導入前に知りたい太陽光発電システムの特徴としくみを解説

太陽光発電は、電気を自給自足できる仕組みとして注目されているシステムです。一般住宅用としても余剰電力を売って費用効果を得ることも可能です。

将来的には、太陽光を利用したエネルギーで家庭の電力を賄うことができれば、電気代の節約や環境にやさしい暮らしを確保することができるようになります。

本記事では、太陽光発電を最適に利用するために、仕組みや特徴、FIT制度などについて解説していきます。

導入前に知っておくべき太陽光発電の仕組み

太陽光発電とは、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。

太陽光発電のしくみを簡単にいうと、家の屋根の上にに設置したソーラー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ます。

ソーラーパネルとは、太陽電池をたくさんつなげたもので、太陽光発電システムに欠かせない設備のひとつです。太陽電池とは、一般的な「電池」ではなく、太陽光のエネルギーを電力に変換する「発電機」のことです。

太陽光のエネルギーが太陽電池に当たると（ソーラーパネルに当たると）光電効果が起こって電気の流れが生じるようになります。

太陽光発電によって発電し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が「パワーコンディショナー」です。

「パワーコンディショナー」は、太陽光発電を利用するためには不可欠な電気機器です。また、発電した電気を売電するにも、この「パワーコンディショナー」が必要となります。

太陽光発電システムに必要な設備

太陽光発電のしくみを構成している主な必要な設備は以下の通りです。

太陽光発電システムの設備には、屋根の上に並んだパネルだけではなく、システムを最適に利用できるための機能的な設備を準備することが必要となります。

太陽光発電システムの特徴は？

では、続いて、太陽光発電にはどんな特徴があるのか解説していきます。

再生可能なエネルギーなので資源がつきることがない

太陽光を利用したシステムであるため、太陽がある限り資源に困ることがありません。

太陽の光を利用した太陽光発電は、石油・石炭・ガスなどの限られた資源を燃やして作る電気ではないため、地球温暖化などの環境問題の解決にも繋がっていきます。

気を付けたい点は、太陽光発電は自然のサイクルに合わせたシステムであるため、曇りや雨の日には発電効果は低下します。

電気量をたくさん増やすには、広い用地や大型の太陽光発電パネルを確保して蓄電器を活用することが必要です。
ただし、一般家庭で利用する際は、太陽光発電と電力会社の電気をうまく併用すれば、問題なく利用できます。

発電するときに二酸化炭素・CO2を排出しない

太陽光発電は、燃料を使わないシステムなのでCO2を排出しません。地球温暖化の進行を防ぐために、石油燃料を燃やして電力を生み出す火力発電に代わって、太陽光発電を活用したシステムに注目が集まっています。

日本では、火力発電に用いるエネルギー資源のほとんどが、海外からの輸入に頼っているため、もし輸入量が減少した場合は、国内の電力供給が難しくなる状況にあります。
火力発電エネルギーに代わる資源の活用として太陽光発電の導入が、国を挙げて促進されています。
地球温暖化の原因となる二酸化炭素CO2の影響を防ぐためには、一般家庭でも再生可能なエネルギ―を利用する方法について検討することが求められています。

太陽光発電システムの1日の発電量は？

では、太陽光発電システムでは1日にどのくらい発電量を得ることができるのか解説していきます。

システム容量とは、太陽光発電パネルでどのぐらい発電できるかを表す数値です。
システム容量の単位は、kWh（キロワット）です。

一般住宅用の太陽光発電パネルは、システム容量が3〜5kW程度となっています。住宅用のパネルのシステム容量は10kW未満と定められています。一般住宅での電気使用量の平均は、年間4,300kWhくらいとなっているため、太陽光発電パネルのシステム容量1kWあたり年間1,000kWhで計算すると、4.3kWのパネルの設置で年間の電力を発電することができるようになります。

なお、計算による発電量は、太陽光発電の設備の性能や、太陽光発電パネルの大きさや枚数、毎日の天候、設置条件などによって、数値は左右されます。

余った電力は売れる？買取制度について

太陽光発電では余った電力を売って収入になるというメリットがあります。
では、具体的にどのようにしたら売電収入が得られるのか？固定価格買取（FIT）制度について解説していきます。

固定価格買取（FIT）制度とは？

固定価格買取（FIT）制度とは、再生可能エネルギーで発電した電気を電力会社が一定価格で一定期間買い取ることを国が定めた制度です。

経済産業省が2012年7月に開始しています。FIT制度によって、国が発電事業者に対して10年間または20年間の売電期間を設けて、電力会社に電気を売ることを保証しています。

再生可能エネルギー「太陽光」「風力」「水力」「地熱」「バイオマス」の5つのいずれかを使って、FIT）制度の要件にしたがって利用することができます。
住宅用の場合は、おもに太陽光発電での利用がほとんどです。

固定価格買取（FIT）制度の目的

固定価格買取（FIT）制度の目的は、日本国内でのエネルギー自給率の低さ、地球温暖化などの問題に対して再生可能エネルギーの普及を目指すものとなっています。

日本のエネルギー自給率は、OECD（経済協力開発機構）加盟国の中で低く、石油、天然ガス、石炭、シェール・オイルなどは、海外からの輸入に9割以上頼っている現状です。

エネルギー源を輸入に頼っていると、いつどうなるか予測のつかない国際情勢によって私たちの毎日の生活に影響を及ぼすこともあり得ます。

したがって日本国内のエネルギー自給率を高めるために、再生可能エネルギーの発電システムの導入が推進されています。

固定価格買取（FIT）制度を利用してコスト回収する

再生可能エネルギーによる発電システムが注目される中、システムを導入するための費用は高く、なかなか導入に踏み切れない方も多くいます。
そこで、発電量を電力会社に売って収入になる仕組みを作れば、初期費用が回収できるため、太陽光発電システムを導入しやすくなるということになります。

固定価格買取（FIT）制度の買取価格・買取期間は？

売電価格の推移は以下の通りです。

一般家庭用に設置される容量10kW未満の太陽光発電の場合は、買い取り期間は10年間となっています。
買い取り期間の10年後には、契約満了となり、これを一般的に卒FITと言います。
卒FIT後の対策としては、今まで売電していた余っていた電力を自家消費型にできるように考えて行くことをおすすめします。

卒FITのタイミングに合わせて家庭での電気の使い方や節約方法について見直しが必要になるでしょう。
固定価格買取（FIT）制度は、2012年にスタートして以降、1kWhあたりの買取価格は毎年変動しています。毎年徐々に買取価格は下がっている傾向にあり、2023年度は、売電価格がさらに低下すると言われています。

固定価格買取（FIT）制度の申請方法

固定買取制度（FIT制度）の適用するためには、太陽光発電の設置が一般家庭用であっても「事業用」としての申請が必要です。
まず始めに、太陽光発電を開始するには、経済産業省で「事業計画認定申請」の手続きを行います。

「事業計画認定申請書」に記入する内容は、発電所の規模や太陽光発電システムの設置場所等になります。

設備規模が10kW未満の場合は、おもに以下の必要書類を準備します。

申請が受理されると、申請者に確認メールが届いて、これに返信すると審査が始まります。
申請内容が許可されると、太陽光発電事業者として売電ができるようになります。

なお、再生可能エネルギー電子申請ホームページからWeb申請ができます。

申請から認定までの期間は、およそ3か月くらいかかります。

FIT制度の買取単価は、毎年単価の下落が見られるため、申請者の数は年度末に集中しやすくなっています。

また、経済産業省の手続きと一緒に売電を実際にスタートする際は、電力会社と契約を行います。申請手続きを行うと、電力会社は申請者の住宅から買電できる環境を整備します。

太陽光発電のメリットとデメリット

太陽光発電を導入した際のメリットとデメリットを確認しておきましょう。

太陽光発電で自給自足で作った電気を優先して多く使えば、電力会社に支払う電気代を減らして節約することができます。FIT制度を利用すれば、太陽光発電で余った電気を電力会社へ売電することも可能です。
太陽光発電を導入した後は、日常の設備点検をきちんと行っていれば、定期メンテナンスは、およそ4年に1回のタイミングが推奨されています。
また、エコキュートと併用で節約できたり、屋根下の部屋の温度を快適にすることもできます。太陽光発電パネルは屋根上に設置するため、太陽光の照り返しや、屋根からの放射冷却が抑えられます。
太陽光発電システムを導入する際に、蓄電池は必要なのか悩むところですが、一緒に利用すれば、電気を貯めておいて停電や災害時に活用することもできるのでおすすめです。

太陽光発電システムは、導入前のシミュレーションが大事ですが、悪天候の日には、発電効率は低くなりますのでシミュレーション通りにならない場合もあります。
天候に左右されないための方法としては、蓄電池を設置することをおすすめします。

また、太陽光発電の設置条件や施工工事が不良だった場合は、発電量が期待できないため導入効果が低くなります。導入する前の準備として、天候、設置する地域、立地条件、屋根の方角などのシュミレーションをして、適切な工事を請け負ってくれる業者を選ぶことが必要となります。

初期費用は高額になるため、補助金や住宅ローンを利用するのがおすすめです。また売電収入で費用効果を得たい場合は、FIT制度の仕組みを調べたり、蓄電池で自家消費型で電気代を減らす方法などについて検討するようにしましょう。

まとめ

太陽光発電システムを導入する際は、一般的な特徴や仕組みを知っておくと良いでしょう。実際に設備を購入するときや工事業者に相談する際に、話がわかりやすくなって適切なシステムを選ぶことができるようになります。
太陽光発電の売電収入を検討する際は、FIT制度の仕組みや要件を知ってから費用効果について検討すると良いでしょう。