太陽光発電について、どこよりも詳しく徹底解説

太陽光発電を導入する際は、基礎情報を抑えて賢く活用できるようにしましょう。

本記事では、太陽光発電について、仕組みや必要設備、費用相場や補助金制度、売電の仕組みと　自家消費型の利用方法、発電量を増やす方法、太陽光発電のメリット・デメリット等を解説します。

太陽光発電の発電の仕組みを詳しく解説

太陽光発電は、太陽エネルギ―を利用して電気を作る発電方式です。今注目の再生可能エネルギーを利用したシステムのひとつです。

再生可能エネルギーを利用した太陽光発電システムを有効活用するためには、住宅の屋根の上に、太陽光を受けて発電できる環境を揃えることが必要です。

太陽光発電の仕組みを簡単にいうと、住宅の屋根の上にに設置した「太陽光パネル」に太陽の光が当たると光電効果が起こり電流が流れるようになり、家庭内で電気が使えるようになります。

では、さらに詳しく太陽発電の仕組みについて確認しましょう。

太陽光発電の仕組みを詳しく解説

太陽光発電に必要な「太陽光パネル」とは、「太陽電池」をたくさんつなげた機器です。
太陽光パネルは、太陽光発電システムに欠かせない設備のひとつです。

太陽電池について、以下の構成する単位について確認しておきましょう。

この「太陽電池」を複数集めてパネル状に作った機器を「太陽光パネル」といいます。

さらに、太陽光パネルで発電した電力を家庭内で使用するためには、「パワーコンディショナー」が必要になります。太陽光発電で作った電力は「直流電流」なので家庭内に直接接続はできません。この「直流電流」を「交流電流」に変換する機能を備えた機器が「パワーコンディショナー」です。

太陽光発電システムに必要な設備

太陽光発電に必要な設備を確認しましょう。「太陽光パネル」や「パワーコンディショナー」と　一緒に周辺機器を準備する必要があります。

太陽光発電の１日の発電量

太陽光発電の導入効果を高めるためには、基本的には1日に得られる発電量（平均発電量）について計算することや、発電量が変動する要因を知り、どうしたら発電効率を上げられるか？シュミレーションすることが必要です。

1日の発電量を増やすには、発電容量の高いスペックの太陽光パネルを設置しましょう。

例えば、発電容量5kWの設備を1時間稼働した場合の発電量は5kWhになります。

1日の発電量は、電気代の節約や売電収入、初期費用の回収時期などに関わってきますので、目安として導入前にシュミレーションをしましょう。

太陽光発電システムの1日あたりの発電量は、以下の方法で計算できます。

※日射量：太陽光パネルに受ける太陽の放射エネルギーの量です。単位は「kW/m2」または「W/m2」です。日射量は、季節や天候によってさらに地域ごとに異なるため、発電ロスを踏まえて算出する必要があります。

※損失係数（0.85）：太陽光発電の損失係数です。損失係数とは、太陽光発電の機器の種類、太陽光パネルの汚れ、パワーコンディショナーの変換ロス、温度上昇などの要因で出力が損失することを想定した数値です。設置場所の日射量に損失係数を掛けて発電量を計算します。

なお、適切な設備を準備して発電量のシュミレーションをしておいても、以下の要素に影響されて発電量は変動します。事前に確認して対策を考えておくことをおすすめします。

太陽光発電の設置費用相場

では、太陽光発電の導入費用について相場を確認しましょう。

家庭用太陽光発電のシステム費用は、新築または後付けともに設置費用は年々安くなってきている傾向です。

太陽光発電の設備機器の内訳

太陽光発電システムに必要な設備機器の内訳は以下の通りです。

さらに、太陽光発電と相性の良い蓄電池を導入した場合は、以下の費用相場を確認しましょう。

蓄電池の本体価格は、容量1kWhあたり15〜21万円程度　(蓄電池＋工事費込み)です。

また、蓄電池の種類によって価格も異なります。

工事費については、依頼する設置業者によって変わってきます。

工事費の目安としては20万円〜35万円程度と考えておくと良いでしょう。

太陽光発電＋蓄電池セットの価格相場は、蓄電池の容量4〜7kWhの場合で、だいたい以下の計算になります。

太陽光発電の維持費

太陽光発電は、導入後の維持費についても準備しておきましょう。

太陽光発電システムは、発電量の維持や安全性を確保するために定期的なメンテナンスが推奨されています。

点検のタイミングについては3〜5年ごとに１回程度が目安となります。

太陽光発電に補助金を利用する

太陽光発電システムを導入する際は、初期費用を抑える方法として国または地方自治体の補助金を利用できます。太陽光発電システムで経済的メリットを高めるには、補助金制度を利用することをおすすめします。

国の補助金については、蓄電池とセットで設置した場合が対象となる「ZEH支援事業」「次世代HEMS支援事業」「DR補助金」「DER補助金」などが実施されています。

なお、補助金制度は、公募案件ごとに予算額が決まっています。人気のある補助金は、受付してから早くて2ヶ月ほどで早く終了してしまう場合もありますので、補助金制度を利用するタイミングに注意が必要です。

また、補助金の申請は、応募要件など複雑な内容になっているため、一般的には販売店が申請代行する場合が多くなります。補助金制度を利用したい場合は、早めに販売店に相談することをおすすめします。

さらに、補助金の申請を代行する業者について、最近では悪徳業者によるトラブルも発生しています。補助金制度は複雑で難しい内容であるため、そこに付け込んで一般の消費者を騙す業者もいます。しっかりと業者を見極めるように気を付けましょう。

太陽光発電の売電の仕組みを詳しく解説

太陽光発電を導入するメリットに売電があります。費用対効果を高めて初期費用を回収の時期を早めることも可能です。

経済産業省資源エネルギー庁が公表している売電価格の推移によりますと、固定買取価格は年々減少傾向にあります。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2012年の買取価格42円から2023年には16円に下がっています。
したがって、売電契約する際は、買取価格を確認して費用対効果が得られるかシュミレーションが必要です。

売電収入を増やす方法

売電収入を増やすためには、発電量を増やすことです。発電量を増やす方法については、
以下のポイントがあげられます。

発電効率の高い太陽光パネルを選ぶ

太陽光パネルは屋根上に設置するため、強風や積雪などの自然災害によって発電効率を低下させてしまうケースもあります。
特に塩害地域や台風の多い地域に太陽光パネルを設置する際は、地域性に合った耐久性の良い設備を選ぶようにしましょう。

一般的な太陽光パネルの発電効率は「13〜20%」くらいで、20%以上であれば高性能な製品であると言われています。

太陽光パネルを選ぶ際は、エネルギー変換効率が高いほど性能が高くなるため、各メーカーの変換効率を比較して検討しましょう。

太陽光パネルを設置条件を考える

太陽光パネルの位置は、南向き、傾斜20〜30度に設置します。南向きに設置した太陽光パネルであれば、1日の中で一番日射量が増える正午にかけて発電量をたくさん得ることができます。

南向きが確保できない場合は、南西・南東に向けて設置すると良いでしょう。

北向きの方角は、発電効率が悪く、設置後に近隣住宅に反射してトラブルになりやすいので控えましょう。

定期的にメンテナンスを行う

太陽光発電はメンテナンスが義務化されています。

太陽光パネルの期待寿命はおよそ20年〜30年程度です。メーカー各社には、出力保証が付いており、保証期間は20年〜25年が一般的です。

パワーコンディショナーは、寿命がおよそ10年〜15年程度です。パワーコンディショナーもメーカー保証が付与されており、保証期間は10年程度が一般的となっています。

期待寿命については、設置環境や利用状況、メンテナンスなどによって、期待寿命よりも長く利用できるケースもあります。したがって、太陽光発電の発電量を確保するためにも、メンテナンスを計画的に行うことをおすすめします。

蓄電池を併用する

太陽光発電で発電した電気を効率良く使うには、蓄電池があった方が余剰電力も増やせて売電しやすくなります。
発電量が少ない時期や、雨の日や曇った日の日射量が少ない日が続いた場合の対策として、蓄電池を併用して使うことをおすすめします。

太陽光発電は、昼間に発電した電気はためておくことができないので、蓄電池を設置すると発電量を貯めて利用することができます。

昼間に発電した電気を貯めておいて夜に使ったり、天候の悪い日に蓄電池があれば太陽光発電の電気を使うことも可能です。

また、停電時の電源確保に、蓄電池があると発電量を貯めておけば家電やスマホなども利用できます。

適切な設置業者を選ぶ

発電効率の良い設備を選んでも、設置工事が不適切な場合は、発電量を期待通り得ることができません。

したがって、太陽光発電を導入する際は、適切な設置業者選びが、大切なポイントになります。

設置業者を選ぶポイントは、実績や経験、施工IDの有無、保証制度やアフターフォロー、販売から設置まで行う自社施工会社であるか等を確認しましょう。

太陽光発電の自家消費率アップのポイント

太陽光発電は売電して収入にするメリットの他に、自家消費して電気代の節約に繋げることができます。

「自家消費型」の場合、発電量をできるだけ増やすことによって、その分、買電量を減らして電気代を抑える効果があります。

自家消費率をアップするには、まずは自宅の電気使用状況を把握しておきましょう。
自家消費するには、電気消費量と太陽光パネルの発電量とのバランスを考える必要があります。

電気消費量については、普段生活に必要な主な家電の消費電力についてチェックして、月間または年間にどれくらいの電気を使うか参考値を出しておきましょう。

発電量については、設置する地域、季節や天候、時間帯や月別などによって変動しますので、変動要因を踏まえて発電量のシュミレーションを行います。

また、蓄電池を併用して、できるだけ発電量を貯めておけると自家消費率はアップします。

太陽光発電のメリット・デメリット

では、太陽光発電を導入するメリット・デメリットを確認しましょう。

太陽光発電のメリット

電気代が安くなる

• 太陽光発電システムを利用すると買電量が減って電気代が安くなります。
• 電気代を安くするには、発電量をできるだけ増やすための対策が必要です。

余剰電力で収入が増える

• 固定価格買取制度（FIT制度）を利用して売電収入を得ることができます。
• 住宅用太陽光発電10kW未満の場合、固定の買取価格で10年間売電できます。
• 余剰電力が増えれば、初期費用の回収期間を短くすることも可能です。
• 買取価格は、年々下落傾向にあるため、できるだけ早めの契約がおすすめです。

メンテナンス費用が抑えられる

• 太陽光発電システムを長期的に利用するには、適切なメンテナンスが重要です。
• 太陽光発電システムのメンテナンス時期は、3〜5年ごとに１回程度が目安です。
• 故障・交換が必要な場合、メーカーの保証期間内であれば無償で対応可能です。

災害時でも電気を使える

• 太陽光発電システムは、停電や災害時にも使うことができます。
• 非常時に使える家電の消費電力の合計は、1.5kW以下が目安となります。
• 夜に停電になった場合は、太陽光発電に蓄電池を併用すれば電源を確保できます。

夏は涼しく冬は暖かくなる

• 太陽光パネルを設置した屋根下の部屋は、室温が下がる効果があります。
• 冬は屋根からの放射冷却が抑えられるので、屋根下の部屋の断熱効果があります。

エコキュートと併用で節約できる

• エコキュートと太陽光発電を併用すると、給湯にガスを使わないためオール電化に切り替えが可能です。
• 昼間は太陽光発電で発電した電気を使って、夜間の電気料金が安いプランを使ってエコキュートでお湯を沸かすと光熱費を抑える効果があります。

蓄電池とセットでさらにお得になる

• 災害時や停電時に非常用電源としても活用できます。
• 普段使用する光熱費の削減にも繋がります。
• 余剰電力が多くなれば売電収入を増やすことができます。
• 天候の悪い日は、発電しないので蓄電池に晴れた日の電気を貯めて使うことが可能です。

太陽光発電のデメリット

天候に左右される

• 雨や曇りの日が続くと発電効率は低くなります。
• 曇りの日の発電量は約40〜60％まで、雨の日は約25％まで低下します。

デメリットの解消策

• 天候に左右されやすいことを予測して蓄電池を設置しておきましょう。
• 変換効率20％以上の性能の良い太陽光パネルを設置しましょう。

初期費用が高い

• 太陽光発電システムの費用は高く、設備費用以外に工事費用と維持費（メンテナンス費用・保険料・撤去費用）等がかかります。
• メーカー保証の対象外の場合、修理・交換費用が発生します。

デメリットの解消策

• システムを導入する前にシュミレーションしてから必要な設備を準備しましょう。
• 設置業者は、複数社に見積もりを依頼して比較検討しましょう。
• 節電や売電収入による費用対効果を見極めることが大事です。
• 補助金制度を利用して費用を抑えることができます。
• ソーラーローンを利用することも検討しましょう。
• メーカー保証の内容を確認しておきましょう。

売電収入だけでは難しい

• FIT制度の買取価格が年々下落傾向なので、契約のタイミングがポイントになります。
• 1kWhあたり「42円」だった買取価格は、2022年には「17円」へと年々下落しています

デメリットの解消策

• FIT制度の買取価格の変動をチェックして10年間の売電収入のシュミレーションをしておきましょう。
• 売電収入以外に自家消費した場合の費用対効果を考えましょう。
• 電気を貯められる蓄電池を準備しましょう。

設置場所で発電効果が下がる

• 太陽光パネルの設置場所によって発電効率が下がる場合もあります。
• 北向きに太陽光パネルを設置すると反射トラブルが起きる可能性が高くなります。
• 積雪地域、塩害地域の場合、発電効率が下がるケースもあります。

デメリットの解消策

• 太陽光パネルの設置は、南向きにすると発電量が多くなります。
• 地域、天候、時間帯、季節などによる発電量の変動の要因を確認しておきましょう。
• 特殊な地域の場合、耐久性の良い製品を選びましょう。
• 太陽光発電＋蓄電池の併用を検討しましょう。

屋根の状態によって設置できない

• 築年数のある住宅屋根や劣化が進んでいる屋根は、設置が難しい場合もあります。

デメリットの解消策

• 設備の導入前に、屋根の点検を専門業者に依頼しましょう。
• 適切でない屋根の場合は、修繕リフォームを検討しましょう。
• 設置業者選びは慎重に行いましょう。

不備工事のトラブルがある

• 良い設備を準備しても施工不良の場合は、導入効果は難しくなります。
• 施工不良で雨漏り問題が発生する場合があります。
• 法外な契約金額でセールスされることもあります。

デメリットの解消策

• 設置業者は複数社から選びましょう。
• 実績・経験のある専門業者を見極める事が大事です。
• サポート体制のある業者を選びましょう。

まとめ

太陽光発電を導入する際は、基礎知識を確認して、ご家庭に適切なシステムを設置しましょう。

太陽光発電は、電気代の節約や売電収入を得られる経済的メリットもありますので、お得な活用方法を調べてから、専門知識のある業者を選び、相談しながら導入を検討しましょう。