住宅街の屋根を見渡すとソーラーパネル(家庭用太陽光発電システム)を設置したご家庭が随分と多くなったことがわかります。太陽光発電が人気である理由は様々ですが、中には設置すること自体がご自宅の価値を高められると感じられてソーラーパネルを設置される方もいます。

しかし、太陽光発電の設置効果を最大限高めるためにはソーラーパネルの設置メリットを理解しておかなければなりません。

この記事では、ソーラーパネル設置のメリット・デメリットを解説し、安心して使い続けるために是非知っておきたい発電の仕組み等について紹介します。

ゆめソーラーは福岡県・佐賀県・熊本県のイオン・ゆめタウン内にある太陽光発電の専門店です。お見積り・シミュレーションは無料、太陽光発電をご検討されている方はお気軽にご相談ください。

ソーラーパネルを設置するメリット

まずはソーラーパネルを設置する代表的なメリットを紹介します。以下のメリットはソーラーパネルを長年使用していくうえで知っておきたいポイントです。

電気代を削減できる

太陽光のエネルギーからソーラーパネルで電力を作り出す発電方式が太陽光発電(ソーラー発電)です。発電した電力は自宅で消費できます。自家消費することでこれまで電力会社から購入していた電力量を減らし、電気代を削減できます。

電気代を削減できることがソーラーパネルの設置メリットの1つであり、最も支持されている理由です。

電気代の削減効果はご家庭によってまちまちですが、一般的なケースでも生涯電気代を100万円以上削減することも可能です。ソーラーパネルを活用した電気代削減効果については、【100万円減らせる~太陽光発電~】生涯かかる電気代の削減術-まとめページをご覧ください。

2011年の東日本大震災以降、電気料金は値上げが相次いでいます。今後も電気代が高騰する可能性があります。その理由は燃料価格や電力託送料金・再エネ賦課金などの上昇、電力需要の増加・変動などです。

Rising electricity bill

例え電力料金が上がり続けたとしても、ソーラーパネルで発電した電気を使えば自家消費した電気代は0円です。電気料金の値上がりに対抗できる有効的な方法がソーラーパネルの設置です。

災害時の非常用電源を確保できる

Power outage

今、災害時の非常用電源としての太陽光発電ニーズが高まっています。

ソーラーパネルを屋根やカーポートに設置すればご自宅は発電所になります。日が当たる日中であれば災害時や停電の時でも電気が使えます。

被害が甚大化しつつある近年の災害において停電が発生するリスクは高まっています。以前は停電が起きてもすぐに復旧することが多かったものの、電力会社が保有する送電網の老朽化より近年では停電が長期化する傾向にあります。2019年の台風15号では2週間以上も停電が続いたという事例は話題となりました。

被害が長引いた場合、水や食料は支援を受けるなど調達することも可能かもしれません。しかし電気を外部から持ってくることは現実的ではありません。電気自動車とV2Hがあれば電気を外部から持ち運んで自宅で使用することはできますが、それでも自宅外での電力の調達手段が求められます。V2Hについては「V2Hとは?V2Hの仕組みやメリットについて」で紹介しています。

停電時に外部からの調達が難しい電力を自宅で作れることが今注目されているソーラーパネル設置のメリットです。

電気を売って収入が得られる

income

電気料金が値上がりする昨今、ソーラーパネルを設置していれば電気代を削減できます。ソーラーパネルの発電量が電気使用量を上回ると電力は余りますが、余った電力は電力会社が買い取ってくれます。

系統連系する家庭用太陽光発電システムの場合、ソーラーパネルを設置して10年間は余剰電力を電力会社に販売できることが国によって保障されています。この保障制度のことを固定価格買取制度(FIT法)と言います。

売電単価(電力1kWhあたりの売値)は年々下がっており、売電収入額は減少傾向にあります。しかし、売電単価は15年程度で太陽光発電の設置費用の元が取れるように定められており、売電単価が下がった今でも太陽光発電の収益性は以前と変わりありません。電気料金が上がっていることと、太陽光発電の市場価格が下がったことが主な理由で売電単価は低く設定されているため、以前よりも旨味がなくなったというわけではありません。むしろ、初期費用を抑えて設置しやすくなったうえに、電気をたくさん使用するご家庭にとっては電気代削減額が増え収益性を以前にも増して高められる時代となりました。

なお、FIT満了後は国の保障制度はありませんが、2020年時点では余剰電力を買い取ってくれる電力会社は多数存在し、引き続き売電ができる状況です。

節電の意識が高まる

Consciousness

ソーラーパネルを設置すると電力モニターが付いてきます。電力モニターを見れば、ソーラーパネルの発電状況や自宅内の電力使用状況、電気代削減額や売電収入額などが一目でわかります。ソーラーパネルを設置した効果が具体的に数字で表されるため、設置者の方の多くは電力モニターを見ることを楽しみにされるようです。大人だけではなく子供からの関心も高いです。ソーラーパネルを設置することで家族全員の節電意識を高められることが期待できます。家族の節電意識が高まったという実際の声は、ゆめソーラーのお客様の声でもご覧になれます。

室内環境が快適になる

ソーラーパネルを屋根に設置すると室内環境が快適になります。ソーラーパネルの断熱効果により室内が外気温の変化に強くなり、夏は涼しく冬は暖かくなります。

室内環境が快適になると、過ごしやすくなるだけでなく、冷暖房負荷を抑えられるため電気代削減にもつながります。冷暖房器具の設定温度と外気温の差を1℃縮めるだけでも月に200円程度の節電効果があるといわれています。ソーラーパネルは十数年以上も利用し続けるため、条件によってはソーラーパネルの断熱効果だけでも電気代削減額が生涯で数万円にもなる可能性もあるでしょう。

ソーラーパネルが地球温暖化を抑止する

ソーラーパネルで発電する太陽光発電システムは、発電時に温室効果ガスを排出しません。温室効果ガスは地球を保温する重要な役割を担っています。しかし二酸化炭素(CO2)などの温室効果ガスの濃度が増すと保温効果が高くなり、地表や大気温度が上昇して地球温暖化が進行します。この地球温暖化を放置しておくと、今世紀中には地球の平均温度が最大で4.8度も上昇すると予想されています。経済産業省では、2100年に地球の平均気温が4.8度上昇した場合の未来の天気予報を公開しています。大変興味深いので、是非ご覧ください。

地球の平均気温が上昇すると、異常気象による激甚災害、疫病など様々なリスクが高まるといわれています。地球温暖化を抑止するために1人1人ができることは多々あります。例えば、くらしの中で省エネについて考えること、買い物にマイバッグを持っていくこと、自家用車での近距離移動を控えるなど方法は様々。小さな活動でも地球温暖化抑止につながっています。

そしてソーラーパネルを設置することも地球温暖化の抑止に貢献できます。温室効果ガスを排出しない再生可能エネルギーの中でも、太陽光発電は自宅に設置できる唯一の発電方法です。国はFIT法を制定したり補助金を交付したりして太陽光発電の普及を図ってきましたが、今後も一層の普及が求められています。

太陽光発電を設置される方のほとんどが経済性や非常用電源を目的として設置されています。他方で、自宅にソーラーパネルを設置すること自体が社会貢献になるということも覚えておきたいメリットです。

ソーラーパネルで発電する仕組み

ソーラーパネルはシリコン系・化合物系・有機系といった種類に分類されます。ここでは家庭用太陽光発電で最も主流であるシリコン系ソーラーパネルの発電の仕組みを紹介します。

ソーラーパネルで電気を作りだす仕組み

シリコン系のソーラーパネルの構造は非常にシンプルです。p型とn型の2種類のシリコン薄膜を貼り合わせたもの(p-n接合)に電極を付加して回路を接続した構造をしています。受光面となるn型シリコンに太陽光が照射されると、シリコン内にマイナスの電荷(電子)とプラスの電荷(正孔)が生まれます。この現象を光電効果と呼びます。

発生した電荷は、マイナスの電荷(電子)はn型シリコン側へ、プラスの電荷(正孔)はp型シリコン側へ集まり電極間に起電力が生じることで回路内に電気が流れます。これがソーラーパネルで電気をつくる基本的な仕組みです。

ソーラーパネルはどのくらい発電するのか

ここでは自宅に設置するソーラーパネルでどのくらい発電ができるのかを解説していきます。

発電量の基本単位について

ソーラーパネルの発電量はkWh(キロワットアワー)という単位で表します。kWhは電気の使用量を表す単位としても使用されており、電力会社から送られてくる電力利用明細書に記載されています。電力利用量(kWh)は機器の出力(kW)×利用時間(h)で計算できます。例えば0.5kWの電子レンジを1時間使用し続けた場合の消費電力量は0.5kWhです。

ソーラーパネルの発電量も同じような考え方です。2kWのソーラーパネルの場合、理論上は1時間で2kWhの発電を行えます。ただしソーラーパネルの発電量は様々な要素が影響するため理論上の発電量と実際の発電量とでは大きな差が現れます。

ソーラーパネルの発電量の計算式

ソーラーパネルの発電量を求める場合、単純にパネル合計出力に日照時間をかけ合わせても正しい発電量は求まりません。ソーラーパネルの発電量の目安は以下の計算式で求めることができます。

Ep(年間予想発電量)=H(平均日射量)×K(損失係数)×P(システム容量)×365(年間日数)÷1(標準状態の日照強度)

この発電量はあくまでも目安です。なお、太陽光発電メーカーのシミュレーションを使えば予想発電量を計算できるため、上記式を活用する必要はありません。

5kWのソーラーパネルの発電量

参考までに、5kWのソーラーパネルを設置した際の年間の発電量を、上記計算式を用いて算出します。

《計算条件》

  • 設置場所:福岡県福岡市
  • 福岡市の平均日射量:3.94(kWh/m^2・day)
  • ソーラーパネルの容量:5kW
  • ソーラーパネルの向き:真南
  • ソーラーパネルの設置角度:30°
  • システムの総合設計係数:0.84

[年間発電量Ep]=[福岡市の平均日射量]×[総合設計係数]×[ソーラーパネルの容量]×年間日数÷[標準状態の日照強度]=3.94×0.84×5×365÷1≒6,040

計算の結果、この条件での年間発電量は6,040kWhとなりました。

この発電量はあくまでも目安であり、設置条件や設計条件そして時期などによって発電量は刻々と変化します。より正確に発電量を求めたい場合はメーカーのシミュレーションを利用しましょう。

ソーラーパネルの発電量を高める方法

日射量を最大化する

ソーラーパネルの発電量を高める最も大事な要素です。ソーラーパネルにはできる限り影がかからないようにして日射量を最大化しましょう。

ちなみに、ソーラーパネルを直列につないだものをストリングと呼びます。ソーラーパネルの種類によっては、パネルの一部に影が当たることでストリング全体に影響が及び発電量が大幅に低下することがあります。木や電柱や隣のビル等、影を作り出す障害を排除することは困難です。影が当たる場所にはソーラーパネルを配置しないという設計が必要です。発電量を最大化するためにもソーラーパネルのレイアウトを決める際には影を考慮した設計を行いましょう。

ソーラーパネルの設置枚数を増やす

屋根にスペースがある場合はできる限り多くのソーラーパネルを設置することで発電量を高めることができます。もし屋根にスペースがない場合、自宅わきの空きスペースにソーラーパネルを設置して発電量を高めることも可能です。その場合、地上設置型にするとソーラーパネルを設置した場所がデッドスペースになるため、ソーラーカーポートを設置して発電所兼駐車スペースとして利用する方法が一般的です。

変換効率の高いソーラーパネルを設置する

ソーラーパネルは個体ごとに変換効率が異なります。変換効率とは1Wの太陽光エネルギーに対する1平方メートルあたりの理論上の発電量です。簡単に言えば、太陽光のエネルギーからどれだけの電気をソーラーパネルで発電できるかを表す指標です。

屋根の設置スペースが少ない場合、変換効率の高いソーラーパネルを設置すれば発電量を高められます。ただし、やみくもに変換効率の高いソーラーパネルを選んでしまうと、パネルのレイアウトが最適化できずトータル設置容量が下がり発電量が減ることも考えられます。発電量を高めるために、ソーラーパネルの配置や変換効率を最適化しましょう。

方位角と傾斜角を最適化する

ソーラーパネルの方位角と傾斜角は発電量に大きく影響します。方位角と傾斜角は地域によって最適な角度が異なります。

例えば福岡県福岡市の場合、ソーラーパネルの向きが真南で設置角度が30°の場合に発電量は最大となります。なお、福岡県福岡市においてソーラーパネルの方位角と傾斜角が変化すると以下のように発電効率が変動します。

傾斜角\方位角 0度(真南) 90度(真東・真西) 180度(真北)
10° 97.5% 92.1% 86.8%
20° 99.7% 89.8% 78.7%
30° 100.0% 86.5% 69.5%
40° 98.0% 82.2% 60.7%
50° 94.2% 77.2% 52.5%
60° 88.3% 71.3% 45.2%
70° 80.7% 65.2% 38.6%
80° 71.8% 58.9% 33.8%
90° 61.7% 51.5% 31.0%

ほとんどの家庭用太陽光発電の場合、屋根の傾斜がそのままソーラーパネルの傾斜角となり、方位角は屋根の流れ方向となります。住宅を新築するなら発電量を最大化できる条件でソーラーパネルを設置することはできます。しかし既設の住宅の場合はソーラーパネルの方位角と傾斜角は自由に変更できません。設置する屋根面を工夫するなどしてソーラーパネルの配置を最適化しましょう。

点検・メンテナンスを怠らないこと

ソーラーパネルの発電量を高めるためには定期的な点検やメンテナンスが必要です。前述のとおり、ソーラーパネルの発電量は影の影響を大きく受けます。落ち葉や鳥の糞などがソーラーパネルの一部を覆うことでも影は発生し発電量が低下します。可能であればソーラーパネルを目視して落ち葉や鳥の糞といった障害を排除したいものですが、屋根の上を確認することは容易ではありません。

影の影響は発電量に直接影響するので発電モニターやパワーコンディショナに表示される発電量をチェックすれば異常に気づけます。ソーラーパネルの発電量は季節や時間帯や天候によって変動しますが、同条件であれば発電量は安定します。晴れの日に通常よりも発電量が低下していることに気づいたら販売店に相談するなどしてメンテナンスを行いましょう。

ソーラーパネルを冷却する

ソーラーパネルの温度が上がると電気抵抗が高まり発電量が低下します。夏季に発電量が伸び悩む原因の1つです。温度が下がれば発電量は上がります。ソーラーパネルの温度上昇を抑制する機器も販売されているようですが、決してご自身で水をかけるなどして強制的に温度を下げることはしないでください。急激な温度変化は機器の劣化を促進させます。ソーラーパネルは何十年も使用続けられるためどうか大事に使用してください。

ソーラーパネルを設置するデメリットとは

ソーラーパネルを設置するにはデメリットもありますが、正しく理解していればどうということはないものばかりです。心置きなくソーラーパネルを設置するためにも以下のデメリットを理解しておきましょう。

太陽光発電システムは価格が高い

ソーラーパネルを設置するには少なくとも100万円程度の資金が必要です。ゆめソーラーでソーラーパネルを設置した方の中には、価格が高いという理由で設置をあきらめていたという方もいらっしゃいました。

しかし、数年前と比べて太陽光発電の価格は著しく安価になりました。過去の見積りはあてになりません。気になる方は改めて見積を取り直すべきです。

なお、正当な販売業者でソーラーパネルを設置すれば電気代削減と売電により設置価格以上の経済メリットを得ることができます。自己資金が少なくてもソーラーローンなどを活用して設置することもできます。日照条件の良い住宅にお住いの方ならきっと満足していただけます。太陽光発電の見積りを取ってみたい方はゆめソーラーへお気軽に相談ください。

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日によって発電量が変わる

ソーラーパネルの発電量は日照量に左右されます。曇天時には日照量不足で発電量が低下します。長引く停電時に曇天が続き電力を確保できない場合があることはソーラーパネルを設置するデメリットの1つといえます。ソーラーパネルには電気を蓄える能力はありません。夜間や曇天、停電時にも満足に電気を利用したいご家庭へは蓄電池の購入をおすすめします。

なお、ソーラーパネルの発電量は日ごとのばらつきはありますが、1年を通すとシミュレーション値通りのパフォーマンスを発揮してくれます。ソーラーパネルの販売店からしっかりとヒアリングを受け、正しい条件で設置をできていれば期待通りの発電を行ってくれるでしょう。

売電価格が減少している

売電単価が下がっていることを理由にソーラーパネルの設置を敬遠されている方はいます。確かに売電単価が下がれば得られる売電収入は下がります。

ただし前述のとおり、売電単価が下がっても太陽光発電の収益性は以前と変わりありません。15年程度で太陽光発電の設置費用の元が取れるようになっています。設置費用が下がったぶん導入しやすくなったことに加え、電気代が高騰している分自家消費による電気代削減効果が高まりソーラーパネルを設置する価値も高まっているともいえます。

ソーラーパネルの設置に適さない住宅もある

住宅の中にはソーラーパネルの設置に適していないものもあります。不適切な条件でのソーラーパネルの設置は費用対効果が悪くあまりおすすめしていません。

ソーラーパネルの設置に適さない条件例

  • 屋根の面積が狭く、発電量が期待できない
  • 屋根の方角が悪く、太陽光を効率よく取り込めず発電量に期待できない
  • 北向き屋根の場合、太陽光パネルの反射光により周辺近隣へ迷惑がかかる場合がある
  • 屋根の傾斜がきついと設置工事が難しい
  • 屋根の傾斜がきついと、太陽光パネルの反射光により周辺近隣へ迷惑がかかる場合がある
  • 老朽化が進んでいる家屋は設置できない場合がある
  • 周辺建物等による影の影響が大きい
  • 設置後のサポートが難しい地域

ゆめソーラーはソーラーパネルのシミュレーションを作成する際には必ず現地調査を行います。設置に適さない条件があれば施主様へしっかりと説明を行い、場合によっては設置をお断りすることもあります。

ソーラーパネルは設置した後にどれだけ発電してくれるかが重要です。設置して満足するのではなく、10年20年後を見据えて満足に発電し続けられる条件でソーラーパネルを設置したいものです。

ゆめソーラーは太陽光発電(ソーラー発電)の見積りが無料

ソーラーパネルの設置については、国がFIT法を制定するなどして収益性が得られるようになっています。適正価格で契約し、最適な条件でソーラーパネルの設計を行い、メンテナンスをしっかりできていれば設置費用以上の経済効果を得られるでしょう。

ゆめソーラーは福岡県・佐賀県・熊本県のイオン・ゆめタウンに店舗がある太陽光発電・蓄電池・V2H・オール電化などの環境商品の専門店です。

北部九州でソーラーパネルの設置を検討されている方はゆめソーラーへお気軽にご相談ください。

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