ソーラーパネルでの太陽光発電とは？メリット・デメリットも紹介

電気代の節約が期待できたり売電収入を得られたりと、さまざまなメリットがある太陽光発電。しかし、“太陽光発電とは何なのだろうか”と疑問を抱いている人もいるのではないでしょうか。

そこで今回は、太陽光発電の概要をはじめ、導入するメリット・デメリットなどを説明します。設置費用は何年で回収できるのかも説明するので参考にしてください。

太陽光発電とは

太陽光発電とは、太陽の光エネルギーを使って電気を生み出す発電方法です。シリコン半導体に光が当たると電気が発生する仕組みを活用しています。主に下記のような特徴があります。

• エネルギー源は太陽の光
• 新たに用地を準備する必要がない
• 遠隔地の電源として活用できる
• 非常用電源としても使える

太陽光発電とソーラーパネルの違い

太陽光発電もソーラーパネルも、太陽の光を使って電気を作り出す装置の名称です。そのため、大きな違いはありません。呼び方が違うだけです。太陽電池パネルや太陽光パネルと呼ばれる場合もあります。

産業用太陽光発電とは

太陽光発電には、“住宅用”と“産業用”があります。それぞれどのような違いがあるのか説明します。

住宅用と産業用の違い

住宅用太陽光発電と産業用太陽光発電の大きな違いは、システム容量です。住宅用太陽光発電のシステム容量は“10kW未満”なのに対し、産業用太陽光発電のシステム容量は“10kW以上”です。

住宅用太陽光発電

住宅用太陽光発電は、以下のような発電システムです。

住宅用太陽光発電は、産業用太陽光発電に比べて固定価格買取期間が10年短いです。しかし、売電単価は産業用太陽光発電よりも約1.5倍（2022年時点）高い傾向にあります。

産業用太陽光発電

産業用太陽光発電は、以下のような発電システムです。

産業用太陽光発電は住宅用太陽光発電よりも売電単価が低い傾向にあります。しかし、固定価格買取期間は産業用太陽光発電の方が2倍長いです。そのため、住宅用太陽光発電よりも安定した売電収入が期待できます。

太陽光発電とソーラーパネルの仕組み

太陽光発電やソーラーパネルの発電の仕組みは以下の通りです。

1. ソーラーパネルを構成する半導体に太陽の光が当たる
2. 光エネルギーが電気エネルギーに変わる

ソーラーパネルの素材や特徴、発電量の変動要因や計算方法も説明します。

ソーラーパネルの3種類の素材と特徴

3種類の素材を特徴とともに説明します。

・シリコン系
ソーラーパネルの中で、最も一般的な素材とされています。さらに細かく分類すると、“結晶タイプ・多結晶タイプ・アモルファスシリコン・HIT（ヘテロ接合型）”の4つに分けられます。家庭用設備として現在主流とされているのは“単結晶シリコン”です。

・化合物系
銅やインジウムなどの物質が混ぜ合わせられています。低コスト・省資源で量産できる・経年劣化が少ない、この3つが化合物系の特徴です。

・有機系
薄く軽量で自由に曲げられるのが有機系の特徴です。ソーラーパネルに着色できる、製造コストが安い、のも有機系の魅力です。しかし、有機系は実用化されていません。そのため、住宅用としてはまだ使われていません。

太陽光発電のソーラーパネルはどれくらい発電するのか

ソーラーパネルを使うと、1年間で平均約13%（設備利用率）の発電が期待できます。設備利用率とは、発電設備が出力100%で稼働していた場合、実際の発電量は何%に当たるかを示した数値です。

たとえば、3kWのソーラーパネルを使うとしましょう。この場合、“3kW×24時間×365日×13%=3,416”という式が成り立ちます。つまり、今回の例だと年間3,416kWhの発電が期待できます。

太陽光発電のKW(キロワット)

KWとは、瞬間的な発電出力のことです。KW（1KW=1,000W）で表されるケースもありますが、意味は同じです。KWが高いほど、多くの電力を作れます。住宅用のソーラーパネルは、1枚あたり70KW～250KWの発電能力を備えています。

太陽光発電のKWh(キロワットアワー)

KWhとは、1時間あたりの発電量です。電力の量を表しています。たとえば、1枚100KWのソーラーパネルを3時間稼働させるとしましょう。この場合、300kWhの電力獲得が期待できます。

太陽光発電のソーラーパネルの発電量の変動要因3つ

ソーラーパネルは、安定的に一定の電力を発電してくれるわけではありません。さまざまな要因によって変動します。主な変動要因を3つ紹介します。

太陽光発電のシステムの容量

システム容量とは、太陽光発電システム全体の発電能力のことです。“ソーラーパネル1枚あたりの公称最大出力×太陽光パネルの設置枚数”、という計算式で求められます。たとえば、公称最大出力100Wのソーラーパネルを30枚設置するとしましょう。

この場合のシステム容量は、3kWです。発電量は、“システム容量×日射量×損失係数×365÷1”で求められます。そのため、システム容量を大きくすれば、比例して発電量も増えます。

日射量・天候・時間

太陽光発電は太陽の光をエネルギーにしています。そのため、天候や時間などで日射量が減れば、発電量も少なくなります。

変換効率

変換効率とは、“太陽の光エネルギーを何%電気に換えられるか”を表した数値です。そのため、同じ日射量・同じパネル枚数でも変換効率の高い太陽光パネルを使えば多くの電気を発電できます。

太陽光発電のソーラーパネルの発電量の計算方法

太陽光発電やソーラーパネルの発電量は、“システム容量×日射量×損失係数（0.85）×365÷1”、という計算式で求められます。1ヶ月あたりの発電量を求めたい場合は、先ほどの計算式で出た答えを12で割ってください。

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太陽光発電の導入はやめたほうがいい？メリット・デメリットを比較

太陽光発電を導入すべきか、迷っている人が多いでしょう。メリットとデメリットを紹介するので、導入の判断材料にしてください。

太陽光発電の導入メリット

まずは、太陽光発電を導入するメリットを説明します。

電気代が削減できる

太陽光発電を導入すれば、一部の電気を自分たちの発電でまかなえます。電気会社から購入する電力を少なくできるので、電気代を節約できます。

在宅時間が増えたことで、電気代が高くなり困っている人も多いでしょう。しかし、太陽光発電を設置すれば、少しはその悩みが解消します。

売電収入が得られる

太陽光発電で作り出した電気は、国に売れます。そのため、消費電力量よりも発電量の方が多ければ、利益が生まれます。投資商品のひとつとしても注目されているので、売電収入目的で太陽光発電を設置するのもいいと言えるでしょう。

比較的安定して収入が得られる

アパート・マンション経営や株式投資などは、どうしても収入が不安定です。入居者トラブルや経済ショックなどで、予想外の出費・損失が発生するケースもあるでしょう。それらに比べると、太陽光発電は比較的収入が安定しています。

理由は2つあります。1つ目の理由は、1年単位で見たときに日射量が大きく変動することはあまりないからです。2つ目の理由は、設置から10～20年間は国が売電金額を確約してくれるからです。

停電しても電気が使える

パワーコンディショナーに備えられている“自立運転機能”を使えば、停電時でも電気を使えます。

実際、2018年に発生した北海道胆振東部地震に伴う大停電の際は、約9割が自立運転機能を使ったと回答しています。状況にもよりますが、冷蔵庫+洗濯機+スマホ4台+テレビの同時充電も可能です。

太陽光発電の導入デメリット・問題点

次に、太陽光発電を導入するデメリット・問題点を説明します。

屋根にソーラーパネルの重さで負荷がかる

ものにもよりますが、標準的な太陽光発電のパネルは1枚あたり15kgほどです。仮に、10枚のパネルを設置した場合、屋根に150kgほどの負荷がかかります。

しかし、パネルの重さは瓦の3分の1程度と言われています。そのため、構造に不安があるような家でなければ、太陽光発電パネルを設置しても悪影響は及ばないでしょう。

発電量が天候や地域によって変動する

太陽光発電の発電量は、主に日射量で変わります。天候が悪い日や日照量が少ない地域ではあまり発電してくれません。しかし、1年間で見れば比較的安定した日射量を確保できます。そのため、深く心配する必要はないでしょう。

反射による近所トラブル

太陽光発電パネルに反射する光が暑い、まぶしいという理由で近隣トラブルが発生するケースもあります。しかし、光の反射トラブルが起こる原因はほぼ決まっています。それは、屋根の北面に太陽光発電パネルを設置した場合です。

北面に設置すると、南方向から太陽の光が差し込んだとき、斜め下方向に光が反射するので注意しましょう。そのため、ソーラーパネルは北面以外の場所に設置することをおすすめします。

メンテナンスが必要

太陽光発電はメンテナンスフリーと言われています。しかし、経済産業省は4年に一度の定期点検を推奨しています。発電量が低下していないか、機械類が故障していないか、などを確認するためです。

パワーコンディショナーも15年ほど経過したら一度交換しなければいけません。そのため、メンテナンスフリーと言われていても、常にいい状態を保ちたいのであれば定期的にメンテナンスしましょう。

設置にかかる費用が高い

規模にもよりますが、太陽光発電の設置には100万円近くかかります。たとえば、システム容量5kWの住宅用太陽光発電を設置する場合、137.5万円（2022年時点）かかります。初期投資を節約したい人は以下の制度や補助金を活用しましょう。

• ソーラーローンを使う
• 地方自治体に補助金を申請する
• 価格が安いメーカーの商品を選ぶ

処分にも費用がかかる

太陽光発電を処分する場合、10万円以上の撤去費用がかかります。自分で撤去もできますが、ショートや感電など、危険なリスクが伴うのでおすすめしません。そのため、撤去費用や処分費用がかかったとしても、処分は専門業者に依頼しましょう。

ソーラーパネルの設置にかかる価格相場はいくら？

ソーラーパネルの設置費用は、システムの容量によって異なります。

※2021年の価格相場
住宅用としてソーラーパネルを設置する人は、3～5kWを選択する人が多いと言われています。そのため、ソーラーパネルの設置費用相場は84万円～140万円と言えるでしょう。

太陽光発電のソーラーパネルの寿命が来たらどうするの？処分にかかる費用は？

ソーラーパネルの寿命は、一般的に20年程度と言われています。寿命を迎えたら業者に処分を依頼しましょう。処分にかかる費用の詳細は以下の通りです。

どれだけ安くても30万円～50万円ほどはかかると考えておいた方がいいでしょう。

「ソーラーシェアリング」で安定した収入を得ることも

ソーラーシェアリングとは、農地の上にソーラーパネルを設置し、電気を生み出す発電方法です。

再生可能エネルギーの固定価格買取制度により、ソーラーシェアリングで発電した電気は、国が定めた価格で20年間電力会社が買い取ってくれます。そのため、毎月十数万円の安定収入が期待できます。

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ソーラーパネルを自作するのは大変？

ソーラーパネルの自作は可能です。しかし、以下のような注意点があります。

• ソーラーセルは割れやすく扱いが難しい
• 配線の接続ミスでショートする恐れがある

ある程度技術力に自信がある人であれば、自作しても問題ないでしょう。しかし、電子工作に慣れていない人は、業者に依頼した方が安全です。

太陽光発電の売電価格について-始めるなら今って本当？

太陽光発電の売電価格は、以下の水準で推移しています。

売電価格は年々減少していることが分かります。しかし、昔は太陽光発電を設置するために300万円近くかかっていました。現在は、100万円以下で設置できる場合もあります。

そのため、収支をトータルで見ると過去も現在もあまり差がないと言えるでしょう。ただ、この傾向が続くのであれば、売電価格は今後も下がり続けます。電気を少しでも高く売りたいのであれば、なるべく早めに始めましょう。

ソーラーパネル設置コストの回収期間

住宅用のソーラーパネルを設置する場合、84万円～280万円の初期費用がかかります。しかし、この費用は売電や月々の電気料金削減などで生まれた利益で回収できます。

設置条件や発電効率などによって異なるものの、10年以内には初期投資を回収できるでしょう。投資回収期間の算出は、以下の計算式で求められます。

• （設置費用+メンテナンス費用）÷（売電収入+削減できた電気代）=投資回収期間

発電量を上げると初期投資額が高くなりますが、回収完了までの期間は短くなります。

ソーラーパネルを活用した太陽光発電はこんな人におすすめ

ソーラーパネルを使った太陽光発電は、以下のような人におすすめです。

• 電気代を削減したい
• 再エネ賦課金を削減したい
• 売電収入を得たい
• 停電時に備えたい
• オール電化住宅に住んでいる

とくに、“電気代を削減したい”と考えている人におすすめです。実際に太陽光発電を設置して、電気代が3分の1程度になった人もいます。

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太陽光発電のソーラーパネルで発電量を増やすポイント

3つのことを意識すれば、ソーラーパネルの発電量増加が期待できます。発電量が増えれば初期投資の回収期間が短くなります。

システムの容量の大きさを変更する

1日あたり発電量は、“システム容量×日射量×損失係数”という計算式で求められます。そのため、システムの容量を大きくすれば、発電量も増えます。

しかし、一般家庭の場合、屋根に乗せられるのは容量9.9kWまでです。10kW以上だと産業用とみなされ、売電単価が下がります。

定期的にメンテナンスをする

ソーラーパネルを設置してから時間が経つと、汚れが付着したり設備に不具合が生じたりして、発電効率が悪くなる場合があります。そのため、定期的にメンテナンスを依頼しましょう。経済産業省は4年に一度のメンテナンスを推奨しています。

ソーラーパネルを最適な角度や向きに直す

発電量を高めたいのであれば、ソーラーパネルの設置角度を20～30度にしましょう。最適な向きは、“南向き”です。太陽は赤道に近づくほど真上に位置しやすく、北極または南極に近づくほど低い場所に位置しやすくなります。

そのため、可能であればソーラーパネルの傾斜を南の地域はゆるく、北の地域は角度をつけましょう。

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出典：タイナビ

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まとめ

今回は、ソーラーパネルを使った太陽光発電について説明しました。太陽光発電とは、太陽の光をエネルギーにして電気を生み出す発電方法です。太陽光発電やソーラーパネルなど、さまざまな呼び方がありますが、どれも意味は同じです。

太陽光発電は、電気代を削減できたり売電収入を得られたりと、さまざまなメリットがあります。昔に比べて設置費用が安いので、日々の電気代が高くて悩んでいる人は前向きに設置を検討してみてください。