・北陸・東海ブロックを選択します。
すると、地図の右側のエリアにこのブロックに属する県名が表示されます。太陽電池を設置する県名を選びます。管理人の場合は埼玉県です。
すると、日本地図の埼玉県がオレンジ色に代わり、エリアの横の地点に地名が表示されます。これが、測定点です。埼玉県には８か所の測定点があることがわかります。広い県内の８か所ですから、建設地がピタリと当たればラッキーです。当たらなくてもがっかりすることはありません。できるだけ、近い地名を選択すればいいのです。
地点を選択すると、日本地図に地点名が表示されるとともに、それまで灰色であった「この地点のグラフを表示」と書かれたバナーがオレンジ色に代わり、アクティブになります。
これをクリックすると、建設地の１月の日射量グラフが表示されます。グラフの下部の左右にある三角のアイコンをクリックすると別の月のグラフが表示されます。右の三角が次月、左が前月です。右の三角を押して一応１２月まで行ってみましょう。カラフルな折れ線グラフの間隔が広がったり、狭まったりと変化していくことがわかります。
グラフの色は、方位を表しています。グラフの下に凡例がありますが、０度が真南（青〇）、180度が真北（○○）ということになります。
グラフの縦軸はもちろん日射量です。横軸は傾斜角、すなわち、太陽電池のパネルの傾き（地面に対する）です。屋根に設置している場合は、当然のことながら屋根の傾斜角と同じです。
ここまで分かったら、もう一度グラフ右下の三角のアイコンを連続でクリックしてみましょう。すると、主に冬に間隔が広がり、かつ山形になることがわかります。夏は間隔が狭くなる傾向があります。これは、冬には太陽光の照射角度が低くなるため、方位や傾斜の影響が大きくなることを示しています。
もし、時間に余裕があれば、他の地点を適当に選択して同じことをやってみましょう。北海道や沖縄はどうなのか。日射量が最も多いのはどこかなど、これだけでも結構遊べます。ちなみに、日射量が最も多いのは、長野県のようです。このことは、「日射量データベース閲覧システム」の日射量マップをクリックすることで視覚的にも確認できます。
次に、日射量から発電量を推定する方法について説明しますが、その前に、太陽電池の変換効率について考えてみます。変換効率とは、太陽エネルギーのどれくらいを電気エネルギーに変えることができるかの目安です。
変換効率
前述したように、地球に降り注ぐ太陽エネルギーの最大日射量は1kw／m2です。この数値、覚えやすいですね。それはともかく、この光エネルギーを全て電気に変えることができるのでしょうか。太陽電池がこれを可能にしてくれればいうことはありませんが、現実はそうはいきません。
では、現実の太陽電池は太陽エネルギー（1kw/m2）のどれくらいを電気に変えることができるのでしょうか、簡単に計算してみましょう。
管理人が導入した太陽電池を例にしてみます。まずパネル、すなわちモジュール1枚の大きさですが、カタログによると横1.6m、縦0.8mですから、その面積は1.6×0.8＝1.28m2となります。このモジュールが100%の効率で太陽光を電気に変えることができれば、1.28kwの電気を発生するはずです。しかし、実際には、233wの電気しか発生しません。すなわち、0.233/1.28=18.2%が変換効率ということになります。
現実には地球に到達した太陽の光エネルギーの20%以下しか利用していないということになります。ちなみに、石油や天然ガスなどの化石エネルギーを電気に変換する効率（熱効率）は、通常の火力発電では40%台、最も効率のいいLNGを使ったコンバインドサイク方式で60％弱といわれています。
これと比べるとかなり低いですが、化石エネルギーは有限でかつ偏在し、採掘や運搬に費用がかかっているうえ、取り扱いも容易ではなく、誰でも手軽に利用できるというものではありません。これに対して、太陽電池の原料である太陽エネルギーは無限で、誰でもあまねく無料で利用することができるということを考えれば20％台でもおんの字といえるかもしれません。とはいえ、効率は高い方がいいにこしたことはありせん。現在も効率アップの研究は続けられていますので、将来化石エネルギー並みになるのも夢ではないかもしれません。ただ、これまでの経緯をみると、太陽電池が出現した当初は10％でした。それから30数年を経過しても20％未満ということを考えると、この先40％になるには何年かかるか。夢のまた夢かもしれません。しかし、科学というのは何かをきっかけに飛躍的に進歩することがありますので、それを期待しましょう。
ということで次に進みます。