独立試験でSR30の精度が確認されました。

NLRのBORCALおよびSSRL BMSのデータにより、HukxSR30が競合製品を上回ることが確認されました。：SR30は、競合するISO9060クラスA日射計と比較して、より高い精度を示します。

Hukxは、NLRのBORCAL（Broadband Outdoor Radiometer Calibration）試験レポート（2024年および2025年）の独立データを解析しました。これらの測定結果から、Hukxは日射計は時間経過および太陽天頂点角に対して非常に安定した感度を維持しており、重要な太陽天頂角範囲では変動が1％未満、全角度範囲でも2%未満であることが示されています。

同じISO9060クラスに属する競合ブランドの日射計では、この変動はが3~7倍大きく、測定誤差や不確かさの増大につながります。Hukx製品の優れた安定性は、より低い不確かさと信頼性の高い日射データへと直接結びつきます。

この結果は、日射計を選定する際にISO9060のクラス分類だけを基準にすべきではなことを示しています。同じクラス内でもセンサー間の精度には大きな差が存在する為です。

はじめに

正確は日射量測定はPV（太陽光発電）性能重視や気象観測において不可欠です。近年、日射計は大きく進歩し最適化が進んだことで、測定の不確かさは着実に低迷してきました。多くのユーザーは日射計を選定する際にISO9060の分類、特に最も高精度とされるクラスAに依拠していますが、実際の不確かさはこのラベルだけで決まるわけではありません。

Hukx の SR30 および SR300 は、ISO 9060 の 11 項目の分類パラメータのうち 8 項目でクラス A の上限値を上回る仕様を備えており、最低要件を大きく超える性能を示しています。一方で、一部メーカーが公表している仕様は実測データと整合しないように見えるものもあり、ISO への適合性に疑問が生じます。

マーケティング上の主張を超えて実力を評価するには、独立した試験が不可欠です。米国国立再生可能エネルギー研究所（NLR）は、Broadband Outdoor Radiometer Calibration（BORCAL） プログラムを通じてこれを提供しています。BORCAL は主に校正手順ですが、独立データに基づいて異なる日射計を比較できる貴重な基盤にもなっています。

2024 年および 2025 年の BORCAL 校正キャンペーンでは、Hukx SR30 が競合モデルと並んで試験され、同一条件下で直接比較することが可能になりました。結果はセンサー精度の違いを明確に示しており、日射計の選定において ISO 9060 のクラス分類だけに依存することが不十分であることを強調しています。

BORCAL 手順

NLR は日射センサー向けの独自の屋外校正手順である Broadband Outdoor Radiometer Calibration（BORCAL） を開発しました。これは ISO/IEC 17025 の認定を受け、査読も行われている屋外日射計校正手順で、日の出から日没までの晴天条件下で実施されます。

直達日射量（DNI）の基準には絶対空洞型直達日射計が、拡散日射量（DHI）の基準には遮蔽されたサファイアドームの Hukx SR25 日射計 2 台が使用されます。DNI の水平成分と DHI を加算することで、トレーサブルな基準 GHI が得られます。

校正に用いるすべての機器—基準器および校正対象器—は、校正前に徹底的に清掃され、精密に水平調整されます。さらに、この校正は信頼性の高い独立機関によって実施されるため、公平で直接比較可能な高品質の測定が保証されます。

各測定について、日射計の出力電圧を基準 GHI で割った比（感度）が求められます。この感度を太陽天頂角の関数としてプロットし、そのデータにフィットさせることで、天頂角 45° における単一の感度値が算出されます。45° が用いられるのは、多くの地点における平均的な太陽天頂角を代表しており、典型的な応答を反映できるためです。

理想的には、感度は太陽位置や時刻に依存せず、一定であることが望まれます。しかし、センサーには 1 つの感度値しか設定できないため、その値からのずれはすべて測定誤差につながります。実際には、日射計には方向応答誤差が存在し、入射角によって感度がわずかに変動します。こうした変動は BORCAL のデータに明確に現れ、日射計モデル間で比較されます。

BORCAL 感度結果

図 2 は、Hukx の SR30 と 2 つの競合日射計モデルの感度を、太陽天頂角の関数として示したものです。Kipp & Zonen の SMP12 と EKO の MS‑80S の感度は、天頂角に対してそれぞれ 15 % 超および 11 % 超の変動を示します。これに対し、SR30 の感度変動は最大でも 1.8 % にとどまり、6 倍以上優れています。小さな天頂角では、SR30 は他のモデルよりも 4 倍良い性能を示します。

図 3 は、天頂角 60° 未満の範囲および全天頂角範囲について、BORCAL の各キャンペーンと各モデルの感度偏差を示したもので、図 2 の矢印と同様の比較ができるようになっている。SR30 は両方の範囲で一貫して優れた性能を示す。天頂角 60° 未満では、SR30 の感度偏差は SMP12 および MS‑80S と比べて平均で 3 倍小さい。全範囲では、SMP12 と比べて平均 7 倍、MS‑80S と比べて平均 5 倍小さい。BORCAL レポート 2024‑04 には追加で 2 台の SR30 が含まれており、これらもシリアル番号 4246 の SR30（図 3）と同等の性能を示している。
SMP12 と MS‑80S に見られる大きな感度変動は、これらの日射計が強い角度依存性を持つことを示しています。これは、これらのセンサーで取得される測定値に深刻な系統誤差が生じることを意味します。対照的に、SR30 は不確かさの大幅に低い日射量測定を実現します。いずれの機種もメーカーからは同じ ISO クラス A に分類されていますが、実際の性能には大きな差があることが明確に示されています。

BORCAL 方向応答結果

BORCAL が提供する感度データは、各センサーの方向誤差を評価するためにさらに活用できます。NLR が基準感度として用いる天頂角 45° における感度とすべての測定値を比較することで、太陽が空を移動するにつれてセンサーの応答がどれだけ変動するかを定量化できます。これは、時間とともに変化する感度のばらつきを、実質的に方向応答誤差の指標へと変換するものです。

なお、これは純粋な方向応答そのものではありません。測定誤差には、非直線性、温度応答、分光特性誤差、オフセットなど、他の要因が一部寄与している可能性があるためです。しかし、フィールドデータから得られる良好な推定値であることは確かです。

ISO 9060 では、厳密には直達日射に対する方向応答を定義しています。BORCAL の測定には直達成分と拡散成分の両方が含まれるため、得られる誤差は純粋な直達ビーム試験と比べてわずかに小さくなります。拡散日射はあらゆる方向から入射するため、方向誤差をほとんど生じさせず、誤差が平均化されるためです。この理由から、ここで導出される方向*応答誤差は「最良の場合の推定値」と言えます。

* 誤差の一部は、方向応答以外の要因、たとえば非直線性、温度応答、分光特性誤差、オフセットなどに起因している可能性がある。

図 4 は、各モデルについて算出された方向応答誤差を示している。SR30 は一貫して方向誤差が小さく、図 2 に示された平坦な感度曲線からも分かるその安定性が裏付けられている。対照的に、MS‑80S と SMP12 は方向*誤差が大幅に大きく、純粋な方向応答誤差の上下限に近づく、あるいはそれを超える場合もある。

重要な点として、ISO の定義どおりに拡散成分を取り除いた場合、方向*応答誤差はさらに大きくなります。これは、競合モデルの方向応答が ISO 9060 クラス A の許容範囲内に常に収まっているのかどうかに疑問を投げかけるものです。ただし、この分析だけから結論を導くことはできません。方向応答誤差以外の要因も、これらの測定に影響を及ぼしている可能性があるためです。

それでも、たとえクラス A の限界値を超えていないとしても、見られた精度差は非常に大きい。これは、クラス A のラベルが同一の品質を保証するものではなく、同じ ISO 分類であっても機器間には大きな性能差が存在することを示している。

モデル間の性能差は、光学設計の違いに起因していると考えられる。SR30 が従来の二重ドーム構造を採用しているのに対し、SMP12 と MS‑80S は単一ドームとディフューザーを組み合わせた構造を採用している。これら 2 つのディフューザー型日射計の設計上の類似点は、感度曲線および方向*応答誤差曲線の形状（図 2 および図 4）を比較すると明確に表れている。この形状はディフューザー設計に特有のものである。

ディフューザー型（“高速応答”）の日射計で低い方向応答を確保することが難しいことは、広く知られている。このことは BORCAL の結果にも表れており、本来であれば見かけの誤差を小さくするはずの拡散光が存在しているにもかかわらず、依然として大きな角度偏差が残っている。

現代の日射計において、方向応答誤差は総合測定不確かさに最も大きく寄与する要因であるため、今回の結果は総合不確かさに対して非常に重要な意味を持つ。この誤差は、パフォーマンスレシオ（PR）などの主要な性能指標の不確かさに直接伝播する。

独立した検証

2025 年 8 月、Hukx の依頼により PV Performance Labs は、NLR が Solar Radiation Research Laboratory（SRRL）の Baseline Measurement System（BMS）で収集した測定データを分析した。これらの測定は BORCAL キャンペーンの一部ではない。SRRL では機器が適切に維持管理され、毎日清掃されており、その結果得られるデータは公開されている。

図 5 は、PV Performance Labs が 2025 年 6 月 18 日のデータを分析して得た、複数の日射計の方向*応答推定値を示している。SMP12、MS‑80S、SR30 は、BORCAL キャンペーンで使用されたものと同じ個体である点に注意されたい。実際、BORCAL の測定は、これらのセンサーを Baseline Measurement System で使用するために校正する目的で実施されたものである。

結果はこれまでの知見を裏付けている。SR30 は今回も SMP12 と MS‑80S を上回り、石英ドームを採用した CMP22 と同等の性能を示している。ここで示された結果が BORCAL に基づく方向*応答推定値と一致しないのは、本分析では入射放射の拡散成分に対する補正が適用されているためである。これは、BORCAL データに基づく以前の推定値が実際には保守的であり、「最良の場合の値」と見なせることを示している。さらに、ISO クラスそのものが十分な選定基準ではないことも改めて明らかである。

BORCAL の結果と、今回の SRRL データに基づく独立分析を総合すると、結論は同じである。SR30 は、クラス A の競合機である SMP12 および MS‑80S よりも高い精度の測定を提供する。

Hukx は、これらの結果が SR30、SR300、SMP12、MS‑80S のすべてに共通して当てはまると考えている。Hukx で実施した MS‑80S および SMP12 の室内試験でも同様のパターンが確認されており、これらの機器がディフューザー構造を採用していることに起因する、顕著な方向応答特性の誤差が見られる。

SR300 は SR30 の後継機であり、Hukx の最新かつ最上位モデルの日射計である。

SR300 は SR30 と同一の光学系を採用しているため、少なくとも SR30 と同等、むしろそれ以上の性能が期待できる。SR300 は最も低い不確かさで日射データを提供し、太陽光発電プロジェクトにおける財務リスクを低減する。

参考文献

A. Andreas, BORCAL-SW Calibration Report 2024-02, National Laboratory of the Rockies (NLR), Solar Radiation Research Laboratory, Golden, Colorado,2024 年 5 月 21 日。

A. Andreas, BORCAL-SW Calibration Report 2024-03, National Laboratory of the Rockies (NLR), Solar Radiation Research Laboratory, Golden, Colorado, 2024 年 6 月 7 日。

A. Andreas, BORCAL-SW Calibration Report 2024-04, National Laboratory of the Rockies (NLR), Solar Radiation Research Laboratory, Golden, Colorado, 2024 年 7 月 9 日。

NLR-SRRL-BMS, BORCAL-SW Calibration Report 2025-02, National Laboratory of the Rockies (NLR), Solar Radiation Research Laboratory, Golden, Colorado, 2025 年 5 月 5 日。

A. Andreas; T. Stoffel; (1981). NLR Solar Radiation Research Laboratory (SRRL): Baseline Measurement System (BMS); Golden, Colorado (Data); NLR Report No. DA-5500-56488. http://dx.doi.org/10.5439/1052221